煤气化渣活化过二硫酸盐和过一硫酸盐降解苯酚的比较

以固体废弃物煤气化渣(CGS)作为活化剂,构建了煤气化渣/过二硫酸盐(CGS/PDS)和煤气化渣/过一硫酸盐(CGS/PMS)体系,通过场发射扫描电子显微镜表征CGS的微观结构和元素组成,使用傅里叶红外光谱仪和X射线光电子能谱仪表征CGS表面官能团,考察了CGS投加量、PDS浓度、PMS浓度、初始pH等因素对降解苯酚的影响,推测了活化路径,探究了氧化机理。结果表明,CGS中Fe元素含量达11.9%且含有多种官能团,随着CGS投加量的增加,PDS和PMS对苯酚的降解效率逐渐增大。当CGS投加量为3.0g/L时,1.0mmol/L PDS反应60min后对苯酚的降解率达97.82%,0.4mmol/L PMS反应60min后对苯酚的降解率达98.88%。两种体系对苯酚的降解率均在p H=3时最高。共存Cl-对两个体系降解苯酚均表现出促进作用,而共存NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、HCO_(3)^(-)对苯酚的降解产生抑制作用。CGS/PDS体系降解苯酚过程中产生了·SO_(4)^(-)和·OH,而CGS/PMS体系产生了·SO_(4)^(-)、·OH和·O_(2)^(-),但两个体系对苯酚的降解均以·SO_(4)^(-)占主导地位。研究结果可为固体废弃物煤气化渣高价值应用提供指导,为煤气化渣进一步应用于水污染控制提供理论依据。

过一硫酸盐/高铁酸盐体系处理页岩气压裂返排液实验研究

针对高盐难降解的页岩气压裂返排液,探究过一硫酸盐(PMS)/高铁酸盐(Fe(VI))体系氧化其中有机物的可行性。对比了活化PMS的不同方式及不同氧化工艺;设计了L_(16)(4~4)正交实验优化氧化反应参数;考察了该体系在氧化的同时达到的混凝和软化效果。结果表明,PMS/Fe(VI)体系在最佳反应条件下(即PMS的浓度为1 800 mg/L,Fe(VI)浓度为1 200 mg/L,pH为5,反应温度为35℃时)TOC的去除率为46.4%,其中各因素的贡献值分别是19.34%、51.31%、15.38%、13.68%。在高效矿化有机物的同时能去除返排液中99.5%的总悬浮固体(TSS)和95.2%的Ba^(2+)。研究结果可为页岩气压裂返排液预处理工艺单元的设计和运行提供参考。

铁刨花活化过一硫酸盐氧化破络Cu-EDTA的特性研究

选用工业生产中废弃的铁刨花作为零价铁(ZVI)供体,通过催化活化过一硫酸盐(PMS),研究其对CuEDTA的降解破络特性。考察了PMS初始浓度、铁刨花投加量、pH、水质离子对Cu-EDTA破络的影响。在此基础上,进一步分析了体系中的活性物质及反应后生成铁泥的特性。结果表明:当铁刨花投加量为10 g/L,PMS初始浓度为4.5 mmol/L,pH=3时,Cu的去除率达到99.64%,pH对反应无显著影响;CO_(3)^(2-)和Cl^(-)对Cu的去除呈现出一定的抑制效果,且CO_(3)^(2-)的抑制效果强于Cl^(-),腐殖酸(HA)无显著抑制效果;自由基抑制实验结合电子顺磁共振(EPR)表征结果表明体系中同时存在SO_(4)^(·-)和·OH;反应后所生成铁泥的EPR表征结果表明,铁刨花表面被腐蚀,生成了纳米级别的铁(氢)氧化物,提高了对Cu的去除率。

电/高锰酸钾/过一硫酸盐体系降解活性黄K-RN及其机理

印染废水中的有机染料处理在水处理技术中长久以来都是一大难题,电/高锰酸钾/过一硫酸盐体系(EC/PM/PMS体系)可以高效地降解活性黄K-RN等难降解有机污染物,但其降解机制还尚未明确,且锰类物质能否活化PMS产生活性物质以及PMS活化机理还需进一步探究。因此,本文研究了EC/PM/PMS体系在降解印染废水时活性物质的类别和产生途径,同时确定了锰类物质在其中的作用机理和PMS的活化过程。结果表明,EC/PM/PMS体系是一种包含自由基氧化和非自由基氧化的复合体系,体系中由PM还原生成五价锰、六价锰和无定形二氧化锰活化PMS。此外,明确了活性氧类自由基氧化是活性黄K-RN降解的主要路径,占比为95.3%,电极直接氧化占比2.1%,非自由基氧化占比仅为2.6%。

MOFs材料负载的钴铁尖晶石活化过一硫酸盐降解四环素

通过简单的水热法成功制备了钴铁尖晶石和MOFs材料耦合的磁性功能催化剂CoFe_(2)O_(4)/UiO-66-NH2(CF/U6N),用于活化过一硫酸盐降解水中的四环素(TC)。由于负载后CoFe_(2)O_(4)活性组分分散性的提高和与载体之间的相互作用增强,CF/U6N表现出良好的催化活性和稳定性,在30 min内对TC降解效率可达93.2%。5次循环后,对TC的去除率仍保持在80%以上。同时CF/U6N功能催化剂可适用于较宽的pH值范围(3~9),在无机阴离子共存条件下对TC降解也具有较高的催化活性。猝灭实验和电子顺磁光谱表明TC的降解过程涉及自由基和非自由基路径,且硫酸根自由基和单线态氧均在TC降解过程中起到重要作用。

Bio-MOF-11(Co)活化过一硫酸盐去除废水中的罗丹明B和Cu^(2+)

采用Bio-MOF-11(Co)活化过一硫酸盐(PMS)同步去除废水中的罗丹明B(RhB)和Cu^(2+).考察了Bio-MOF-11(Co)投加量、PMS浓度、初始pH值、反应温度、RhB初始浓度和Cu^(2+)浓度对RhB降解和Cu^(2+)去除的影响,并采用响应面分析法优化了降解RhB的反应条件.结果表明,RhB的降解符合伪一级反应动力学.Cu^(2+)最大吸附量为22.98mg/g.在RhB初始浓度为20mg/L、Cu^(2+)浓度为2.5mg/L、Bio-MOF-11(Co)浓度为80mg/L、PMS浓度为1.0mmol/L、初始pH值为7的条件下,反应15min后,RhB降解率达到98.72%,Cu^(2+)去除率为73.53%,.自由基淬灭实验证实,RhB的降解通过非自由基(~1O_(2))和自由基(SO_(4)^(-)·、·O_(2)^(-)和·OH)氧化的途径共同完成,Cu^(2+)主要通过Bio-MOF-11(Co)的吸附作用被去除.紫外可见吸收光谱分析结果推测了RhB可能的降解路径.Bio-MOF-11(Co)活化PMS高级氧化工艺可实现同步去除有机污染物和重金属.

CuO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料在可见光下协同过一硫酸盐降解AO7

本文采用水热法和浸渍煅烧法成功合成CuO/Bi_(2)MoO_(6)异质结,并建立了CuO/Bi_(2)MoO_(6)复合材料在可见光下活化过一硫酸盐降解AO7的协同催化体系.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对复合材料的晶相结构、元素组成、形貌结构和吸收波长进行了表征,并探讨了在不同条件下的对AO7的去除性能.结果表明,CuO的引入增强了Bi_(2)MoO_(6)的光催化性能,同时增强了对PMS的活化.当AO7的浓度为0.1 mmol·L^(-1),催化剂为0.25 g·L^(-1),PMS为1 mmol·L^(-1)条件下,AO7的降解率可以在30 min内达到99%以上.提出了AO7一种可能存在的降解机理,并通过自由基消除实验进行了验证.复合材料在5次降解循环后仍能保持活化性能,具有较高的稳定性.

Co1.5-玉米秸秆生物炭活化过一硫酸盐高效降解莠去津的研究

为解决莠去津的大量使用而导致的环境污染问题,本研究通过水热、煅烧法成功制备出负载型钴基催化剂复合材料Co1.5-玉米秸秆生物炭并构建了过一硫酸盐高效降解体系。通过透射电子显微镜、X射线衍射光谱和比表面积及孔径表征,获得Co1.5-玉米秸秆生物炭催化剂的结构特征信息。对Co1.5-玉米秸秆生物炭/过一硫酸盐体系降解性能和影响因素研究发现,当Co1.5-玉米秸秆生物炭浓度为0.010 g/L、过一硫酸盐浓度为0.075 g/L时,Co1.5-玉米秸秆生物炭/过一硫酸盐体系30 min对莠去津的降解率达到97.96%。本研究为新型高效、绿色催化剂的研发提供了新的制备方案,并为实际废水的治理提供了科学参考。

磷掺杂碳量子点的制备及活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝

报道了一种磷掺杂碳量子点(P-CQDs)的方法,用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)等对P-CQDs进行了详细表征,结果证实磷成功接入了CQDs。引入磷可以减少CQDs的禁带宽度,从而提高对光的吸收和促进光生电子转移。在可见光照射下,P-CQDs的用量为0.5 g/L、过一硫酸盐(PMS)的浓度为0.4 mmol/L时,10 min内亚甲基蓝(MB)的降解率为99%。考察了P-CQDs用量、PMS浓度和MB浓度等因素对体系降解MB效率的影响。同时,用自由基淬灭实验考察了P-CQDs光催化活化PMS降解MB的机理,结果表明超氧自由基(O_(2)^(·-))是主要的活性物质。

氨基羧酸盐螯合钴活化过一硫酸盐降解四环素

以氨基羧酸盐为螯合剂制备了一种良好的金属基非均相催化剂.在室温和酸性pH条件下(pH~6),将氨基羧酸盐亚氨基二琥珀酸四钠(IDS)螯合金属钴并接枝在壳聚糖(CS)上制备了复合催化剂(CSI-Co).通过EDS能谱仪,傅立叶红外光谱仪(FT-IR),X射线光电子能谱仪(XPS)等表征结果表明,CS和IDS成功接枝形成酰胺键,同时金属Co也成功螯合到复合材料上.利用CSI-Co活化过一硫酸盐(PMS)降解盐酸四环素(TCH),在10mg/L TCH(初始pH~5.21),PMS投加量为400mg/L,CSI-Co投加量为200mg/L的条件下,反应10min TCH的降解率达98.52%,且重复使用4次后降解率仍达74.16%.在较宽pH范围内(3~11),多种阴离子(HCO_(3)^(-),HPO_(4)^(2-),SO_(4)^(2-),Cl^(-),NO_(3)^(-))和腐殖酸(HA)存在下也有较好的催化效果,表明其优良的催化性能.通过自由基淬灭和电子顺磁共振(EPR)实验对反应体系中的活性物种进行鉴定,证实PMS/CSI-Co体系降解TCH过程中主要活性物种为单线态氧(^(1)O_(2)),同时少量硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和羟基自由基(HO^(·))参与降解.研究结果为金属基非均相催化剂降解废水中的抗生素提供了一种新思路,表明所制备的CSI-Co在过硫酸盐催化反应及抗生素的去除中具有潜力.

Fe/Co双金属材料活化过一硫酸盐氧化降解水中2,4-D

为了处理有机氯除草剂2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)造成的环境污染,本研究采用液相还原法制备了铁钴双金属纳米颗粒(n-Fe/Co),并通过Fe、Co的合成比例优化了活化过一硫酸盐(PMS)体系对2,4-D的降解性能。结果表明:在pH为4.5的条件下,使用0.03 g·L^(-1)的n-Fe/Co和0.5 mmol·L^(-1)的PMS,2,4-D(10 mg·L^(-1))在30 min内完全去除,与单纯的纳米零价铁(nZVI)相比,2,4-D的去除率提升了60.9个百分点。n-Fe/Co可以在很宽的pH范围(2~9)和复杂的阴离子条件下有效去除2,4-D。自由基抑制实验表明羟基自由基是参与反应的主要活性物种(贡献率达到62.2%)。在中间产物分析的基础上,提出了2,4-D在n-Fe/Co-PMS体系中的降解机理和降解途径。研究表明,n-Fe/Co复合材料活化PMS系统在处理水中的2,4-D除草剂污染方面有很大的应用前景。

Co-Cu双金属氧化物活化过一硫酸盐去除水中磺胺甲噁唑

采用钴铜双金属氧化物(Co-Cu)为催化剂,活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的磺胺甲噁唑(SMX).使用场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)对催化剂的形貌和元素组成进行表征.考察了催化剂和PMS浓度、无机阴离子和富里酸(FA)对Co-Cu/PMS体系降解SMX的影响.结果表明,当pH为7.0时,在催化剂用量为50 mg·L^(-1),PMS浓度为0.5 mmol·L^(-1)条件下,50 mg·L^(-1)的SMX在30 min内去除率为95.6%,增加PMS浓度或提高催化剂用量均可加快SMX的降解速率.水中FA与HCO3-对SMX的去除率有一定的抑制作用,而Cl^(-)和SO_(4)^(2-)对反应无影响.淬灭实验与电子顺磁共振(EPR)结果显示,硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和单线态氧(^(1)O_(2))为Co-Cu/PMS体系中主要的活性氧物种(ROS).XPS分峰结果表明,在钴铜双反应活性中心中Cu^(+)/Cu^(2+)循环是活化PMS的主要成分.

新型磁性生物炭活化过一硫酸盐降解双酚A

文章使用溶胶-凝胶燃烧法制备磁性生物炭CuFe_(2)O_(4)@SBC,并将其用于活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)降解双酚A(bisphenol,BPA)。通过X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析等表征方法探究该复合材料的理化特性,结果表明,CuFe2O4稳定地负载在生物炭表面,且复合材料表面有大量的含氧官能团,如O=C=O、C—O—C和—OH。通过批次试验,探究该材料在不同条件下活化PMS降解BPA的效果,并进行伪一级动力学拟合。结果表明,BPA的去除率随着磁性生物炭投加量、PMS浓度、温度和pH值的增加而增加。通过重复利用试验发现,磁性生物炭在第3轮催化降解试验中对BPA的降解率仍能达到91%。此外,通过淬灭试验发现,^(1)O_(2)、·OH、SO_(4)^(-)·和O_(2)^(-)·都参与了BPA的降解,其中1O2是最主要的活性物种。

类普鲁士蓝衍生物活化过一硫酸盐降解罗丹明B

采用铜铁类普鲁士蓝衍生物(Cu_(n)Fe_(1)-PBAs)活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB),考察铁铜摩尔比、催化剂投加量、PMS与RhB的摩尔比、起始pH和水中常见离子对RhB降解的影响。结果表明:Cu_(2)Fe_(1)-PBAs可以有效活化PMS降解RhB。在RhB浓度为20 mg/L,Cu_(2)Fe_(1)-PBAs用量为0.6 g/L,PMS浓度为0.513 g/L,碱性条件时最有利于RhB降解。NO^(-)_(3)、HCO^(-)_(3)、Cl-促进RhB的降解,SO^(2-)_(4)抑制RhB的降解。硫酸根自由基(SO^(-)_(4)·)、羟基自由基(·OH)、单线态氧(^(1)O_(2))和超氧自由基(·O^(-)_(2))均参与Cu_(2)Fe_(1)-PBAs活化PMS降解RhB反应过程。

碱活化过一硫酸盐氧化去除剩余污泥中三氯生

采用碱活化过一硫酸盐(PMS)氧化去除剩余污泥中三氯生(TCS),考察了TCS去除效果的影响因素,探究了TCS的去除机理,并揭示了TCS的可能降解路径。实验结果表明,在PMS投加量为23 mmol/L、初始pH为11、反应时间为120 min的优化条件下,TCS去除率可达84.95%。3D-EEM和FTIR分析表明,碱活化PMS生成的活性物种能够破坏胞外聚合物的官能团,促使TCS从固相释放到液相中。自由基鉴别实验结果表明,碱活化PMS氧化降解TCS的主要活性物种为单线态氧(^(1)O_(2))和超氧自由基(·O_(2)^(-))。通过LC-MS技术识别了TCS降解的7种中间产物,并据此推测出TCS降解的3种可能路径,包括羟基化、水解和脱氯反应。

CuO/CN催化过一硫酸盐降解四环素性能及机理研究

利用室温合成和高温热解法制备了不同负载量的CuO/CN非均相催化剂,用于活化过一硫酸盐(PMS)降解四环素(TC)。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线荧光光谱仪(EDS)、X射线粉末衍射仪(XRD)等表征仪器对材料进行了详细表征,评价了Cu O/CN材料的表面形貌和物质状态。结果表明,铜以Cu O的形式均匀地负载在CN上,并对PMS降解四环素表现出高效的催化性能。在四环素初始质量浓度为20 mg/L、p H=5.5、PMS浓度为0.3 mmol/L、2.5%Cu O/CN投加量为0.2 g/L的条件下,处理120 min后TC降解率达93.72%。采用猝灭实验和电子自旋共振(EPR)技术分析降解过程的活性物质,结果表明^(1)O_(2)是TC降解过程的主要活性物种。催化剂历经5次循环实验后,TC降解率仍能够达到86.39%,表明催化剂具有较好的稳定性和重复使用性。因此,CuO/CN在催化PMS降解TC等抗生素方面具有良好的应用前景。

阳极电活化过一硫酸盐降解有机废水的研究进展

近年来,电活化过硫酸盐技术作为一种新兴的高级氧化工艺,因其低能耗、氧化能力突出、pH适应范围广、环境友好等诸多优势而成为降解有机废水的热点研究方向.过一硫酸盐(PMS)因具有不对称结构相较于过二硫酸盐(PDS)更易被活化,且主要以阴离子的形式吸附于阳极,因此,阳极电活化过一硫酸盐(EA-PMS)逐渐受到了广泛关注.本文系统地介绍了阳极EA-PMS的研究进展,重点阐述了EA-PMS体系中自由基和非自由基的生成路径及其降解有机物的机理,探讨了影响阳极EA-PMS的主要因素,并对该领域未来的机遇和挑战进行了展望.

Fe单原子催化剂活化过一硫酸盐去除水中有机物

采用聚吡咯水凝胶法制备了高Fe负载量(w)的Fe-N/P-C单原子催化剂,运用HAADF-STEM对其进行了表征,研究了其活化过一硫酸盐(PMS)降解双酚A(BPA)和二级出水中溶解性有机物(DOM)的性能。实验结果表明:对于BPA溶液,Fe负载量为2.32%、4.72%和6.74%时,BPA降解的反应速率常数分别为0.65,0.92,0.83 min^(-1),反应60 min后,TOC去除率分别为73%、80%和78%,BPA去除率分别为98%、100%和100%;对于加入BPA的二级出水,Fe负载量为2.32%和4.72%时,BPA降解的反应速率常数分别为0.43 min^(-1)和0.76 min^(-1),反应60 min后,TOC去除率分别为49%和56%,BPA去除率分别为80%和100%,DOM荧光强度分别增强32%和降低46%;Fe-N/P-C活化PMS体系中,超氧自由基和单线态氧为主要活性氧物种,Fe为活化PMS的活性中心。

单原子Mn-N-C催化活化过一硫酸盐降解2,4-二氯苯酚

针对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP)对环境污染的危害,急需开发一种清洁高效的处理方式。研究采用模板蚀刻法制备了锚定在氮掺杂碳上的Mn单原子催化剂(Mn-N-C),Mn原子以Mn—N_(x)的形式均匀地稳定在载体上,该结构增强了Mn-N-C材料的极化和电子传递。当Mn-N-C和PMS的投加量分别为50 mg/L和0.8 mmol/L时,在温度为25℃,pH=7.0的条件下,2,4-DCP在60 min内降解率为99.6%,拟一级反应速率常数k_(obs)=0.0786 min^(-1)。通过分析计算,Mn-N-C中Mn—N_(x)和N—(C)3结构活化PMS产生^(1)O_(2)和·O_(2)^(-),而后2,4-DCP主要由^(1)O_(2)通过羟基化、脱氯和开环反应降解,降解产物的毒性大幅降低。试验结果表明:Mn-N-C在活化PMS降解2,4-DCP显现出优异的催化活性;Mn-N-C/PMS体系具有一定抗干扰能力、优异的稳定性和可重复使用性,为实际废水中2,4-DCP的处理提供了一种有效方法。

微纳米气泡协同过一硫酸盐技术降解二甲苯废气的研究

以二甲苯为挥发性有机物的代表,采用微纳米气泡协同过一硫酸盐技术对二甲苯废气进行连续流动态实验研究,探讨微纳米气泡协同过一硫酸盐对二甲苯的降解作用,系统讨论二甲苯初始浓度、微纳米气泡投加量、过一硫酸盐投加量、停留时间和pH值对二甲苯降解的影响。结果表明,微纳米气泡可有效活化过一硫酸盐,微纳米气泡协同过一硫酸盐可以有效降解二甲苯;在低浓度下,喷淋液pH值对二甲苯降解率影响不大,二甲苯降解率分别随微纳米气泡投加量、过一硫酸盐投加量和停留时间的增加而升高。