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。

微波强化过二硫酸盐降解橙黄G的作用机理

以橙黄G作为反应体系的目标污染物,通过自由基鉴定、微波(MW)致热效应与非致热效应、紫外光谱扫描、三维荧光分析、总氮(TN)和总有机碳(TOC)的测定等试验,探究微波强化过二硫酸盐(MW-PDS)体系降解橙黄G的作用机理。研究表明:MW-PDS体系的主要自由基为硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)和羟基自由基(·OH),且SO_(4)^(-)·起主导作用,SO_(4)^(-)·和·OH的贡献率随pH的升高分别呈下降和上升趋势。MW通过致热效应和非致热效应强化过二硫酸盐(PDS)降解污染物的效果,致热效应能提高体系的温度,非致热效应可通过降低活化能加快体系反应速率,PDS在MW辐射作用下高效吸收MW能并断裂自身O—S键产生具有强氧化性的SO_(4)^(-)·来降解污染物。MW-PDS体系具有反应时间短、药剂投量小和去除效率高的优势,在实际废水处理中也具有良好的应用前景。

硫化纳米零价铁活化过二硫酸盐降解废水中四环素

硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将S-nZVI与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。本文以硫脲为硫源制备高活性S-nZVI,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高级氧化体系实现对四环素(TC)的高效降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法分析S-nZVI的组成结构和表面形貌,考察硫铁物质的量的比(S/Fe)、硫化时间、S-nZVI投加量、PDS浓度、溶液初始pH和共存离子对TC降解的影响作用,通过活性物种淬灭实验和电子顺磁共振实验(EPR)探究自由基和非自由基活性物质对TC的降解作用,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析TC降解的可能路径。结果表明:纳米零价铁(nZVI)经硫化改性后,比表面积增大,Fe和S均匀地分布在材料表面;S/Fe对TC降解的影响作用较小,TC降解率与S-nZVI投加量和PDS浓度呈正相关,但随着硫化时间增加呈现降低趋势;S-nZVI/PDS体系在较宽pH范围(pH=5~9)内均具有较优的TC降解效果;反应溶液中存在不同阴离子时,TC降解率受到不同程度抑制作用,其中HCO_(3)^(-)抑制作用最为显著;当S/Fe为0.028、硫化时间为2h、S-nZVI投加量为1g/L、PDS浓度为2mmolL,不调节初始溶液pH时,反应120min后TC降解率可达94.6%;S-nZVI/PDS体系的活性物种除常见自由基(SO_(4)^(·-)和HO^(·))外,还包括非自由基活性物质Fe(Ⅳ),但Fe(Ⅳ)对TC的降解作用较小;TC降解主要通过特定官能团裂解和开环反应进行,最终氧化降解成CO_(2)和H_(2)O。

锌硫功能生物炭活化过二硫酸盐降解亚甲基蓝

以入侵物种水葫芦为原料,七水硫酸锌(ZnSO_(4)·7H_(2)O)溶液作为培养基,采用简单环保的植物富集法结合一步热解法制备了锌(Zn)硫(S)功能生物炭(Zn/S-BC),并利用SEM、BET、FT-IR、XRD和XPS等对其形貌和结构等进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为主要污染物,考察了不同体系、Zn/S-BC投加量、过二硫酸盐(PDS)投加量、初始p H、共存阴离子和不同质量浓度MB等对Zn/S-BC活化PDS降解MB的影响,并探索了体系降解MB起主导作用的活性物种。实验结果表明:在溶液初始p H为7.08、Zn/S-BC投加量为0.2 g/L、PDS投加量为0.3 mmol/L、MB初始质量浓度为50 mg/L和反应温度为25℃条件下,体系对MB的降解率达98.7%,Zn/S-BC-PDS体系对高质量浓度MB(100、500、1 000 mg/L)及甲基橙(MO)和四环素(TC)也有很好的降解效果。在MB降解过程中硫酸盐自由基(SO_(4)^(·-))、羟基自由基(·OH)和单线态氧(^(1)O_(2))是参与MB降解的主要活性物质,催化剂表面的含氧官能团C—O、吡啶氮、石墨氮和噻吩硫等也会参与对MB的降解。Zn/S-BC-PDS体系具有很好的抗干扰性和稳定性。该研究为绿色高效催化剂的制备及其催化PDS降解有机污染物提供了参考。

羟胺强化Fe(Ⅲ)-NTA络合物活化过二硫酸盐降解磺胺甲恶唑

针对Fe(Ⅱ)/过二硫酸盐(Peroxydisulfate,PDS)高级氧化技术存在的pH值应用范围窄、铁泥产量大等缺陷,研究构建Fe(Ⅲ)-氨三乙酸(Nitrilotriacetic Acid,NTA)/羟胺(Hydroxylamine,HAm)/PDS体系,以在中性条件下高效降解水中新污染物磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)。研究结果显示,Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系在pH=7条件下对SMX的降解率可达91%,该体系降解SMX的主要活性物种为·SO_(4)^(-)和·OH。SMX在Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系中的降解效率随溶液pH值的升高而降低,且增加Fe(Ⅲ)、PDS的用量会加速SMX降解。NTA的引入可将Fe(Ⅱ)/PDS体系的pH值应用范围由酸性拓展至弱碱性,与此同时,向体系内加入HAm可有效减少铁泥的产量。根据检测到的降解产物,提出SMX在Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系中可能的降解途径包括断键反应、羟基化反应、氨基氧化反应。双酚AF、双氯芬酸、土霉素等其他新污染物也能在Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系中被高效去除,表明该体系在新污染物的降解领域有较大的应用潜力。

载铁凹凸棒石活化过二硫酸盐去除水中土霉素

因传统处理方法难以有效去除水中抗生素类污染物,该研究以土霉素(OTC)为试验对象,首先将凹凸棒石(ATP)以FeCl3溶液浸渍,在300、500和700℃下煅烧,制备了3种载铁凹凸棒石(F300、F500和F700),然后将其作为催化剂活化过二硫酸盐(PDS)去除水中土霉素。考察了催化剂投加量、PDS浓度、溶液pH值、共存阴离子(Cl和HCO_(3)^(-))和腐殖酸等因素对OTC去除的影响,并通过淬灭实验探究了载铁凹凸棒活化PDS去除OTC的机理。结果表明,F300作为催化剂活化PDS去除100 mL溶液中10 mg/L的OTC效果最佳。在优化的pH值为3.5、0.2 g/L催化剂和1 mmol/L PDS条件下反应65 min,以F300和F500作为催化剂OTC去除率接近100%,以F700作为催化剂OTC去除率为84.78%。活化降解机理研究表明,在初始pH值为3.5时,体系中SO_(4)^(-)·占优势,1 O_(2)对反应进程有一定的贡献,而·O_(2)^(-)反应活性较差,对OTC的去除贡献不大。研究结果可为高级氧化技术去除水中抗生素的应用提供科学依据。

氮掺杂多孔污泥炭活化过二硫酸盐降解橙黄Ⅱ

以市政污泥为碳源、碳酸氢钾为活化剂、尿素为氮源,制备了氮掺杂多孔污泥生物炭(NKBC),并采用N2吸附-脱附实验、SEM、XRD、XPS对其比表面积、表面特征进行了系列表征与分析,结果表明,NKBC具有较大的比表面积,由于N负载于NKBC孔道内,其表面褶皱、缺陷较多,活化位点较多。将NKBC用于活化过二硫酸盐(PDS)降解橙黄Ⅱ,考察NKBC/PDS体系降解橙黄Ⅱ的性能,结果表明,在加入PDS 20 min后,NKBC/PDS体系对橙黄Ⅱ的降解率高达99.7%;该体系可在较宽pH范围(3~11)及常见阴离子存在条件下发挥作用。自由基猝灭实验和EPR光谱结果表明,NKBC/PDS体系降解橙黄Ⅱ的主要活性物种有·OH、SO_(4)^(·-)和^(1)O_(2),且以^(1)O_(2)为主。该研究所构建的NKBC/PDS体系可应用于染料废水的处理,实现“以废治废”的目标。

催化剂活化过二硫酸盐降解双酚A的研究

随着工业发展,人类的生产生活导致了严重的水污染,双酚A是一种难以处理的污染物,其中高级氧化技术具有较好的处理应用价值。通过制备N掺杂石墨碳包覆Fe纳米颗粒催化剂(Fe-NC-G-700)来活化过二硫酸盐(PDS)降解水体中环境激素BPA。首先优化了催化剂焙烧温度。随后,使用单因素控制法优化了催化剂添加量、PDS添加量、反应温度和溶液初始pH值等主要工艺参数,其最佳工艺条件为:Fe-NC-G-700=200 mg/L,PDS=0.378 mM,反应温度为30℃,初始pH=6.5。同时考察了共存无机阴离子对BPA降解的影响(HCO^(-)_(3)、Cl^(-)、H_(2)PO^(-)_(4)和NO^(-)_(3)),说明Fe-NC-G-700/PDS体系对无机阴离子有较强的抗性。此外,对照实验显示所制备的Fe-NC-G-700具有很好的活化PDS能力。同时,淬灭实验结果表明Fe-NC-G-700/PDS体系中主要活性氧(ROS)为超氧自由基和单线态氧。

Fe^(2+)与Fe^0活化过二硫酸盐降解活性艳蓝KN-R

为了解Fe2+与Fe0在活化PDS(过二硫酸盐)降解活性艳蓝KN-R时的差异,通过序批试验,考察了Fe2+/PDS和Fe0/PDS体系中c(Fe2+)、ρ(Fe0)、c(PDS)和初始p H对KN-R降解的影响.结果表明:在Fe2+/PDS体系中,最佳反应条件〔初始pH为3.0,c(Fe2+)为1.0 mmol/L,c(PDS)为2.0 mmol/L〕下,180 min后KN-R的去除率达到96.55%;过高的p H和c(Fe2+)对KN-R的降解均有明显的抑制作用.在Fe0/PDS体系中,当p H和ρ(Fe0)过高时,KN-R的去除率仍维持在较高水平,当p H为9.0时,180 min后KN-R的去除率为90.53%;当ρ(Fe0)为448 mg/L时,50 min后KN-R的去除率就能达到94.35%.在2个体系中,c(PDS)的升高均能显著提高KN-R的去除率,当c(PDS)由0.5 mmol/L增至8.0 mmol/L时,KN-R的去除率由47.25%(Fe2+/PDS体系)和57.00%(Fe0/PDS体系)增至100%.动力学分析显示,KN-R的降解均遵循一级反应动力学;最佳反应条件下2个体系中的活性自由基均以硫酸根自由基(SO4-·)为主.因此,在降解KN-R过程中,Fe0/PDS体系的性能明显优于Fe2+/PDS体系.

零价铁活化过二硫酸盐氧化降解阿特拉津

利用零价铁(Fe0)活化过二硫酸钠(PDS)产生硫酸根自由基(SO4-.)降解环境中的阿特拉津。初步探讨了介质初始pH值、PDS初始浓度、Fe0加入量对阿特拉津降解率的影响,并比较了铁量相同的Fe0/PDS、Fe2+/PDS和Fe3+/PDS 3种体系对阿特拉津的降解能力。结果表明,在初始pH=6.5、1 mL初始浓度为2.0 mmol/L PDS、Fe0加入量为28 mg的条件下,反应60 min后,Fe0/PDS体系对100 mL浓度为0.10 mmol/L阿特拉津的降解率达到99.0%,远高于Fe0、PDS、Fe2+/PDS和Fe3+/PDS 4种体系对阿特拉津的降解率。另外,酸性介质、增加Fe0或PDS的投入量均有利于提高阿特拉津的降解率。同时,通过采用甲醇和叔丁醇作为分子探针鉴定了Fe0/PDS体系中产生的活性中间体SO4-.和羟基自由基(.OH)。

零价铁/过二硫酸盐去除水中硝基苯的还原与氧化机理

探讨了零价铁(Fe0)/过二硫酸盐(PS)去除水中硝基苯(NB)体系中还原反应和氧化反应之间的相互影响机制.实验表明,采用依次投加Fe0和PS的方式去除NB,随着PS投加时间的推后,Fe0还原NB产生更多的苯胺(AN),加入PS后,氧化去除AN更彻底;在NB/Fe0/PS的反应体系中,当NB和AN同时存在,SO-·4易和AN反应,而基本不去除NB.酸性条件和增加Fe0投加量,利于Fe0还原NB产生更多的AN,增加PS投加量利于AN的氧化去除.投加PS后AN的去除可能主要是发生了Fe2+催化PS的类Fenton氧化反应.

零价铁催化过二硫酸盐降解苯胺

采用Fe0催化过二硫酸钠(PS)降解水中苯胺(AN)。在Fe0-PS体系中,Fe0在酸性条件下被氧化生成Fe2+,Fe2+可以催化PS产生强氧化性的SO4-,发生类Fenton试剂氧化反应,从而降解AN。实验结果表明,在PS加入量为6.0 mmol/L、Fe0加入量为35.7 mmol/L、反应时间为120 min的条件下,AN降解率可达81.4%,TOC去除率达52.6%,一级反应速率常数为0.038 19 min-1。

铁活化过二硫酸盐湿法氧化去除一甲胺恶臭气体

CH3NH2(一甲胺)作为一种重要的工业原料而被大量使用,其嗅阈值低,具有刺鼻的鱼臭味,是一种典型的恶臭气体.选取PS(过二硫酸盐)作为氧化剂,采用湿法吸收氧化去除CH3NH2.在探讨CH3NH2的吸收性能的基础上,比较了4种方式〔Fe2+活化PS、CA(柠檬酸)螯合Fe2+活化PS、Fe0活化PS、CA联合Fe0活化PS〕对CH3NH2湿法氧化去除效果的影响.结果表明:CH3NH2气体在酸性条件下易溶于水;单独用Fe2+或Fe0活化PS处理CH3NH2时,Fe0活化后的去除效果明显优于Fe2+;然而,在联合使用螯合剂CA之后,Fe2+活化的去除效果反而优于Fe0.CA螯合Fe2+的CH3NH2去除率由单独Fe2+活化时的32%升至64%,Fe0活化与CA联合Fe0活化去除率均提升至40%.究其原因,可能是由于不同活化方式下Fe2+释放速率不同所致,释放速率直接影响了Fe2+的存在时间,Fe2+活化PS速率对于氧化去除效果有影响,并最终影响CH3NH2的脱除.

聚合物支载过二硫酸盐氧化芳胺为偶氮化合物的研究

大孔树脂与饱和过二硫酸钾溶液， 在室温下进行离子交换得到聚合物支载过二硫酸盐氧化剂， 容量１８ｍ ｍｏ１／ｇ该氧化剂热稳定性较好， 氧化性能温和， 能有效地将芳香伯胺氧化为偶氮化合物，

可见光活化过二硫酸盐对染料废水的降解研究

以染料废水中亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,考察了可见光活化过二硫酸盐(PDS)体系中PDS浓度、溶液pH、MB初始质量浓度等因素对MB溶液降解性能的影响,并分析了该体系中主要的反应活性物种。结果表明:在酸性条件下,可见光活化PDS体系去除MB的效果较好,且提高PDS浓度有助于MB的降解;硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))是MB降解反应的主要活性自由基,而羟基自由基(·OH)对去除MB的影响较小。可见光活化PDS作为一种新型高级氧化技术对染料废水中有机污染物的降解效果显著。

过二硫酸盐与锰(Ⅱ)盐的催化反应研究

过二硫酸盐与锰 (Ⅱ )盐所进行的氧化还原反应 ,在极少量的金属离子存在下 ,反应速率明显加快。实验表明 ,除Ag+离子外 ,Cu2 +、Zn+都具有催化作用 。

铁基催化剂活化过二硫酸盐降解水中有机污染物的研究现状

综述了铁基催化剂活化过二硫酸盐降解水中有机污染物的各种方法,重点介绍了在均相和多相条件下降解有机污染物的重要因素和机理,评述了各自的优缺点,旨在为新型高效的铁基催化剂的研制提供一定的参考。

CuO@C催化过二硫酸盐降解盐酸四环素研究

采用溶剂热法制备了含铜金属有机骨架材料(Cu-MOFs),并进一步碳化得到了CuO@C催化剂。研究了CuO@C催化过二硫酸盐(PS)降解盐酸四环素的效能,考察了CuO@C投加量、PS投加量、盐酸四环素初始浓度及反应溶液初始pH对PS/CuO@C体系降解盐酸四环素效果的影响。结果表明,当CuO@C投加量、PS投加量、盐酸四环素浓度分别为0.150 g/L、1.00 mmol/L、20μmol/L时,盐酸四环素的去除率可以达到90%。在一定范围内,催化剂和PS投加量增加、盐酸四环素含量降低以及碱性环境更有利于PS-CuO@C体系中盐酸四环素的降解。通过投加叔丁醇和乙醇2种猝灭剂,证实了盐酸四环素的降解主要由SO_4^(·-)及其转化的HO·共同作用的结果。

亚铁-过二硫酸盐法深度氧化造纸废水工艺研究

采用正交实验方法,探讨了过二硫酸盐用量、硫酸亚铁用量、初始pH及反应时间4个工艺参数对亚铁-过二硫酸盐法深度氧化处理造纸废水(二级生化出水)效果的影响。结果表明:过二硫酸盐用量为436 mg/L,亚铁用量为654 mg/L,原水基础上微调或不调初始pH,反应30 h,为处理效果最优工艺条件。经亚铁-过二硫酸盐法处理后上清液CODCr去除率可达90%,色度去除率可达97%。与Fenton法相比,亚铁-过二硫酸盐法在处理效果及经济成本上具有明显优势,应用前景良好。

基于碳基催化剂活化过二硫酸盐降解有机污染物的研究进展

碳基催化剂作为一种绿色催化材料,可以有效防止有毒金属离子的浸出和二次污染。本文首先对碳基催化剂活化过二硫酸盐(PDS)降解有机污染物存在的三种反应机制进行了具体的阐述,对自由基机制和非自由基机制的优缺点进行了对比和讨论,对使用不同碳基材料(包括活性炭、石墨烯、碳纳米管、中孔炭、纳米金刚石、生物炭)作为催化剂活化过二硫酸盐降解有机污染物的研究进展进行了梳理,比较了不同碳基催化剂对有机污染物的选择性和降解效果,并对各种碳基材料存在的问题进行了总结;然后探讨了碳基催化剂掺杂改性对催化活性的影响及其机理,针对碳基催化剂存在稳定性和重复利用性差的问题介绍了几种碳催化剂再生方法,最后对碳催化剂用于活化PDS降解实际有机废水的前景做出了展望。