Sb掺杂Li_(2)SnO_(3)增加氧化电势提升2,4-DCP光催化降解的研究

本文通过固相法制备Sb掺杂Li_(2)SnO_(3)光催化剂并将其用于光催化降解2,4-DCP。通过粉末X射线多晶衍射技术(PXRD)、高分辨透射电镜(TEM)及扫描电镜(SEM)对合成的光催化剂分别进行了物相结构和表面形貌表征。光催化实验表明,Sb掺杂之后的样品具有较为优越的光催化性能,其在紫外光下12 min内,其降解率可达100%。然而母体Li_(2)SnO_(3)在同样的条件下,12 min内光催化降解率仅有58.20%。紫外漫反射吸收光谱表明,Sb掺杂之后,光学吸收带宽增加;时间分辨光谱测试表明,Sb掺杂后样品的光生载流子寿命下降。综合以上分析,光催化效率提升的原因,来自于其价带氧化电势的增强。自由基捕获实验表明,空穴(h+)和超氧阴离子自由基(O_(2)·-)是2,4-DCP降解过程中的主要活性自由基。本文的研究为半导体掺杂对光催化效率的提升提供重要的指导。

2,4-DCP对若蚓期、成蚓期赤子爱胜蚓毒性效应研究

广泛使用的2,4-二氯酚(2,4-DCP)是一种常见的难降解有机物,在土壤中有一定的残留。为研究其急性毒性效应,分别以生长阶段为若蚓期、成蚓期的赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)为受试生物,采用滤纸接触法和两室趋避试验探讨不同暴露剂量2,4-DCP对蚯蚓的急性毒性响应。结果表明,滤纸法测得若蚓期蚯蚓24 h、48 h和72 h-LC 50分别为80.71、76.20、73.64μg·cm^(-2),而成蚓期蚯蚓的分别为82.88、77.63、74.65μg·cm^(-2),略高于若蚓期;蚯蚓的中毒现象表现为部分环节肿大并渗血、躯体颜色变透明、躯体萎缩与断节等。两室趋避试验表明,当土壤中2,4-DCP浓度为10 mg·kg^(-1)时,清洁土壤中蚯蚓占比高于总数的80%,即表现出明显的趋避行为。蚯蚓组织切片显微观察结果表明,70.74μg·cm^(-2)浓度暴露下蚯蚓表皮结构受损,黄色细胞破裂,而88.42μg·cm^(-2)浓度暴露下蚯蚓表皮严重溃烂坏死,纵肌细胞间隙扩大,黄色细胞和肠上皮细胞发生破裂、变性并与肠壁分离;滤纸法暴露24 h时,蚯蚓体内蛋白质含量、SOD活性和CAT活性随2,4-DCP暴露剂量呈现先上升后降低趋势,表现出较明显的低剂量刺激和高剂量抑制效应;低浓度2,4-DCP胁迫下,若蚓体内的蛋白质含量、SOD活性和CAT活性显著高于成蚓;长时间高浓度暴露下的若蚓体内SOD活性、CAT活性几乎均低于成蚓。蚯蚓在若蚓期、成蚓期这2个生长阶段对2,4-DCP表现出不同的应激效应,其耐受能力也存在差异。

改性纳米铁镍去除水中2,4-DCP的研究

采用Pluronic F-127改性纳米零价铁后负载镍,形成改性纳米铁镍(F-NZVI/Ni)。探讨了Ni的负载量、F-NZVI/Ni的投加量、2,4-DCP初始浓度、pH及反应温度对2,4-DCP去除率的影响。同时探究了F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的最佳条件下F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的反应过程。结果表明,F-NZVI/Ni去除2,4-DCP的能力优于NZVI,当F-NZVI/Ni投加量为3 g/L,镍负载率为5%,2,4-DCP初始浓度为20 mg/L,反应温度为35℃,初始pH值为7时,2,4-DCP的去除率为97%。F-NZVI/Ni去除2,4-DCP主要是先吸附,然后在镍催化剂作用下将2,4-DCP降解为苯酚。

无机阴离子对UV/PS降解水中2,4-DCP的影响

研究考察水中存在的阴离子(Cl^-、HCO_3^-/CO_3^(2-)、NO_3^-)对紫外/过硫酸氢钠(UV/PS)光解2,4-DCP的降解率、反应速率常数、反应动力学级数等的影响,同时选用3种实际水源水体和自来水做为水质背景来验证UV/PS光解2,4-DCP的降解效果。还考察UV/PS氧化2,4-DCP溶液在氯和氯胺消毒工艺过程中消毒副产物生成的种类和产量。结果表明溶液中分别存在Cl-、HCO_3^-/CO_3^(2-)、NO_3^-等常规离子时,低浓度的Cl^-抑制反应进行,高浓度的Cl-促进反应进行,HCO_3^-/CO_3^(2-)对反应有明显的抑制作用,NO_3^-对反应有促进作用。推测出了UV/PS光氧化工艺光解2,4-DCP的五种中间产物及可能的降解反应路径。溶液在氯和氯胺消毒过程中生成的含碳消毒副产物是三氯甲烷、二氯乙酸和三氯乙酸;生成的含氮消毒副产物主要是二氯乙腈和三氯硝基甲烷。UV/PS工艺降低了溶液中2,4-DCP做为前体物生成消毒副产物的量。

低浓度2,4-DCP对鲫鱼肝脏抗氧化防御系统的影响

采用室内模拟方法,以2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)和小鲫鱼(Carassius auratus)为实验材料,研究了0.1mg/L 2,4-DCP在不同暴露期内对鲫鱼肝脏抗氧化防御系统的影响.结果表明,过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)及氧化型谷胱甘肽(GSSG)对2,4-DCP非常敏感,在暴露第2天就受到极显著的诱导或抑制(P<0.01);还原型谷胱甘肽(GSH)含量总体上被抑制;谷胱甘肽还原酶(GR)活性整体上呈现轻微诱导趋势谷胱甘肽过氧化物酶(Se-GPx)活性先受抑制后被诱导;谷胱甘肽硫转移酶(GST)的活性先被诱导,后降低到对照组水平.上述肝脏抗氧化酶指标可作为水生生态系统中2,4-DCP污染的生物监测指标.

载2,4-DCP粉末活性炭微波再生的影响因素

2,4-DCP(2,4-二氯苯酚)是一种具有代表性的氯酚类化合物,在我国和欧美等国的饮用水水质标准中,氯酚类化合物都被列为优先控制污染物。实验以2,4-DCP溶液作为给水中难降解有机物的模拟水样,使用粉末活性炭(PAC)对其吸附至饱和后进行微波辐照再生,探讨了影响活性炭再生效果的诸多因素。以N2为载气的正交实验结果表明:在微波功率为800 W,再生时间为3 min,载气流量为0.6 L/min的控制条件下可得到最佳的再生效果;另选CO2为载气对活性炭再生进行比照实验,结果表明CO2载气的再生效果略优于N2,具有活化作用。

用IAL-CHS反应器降解2,4-DCP和处理啤酒废水的比较

利用IAL-CHS反应器分别吸附单一的微生物Achromobactersp.来降解2,4-二氯酚(2,4-DCP)和吸附复合微生物菌群来处理啤酒废水.通过比较试验表明,单一的微生物和复合微生物菌群均能很容易地在蜂窝陶瓷载体的表面上形成生物膜,并表现出较高的生物活性.在连续降解2,4-DCP时,反应器稳定运行之后,2,4-DCP的去除率达到98％.连续流处理啤酒废水时,在水力停留时间为7h条件下,随着进水的COD浓度逐渐增加,其COD去除率达到95.5％.有机物负荷也逐渐增高,达到3.52kgCOD／(m3·d).

以混合单氯酚驯化厌氧颗粒污泥降解2,4-DCP的研究

利用邻氯酚（2-CP）和对氯酚（4-MCP）的模拟废水驯化厌氧颗粒污泥并考察驯化的污泥对2,4-二氯酚（2,4-DCP）的降解性.通过摇瓶试验和运行连续流反应器研究了将2种单氯酚驯化过的污泥混合后对混合单氯酚以及2,4-DCP的降解特性,并比较了驯化与未驯化的污泥降解2,4-DCP过程的差异.驯化与未驯化的污泥分别在50 h和180 h左右将2,4-DCP降解完全,表明混合单氯酚驯化的厌氧颗粒污泥降解2,4-DCP比未驯化的厌氧颗粒污泥快.虽然2种污泥降解过程都出现了4-MCP积累现象,但驯化的污泥可以逐渐降解4-MCP,未驯化的污泥则无法降解.因此,混合单氯酚驯化的污泥可以强化邻、对位脱氯功能,并且提高污泥对2,4-DCP的降解性.连续流厌氧颗粒污泥-悬浮载体反应器的运行结果表明,接种混合单氯酚驯化的厌氧污泥能够同时降解2种单氯酚,可缩短启动时间,并提高了降解二氯酚效率.2-CP的去除率一直维持在80%左右,4-MCP随着进水浓度变化去除率在30%-80%波动.

Nd-Er/ZnO-TiO_2光催化剂对2,4-DCP的光催化降解研究

以六水合硝酸锌[Zn(NO_3)_2·(H_2O)_6]、六水合硝酸钕[Nd(NO_3)_3·6H_2O]和五水合硝酸铒[Er(NO_3)_3·5H_2O]为掺杂改性材料,采用溶胶-凝胶法制备锐钛矿型Nd-Er/ZnO-TiO_2复合光催化材料。利用XRD、BET、SEM、UV-Vis对所制光催化材料进行表征。以2,4-DCP为目标降解物,在高压汞灯与长弧氙灯照射下,验证所制复合光催化材料的光催化活性。光催化剂1%Nd-1%Er/5%ZnO-Ti O_2光催化效能最高。在紫外光下照射2 h,对2,4-DCP降解率为94.26%;在可见光下照射6 h,对2,4-DCP降解率为64.7%。

基于纳米SnS/多壁碳纳米管复合物的2,4-二氯苯酚电化学传感器的制备及应用

采用均匀沉淀法制备纳米SnS/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合物,利用场发射扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和热重分析仪(TGA)对其形貌和组成进行表征。将纳米SnS/MWCNTs复合物10 mg超声分散在1.0 mL 5%(体积分数)全氟化树脂溶液中,分取8.0μL滴涂于处理好的玻碳电极(GCE)表面,得到修饰电极(纳米SnS/MWCNTs/GCE)。以纳米SnS/MWCNTs/GCE为工作电极,铂丝电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,采用循环伏安法(CV)、电化学阻抗谱法(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)对纳米SnS/MWCNTs/GCE电化学性能进行考察,研究了2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)在纳米SnS/MWCNTs/GCE上的电化学行为。结果表明:在pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液中,纳米SnS/MWCNTs/GCE对2,4-DCP有明显的电催化作用和较高的选择性;2,4-DCP的浓度在0.05~3.00μmol·L^(-1)内与DPV响应的氧化峰电流呈线性关系,检出限(3S/N)为2.3×10^(-8)mol·L^(-1);按照标准加入法对水样进行回收试验,2,4-DCP回收率为92.0%~101%。

改性沸石对2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

采用溴化十六烷基三甲铵(HDTMAB)制备了改性沸石.并研究了其吸附性能的影响因素,包括HDTMAB的加入量、有机污染 物的初始质量浓度、溶液的pH值等,绘制了改性沸石吸附2,4-DCP的吸附等温线并得到了饱和吸附容量。结果表明,改性沸石对2,4 二氯苯酚(2,4-DCP)具有很好的吸附效果,实验条件下对2,4-DCP的去除率可达90％以上。

2,4-二氯苯酚在太湖沉积物中的吸附/解吸行为研究

采用吸附、解吸动力学实验方法,研究了太湖沉积物对2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol)的吸附、解吸规律,同时探讨了环境因子如温度、pH值以及离子强度等对其吸附行为的影响。结果表明,2,4-DCP在太湖沉积物中的吸附/解吸在4h内快速达到平衡;线性等温式和Freundlich等温式都可以较好地描述太湖沉积物对2,4-DCP的吸附行为,即存在分配作用和表面吸附作用两种吸附机制;温度和离子强度的增加有利于沉积物对2,4-DCP的吸附,pH值对2,4-DCP吸附等温线的影响则不明显;2,4-DCP在贡湖沉积物中的吸附/解吸存在着明显的不可逆吸附,即吸附/解吸迟滞行为。

水质对UV/H_2O_2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响。结果表明:UV/H2O2工艺可以有效的去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8mg/L,1个30W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中光降解速率常数分别为0.0232/min和0.0162/min;NO3-、Cl-、HCO3-对2,4-DCP光降解有抑制作用;当3种离子浓度为0.5mmol/L、10mmol/L、20mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO3->NO3->Cl-;随着离子浓度增大,抑制作用增强;自来水中的光降解速率常数低于蒸馏水中的光降解速率常数是由于水中多种离子影响的结果;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应的进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解氧化受到抑制。

生物活性炭降解2,4-二氯酚的特性

以普通活性污泥法和石英载体生物膜法为对照 ,研究生物活性炭对 2 ,4 二氯酚 (2 ,4 DCP)的吸附特征和生物吸附动力学 ,探讨生物活性炭去除 2 ,4 DCP的作用机制 .结果表明 :使用粉末活性炭吸附 2 ,4 DCP可行且具有较强的抗冲击负荷能力 ,生物活性炭比活性污泥法、石英生物膜法的降解速率快 ,抗冲击负荷能力强 ,适合长期高浓度运行使用 .且在生物活性炭系统中 ,除了活性炭吸附和生物降解作用外 ,活性炭对 2 ,4

金钯负载TiO_2-rGO光催化降解2,4-二氯苯酚

采用水热法和光还原沉积法制备了TiO_2-rGO-Au-Pd复合光催化剂,对其进行紫外-可见-近红外分光光度计、X射线衍射仪、扫描电镜表征,并研究该材料在紫外光照射下对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的光催化降解性能。结果表明,经过180 min光照,单纯TiO_2条件下,2,4-DCP的降解效率仅为46.2%;复合rGO后,降解效率升高至69.59%;当负载贵金属Au和Pd时,其降解效率进一步得到提高(86.62%),证明复合r GO和负载贵金属能够有效提高催化剂的光催化降解能力。随着溶液2,4-DCP含量的升高,TiO_2-rGO-Au-Pd对2,4-DCP的光催化降解效率呈下降趋势。

碳纳米管负载Pd基催化剂对水中2,4-二氯酚的催化加氢脱氯

对多壁碳纳米管(MWNTs)进行掺氮得到含氮的多壁碳纳米管N-MWNTs,分别以MWNTs和N-MWNTs为载体,采用浸渍法合成了催化剂Pd/MWNTs和Pd/N-MWNTs.使用透射电镜(TEM)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP)、X射线衍射仪(XRD)、元素分析仪等对催化剂进行了表征,并对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的液相催化加氢脱氯反应进行了研究.结果表明,Pd/N-MWNTs对2,4-DCP具有更高的催化活性;该反应体系的催化反应过程不受传质阻力的影响;2,4-DCP在催化剂上的加氢脱氯行为符合Langmuir-Hinshelwood模型,即2,4-DCP的还原脱氯受表面吸附所控制.

溶液中阴离子和腐殖酸对UV/H_2O_2降解2,4-二氯酚的影响

研究了UV/H2O2工艺对2,4-二氯酚(2,4-DCP)的去除效果和水中阴离子、腐殖酸对该工艺降解2,4-DCP的影响。结果表明:UV/H2O2工艺可以有效地去除水中2,4-DCP,光降解过程符合一级反应动力学模型;在H2O2投加量为8mg/L、1个30W低压汞灯照射下,2,4-DCP在蒸馏水和自来水中反应速率常数分别为0.0232、0.0162min-1;NO3-、Cl-、HCO3-对2,4-DCP光降解有抑制作用,当3种阴离子摩尔浓度为0.5、10.0、20.0mmol/L时,对2,4-DCP光降解的抑制程度为HCO3->NO3->Cl-;腐殖酸在低浓度时,促进光降解反应进行,在高浓度时,2,4-DCP的光降解受到抑制。自来水中的反应速率常数低于蒸馏水中的反应速率常数是由于水中多种阴离子和腐殖酸影响的结果。

2,4-二氯苯酚在炭载铜和铁催化剂上的微波降解

采用微波加热的方法制备了炭载铜、铁催化剂,并对其进行了X射线衍射(XRD)、X光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)表征,考察了2种催化剂对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)微波降解的反应活性并记录了反应床层的温升过程.结果表明,元素铜和铁分别以金属及氧化物的形式均匀地附着在活性炭表面;炭载铁催化剂对2,4-DCP的微波降解具有较大的反应活性,反应过程中床层温升迅速,而炭载铜催化剂对2,4-DCP的微波降解活性较弱,反应床层温升较慢,造成这种差别的主要原因是由于活性炭表面铁及铁的氧化物具有较强的微波吸收性能,在微波场中可促使床层温度的迅速升高,进而促进了2,4-DCP的微波降解,而活性炭表面载铜时则起相反的作用.

F-127改性纳米零价铁及对水中2,4-DCP的去除

为了增强纳米零价铁的分散性,本研究采用环境友好型材料Pluronic F^-127对纳米零价铁(NZVI)进行表面改性,形成分散型纳米零价铁(F-NZVI),并用于水中2,4-DCP的去除.通过不同质量比的F-NZVI颗粒沉降试验和对2,4-DCP的去除试验,发现存在沉降去除和悬浮去除两个阶段,确定F^-127与NZVI颗粒的最佳质量比为2∶1,2,4-DCP最大去除率为72.32%.通过SEM、FTIR、XRD、XPS对样品进行表面形貌、组成和晶体结构分析,发现F^-127对提高NZVI分散性和抗氧化性有显著作用.通过控制不同因素研究F-NZVI去除水中2,4-DCP的最优条件,实验结果表明,当2,4-DCP初始浓度为20mg·L^-1时,F-NZVI去除2,4-DCP的最佳pH值为5,F-NZVI最佳投加量为3g·L^-1.