紫外光电芬顿降解四环素性能研究

以钌铱钛电极为阳极,碳刷为阴极,长波紫外线LED灯为光源构建光电芬顿体系降解四环素.研究了四环素初始浓度、电流密度、pH值和通气条件对四环素降解的影响及不同类型的活性氧簇所发挥的作用.结果表明,·OH是降解四环素的主要活性物种,适宜的pH条件(pH=3)、通气增氧可显著提高四环素的降解率.当电流从60 mA增加至100 mA,四环素的降解率可提高至95.51%,最佳条件下四环素降解率达97.00%,矿化率达57.85%.

光电芬顿氧化法深度处理垃圾渗滤液研究

采用光电芬顿氧化法对北京市某垃圾填埋场已经生化处理后的垃圾渗滤液进行深度处理，分别考察了电流强度和铁的不同价态等因素对渗滤液总有机碳（TOC）、化学需氧量（COD）以及色度去除效果的影响，并对阳极氧化、电芬顿和光电芬顿不同反应过程进行了对比。通过分析渗滤液UV—Vis光谱（200～500nm）变化和渗滤液中有机污染物的分子量变化，发现光电芬顿反应可以明显改善渗滤液生化性。深入研究了反应过程中铁价态的变化规律。试验结果发现，以高比表面积的活性炭纤维（ACF）为阴极的光电芬顿反应可以有效降解垃圾渗滤液，在pH为3，Fe^2＋浓度为1mmol／L，电流为0．5A，O2通入量为250mL／min条件下降解360min，垃圾渗滤液TOC和COD去除率分别达到78．9％和62．8％，色度完全去除。

UV-LEDs光电芬顿处理次甲基蓝废水的实验研究

以紫外发光二极管(UV-LEDs,365 nm)为光源,进行光电芬顿处理次甲基蓝废水.研究了紫外光、电流、铁离子投量、鼓气量等条件对UV-LEDs光电芬顿降解染料次甲基蓝的影响。结果表明:LED.紫外光显著促进了次甲基蓝降解,在10mg·L^-1Fe^2+、电流30mA、鼓氧量200 mL·min^-1的条件下,初始质量浓度为50 mg·L^-1的次甲基蓝矿化率达52%.

光电芬顿氧化反应降解染料罗丹明B（英文）

以有机染料罗丹明B为目标污染物,利用光电芬顿方法对其进行降解研究。研究汇总考察了芬顿试剂(二价铁盐、双氧水)的用量及比例、初始p H值、电流强度等对罗丹明B降解效果的影响。实验结果表明:芬顿试剂H_2O_2/Fe^(2+)的最佳物质的量比为1∶1,Fe^(2+)浓度降低或H_2O_2浓度升高,罗丹明B降解效果增强;罗丹明B在pH=3.0的酸性体系中降解效果最好;电流强度为0.005 A时,罗丹明B降解效果好且耗能最低。在H_2O_2/Fe^(2+)物质的量比为1∶1、电流为0.005 A、初始pH=3.0、H_2O_2初始浓度为1.0 mM条件下,以350 nm紫外光照射的光电芬顿反应降解初始浓度为0.1 mM的罗丹明B溶液,处理10 min后罗丹明B去除效率可达99%以上。

CuBi_(2)O_(4)/Bi_(2)WO_(6)Z型异质结用于光电类芬顿体系下高效降解环丙沙星

针对目前水环境中抗生素污染严重的问题,使用简单的溶剂热法制备了CuBi_(2)O_(4)/Bi_(2)WO_(6)(CBWO)Z型异质结催化剂.扫描电子显微镜分析结果表明,其结构为棒状和纳米片状.能量色散元素图谱显示,Cu,W,Bi和O元素均匀分散在CBWO-60中;使用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱探究了催化剂的晶体结构和化学键、官能团组成;BET表征结果证明,CBWO-60具有较高的比表面积.X射线光电子能谱(XPS)证明Cu^(+)和Cu^(2+)共存,促进了芬顿(Fenton)反应的循环进行,XPS结合能的位移证明了异质结中CuBi_(2)O_(4)和Bi_(2)WO_(6)之间具有强的电子相互作用,而不是物理混合;使用紫外⁃可见漫反射光谱和价带-X射线光电子能谱分析了异质结的能带结构;利用光致发射光谱、电化学阻抗谱和瞬态光电流响应谱探究了催化剂的电荷转移情况.在该系列催化剂中,CBWO-60在光电类芬顿(PEF-like)体系中对环丙沙星(CIP)的降解效率最高,90 min时,降解效率为98.0%.同时,溶液初始pH在2~6范围时,体系始终能够维持有效的CIP去除效率,与传统芬顿体系相比,该体系的pH应用范围得到了有效拓宽.在PEF-like体系中,CBWO-60对喹诺酮类、磺胺类和四环素类抗生素均表现出较强的降解能力,充分证明了CBWO-60的普适性.CBWO-60在连续5次循环实验后,对CIP仍保持87.8%的降解率,并且反应后催化剂的晶体结构没有发生改变.根据高效液相色谱⁃质谱的结果,提出了CIP降解的5种可能途径.

CuFeO_(2)@PVP的制备及其基于光电芬顿降解氧氟沙星

以聚乙烯吡咯烷酮作为改性剂,利用水热法合成了表面具有丰富氧空位的CuFeO_(2)@PVP复合催化剂。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM和EPR等方法证实了催化剂的成功合成及确定了催化剂的形貌和微观结构。采用UV-vis DRS、PL、EIS和IT等方法证实了CuFeO_(2)@PVP比CuFeO_(2)具有更好的光学性能及光电性能。不同体系下的降解实验结果表明,CuFeO_(2)@PVP的光电催化活性比纯相CuFeO_(2)有明显的提升,反应速率是纯相CuFeO_(2)的1.79倍,去除率相比于单独的吸附、阳极氧化、光催化、电催化和电芬顿体系分别提高了87.9%、68.2%、67.3%、67%和9.8%,说明可见光、电场和异相催化剂间存在协同效应。进一步探究了催化剂投加量、电流密度、溶液pH、共存离子种类对异相光电芬顿体系降解氧氟沙星(OFX)的影响。结果表明,在最佳催化剂投加量为0.4 g/L、最佳电流密度为4 mA/cm^(2)的条件下,CuFeO_(2)@PVP光电Fenton体系在120 min时对10 mg·L^(-1)OFX的降解率达到94.3%。pH在5-9之间时对OFX的降解呈现抑制作用,pH在3-3.6之间时降解效果基本持平。溶液中的Cl-对OFX的降解起到轻微的促进作用,而NO_(3)^(-)、PO_(4)^(3-)和CO_(3)^(2-)会抑制体系对OFX的降解。此外,5次循环降解实验后,CuFeO_(2)@PVP的降解效率降低了13.8%,表明其具有良好的稳定性。自由基淬灭实验和电子顺磁共振结果表明·OH是最主要的活性自由基并基于上述结果推测出可能的降解机理。

光电芬顿矿化草甘膦有机废水

以有机磷农药-草甘膦为目标污染物,利用光电芬顿方法对其进行降解研究。研究汇总考察了电流强度、初始p H、Fe2+浓度、草甘膦初始浓度、光种类及通入背景气体种类对草甘膦降解效果的影响。实验结果表明:电流强度越大,草甘膦初始浓度越低,草甘膦降解效果越好;草甘膦在p H=2.0~3.0的酸性体系中降解效果最好;Fe2+浓度升高,草甘膦降解效果增强。在电流为0.36 A、初始p H=3.0、Fe2+浓度为1.0 mmol·L^(-1)、通入100 m L·min-1O2条件下,以365 nm紫外光照射的光电芬顿反应降解初始浓度为84.5 mg·L^(-1)的草甘膦溶液,处理360 min后溶液矿化率可达64.5%。

二维层状NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料在无铁光电类芬顿体系中有效去除环丙沙星的研究

环丙沙星(CIP)的过量使用已经对生态环境造成了很大的威胁。本文设计了一种新型无铁的光电类芬顿体系用于降解水中的CIP。采用溶剂热法合成了NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料。通过XRD分析,确定了不同催化剂的晶相和化学组成;红外光谱进一步证实了NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料的分子结构,结果表明,成功地合成了NiO/g-C_(3)N_(4)复合材料。利用SEM观察了材料的形貌,结果表明性能最佳的NiO/g-C_(3)N_(4)-60%为二维花状结构。TEM进一步证明NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有片层状结构。由于层状结构,NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有较大的比表面积和丰富的活性位点,有利于电子的传输。XPS分析表明Ni^(2+)和Ni^(3+)共存于NiO/g-C_(3)N_(4)-60%复合材料中并且NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有低配位氧缺陷。EPR谱也证实了氧空位的存在,氧空位不仅促进了H_(2)O_(2)的活化,而且有利于金属离子形成稳定的混合价态。UV-Vis-DRS、PL和电化学测试表明NiO/g-C_(3)N_(4)-60%具有最强的光吸收能力、最低的电荷转移电阻和最快的电荷分离效率,有利于活性物质的生成和CIP的快速降解。因此,花状NiO/g-C_(3)N_(4)-60%在光电类芬顿体系中表现出光电协同作用,不仅可以通过Ni^(3+)/Ni^(2+)之间的转化将电芬顿过程中产生的H_(2)O_(2)有效分解为·OH,同时也能够产生光生电子和空穴,促进光照下·OH、·O_(2)^(−)和h^(+)的生成,从而提高环丙沙星的降解效率。以催化性能最佳的NiO/g-C_(3)N_(4)-60%为催化剂时,在90 min内CIP的降解率达到将近100%,120 min时矿化效率达到82.0%,与传统芬顿体系(最佳pH值为2.8–3.5)相比,新型光电类芬顿体系具有较宽的pH范围,当pH值为6时,降解率仍可达78.8%。NiO/g-C_(3)N_(4)-60%在光电类芬顿体系中也表现出良好的结构稳定性,连续5次循环后,降解效率仍保持在96.3%。根据HPLC-MS的结果,提出了CIP降解的两种可能途径。本研究为废水中抗生素的快速降解提供了理论依据。

钴氰化铜异质催化剂的制备及其在光电类芬顿降解左氧氟沙星中的应用

采用循环伏安法在附有氨基化石墨烯(GNs)的ITO导电玻璃上电沉积钴氰化铜(Cu3[Co(CN)6]2,记为CuHCC),得到了多功能非均相催化电极CuHCC/GNs/ITO,并通过X射线衍射和扫描电镜对其进行了表征。研究了以CuHCC/GNs为光电类芬顿催化剂,在pH 7.0的含2 mmol/L N,N−二甲基−4−亚硝基苯胺(RNO)和0.1 mol/L Na2HPO4的氧饱和溶液中不同恒电位(−0.4、−0.6和−0.8 V,相对于饱和甘汞电极)下生成羟基自由基浓度的变化。最终选择在−0.8 V和300 W可见光照射下,在pH 7.0的0.1 mol/L Na2HPO4介质中降解10 mg/L的左氧氟沙星(LEVO),并通过紫外可见光谱图得出LEVO的降解率高达91%。

黄铁矿光电类Fenton处理PNP废水

该文研究了外加可见光和电的条件下,黄铁矿(FeS2)类Fenton技术降解水中对硝基酚(PNP)的效果,并优化了降解反应实验条件。结果表明:FeS2电化学催化能高效降解PNP,并且可见光能促进反应进行;FeS2用量和外加电压变大时,PNP降解效率增大;PNP浓度降低时,反应60 min时的降解率增大;Na2SO4电解质的浓度对降解效果影响不明显;初始pH改变时,酸性越强,降解效率越高。PNP浓度为50 mg/L时,催化降解的理想条件为:FeS2 100 mg/L、电压为-1.2 V、Na2SO4浓度为0.10 mol/L、初始pH为3,此条件下反应60 min后降解率达到98.1%。

近10年分散染料的研究进展（一）

分散染料在美化人们生活的同时,也在使用过程中对环境造成一定程度的污染,针对这一弊端,绿色印染工艺和印染污水处理技术研究者做了相当的研究.文中综述了使用超临界二氧化碳（SCC02）为印染用溶剂的染色新工艺和因地制宜制造廉价活性炭用物理吸附法以及光激发光电-芬顿法治理印染废水的研究.