还原氧化石墨烯膜负载Co_(3)O_(4)活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

以RGO(还原氧化石墨烯膜)为载体,采用水热法制备RGO/Co_(3)O_(4)高效复合催化剂。通过XRD(X射线衍射仪)、SEM(扫描电子显微镜)和XPS(X射线光电子能谱仪)等手段对复合催化剂的结构、形貌和化学组成等进行表征,并以RhB(罗丹明B)为降解物评价复合催化剂活化PMS(过硫酸氢钾)的反应活性。另外,考察了PMS质量浓度、RhB初始质量浓度、pH值及温度对催化剂活化PMS降解RhB的影响。结果表明:在PMS质量浓度为100 mg/L、RhB初始质量浓度为10 mg/L、pH值为7、温度为25℃时反应18 min对RhB降解率为98%。自由基捕获实验结合ESR(电子顺磁共振)结果表明体系中同时存在SO_(4)^(-·)和HO·2种活性自由基。循环实验结果显示催化剂经过5次循环使用后对RhB的降解率仍保持90%以上,显示优异的循环稳定性。

生物炭负载CuFe_(2)O_(4)催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

采用柠檬酸络合法制备了尖晶石CuFe_(2)O_(4)改性生物炭(CuFe_(2)O_(4)@PBC)材料,利用XRD、SEM和XPS表征催化剂的形貌和结构。研究了不同因素对CuFe_(2)O_(4)@PBC催化过硫酸氢钾降解罗丹明B(RhB)的影响。分析结果表明,RhB初始浓度为10 mg/L,催化剂投加量为0.2 g/L,PMS浓度为0.5 mmol/L时,在中性(pH=7)条件下反应90 min可降解98.6%的RhB。CuFe_(2)O_(4)@PBC/PMS体系具有良好的pH适应能力和抵抗外界环境影响的能力。自由基猝灭实验分析证明^(1)O_(2)、O_(2)^(·-)和SO_(4)^(·-)是降解RhB的主要活性自由基。循环利用实验表明催化剂经过四次重复使用后仍然能够保持85%以上的降解率。

硫酸氢钾对土壤细颗粒中重金属淋洗去除作用

重金属污染土壤水洗后细颗粒(粒径<75μm)的处理与处置是目前较为关注的问题。采用硫酸氢钾(KHSO_(4))对重金属Pb、Zn、Cd含量分别超过《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)限值0.2、1.6、43倍的土壤细颗粒进行淋洗去除实验,考查了淋洗时间、固液比、淋洗温度和淋洗剂浓度对土壤细颗粒中重金属淋洗去除效果的影响。结果表明:随着淋洗时间由5 min升高到720 min、固液比由1∶5(g/mL)降低到1∶20(g/mL)和温度由5℃升高到45℃,土壤细颗粒中Pb、Zn、Cd的去除率分别增加0.7、1.1、1.2倍,2.6、0.8、0.5倍和0.6、0.6、0.1倍;另外,随着KHSO_(4)溶液浓度的提高,对土壤细颗粒中Zn和Cd的去除率均逐渐提高,Pb的去除率在KHSO_(4)溶液浓度为0.5 mol/L时达到最大,而在KHSO_(4)溶液浓度为0.5~1 mol/L时Pb的去除率逐渐降低,这可能是由于SO_(4)^(2-)与Pb^(2+)生成了PbSO_(4)沉淀;KHSO_(4)对土壤细颗粒中不同形态重金属的去除效果依次为可交换态>可还原态>可氧化态>残渣态;淋洗后土壤细颗粒中全钾含量上升,没有SO_(4)2-的残留。

磁性Fe_(3)O_(4)/Mg-藻渣生物炭复合材料活化过硫酸盐处理甲基橙染料废水的应用

目的:探究不同条件下磁性Fe_(3)O_(4)/Mg-藻渣生物炭复合材料活化过硫酸氢钾对甲基橙染料废水的处理能力。方法:通过甲基橙溶液模拟染料废水,研究不同试验条件下(初始pH、甲基橙初始浓度、复合材料投加量、过硫酸氢钾投加量)磁性Fe_(3)O_(4)/Mg-藻渣生物炭复合材料活化过硫酸氢钾处理甲基橙染料废水的效果。结果:酸性条件下甲基橙染料废水降解速率随pH增大而减小,碱性环境下随pH增大而增大;甲基橙染料废水的去除效果与甲基橙初始浓度呈反比,与过硫酸氢钾的投加量呈正比;一定条件下增加复合材料投加量能提升对甲基橙的去除效果。结论:磁性藻渣生物炭复合材料活化过硫酸氢钾氧化甲基橙染料废水具有优异的性能,可作为一种高效的去除方法应用于染料废水处理领域。

Co_3O_4@C异相催化过硫酸氢钾降解罗丹明6G

采用氯化钴和多壁碳纳米管(CNTs)制备了Co_3O_4@C,并利用其催化过硫酸氢钾(PMS)降解染料罗丹明6G。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对Co_3O_4@C的结构进行表征。实验结果表明:当溶液初始pH为6. 5,Co_3O_4@C投加量为0. 1 g/L,PMS浓度为0. 5 mmol/L时,反应120分钟后5mg/L罗丹明6G的降解率可达96. 1%。自由基猝灭实验结果表明硫酸根自由基(SO_4^-·)和单线态氧(~1O_2)是Co_3O_4@C/PMS体系中的主要氧化物种。Co_3O_4@C具有良好的稳定性和循环利用效能。

MnFe_(2)O_(4)-还原氧化石墨烯活化过硫酸氢钾降解罗丹明B

通过制备MnFe_(2)O_(4)-还原氧化石墨烯(RGO)复合活性剂,活化过硫酸氢钾降解罗丹明B(RhB).考察了pH、温度、过硫酸氢钾浓度、MnFe_(2)O_(4)-RGO投加量等要素对降解效率的影响规律.结果表明:RGO掺杂质量分数为7%的MnFe_(2)O_(4)-RGO催化剂在25℃、pH=7、n(RhB)∶n(KHSO_(5))=1∶15、MnFe_(2)O_(4)-RGO的投加量为0.25 g/L的条件下对RhB的降解率达95%,降解反应活化能为30.39 kJ/mol.MnFe_(2)O_(4)-RGO降解效果远高于单独MnFe_(2)O_(4),这是由于RGO促进了MnFe_(2)O_(4)的分散,并为降解RhB提供了更多的反应活性位点.MnFe_(2)O_(4)-RGO重复使用5次后对RhB的降解率仍能保持在90%以上.

铁酸铜活化过硫酸氢钾氧化降解油田钻井废水

以Cu(NO_3)_2·3H_2O、Fe(NO_3)_3·9H_2O为原料,采用共沉淀法制备了尖晶石型CuFe_2O_4催化剂,并利用XRD、FT-IR、SEM和PPMS对CuFe_2O_4催化剂的晶体结构、微观形貌和磁性强度进行了表征。采用CuFe_2O_4/PMS体系氧化降解油田钻井废水,探索了反应温度、初始pH值、反应时间、催化剂用量以及氧化剂用量等因素对CODCr去除效果的影响。结果表明,催化剂CuFe_2O_4为尖晶石结构,晶体结晶度较好,形貌多数呈正方体,具有顺磁性,易于回收;在CuFe_2O_4投加量为2.0 g/L、氧化剂PMS投加量为18 g/L、30℃、pH值为7时反应3 h,CuFe_2O_4对过硫酸氢钾的活化效果最好,钻井废水的CODCr去除在率达72.19%,m(BOD5)/m(CODCr)值从0.028 3增至0.158 8。催化剂稳定性好,循环使用5次,CODCr去除率仍保持在66%以上。

过硫酸氢钾复合物在不同水质溶液中稳定性比较

过硫酸氢钾复合盐(2KHSO5·KHSO4·K2SO4,KMPS)为白色颗粒状粉末,易溶解于水,具有强氧性,是一种稳定、方便、具有广泛用途的酸性氧化剂和消毒剂。KMPS作为消毒剂,具有较强的杀菌活性[1-3],但是目前市售的过KMPS消毒剂中均含有有机酸、表面活性剂等多种辅料,这些辅料能占到消毒剂总量的20%~35%,其中主要以提高酸性、改变张力和螯合水中钙、镁等金属离子的有机酸、表面活性剂和无机盐为主,由于KMPS的分解产物是无机盐对环境友好、不产生污染,但是比例较高的辅料不仅有增加环境污染的风险,并且提高了消毒剂的使用成本;另外根据调查,增加辅料的主要目的是使KMPS在水中稳定,防止水中存在的金属离子,以及其他物质促进过硫酸氢钾的分解,从而导致消杀效果下降。因此本试验通过对不同水质中KMPS稳定性的考察,来分析KMPS作为消毒剂时添加辅料的必要性。

CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料的制备及其在含日落黄废水处理中的应用

制备了铁酸钴-氧化铝(CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3))复合材料,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积和孔径分析仪对多孔CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料的物相和形貌进行了分析.利用制备的CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料活化过硫酸氢钾(PMS)来降解废水溶液中的日落黄(SY),通过研究CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)材料制备过程中Co^(2+),Fe^(3+)和Al^(3+)的物质的量之比、煅烧温度和时长对材料催化性能的影响,发现Co^(2+),Fe^(3+)和Al^(3+)的最佳物质的量之比为1∶2∶12,最佳煅烧温度为400℃和最佳煅烧时长为3 h.对采用在最优条件下制得的CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)复合材料作为催化剂,PMS氧化降解含日落黄废水进行研究,考察了pH值、温度、不同体系、PMS用量、CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)材料用量和一些阴离子对日落黄降解的影响.结果表明:在pH=7,温度为55℃条件下,用0.1 g催化剂和0.125 g PMS能使100 mL质量浓度为0.6 g·L^(-1)的日落黄溶液在30 min内降解率达到99.5%.同时,碳酸氢根负离子(HCO3-)和硝酸根负离子(NO_(3)^(-))的加入抑制了日落黄的降解,而Cl^(-)则能促进日落黄的降解.此外,在进行4次循环使用后,CoFe_(2)O_(4)-Al_(2)O_(3)仍表现出很好的催化性能,日落黄去除效果仍能达到90%以上.

KHSO_4反应槽防腐设计与实践

浓硫酸与KCl转化成KHSO4,反应温度高、腐蚀性强、磨损大。介绍了双槽串联、错落布置、连续转化的KHSO4反应槽在防腐设计中 ,衬里材料、黏结剂和搅拌桨的材料选择 ,反应槽的主要结构 ,总结了其使用情况 。

易回收Co_3O_4/氧化石墨烯/氧化纤维素的制备及其对染料降解的研究

针对Co_3O_4/氧化石墨烯(GO)纳米复合催化剂粒径小、不易回收的问题,通过溶液共混法将Co_3O_4/GO与氧化纤维素(TOCNs)复合,制备出粒径约为5mm的新型复合催化剂Co_3O_4/GO/TOCNs。采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等对其进行表征,并催化单过硫酸氢钾(PMS)降解酸性橙Ⅱ。实验结果表明:Co_3O_4/GO/TOCNs的催化性能与Co_3O_4/GO一致且可自沉淀回收,稳定性良好,循环使用过程中Co溶出质量浓度均保持在0.1mg/L以下;当酸性橙Ⅱ初始摩尔浓度为0.2mmol/L,PMS投加量为2.00mmol/L,Co_3O_4/GO/TOCNs投加量为0.50g/L,温度为25℃,pH=7时,酸性橙Ⅱ可在6min内完全降解。

25℃NH_3-K_2SO_4-(NH_4)_2SO_4-H_2O体系相平衡的研究

用等温法测定了 2 5℃NH3 K2 SO4 (NH4) 2 SO4 H2 O体系的液固相平衡数据 ,结果表明 ,随着液相中自由氨浓度的增加 ,硫酸钾和硫酸铵的溶解度都在明显降低。依据实验数据绘制的相图 ,提出了氨盐析法从硫酸氢钾水溶液中提取硫酸钾和硫酸铵的生产工艺 ,并对此工艺进行了分析计算。

4-氨基咪唑氧化合成4-硝基咪唑的研究

介绍了一种将4-氨基咪唑氧化成4-硝基咪唑的方法。该方法的优点在于用水作溶剂,操作简单,安全,并且条件温和。对反应的催化剂种类进行了筛选,并且对催化剂用量、反应温度、溶剂和反应时间进行了优化,最终优化的结果可使4-硝基咪唑产率达到90%。

复合过氧化物消毒剂的制备及应用

由无水Na_(2)SO_(4)、50%H_(2)O_(2)、NaCl制得高活性氧含量4Na2SO4·2H_(2)O_(2)·NaCl(SPS),与过一硫酸氢钾复合盐(PMPS)进行复配,通过杀菌试验得出复合物的最小杀菌浓度。SPS的制备条件:25 mL双氧水、4 g氯化钠和32 g无水硫酸钠在15℃反应1 h,抽滤、干燥,得到的产品中过氧化氢含量均在9.76%左右,其热分解温度高达183℃,母液连续3次使用,均能制得合格产品。杀菌试验表明,当SPS与PMPS以1∶1质量比复配时,杀菌用量最小,且低于单独使用SPS的用量,表明PMPS能与SPS协同杀菌来增强SPS的杀菌能力。

非均相催化Oxone高级氧化技术的研究进展

介绍了基于硫酸自由基(SO4-·)的高级氧化技术在水处理领域的应用情况,叙述了不同类型非均相催化剂如钴系催化剂、锰氧化物和铁氧体等的开发和研究现状,剖析了该技术存在的局限性,虽然以Co(II)/Oxone为代表的均相系统能够高效降解有机污染物,但也存在着金属离子释放带来的健康危害等问题。因此,亟需开发新型非均相催化剂,既保持均相系统高效的催化性能,又能最大程度减少金属离子的释放;研制更加高效、稳定、方便回收的非均相催化剂是该技术的主要发展趋势。

金属卟啉催化2-甲基萘的仿生氧化

发展生物兼容的金属催化剂用于芳烃的选择性氧化生成醌的方法在有机合成中极为重要。本文以过硫酸氢钾为终端氧化剂,一系列的位阻金属卟啉为仿生催化剂用于2-甲基萘的氧化进行了探究,结果表明:铁卟啉的催化活性远远高于锰卟啉,其中氯化5,10,15,20-四(五氟苯基)铁卟啉催化活性明显地优于氯化5,10,15,20-四(2-氟苯基)铁卟啉、氯化5,10,15,20-四(2,4,6-三甲基苯基)铁卟啉、氯化5,10,15,20-四(2,6-二氯苯基)铁卟啉、氯化5,10,15,20-四(2,6-二氟苯基)铁卟啉;相应优化条件如下:乙腈为溶剂,底物2-甲基萘1 mmol,过硫酸氢钾3mmol,四丁基碘化铵0.1 mmol,氯化5,10,15,20-四(五氟苯基)铁卟啉0.2 mmol%,室温下2-甲基萘以100%的转化率选择性氧化得到18%的2-甲基-1,4-萘醌(维生素K_3)和52%的6-甲基-1,4-萘醌;5,10,15,20-四(五氟苯基)卟啉结构通过~1H NMR、^(19)F NMR、^(13)C NMR和X射线单晶衍射表征,相应目标产物的结构通过~1H NMR、^(13)C NMR和2D-NMR表征。

CoFe_(2)O_(4)的制备及其对有机膦酸的去除性能研究

采用水热法制备CoFe_(2)O_(4)作为催化剂,降解氨基三亚甲基膦(NTMP),并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等表征方法对催化剂的结构、形貌进行表征.同时,系统研究了不同pH、过硫酸盐浓度、NTMP浓度、共存离子等因素对其催化过硫酸盐氧化降解有机磷的影响.结果表明,本研究成功合成了CoFe_(2)O_(4)催化剂.NTMP降解率随着催化剂投加量、过硫酸氢钾(PMS)浓度的增加而增大,随着初始NTMP浓度的增加而减小.弱酸性条件有利于反应活化PMS降解NTMP,而中性或碱性条件都会减缓催化反应的进行.CoFe_(2)O_(4)/PMS体系对NTMP的降解率最多达90.3%.不同阴离子对催化反应的影响不同,溶液中NO_(3)、SO_(4)^(2-)对反应的抑制作用不明显,Cl-会对反应产生轻微的抑制作用,而HCO_(3)-的出现大大抑制了催化剂的催化性能.催化剂具有良好的稳定性,5次循环后仍能在30 min之内降解86.0%的NTMP.此外,捕获实验和EPR测试结果表明,CoFe_(2)O_(4)/PMS催化体系中活性物种分别为SO_(4)^(·-)、·OH和^(1)O_(2).