介孔CuCo/FeCeO_(x)催化剂协同催化类Fenton反应

类Fenton反应是降解水中有机污染物的有效方法之一,开发高效的非均相催化剂至关重要。通过硬模板法制备了Fe掺杂的具有有序介孔结构的FeCeO_(x)材料,以此为载体通过浸渍法负载Cu和Co后,构建了具有多金属活性位点的催化剂。催化剂在亚甲基蓝降解反应中表现出优异的催化性能,在45 min内可将亚甲基蓝完全降解,且具有良好的循环使用性能,使用5次后亚甲基蓝降解率仍达到93.3%。催化剂的介孔结构有利于吸附亚甲基蓝,暴露更多的活性位点,多金属之间的协同作用促进了催化剂上的电子转移,从而提高H_(2)O_(2)的活化效率和促进·OH的产生。

微波强化非均相类Fenton反应氧化降解苯酚

研究了在微波场条件下非均相类Fenton试剂反应降解含酚废水,分别进行了微波场条件下和常规条件下类Fenton试剂反应降解苯酚实验并测定了反应动力学曲线,讨论了温度、微波场功率对苯酚去除率以及TOC去除率的影响,估算了反应活化能。实验结果表明:使用微波辐射可提高非均相类Fenton反应降解含酚废水的反应速率、苯酚去除率和TOC去除率。发现在微波和常规条件下,反应可近似为三级动力学反应。反应活化能估算结果表明,对类Fenton试剂降解苯酚的反应体系施加微波,可降低反应活化能和提高反应速率,微波辐射的功率越大,苯酚转化速率和TOC降解速率就越快。与常规条件下类Fenton试剂降解苯酚的反应相比,施加足够强的微波场,可较明显降低反应活化能和提高反应速率和去除率。当微波辐射功率分别为200 W和600 W时,苯酚降解的反应活化能分别为17.175和15.042 kJ/mol,比常规条件的反应活化能降低了11.48%和22.48%。

非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解直接桃红12B

研究了以Fe-Ni-Mn/Al2O3为催化剂(FA催化剂),用微波促进非均相类Fenton反应催化氧化脱色降解有机染料直接桃红12B及相关机理。内容包括直接桃红12B溶液的浓度-吸光度工作曲线,初始pH值、H2O2用量、FA催化剂用量对脱色降解直接桃红12B的影响,微波单独脱色处理直接桃红12B、微波+FA催化剂脱色处理直接桃红12B、微波+H2O2脱色处理直接桃红12B、微波-FA催化剂-H2O2体系脱色处理直接桃红12B、阳光-FA催化剂-H2O2体系脱色处理直接桃红12B等对照试验研究。在优化条件下,比较了采用光助非均相类Fenton与微波促进非均相类Fenton反应的脱色效率,并探讨了微波促进非均相类Fen-ton反应的机理。研究表明微波可以明显加快非均相类Fenton法催化氧化脱色降解直接桃红12B溶液的过程。论文所用表征方法均为紫外-可见光谱法。

微波促进类Fenton反应催化氧化脱色降解染料罗丹明B

研究了以Cr(Ⅵ)为催化剂,用微波促进类Fenton反应催化氧化脱色降解有机染料罗丹明B及相关机理。内容包括:罗丹明B溶液的浓度-吸光度工作曲线绘制;初始pH值、H2O2用量、K2Cr2O7用量对类Fenton反应脱色降解罗丹明B的影响;正交优化试验;微波单独脱色处理罗丹明B、微波+K2Cr2O7脱色处理罗丹明B、微波+H2O2脱色处理罗丹明B、阳光-Cr(Ⅵ)-H2O2体系脱色处理罗丹明B、微波-Cr(Ⅵ)-H2O2体系脱色处理罗丹明B等对照试验研究。通过研究,确定了方法的优化条件,在优化条件下,比较了采用光助类Fenton与微波促进类Fenton反应的脱色效率,并讨论了微波促进类Fenton反应的反应机理。研究表明在pH3.0时,微波可以明显加快类Fenton法催化氧化脱色降解罗丹明B溶液的过程,对于降解脱色速度,微波-Cr(Ⅵ)-H2O2体系最快。用该方法处理染料罗丹明B,色度脱除率可达到99.0%以上。文章所用表征方法均为紫外-可见光谱法。

微波促进类Fenton反应催化氧化降解染料吖啶橙

分别以Fe3+、Fe2O3/Al2O3为催化剂,在微波的协同作用下进行Fenton降解染料吖啶橙模拟废水的研究,考察了溶液pH、H2O2用量、催化剂用量等因素对其降解效果的影响。结果表明,催化剂与微波存在协同效应,当分别以浓度为1.6×10-4 mol/L的Fe3+、Fe2O3/Al2O3为催化剂,其最佳投加量分别为24 mL/L、8.0 g/L,pH为3.5,30%H2O2投加量为40μL/L时,可取得最佳降解效果,吖啶橙的降解率分别达到99%、97%以上。

Fe^(3+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Cu^(2+)参与UV/类Fenton反应动力学研究

以活性艳红X-3B为研究对象,用4种3d轨道过渡金属离子协同UV作催化剂,以H2O2为氧化剂,探讨不同pH值、不同催化剂和氧化剂投入量对色度、COD去除效果的影响;通过改变温度研究4种过渡金属离子进行催化反应的活化能。结果表明,4种过渡金属离子都能发生类Fenton反应,且对活性艳红X-3B的降解速率模型符合二级反应速率模型,通过对反应速率、体系活化能和指前因子的量化研究,得知催化能力的大小顺序为Fe3+>Cu2+>Ni2+>Co2+;受温度影响的大小程度排序为:Ni2+>Co2+>Cu2+>Fe3+。

对锰离子参与类Fenton反应机理的研究

锰主要以Mn2+形式存在,有人发现其具有与其他过渡性金属离子截然相反的抗氧化活性,采用自旋捕捉-ESR技术、芳环羟基化反应-高效液相色谱(HPLC)法和琼脂糖电泳法三种方法研究Mn2+参与类Fenton反应的情况时,均检测到Mn2+与H2O2反应产生.OH,Mn2+与H2O2反应可以发生类Fenton反应,产生.OH。这一现象的产生可能是Mn2+引起生物体内氧化损伤之故。同时显示,Mn2+的类Fenton反应是否产生.OH与反应过程Mn2+以及其他成分浓度有关(如高浓度抑制,低浓度促进),为诸多文献中Mn2+作为促氧化剂还是抗氧化剂的争论提供了可能解释。同时Mn2+能引起.OH持续低量的产生为一些慢性疾病的发生提供了合理的解释。

芳环羟基化荧光法检测类Fenton反应产生的·OH

采用L-苯丙氨酸为探针,使用液相色谱仪(HPLC)荧光检测器检测了7种过渡金属离子参与类Fen-ton反应产生.OH的能力.试验采用的激发波长277nm,发射波长306nm.产物L-Tyr在反应前后的荧光变化可间接反映.OH产生量.实验结果表明Cr(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)产生.OH的能力较强,而Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)产生.OH的能力极弱..OH清除剂脱铁敏或甘露醇,能明显抑制产物L-Tyr的荧光强度变化,说明.OH的产生受到抑制,结果表明HPLC方法准确可靠.使用分光光度法对上述离子参与类Fenton反应产生.OH的实验进行了验证,得到了基本一致的结果,但芳环羟基化荧光法的结果更稳定,灵敏度更高,故此方法对于.OH检测以及抗.OH机理和应用研究等方面具有较高应用价值.

纳米铁氧化物催化类Fenton反应降解抗生素磺胺

采用纳米铁矿物(赤铁矿α-Fe2O3、磁赤铁矿γ-Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、水铁矿Fe5HO8·4H2O)为催化剂与H2O2构成类Fenton反应,进行抗生素磺胺的氧化降解研究,并考察磺胺初始浓度、铁氧化物投加量、H2O2浓度、溶液p H等对磺胺氧化降解过程的影响。结果表明,磺胺初始浓度2 mg·L-1、赤铁矿投加量1 g·L-1、H2O2浓度30 m L·L-1、溶液p H 3.6和温度25℃条件下,反应72 h后磺胺的降解率为99.27%。利用LC-MS进行产物分析,表明铁氧化物催化类Fenton反应降解磺胺主要是催化氧化反应,磺胺分子结构中的对位氨基被氧化成硝基。

类Fenton反应对偶氮染料橙黄II的脱色研究

以橙黄Ⅱ染料溶液为研究对象，通过正交实验确定了Fe-NTA／H2O2构成的类Fenton反应中各影响因子的最佳操作条件为：[H2O2]=20mmol／L，[Fe-NTA]=2．5mmol／L．pH=3。同时考察了反应时间、溶液pH值、H2O2浓度、Fe-NTA浓度对脱色效率的影响。实验表明脱色反应在30min内基本完成，类Fenton试剂能在较宽的pH范围内保持较好的脱色效果，而且在pH=6时，类Fenton试剂比传统Fenton试剂的脱色效率提高约75％。增加双氧水浓度可以提高橙黄Ⅱ溶液脱色率，但超过20mmol／L后效果提高不明显。在0．5～2．5mmol／L的范围内，Fe—NTA浓度对脱色效果的影响不显著。

黄铜矿催化异相类Fenton反应处理染料废水研究

采用异相类Fenton反应处理染料废水,并以均相Fenton反应为对照,考察废水初始p H值、催化剂投加量、H2O2投加浓度和反应时间对处理效果的影响,测定了反应过程中铁离子和剩余H2O2浓度的变化情况。结果表明,对于试验用实际染料废水,均相Fenton反应适宜的p H范围为3～8,七水合硫酸亚铁投加量为2 g/L,H2O2投加浓度为20 mmol/L,反应时间为2 h时,COD去除率与色度去除率最高能达到59.39%和97.71%;异相类Fenton反应在废水初始p H=3时处理效果最佳,黄铜矿投加量为9 g/L,H2O2投加浓度为20 mmol/L,反应时间4 h时,COD去除率与色度去除率分别为56.03%和93.79%。均相和异相类Fenton反应处理染料废水过程中生成的·OH能降解有机污染物。

固体强酸催化类Fenton反应降解有机废水

制备出了Gd3+-SO42-/TiO2(GST)、SO42-/TiO2-Al2O3(STA)、Gd3+-SO42-/TiO2-Al2O3(GSTA)、SO24-/TiO2(ST)四种固体强酸,并分别用其对1 000 mg/L的甲基橙溶液和垃圾焚烧发电厂渗滤液进行降解。实验结果表明:120 min内4种溶液对甲基橙的降解率均达到90%以上,其中GST的降解效率达到95%;30 min内对垃圾渗滤液的COD去除效率为25%～45%,其中GSTA的降解率较高,达到45%;对垃圾渗滤液的NH4-N的去除率最高也达到30%。由此可见,固体强酸催化类Fenton反应对有机废水具有较优的处理效果,可用于此类废水的预处理或深度处理。

非均相类Fenton反应降解酸性红B染料废水的研究

以硅藻土为载体、H2SO4为改性剂,Fe（NO3）3·9H2O为Fe源,采用浸渍蒸干法在不同Fe掺杂量的条件下制备载铁硅藻土非均相类Fenton反应催化剂,以酸性红B染料废水作为目标降解物,在不同催化条件下考察非均相类Fenton反应体系的性能。结果表明,非均相类Fenton反应体系有较宽的pH适应范围,当浸渍液浓度为0.5 mol/L时催化剂的活性最高,并且催化剂重复使用3次后酸性红B染料废水的色度去除率仍然高达78.26%。说明非均相类Fenton反应体系具有很好的降解性能。

微波协同CuFeO_2类Fenton反应降解橙黄G的研究

以水热法制备得到的CuFeO_2为催化剂,通过微波协同类Fenton降解水中的偶氮染料橙黄G(OG),考察了不同参数对OG降解的影响、CuFeO_2的催化稳定性、反应体系的活化机理。结果表明:CuFeO_2具有高效稳定的催化活性和宽反应pH(3~9)适应范围;染料的降解速率随微波功率、H_2O_2浓度、催化剂量的增大而提高;体系中的·OH、·O_2^-、h^+(电子空穴)及Fe~Ⅳ=O均参与了OG的降解,其中以·OH为主。

类Fenton反应催化剂的制备及其处理废切削液的研究

采用置换反应法制备了铜包铁粉催化剂,并用SEM、XRD、ICP对其进行了表征。研究了铜包铁粉催化类Fenton反应处理废切削液过程中,pH、催化剂质量浓度、反应时间、絮凝沉淀等工艺条件对COD去除率的影响。结果表明,当废切削液破乳出水初始pH 3、催化剂质量浓度为4.228 g/L、过氧化氢体积分数为193 m L/L、反应时间为3 h时,铜包铁粉催化类Fenton反应处理效果最优,反应后回调pH 10,投加10 g/L的聚合氯化铝混凝沉淀后,废切削液COD去除率可达96.7%。在铁基类Fenton催化剂上负载单质铜,可以显著提高其催化活性。

基于类Fenton反应的谷物中镉快速测定方法研究

研究了一种基于类Fenton反应的用于谷物中镉测定的快速消解方法。推荐快速消解的反应条件范围为,谷物样品0.2 g,30%过氧化氢5~7 mL,四氧化三铁磁性纳米颗粒0.005~0.01 g,硝酸60~100μL,单位体积超声强度4~20W/mL,超声时间20~30 min。在此条件下对大米样品进行快速消解,与传统湿法消解比较测定样品中镉的结果无显著差异。对大米、麦芯粉、玉米3种谷物进行加标回收实验,回收率在80%~110%之间。用四川大米、河南小麦、小麦、玉米4种标准物质验证方法的可行性,证明这种基于类Fenton反应的用于谷物中镉测定的快速消解方法可用于谷物样品快速前处理。

不依赖于过渡金属离子的卤代醌介导的新型有机类Fenton反应机理

卤代醌是许多卤芳香持久有机污染物的致癌代谢产物和饮用水消毒副产物。羟基自由基(.OH)被公认为生物系统中最具活性的活性氧物种,能导致生物体内DNA等生物大分子的氧化损伤。目前,最被广泛接受的.OH产生机理是过渡金属离子催化的Fenton反应。综合采用电子自旋共振二级自旋捕获和其他分析方法,发现四氯苯醌和其它卤代醌皆可通过不依赖于过渡金属离子的途径,显著促进氢过氧化物(H2O2或有机氢过氧化物)的分解而产生.OH或烷氧自由基,并首次检测到一种新型的、以碳为中心的醌自由基。基于以上研究,提出一类不依赖于过渡金属离子的卤代醌介导的新型有机类Fenton反应机理。

生物淋滤联合类Fenton反应去除污染土壤中重金属的效果

针对我国南方地区广泛存在的土壤重金属污染问题,以广东韶关铅锌矿周边污染农田土壤为研究对象,探讨利用生物淋滤方法与生物淋滤联合类Fenton反应对土壤Cu、Zn、Cd和Pb的去除效果,并采用序列化学提取(SEC)方法,分析不同处理对土壤中4种重金属形态分布的影响.结果表明,经12 d生物淋滤Cu、Zn、Cd和Pb的去除率分别达到66.5%、55.1%、72.8%和35.6%,其中无机结合态重金属去除效果最好,固相中剩余重金属主要以稳定的残渣态形式存在.2 d生物淋滤联合类Fenton反应在优化的H_2O_2浓度(5 g·L-1)下,对上述4种重金属的去除率分别为55.6%、50.6%、60.7%和30.5%,低于12 d生物淋滤处理,但显著高于H_2SO_4酸化、2 d生物淋滤、化学Fenton反应等对照处理.生物淋滤联合类Fenton反应可以实现原土壤中残渣态、有机结合态和无机结合态等较稳定态重金属的有效去除,使处理后土壤中4种重金属Cu、Zn、Cd和Pb的含量分别低于50、200、0.3和250 mg·kg^(-1)的标准限值.该方法兼具生物淋滤高去除效率和Fenton反应快速处理等优势,对于修复重金属Cu、Zn、Cd和Pb等复合污染的土壤具应用前景.

锰离子对Fenton反应的影响

Fenton反应是生物体内产生羟基自由基(.OH)的主要反应.Mn2+在体外可以参与类似反应生成.OH.在此基础上,本文利用自旋捕捉-ESR技术比较了Mn2+参与类Fenton反应(Fenton-like reaction)与Fe2+参与Fenton反应的能力,利用芳环羟基化(aromatic hydroxylation)反应-高效液相色谱法检测了Mn2+对Fe2+参与的Fenton反应的影响.利用电泳技术检测了上述反应产生的.OH对质粒DNA的损伤情况.结果显示,在实验条件下,Mn2+与过氧化氢(H2O2)反应产生.OH的能力仅为相同条件下Fe2+的5%左右.但Mn2+可以在Fenton反应中明显促进.OH的产生.

用对苯二甲酸测定铜催化Fenton反应产生的羟自由基

研究了剂量率对对苯二甲酸剂量计的影响和该剂量计用于测定铜催化的类Ｆｅｎｔｏｎ反应产生羟自由基的速率的可行性。羟自由基与对苯二甲酸（ＴＡ）加成生成的自由基被Ｏ２氧化成具有很强荧光的稳定产物羟基对苯二甲酸（ＨＯＴＡ）。在很广的剂量率范围内（８．２×１０－３～１．６Ｇｙｓ－１），Ｇ（ＨＯＴＡ）恒定。Ｃｕ２＋的存在使Ｇ（ＨＯＴＡ）降低。但当［Ｃｕ２＋］≤［ＴＡ］／１０时，Ｇ（ＨＯＴＡ）不随［Ｃｕ２＋］变化而变化，因此，对苯二甲酸剂量计可用来测定铜催化的类Ｆｅｎｔｏｎ反应产生的羟自由基。