紫外-催化湿式过氧化氢氧化煤化工废水膜浓缩液

采用溶胶-凝胶法制备LaCoO3钙钛矿型催化剂用于紫外-催化湿式过氧化氢氧化煤化工废水膜浓缩液,表征了催化剂的结构,并考察了各因素对催化氧化效果的影响。结果表明,当H2O2投加量1.2 mL/L,催化剂投加量0.8 g/L,反应温度120℃,反应压强0.5 MPa,pH=3,反应时间60 min时,COD的去除率为89.7%,TOC的去除率为84.6%,UV254的去除率为97.2%。

紫外辐照-催化湿式过氧化氢氧化技术处理酸性大红GR染料废水

采用自制的负载型CuO-ZnO-CeO2/γ-Al2O3催化剂,常温常压下通过紫外辐照-催化湿式氧化技术处理酸性大红GR模拟染料废水。考察了催化剂加入量、H2O2加入量、废水pH、反应时间、初始酸性大红GR质量浓度等对废水脱色率的影响。实验得到最佳工艺条件为初始酸性大红GR质量浓度200 mg/L,催化剂加入量10.0 g/L,H2O2加入量2.0 mL/L,废水pH 4,反应时间2 h。最佳工艺条件下废水脱色率达99.33%。

g-C_(3)N_(4)/PCN-224“壳-核”结构异质结压电-光催化协同高效制备过氧化氢

相比于传统的蒽醌法,光催化、压电催化或压电辅助光催化法制备过氧化氢(H_(2)O_(2))对于推进清洁能源的开发和利用具有重要意义.石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))具有可见光催化合成H_(2)O_(2)的活性,其中材料内部生成的1,4-内过氧化物可有效提高双电子氧还原(2e--ORR)的选择性.然而,g-C_(3)N_(4)的本征结构性质导致其在催化制备H_(2)O_(2)过程中受到很多因素的限制,如存在光生载流子易复合、可见光响应范围窄、比表面积小导致传质效率低等问题.在众多针对g-C_(3)N_(4)的改性策略中,通过科学筛选并选择合适的功能材料与g-C_(3)N_(4)构建异质结构可有效解决上述问题.其中,卟啉基金属有机骨架材料PCN-224的带隙值(Eg=1.65 eV)较小,这使得其具有良好的光响应性能.同时,该材料拥有较大的比表面积(1310.5 m^(2)g^(-1))和丰富的孔道结构,这显著提升了传质效率.此外,PCN-224配体中的吡咯结构能够作为路易斯活性位点,有效促进分子氧的吸附,从而提升催化剂催化ORR制备H_(2)O_(2)的效率.本文采用简便的机械球磨法制备了g-C_(3)N_(4)/PCN-224(简称为CP-x,x代表异质结催化剂中PCN-224的质量百分含量)异质结材料.为促使光生空穴与电子在异质界面实现定向迁移与高效分离,进一步构建了压电-光催化协同反应体系.粉末X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱等表征结果表明,PCN-224与g-C_(3)N_(4)之间形成了紧密的异质结构.紫外-可见漫反射光谱结果表明,相比于g-C_(3)N_(4),CP-x异质结材料具有更宽的光谱响应范围和更大的比表面积(最高达到442.6 m^(2)g^(-1)),更有利于传质过程.最佳材料CP-5催化制备H_(2)O_(2)的产率达到4.86 mmol g^(-1)h^(-1),优于大多数现已报道的g-C_(3)N_(4)基和MOFs基功能材料.通过压电力显微镜和开尔文压电力显微镜等表征技术进一步验证了CP-5异质材料具有压电特性.自由基捕捉、活性物质定量、电子自旋共振波谱和电化学测试等结果表明,PCN-224与g-C_(3)N_(4)之间良好的能带匹配度有利于提升CP-x催化制备H_(2)O_(2)的活性与选择性.本文还采用天然雨水作为质子来源,并在相同条件下进行实验.结果发现,H_(2)O_(2)产率仍能达到2.78 mmol g^(-1)h^(-1).此外,本研究制备的H_(2)O_(2)溶液对大肠杆菌表现出了良好的灭活效果.对比空白实验组,添加400μL反应后H_(2)O_(2)溶液的实验组对大肠杆菌的灭活效率达到了100%.结合理论计算确定了H_(2)O_(2)催化制备过程中H+和O_(2)等关键底物在CP-x异质材料上的吸附位点与吸附能,并分析了ORR过程中关键中间产物(O_(2)^(*),H^(*),OOH^(*))的吉布斯自由能,阐明了PCN-224与g-C_(3)N_(4)协同强化制备H_(2)O_(2)的反应机制.综上,本研究通过构建g-C_(3)N_(4)/PCN-224异质结材料,实现了高效催化制备H_(2)O_(2),并阐明了其协同催化的反应机制.本文结果将对MOFs基功能材料在压电-光催化制备H_(2)O_(2)领域的发展与应用提供参考.

Fe-Mn/AC催化湿式过氧化氢氧化间甲酚

采用等体积浸渍法制备了一种新型Fe-Mn/AC催化剂,应用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)间甲酚废水.通过SEM和XRF表征了其表面形态结构和元素组成,通过穆斯堡尔谱分析了催化剂中铁离子的存在形态,结果表明,新型Fe-Mn/AC催化剂中的铁以二价铁、三价铁以及四氧化三铁的形式存在.通过正交实验考察了CWPO降解间甲酚的影响因素,结果表明,各因素对间甲酚转化率影响的大小顺序依次为:底物初始p H值>反应温度>反应时间>催化剂投加量.通过正交实验得到CWPO降解间甲酚的最佳反应条件.当间甲酚浓度为100 mg·L-1、反应温度为40℃、反应时间为40 min、催化剂投加量为0.6 g·L-1及底物初始p H值为3时,间甲酚转化率为99.8%,TOC去除率为28.3%.气相色谱/质谱联用没有检测到中间产物,气相色谱检测到CWPO降解间甲酚中间产物主要为乙酸和丙酸.

催化湿式过氧化氢氧化农药废水Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂的研究

研究了Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂的载体粒度、负载量、焙烧温度和Ce添加量等因素对催化剂活性及稳定性的影响,其最佳制备条件为:80—100目SiO2载体、4%负载量,700℃焙烧温度,0.16%Ce添加量.利用BET比表面积、XRD和金属溶出量对催化剂进行了表征.结果表明:Cu-Ni-Ce/SiO2催化剂催化湿式过氧化氢氧化降解处理吡虫啉农药废水,在催化剂用量10g.l-1,反应温度110℃,双氧水用量为理论需用量,进水pH值为9.0,反应60min的条件下,COD去除率为88.7%,活性组分溶出量较小.

Fe-Al-MMT催化湿式过氧化氢氧化处理焦化废水

采用离子交换法制备了Fe-Al交联蒙脱土(Fe-Al-MMT)催化剂,通过BET、XRD对催化别进行了表征。采用催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)法处理模拟焦化废水。讨论了初始pH值、H_2O_2的浓度和反应温度对焦化废水处理效果的影响。结果表明:当焙烧温度为350℃时,催化剂比表面积较大,活性组分在载体上分散均匀,在初始pH=3,H_2O_2浓度为3150 mg/L条件下反应3 h,COD去除率可达87.11%,活性组分铁离子溶出量为4.78 mg/L。

Fe/γ-Al_2O_3催化湿式过氧化氢氧化间甲酚废水

采用等体积浸渍法制备Fe/γ-Al2O3催化剂,以500 mg·L-1间甲酚为模型化合物评价催化剂的活性及稳定性.考察了反应温度、初始pH、过氧化氢投加量和催化剂焙烧温度对催化剂催化活性和稳定性的影响.结果表明:350℃焙烧的Fe/γ-Al2O3催化剂,在3.0 g·L-1催化剂投加量,60℃反应温度,H2O2理论投加量,初始pH值为4.0,反应2 h的条件下,间甲酚转化率及TOC去除率分别达到99.9%和58.6%.考察了多相、均相催化剂在反应中的作用,结果表明Fe/γ-Al2O3的多相催化在反应过程中起主要作用.

湿式过氧化氢催化氧化降解喹啉及其机理

采用浸渍法制备了负载型铜铁氧化物催化剂,并以喹啉为目标污染物,建立了湿式过氧化氢催化氧化(CWPO)体系。研究了反应温度、初始pH、H2O2和催化剂投加量对喹啉去除效果的影响,并分析了CWPO体系中iOH的作用及喹啉的降解路径。结果表明,CWPO对喹啉具有很好的去除效果,反应30 min喹啉的去除率可达到100%,反应60 min矿化率可达到88.34%。确定了最佳反应温度为80℃,初始pH为7,H2O2和催化剂投加量分别为29.15mmol·L-1和4 g·L-1。iOH氧化在CWPO降解喹啉体系中起主导作用,其平均产生速率为1.69×10-6mmol·L-1·min-1。推测了CWPO降解喹啉的4种可能路径,在中性和酸性条件下,分别生成以吡啶环或苯环为主的中间产物。

响应面法优化污泥炭催化湿式过氧化氢氧化降解间甲酚模拟废水

以污水处理厂剩余污泥为原料制备硝酸改性活性炭,用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理间甲酚模拟废水,以实现剩余污泥的资源化利用.使用物理吸附、程序升温脱附(TPD)、X射线荧光光谱(XRF)等表征方法对污泥炭的物理化学性质进行测定.而后采用响应面法(RSM)优化污泥炭CWPO降解间甲酚的反应条件,选取反应温度、反应时间、初始pH值、过氧化氢(H_2O_2)投加量及催化剂投加量为影响因子,总有机碳(TOC)去除率为响应值,应用中心组合设计(CCD)建立响应值与各影响因子之间关系的二次多项式数学模型,采用后退回归法进行模型精简,并通过方差分析对模型进行可信程度检验.优化结果表明,在反应温度为60℃,反应时间为120 min,初始pH=3.00,H_2O_2投加量为2.03 g·L^(-1),催化剂投加量为0.78 g·L^(-1)的条件下,可达到最佳效果,此时预测模型的TOC去除率为44.6%,间甲酚转化率为100%.通过模型验证实验得到的TOC去除率为46.6%,仅与理论值相差2.0%,在95%的置信区间内,说明该模型具有可靠性.最后采用GC-MS对污泥炭CWPO降解间甲酚中间产物进行分析.

用催化湿式过氧化氢氧化法降解间硝基苯磺酸钠的影响因素

采用催化湿式过氧化氢氧化法(CWPO)对间硝基苯磺酸钠溶液进行降解,比较了不同的催化剂(Co/Bi,Mn/Ce,Cu/Mn/Ce,Cu(NO3)2,活性炭)和氧化剂(过氧化氢和氧气)对间硝基苯磺酸钠的降解效率,并研究了催化剂用量、初始氧分压、间硝基苯磺酸钠浓度、过氧化氢用量、反应温度对去除效率的影响.结果表明,以Cu(NO3)2为催化剂的CWPO法对间硝基苯磺酸钠具有较理想的降解效果,反应温度、过氧化氢用量和间硝基苯磺酸钠的浓度对降解反应具有显著的影响,氧气和催化剂的加入能提高反应效率,此外,升温过程也对CWPO降解间硝基苯磺酸钠有较大影响.

常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺的研究

采用浸渍焙烧法制备了几种负载型催化剂,以偶氮染料模拟废水为处理对象,考察了这几种催化剂在常温常压下催化湿式过氧化氢氧化工艺中的催化活性。研究结果表明,Feγ/-A l2O3的催化活性和稳定性最好。处理质量浓度为500m g/L的甲基橙模拟废水,当Feγ/-A l2O3和H2O2加入量分别为30g/L和330m g/L时,处理3h后,废水的脱色率为79.67%,COD去除率为80.92%,总有机碳去除率达72.88%。在上述相同工艺条件下,分别处理质量浓度为500m g/L的甲基橙、酸性橙和活性黑模拟废水,其中,甲基橙较易被降解,酸性橙次之,活性黑最难被降解。

苯甲酸氧钒催化过氧化氢氧化β-蒎烯的研究

研究了以五氧化二钒合成的苯甲酸氧钒催化过氧化氢氧化β-蒎烯。考察了催化剂、过氧化氢和溶剂用量及水等因素对催化性能的影响。在苯甲酸氧钒用量为β-蒎烯质量的5%、丙酮与β-蒎烯的体积比为4∶1、过氧化氢与β-蒎烯的物质的量之比为2∶1的条件下、30℃反应24h后,β-蒎烯转化率可达56.2%以上,主要产物诺蒎酮和马鞭草烯酮的选择性分别为42.8%和35.5%。

湿式过氧化氢氧化H-酸溶液的反应动力学

目的在0.5L压力反应器中,以染料中间体H-酸溶液为处理对象,研究了温度对湿式过氧化氢氧化(WPO)和Cu/Ni复合氧化物催化剂非均相催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)的影响。方法采用两阶段一级反应动力学模型和通用动力学模型描述WPO和CWPO反应过程,确定了动力学参数。结果 2个模型的计算值与实验值相吻合,而通用动力学模型相对能较准确地预测WPO和CWPO过程。2模型均表明湿式过氧化氢氧化分初始快速反应和后期慢速反应2个步骤。升高温度对加快后期反应速度更有利,催化剂有利于中间产物氧化。结论湿式过氧化氢处理H-酸溶液分为两个阶段,两阶段符合一级动力学模型和通用动力学模型。温度是H-酸废水湿式氧化的关键影响因素,小分子有机酸氧化速率非常低。

Fe/ZSM-5分子筛催化剂催化湿式过氧化氢氧化处理间甲酚废水的研究

采用等体积浸渍法制备Fe/ZSM-5催化剂,并用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)反应处理间甲酚模型废水。结果表明,Fe的负载量为1%时催化活性和稳定性最优;3.0-F/Z-5催化剂在高温下催化活性的提高主要是溶出Fe的均相催化作用。利用BET、XRD、UV-Vis DR和NH3-TPD对催化剂进行表征并分析其构效关系。结果表明,ZSM-5负载Fe后比表面积减小、5 nm孔减少,说明部分氧化铁在分子筛孔道或表面发生沉积;Fe物种在ZSM-5表面分散均匀;催化剂活性位点为弱酸中心和小尺寸氧化铁颗粒协同作用。

过氧化氢-碘化钾-季胺新体系催化动力学光度法测定痕量钼Ⅵ

基于稀盐酸介质中 ,一定量碘化钾存在下钼 催化H2 O2 氧化季胺 [4 ,4′ 对 (二甲氨基 ) 二苯基甲烷 ]显色的反应 ,拟定了测定痕量钼的新方法。催化反应的表观活化能Ea′=4 9.4 6kJ mol,方法的线性范围为 0～4 0 μg L ,检出限为 4 .84× 10 - 1 0 g mL ,用于测定黑豆及绿豆中痕量钼 ,结果满意 ;并对反应的机理进行了深入探讨。

2-(1,3,4-三氮唑偶氮)-5-二乙氨基苯甲酸-过氧化氢催化动力学光度法测定痕量铁(Ⅲ)

本文研究了铁(Ⅲ)催化H2O2氧化2-(1,3,4-三氮唑偶氮)-5-二乙氨基苯甲酸(TZDBA)的褪色反应及其动力学条件,建立了测定痕量铁(Ⅲ)的催化动力学光度法。在pH=4.0的HAc-NaAc缓冲溶液中,褪色体系的最大吸收波长488nm,催化反应的表观活化能Ea=42.10kJ/mol,速率常数k=8.57×10-4 s-1,Fe(Ⅲ)的质量浓度在0.01～0.20mg/L范围内符合比耳定律,检出限为6.62×10-10 g/mL。方法用于头发和面粉中痕量铁的测定,结果与原子吸收法测定结果相符,相对标准偏差为1.88%～2.84%(n=6),加标回收率为96.4%～104.4%。

催化湿式过氧化氢氧化法的研究

本文提出了通过浸渍法制备的四种氧化物为主活性组分的负载固定型催化剂,用于催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理印染中间体H-酸废水的一种新方法。通过实验确定了催化湿式氧化的条件,不同催化剂处理效果的比较表明,四元组合MnO2-CuO-CeO2-Fe2O3催化剂性能较好,在常温常压,pH=5～7,反应30min时,COD的去除率>80%,色度去除率>90%。

Fe-MnO_x催化过氧化氢氧化酸性橙-7研究

采用共沉淀法制备Fe-MnO_x催化剂进行催化过氧化氢氧化降解酸性橙-7的研究,考察了酸性橙-7初始含量、催化剂投加量、溶液初始pH对酸性橙-7降解的影响,并探讨了反应机理。结果表明,H_2O_2的浓度为3.7 mmol/L、Fe-MnO_x投加量100 mg/L时,当酸性橙-7初始质量浓度高于15 mg/L时去除率随酸性橙-7含量升高而降低;酸性橙-7初始量浓度低于15 mg/L时去除率随酸性橙-7含量升高而升高。溶液初始pH对酸性橙-7的去除有显著影响,pH为2时酸性橙-7有最佳去除率42.4%。当反应溶液中加入羟基自由基抑制剂叔丁醇后,酸性橙-7的去除率明显降低,证明体系中的主要氧化物种为羟基自由基。

催化湿式过氧化氢氧化法处理甲基橙

以Fe2O3/γ-Al2O3为催化剂的催化湿式过氧化氢氧化处理甲基橙AO52。考察了反应时间、反应温度、pH和Fe2O3/γ-Al2O3投加量等因素对降解效果的影响。结果表明,在染料初始质量浓度200 mg/L时,温度175℃、压力0.3 MPa、H2O266 mg/L、pH7、反应时间2.0 h、Fe2O3/γ-Al2O3投加量为8 g/L的最佳条件下,甲基橙AO52色度几乎完全去除,TOC和COD去除率分别为94.4%和92.3%。

Fe/活性炭催化湿式过氧化氢氧化亚甲基蓝

以活性炭为载体,采用浸渍法制备Fe/AC催化剂,通过扫描电镜、X射线衍射对催化剂进行表征,研究AC以及Fe/AC催化湿式过氧化氢氧化亚甲基蓝的性能,考察了反应温度对其催化性能的影响。结果显示:Fe/AC对亚甲基蓝的去除率达99%,COD去除率达86%,处理后水样COD值达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》二级排放标准。