MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)类Fenton体系催化降解碘帕醇的性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为软模板,以硫代乙酰胺为硫源、钼酸钠为钼源,采用水热两步法制备了MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)复合材料。采用SEM、XRD等对MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)的形态结构进行了表征分析,考察了MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)/H_(2)O_(2)体系催化降解碘帕醇(IPM)的效能和作用机理。结果显示,Fe_(3)O_(4)成功负载在MoS_(2)表面,且MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)呈均匀分散的花球状结构,提供了更多催化活性位点。在溶液初始pH为4,MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)投加量为0.15 g/L,H_(2)O_(2)浓度为0.5 mmol/L,IPM浓度为5μmol/L条件下,反应30 min后MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)/H_(2)O_(2)体系对IPM的降解率达到89.85%,与Fe_(3)O_(4)/H_(2)O_(2)体系相比,对IPM的降解率提高约12%。MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)/H_(2)O_(2)体系降解IPM的主要活性物种为·OH和^(1)O_(2)。利用外加磁场能够实现MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)催化剂的循环再利用,6次循环使用后,反应30 min时MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)/H_(2)O_(2)体系对IPM的降解率仍在80%以上,表明MoS_(2)@Fe_(3)O_(4)在反应过程中具有良好的稳定性。

Fe-Si-Al高级氧化催化剂非均相Fenton处理造纸废水

造纸废水中的污染物种类繁多,COD_(Cr)排放量较大.目前,常规均相Fenton工艺在造纸废水深度处理中得到了广泛应用,然而该工艺存在硫酸亚铁用量较高和污泥产量较大的问题.本文将常规Fenton污泥为主要原料制取的Fe-Si-Al高级氧化催化剂应用于非均相Fenton处理造纸废水,以COD_(Cr)的去除率和污泥产量作为评价指标,并利用SEM、XRD、FT-IR等现代仪器手段,研究其应用工艺及反应机理.结果表明,当反应体系初始pH值为3、催化剂投加量10 g/L、m(COD_(Cr))∶m(H_(2)O_(2))=1∶1、反应时间90 min时,COD_(Cr)的去除率可达73.6%,污泥产量较常规Fenton降低了91.8%.催化剂中的铁铝尖晶石(FeAl_(2)O_(4))和铁橄榄石(Fe_(2)SiO_(4))为体系提供Fe^(2+).催化剂经过10次循环利用,COD_(Cr)去除率仍保持在70%左右,表明其具有良好的循环利用性能.非均相Fenton降解有机物的种类较均相Fenton更多,可破坏苯环结构.

负载型三维电极-电Fenton法处理活性艳橙X-GN废水

三维电极-电Fenton法是一种在电Fenton的基础上引入三维电极电催化技术的新型高级氧化法,在水处理中得到了广泛的应用。用过量浸渍煅烧法制备负载型三维电极,以采用该电极的三维电极-Fenton法处理活性艳橙X-GN废水。通过试验研究了pH、电压、Na_(2)SO_(4)投加量、Fe^(2+)投加量对处理效果的影响,并采用响应曲面法最优化实验条件。结果表明,当试验pH=4.7,电压为20.39 V,Na_(2)SO_(4)投加量为2.13 g/L,Fe^(2+)投加量为2.5 mmol/L时,COD和色度去除率可以达到85.41%和92.18%。负载型三维电极-电Fenton法对活性艳橙X-GN废水的色度和COD均具有较理想的处理效果。

β-FeOOH/SiO_(2)复合非均相Fenton催化剂制备及对甲基橙溶液的降解

采用简单、环保的方法合成β-FeOOH/SiO_(2)复合非均相Fenton催化剂,采用红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、透射电子显微镜(TEM)对催化剂进行表征分析,考察质量比、合成温度和合成时间对催化剂催化活性的影响,通过分析催化剂类型、用量及双氧水用量,探究β-FeOOH/SiO_(2)复合催化剂处理染料废水的最佳工艺条件。结果表明:β-FeOOH/SiO_(2)复合催化剂制备工艺简单,操作条件温和,易于工业化生产;β-FeOOH/SiO_(2)复合催化剂在满足m(β-FeOOH)/m(SiO_(2))=1∶1,反应温度为90℃,反应时间为8 h时,具有最佳的催化活性;在30℃条件下,β-FeOOH/SiO_(2)的加入量为5 g/L,过氧化氢的加入量为0.1 L/L时,200 mg/L甲基橙染料废水的去除率最大,达到98.85%,对亚甲基蓝和罗丹明B的去除率分别达到90.44%和99.25%;β-FeOOH/SiO_(2)复合催化剂对染料废水具有良好的降解效果。

铜半胱胺配合物类Fenton催化降解土霉素的研究

为有效去除污染水体中的土霉素,采用水浴升温合成法制备了铜半胱胺配合物(Copper-Cysteamine-Iodine,Cu-Cy-I),并通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray Diffraction,XRD)、X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)等方法对其形貌、结构、化学成分进行表征。为了研究Cu-Cy-I对土霉素的降解效果,考察了光照时间、H_(2)O_(2)浓度、溶液pH值、催化剂质量、溶液的初始质量浓度以及光源等因素的影响。结果显示,在100 m L质量浓度为100 mg/L的土霉素中加入20 mg Cu-Cy-I催化剂、0.025 mol/L H_(2)O_(2),置于高压汞灯下,照射100 min后对土霉素的降解率可达99.0%。采用自由基捕获试验探究了Cu-Cy-I/H_(2)O_(2)体系中的活性自由基,发现羟基自由基(Hydroxyl radical,·OH)、超氧自由基(Superoxide radical,·O_(2)^(-))和光生空穴(Photogenerated electrons,h^(+))三者共同作用并促进土霉素的降解。Cu-Cy-I对土霉素具有较高的降解效果,为抗生素废水的治理提供了一种新方法。

多孔MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)壳聚糖微球用于增强类Fenton降解染料废水的研究

将壳聚糖与金属盐混合溶液滴入碱性溶液中,采用一步法制备了金属壳聚糖微球(MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS),并用于刚果红(CR)的类Fenton降解。结果表明,与单金属壳聚糖微球(MnO_(2)/CS、Fe_(3)O_(4)/CS)相比,MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS具有更好的催化活性;在最佳条件下(50 mg/L CR,pH=7,0.9 mol/L H_(2)O_(2),2.0 g/L催化剂,60 min),CR的去除率达到100%。MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS的高活性归因于其较大的比表面积和孔体积,特殊多孔结构有利于反应物的吸附/扩散和活性位点的暴露;Mn-Fe双金属之间的协同作用促进了电子传递,有效提高了催化活性。金属壳聚糖微球可以很容易地从反应体系中收集,重复使用5次后仍然保持较高催化活性(88.2%)。

高炉渣非均相类Fenton降解亚甲基蓝废水

本文以高炉渣为催化剂,通过非均相类Fenton的方法降解模拟亚甲基蓝废水,在有无光照的条件下,考察了高炉渣用量、H_(2)O_(2)用量、pH、反应时间等因素对模拟废水的色度及COD去除率的影响。实验证明:有光照条件下的去除效果均优于无光照,光照条件下该体系最佳条件为:pH=3,高炉渣用量为0.1 g/100 mL,H_(2)O_(2)(质量分数30%)为0.2 mL/100 mL,反应时间2 h,亚甲基蓝废水脱色率及COD去除率均达到100%。动力学研究表明:有光照条件下反应速率大于无光照条件,二者反应都更符合二级动力学模型。

磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶在纳米Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton体系中的降解效果

用Fe_(3)O_(4)负载纳米零价铁(Fe_(3)O_(4)-nZVI)作为非均相催化剂,与H2O_(2)耦合构建类Fenton体系,以降解水中磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺二甲基嘧啶(SMT).通过SEM、EDS、XRD和XPS对Fe_(3)O_(4)-nZVI材料进行了表征,并考察了Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton体系中H2O_(2)浓度、Fe_(3)O_(4)-nZVI投加量、初始pH及Fe_(3)O_(4)-nZVI循环使用次数对SDZ和SMT降解效果的影响.结果表明,在25℃,SDZ和SMT初始浓度均为10 mg·L^(-1),H2O_(2)浓度分别为10 mmol·L^(-1)(SDZ)和15 mmol·L^(-1)(SMT),Fe_(3)O_(4)-nZVI投加量为0.8 g·L^(-1),初始pH为3的优化条件下,在180 min时,Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton体系对水中SDZ和SMT的降解率分别为97.45%和95.51%,Fe_(3)O_(4)-nZVI重复利用4次后,对SDZ和SMT的降解率仍保持在87%以上,表明该材料具有良好的磁回收利用性能.拟一级动力学拟合参数R2均在0.93以上,表明Fe_(3)O_(4)-nZVI类Fenton法对SDZ和SMT的降解过程均符合拟一级动力学方程.且在各因素最优条件下,SDZ的反应速率常数均大于SMT的反应速率常数,这可能与二者的理化性质及分子结构有关,即磺胺类抗生素(SAs)的pKa值和水溶解度越小,疏水性越强,杂环基团上的甲基取代基数目越少,SAs越容易被降解.

三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水研究

以钛涂钌铱电极(RuO_(2)-IrO_(2)/Ti)为阳极,石墨为阴极,活性炭为粒子电极构建三维电极电Fenton体系,研究三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水的影响因素,系统性考察活性炭粒子电极类型及投加量对处理效果的影响,并通过改变极板间距、pH、曝气强度、电解电压、反应时间等因素,确定最佳反应条件。进一步通过正交实验比较各因素影响程度大小,优化三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水实验条件。结果表明,以3 mm柱碳作为粒子电极,当其投加质量浓度为100 g/L时,最佳工艺条件为pH=3、电解电压15 V、曝气强度1.0 L/min、极板间距7 cm、反应时间2 h。此条件下,废水COD平均去除率为72.28%,B/C由初始的0.086上升至0.312,处理效果达最优。此外,各因素对于三维电极电Fenton处理阿奇霉素制药废水效果的影响程度为pH>曝气强度>电解电压>反应时间>极板间距。

紫外光引发Fenton氧化技术协同去除造纸中段废水COD_(Cr)的性能研究

对紫外光引发Fenton氧化技术协同处理造纸中段废水COD_(Cr)进行了研究,探究反应时间、FeSO_(4)·7H_(2)O浓度、H_(2)O_(2)浓度、pH值、紫外光强度等因素对COD_(Cr)去除效率的影响。实验结果表明,在反应时间80min,FeSO_(4)·7H_(2)O浓度0.6 mol/L,H_(2)O_(2)浓度0.3 mol/L,pH值为4,以及紫外光强度为14 mW/cm^(2)的最优条件下,该技术能够实现造纸中段废水74%的COD_(Cr)去除率。紫外光引发Fenton氧化技术能够有效促进Fenton氧化反应中·OH自由基的生成,提高造纸中段废水的COD_(Cr)去除效率。

高熵合金与E-Fenton试剂处理染料废水实验研究

处理染料废水的电芬顿(Electro-Fenton,E-Fenton)技术已经展现出显著的优势。然而,在实际应用中,电极材料的耐用性和腐蚀问题一直是限制其进一步发展的关键因素。为了解决这些问题,并进一步提高降解效率,研究决定采用高熵合金作为阳极,并结合E-Fenton试剂进行实验。目标是以甲基橙为模拟污染物,对染料废水进行降解处理。实验结果显示,在反应进行5 h后,Al_(0.3)CoCrFe_(2)Ni高熵合金的最大腐蚀速率仅为5.94 g/cm^(2)·h。与Al_(0.3)CoCrFe_(1.7)Ni、Al_(0.3)CoCrFe_(1.3)Ni、Al_(0.3)CoCrFe_(0.9)Ni和铁片的腐蚀速率相比,分别降低了44.17%、63.44%、78.06%和84.59%。Al_(0.3)CoCrFe_(2)Ni和Al_(0.3)CoCrFe_(1.7)Ni合金均出现了Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4)的衍射峰。这一研究结果表明,高熵合金与E-Fenton试剂联合处理染料废水的方法,有效地提高了电极材料的耐腐蚀性。这不仅为染料废水的处理提供了新的解决方案,同时也进一步证实了高熵合金在环保领域的应用潜力。

原位生长孤立铁4A-Fe/聚醚砜复合膜的制备及其类Fenton降解苯酚性能

将膜分离与Fenton氧化技术结合,旨在实现有机废水的高效降解和催化剂的连续再利用.采用非溶剂致相分离法制备4A沸石/PES混合基质膜,通过浸渍法在4A沸石表面原位生长孤立铁物种,制备了4A-Fe/PES复合膜.利用SEM、FTIR、XPS等手段对膜形貌和结构进行详细表征.探究该膜在静态和动态条件下对苯酚的降解性能,并比较4A-Fe催化剂在粉末和膜形态下对H_(2)O_(2)分解的影响.结果表明,孤立铁的原位生长使沸石表面粗糙.动态条件下的降解效率显著高于静态,在pH值为2、H_(2)O_(2)添加量为31.6mmol/L、苯酚浓度为200mg/L条件下,仅1min内降解率可达96.1%.催化动力学显示,在pH值为2时,膜态降解速率是粉末态的56倍.经过5次循环,该膜对苯酚的降解率仍保持在90%以上.

超声波/Fenton法处理丙烯腈聚合废水

采用超声波/Fenton法处理丙烯腈聚合废水,研究了超声波和Fenton法对聚合废水COD的去除效果及影响因素。结果表明:超声波和Fenton法联合处理时对聚合废水COD的去除效果优于超声波或Fenton法单独处理时的效果。利用超声波和Fenton法联合处理聚合废水时,废水初始pH值、H_(2)O_(2)投加量、H_(2)O_(2)投加方式、n(Fe^(2+))∶n(H_(2)O_(2))、超声功率和超声时间均对COD去除效果有一定影响,其最佳处理条件为:超声功率为200 W,废水初始pH值为3.5,H_(2)O_(2)投加量为15 mL/L且逐滴滴加,n(Fe^(2+))∶n(H_(2)O_(2))=1∶2,超声处理30 min,该条件下对废水中COD的去除率可达到83%。

萃取-Fenton氧化组合工艺高效处理羟肟酸类选矿药剂生产废水研究

针对羟肟酸类选矿药剂生产废水高COD、难降解等特点,采用液-液萃取联合Fenton氧化工艺进行了高效处理研究。系统地考察了萃取过程中萃取液组成、废水pH、萃取相比(有机相与水相体积比,即V(O)/V(A))对COD去除率的影响及Fenton氧化技术处理过程中萃余相pH、H2O2浓度、Fe^(2+)与H_(2)O_(2)物质的量比对萃余相COD去除率的影响。结果表明:在V(N235)∶V(煤油)∶V(正辛醇)=7∶2∶1、废水pH为3、V(O)/V(A)为1∶1的条件下,羟肟酸类生产废水经萃取法处理后,COD由136780 mg·L^(-1)降低至39260 mg·L^(-1),去除率为71.30%;在萃余相pH为3、H_(2)O_(2)浓度为200 mmol·L^(-1)、n(Fe^(2+))∶n(H_(2)O_(2))=1∶4的条件下,萃余相经Fenton氧化技术处理后,COD由39260 mg·L^(-1)降低至7200 mg·L^(-1),去除率为81.66%;萃取法联合Fenton氧化工艺处理羟肟酸类选矿药剂生产废水COD综合去除率达94.74%。此法操作简单,技术上可行,可为同类废水的高效处理提供参考。

Fenton氧化法在工业有机废水处理中的试验研究

工业有机废水具有很高的化学需氧量(COD),潜在污染风险大,已对生态环境构成严重挑战。本研究采用Fenton氧化法处理工业有机废水,通过单因素试验和正交试验分析FeSO_(4)·7H2O用量、H2O2用量和pH对COD去除率的影响。结果表明,Fenton氧化法能够有效去除工业有机废水中的COD,最佳工艺条件下,FeSO_(4)·7H2O用量为0.5 g,H2O2用量为2.0 mL,pH为3,COD去除率最佳。本研究为工业有机废水的高效处理提供有力支持。

原儿茶酸促进铁循环强化Fenton体系降解避蚊胺

为了减少传统Fenton体系中Fe(Ⅱ)的投加量,提高H_(2)O_(2)的利用率,选择添加原儿茶酸(PCA)实现Fenton体系中的铁循环。以避蚊胺(DEET)为目标污染物,在最佳反应条件:c(DEET)0=0.2 mmol/L,c(H_(2)O_(2))=1.0 mmol/L,n(H_(2)O_(2))/n[Fe(Ⅱ)]=20∶1,n(PCA)/n[Fe(Ⅱ)]=1∶1,pH值=3.0下,DEET在20 min内降解率可达75%。对DEET降解过程中的总铁(TFe)和Fe(Ⅱ)浓度的变化进行记录,证明了PCA除了作为络合剂提高溶液中Fe离子的溶解度,也可作为还原剂促进体系中的Fe循环。利用叔丁醇(TBA)和对苯醌(PBQ)作为自由基淬灭剂鉴别反应体系中主要活性物质,得出PCA/Fe(Ⅱ)/H_(2)O_(2)体系中起主要氧化作用的是羟基自由基(·OH)。共存离子试验结果表明,SO^(2-)_(4)的存在对DEET的降解没有影响。对常见的污染物降解试验表明,Fe(Ⅱ)/PCA/H_(2)O_(2)体系普适性较好。

非贵金属催化电极Ni/C@CF的制备及绿色类Fenton性能

传统芬顿(Fenton)法利用Fe2+催化H_(2)O_(2)产生具有强氧化性的羟基自由基(•OH),可以高效氧化降解水中有机污染物,但其操作pH范围窄(pH≈3)和易产生铁絮凝沉淀的缺点限制了其应用发展.原子氢H*作为一种单电子供体,可以将电子快速转移到H_(2)O_(2)中,生成•OH,适用于广泛的pH值,没有铁污泥产生,是一种新型高效绿色芬顿法.然而,原子H*更易相互结合形成H_(2),极不稳定,因此,探索合适的电催化剂对H*绿色Fenton的应用起着至关重要的作用.本文以炭黑作为载体,通过液相还原法制备了具有催化活性高、性能稳定的Ni/C@碳毡(Ni/C@CF)非贵金属电催化材料,制备的Ni纳米粒子均匀分散在炭黑上.以此电极材料为阴极,构建绿色Fenton催化体系,能够催化H_(2)O和H+生成H*,进而催化H_(2)O_(2)产生•OH,高效降解去除水中抗生素污染物.通过调节制备方法、电压、溶液pH值及外加氧化剂量,确定了该体系下的最佳反应条件.

Fenton铁泥组分分析及在废水处理中的应用

Fenton铁泥中含有大量的铁元素以及较多的难降解有机物、泥沙、病原体以及重金属,不进行妥善处理会引发二次污染,造成资源浪费。为较全面地总结Fenton铁泥的组成结构并寻求适用于Fenton铁泥的利用途径,梳理了Fenton铁泥的主要组分及其在废水处理中的回用现状;重点对Fenton铁泥在水处理领域中的直接回用、制备絮凝剂、合成类Fenton催化剂、合成吸附剂、应用于厌氧消化等技术的核心方法和优缺点进行介绍;结合Fenton铁泥回用过程中有害物质的副作用及回用的经济性,在兼顾Fenton铁泥资源化用于水处理领域的基础上,指出将Fenton铁泥应用于厌氧消化处理过程中,既可以提高污水处理效率又可以将铁泥中的有害物质转化,有望实现铁泥零排放,是Fenton铁泥资源化利用的一个重要方向。

Fenton法中强化混凝对烟纸印染废水脱色的作用及机理

采用Fenton-混凝沉淀法对某造纸厂产生的实际高色度染纸废水进行了脱色处理研究,研究发现采用Ca(OH)_(2)强化混凝,脱色率高达95.77%,而对比样品采用NaOH仅为32%。为阐明机理,对Fenton处理后废水上清液进行了Zeta电位分析,FT-IR和3D-EEM,对产生的絮体进行了粒径、微结构分析,表明Fenton过程中部分Fe^(3+)起到了中和体系Zeta电位的作用,并与Fenton氧化后的中间产物形成了微米级多孔沉淀物,促进了水相色度的降低和后续混凝过程;加入Ca(OH)_(2)碱中剂,其中的Ca^(2+)不仅可以中和体系Zeta电位的功能,而且可与废水中的SO_(4)^(2-)和羧酸类物质生成疏松多孔的CaSO_(4)以及羧酸钙沉淀物,作为絮体生长的刚性骨架,促进混凝沉淀的发生。本研究表明,投加廉价的Ca(OH)_(2),可以节省价格昂贵的氧化药剂——H_(2)O_(2)的用量,这为降低Fenton-混凝沉淀法药剂成本提供了理论依据。

凹凸棒负载碳-铁复合材料的制备及非均相Fenton反应降解水中亚甲基蓝的研究

以凹凸棒为载体,采用共沉淀法和热解法制备了新型凹凸棒负载碳-铁复合材料。通过X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、冷场发射扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、热重分析仪对复合材料进行表征,用亚甲基蓝水溶液模拟有机染料废水,考察复合材料在光暗体系下非均相Fenton催化降解亚甲基蓝的性能。结果表明,光照和暗环境下,最佳pH分别为4.0、3.5,反应120min时脱色率分别可达99.6%和96.3%。复合材料在光照环境下具有更好的催化活性,循环5次后,亚甲基蓝的脱色率仍可达99%,总有机碳去除率为42.2%,表现出良好的重复使用性。