基于碳纤维强化的Fe^(0)混养反硝化脱氮效能与机制

以含NO_(3)^(-)-N合成废水为处理对象,对比了单独投加Fe^(0)与碳纤维强化Fe^(0)混养反硝化连续流反应器反硝化脱氮的效能。结果表明,在COD/NO_(3)^(-)-N为2.9~3.1、水力停留时间(HRT)为24 h时,投加碳纤维强化Fe^(0)的实验组R1对TN和NO_(3)^(-)-N平均去除率分别高达89.04%和97.13%,显著高于单独投加Fe^(0)的对照组R0。胞外聚合物(EPS)及电子传递活性(ETSA)变化规律表明,碳纤维的投入可进一步促进EPS生成,且强化了微生物对电子的利用率。扫描电镜-能量色散光谱仪(SEM-EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析结果发现R1中Fe^(0)表面有明显的微生物腐蚀现象,FeO(OH)和含铁有机复合物是主要的腐蚀产物。微生物学分析表明,有机碳源投加量的提高及碳纤维的投加有效提高铁自养反硝化菌属丰度,促进反硝化功能基因的富集。

硝基苯厌氧降解过程中Fe^0的促进作用

尝试在硝基苯生物厌氧降解过程中,添加零价铁实现电子催化与生物代谢的协同作用,结果发现零价铁能够促进硝基苯的厌氧转化并主要生成苯胺,初始浓度为240.00mg·l-1的硝基苯废水,当厌氧微生物浓度为5000.00mg·l-1左右时,在2L的试验液中,当零价铁投加量由0.50g增加到5.00g时,硝基苯的转化率和苯胺的产生量急剧增加;零价铁的投加量为5.00g时与不加零价铁相比,硝基苯的转化率提高了2.43倍,苯胺的生成量提高了2.12倍;通过设计Fe0,Fe2+,Fe3+及Fe3O4的对比实验,证明零价铁的作用主要表现为其腐蚀形成Fe2+的过程为硝基苯的厌氧生物转化提供了电子以及该过程中生成的Fe2+和Fe3+的生物营养作用.

基于响应面法的Fe^0/S_2O_8^(2-)体系氧化垃圾渗滤液去除UV_(254)研究

为提高Fe^0/S_2O_8^(2-)体系氧化垃圾渗滤液去除有机物的效果,试验采用响应面法优化反应条件,借助响应面法的中心组合试验设计了以紫外吸光度UV_(254)的去除率为响应值的二次回归模型,分析零价铁(Fe^0)投加量、初始pH值和S_2O_8^(2-)与12COD_0的质量比3个因素的交互作用,确定最优反应条件。结果表明在Fe^0投加量为31.3mmol/L、初始pH值为4.4,ω(S_2O_8^(2-)/12COD_0)为1.14条件下,UV_(254)的去除率达到最大值72%。

用Fe^0-H_2O_2氧化法处理高浓度有机废液研究

提出了用于工业废水处理的Fe0 -H2 O2 氧化法 ,并用高浓度苯酚 (5 0 0 0mg/L)和甲酚 (40 0 0mg/L)进行实验 ,结果表明Fe0 -H2 O2 氧化法在 330min后 ,DOC转化率达 80 % ,中和后污泥产生量少 ,而传统Fenton氧化法 ,同等实验条件下 ,DOC转化率仅为 6 0 % ,而且后者再提高转化率 ,中和时伴随大量污泥产生 ,因此认为Fe0 -H2 O2

纳米Fe^0/Fe_3O_4复合体系对溶液中PCB77的降解研究

研究了纳米Fe0与纳米Fe3O4单一与复合体系对溶液中PCB77的降解动力学,以及影响降解效率的不同因素。结果表明,投加纳米Fe0对PCB77有显著的降解效果,反应240min后PCB77残留率为8.94%;投加纳米Fe0同时配以不同比例的纳米Fe3O4能明显影响PCB77的降解速率,纳米Fe0/Fe3O4投加比例为1:0.1、1:0.2和1:1时,PCB77的残留率分别为6.46%、10.23%和38.20%。溶液pH对纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77具有较大的影响,当溶液pH为6.8时,纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77的效果最好。纳米Fe0/Fe3O4复合体系对PCB77的降解是一个还原脱氯的过程,随着PCB77残留率的减小,氯离子浓度不断增大,同时反应体系中氧化还原电位不断降低。研究结果将为环境中残留PCBs提供一种高效去除方法,并为PCBs污染水体和土壤的修复提供理论依据。

Fe^0还原土壤中对硝基甲苯的实验研究

采用零价铁(ZVI,Fe0)还原技术,修复被对硝基甲苯(PNT)污染的土壤,研究不同反应条件对还原效果的影响及随时间推移产物的变化,并对反应机理进行了初步探讨。结果表明,常温常压下,Fe0可有效地将土壤中对硝基甲苯还原为苯胺化合物,反应过程中先生成对甲基亚硝基苯,最终生成对甲基苯胺。土壤含水量达到饱和时能显著提高PNT的还原率,土壤初始酸碱度控制在中性偏酸性有利于还原反应的进行,体系温度上升到25～35℃还原效果较好,当Fe0加入量小于25mg.g-1时增加Fe0用量能有效增大还原率。当2g土壤中PNT的初始浓度约为2.5×10-6mol.g-1,Fe0加入量是25mg.g-1,土壤水含量75%,土壤初始pH值6.8时,于25℃下反应5h后PNT的还原率可达95%以上。

Fe^(0)/C诱导铜盐还原耦合化学沉淀法脱除废水硫氰酸盐

焦化废水是一类伴随焦炭生产而形成的有机-无机组分共存、环境危害大的工业废水,其高含量的硫氰酸盐将毒害微生物、抑制生物活性,影响废水生化系统的稳定性,研究硫氰酸盐的资源化利用具有重要意义。采用等体积浸渍结合碳热还原法制备系列生物炭负载零价铁材料(Fe^(0)/C),用X射线衍射和氮气吸-脱附技术进行物性结构表征;模拟焦化废水,利用零价铁还原铜盐耦合硫氰酸亚铜合成反应,实现硫氰酸根回收利用。表征结果表明:Fe^(0)/C是无定形碳负载零价铁材料,比表面积较小(小于1 m^(2)/g)。实验结果显示,在模拟废水硫氰酸盐质量浓度为2.50 g/L、铜盐浓度为0.03 mol/L、pH为5.5、温度为40℃条件下反应10 min,3Fe^(0)/C(铁质量分数为3%)对硫氰酸盐脱除率达到99%,实现了模拟焦化废水中硫氰酸盐的高效脱除,获得了附加值较高的硫氰酸亚铜产品,丰富了焦化废水物化-生化处理技术理论。

Fe^(2+)和Fe^0催化双氧水氧化处理H酸结晶废母液效能的比较

采用Fenton和Fe0-类Fenton氧化反应处理含H酸结晶废母液,基于氧化还原电位(ORP)与铁离子浓度变化规律,对两种体系最佳反应条件下的处理效能进行分析.研究表明:Fenton体系在H2O2投加量为140mmol/L,n(H2O2)∶n(Fe2+)为15∶1,初始pH值为2.0时取得最佳处理效果,此时,化学需氧量(COD)降低率可达79%,总有机碳(TOC)降低率可达50%;而Fe0-类Fenton体系则在H2O2投加量为140mmol/L,Fe0投加量为0.50g/L,溶液初始pH值为1.6时取得最佳处理效果,此时,溶液COD降低率可达73%,TOC降低率可达47%.研究结果表明,以Fe2+作为催化剂处理H酸结晶废母液要比Fe0的处理效果稍好,且氧化剂H2O2的利用效率更高.

EDDS强化Fe^0-Al^0体系降解废水中4-氯酚的性能和机理

采用乙二胺二琥珀酸(EDDS)强化Fe^0-Al^0体系还原水溶液中的O_2产生H_2O_2和·OH等活性氧(ROS)的绿色高级氧化工艺,以4-氯酚(4-CP)模拟废水为研究对象,考察了溶液的初始p H值、铁铝的质量比、EDDS投加量和4-CP的初始浓度等因素对4-CP降解的影响.采用电子自旋共振(ESR)法、苯甲酸捕捉法以及4-CP的降解产物等证实了ROS的产生及4-CP的降解机制.结果表明:EDDS强化Fe^0-Al^0/O_2体系对4-CP的去除率随溶液初始p H的升高而降低,但在p H=2.5~9范围内,始终具有较好的4-CP去除率;随Fe^0:Al^0质量比增加4-CP的去除率先增大后减小,最佳质量比为4:1;随EDDS投加量和4-CP初始浓度增加,4-CP的去除率增大;EDDS可使体系的高级氧化能力提高9倍,在初始p H=2.5、Fe^0=8g/L、Al^0=2g/L、EDDS=1.5mmol/L条件下,反应3h后100mg/L 4-CP的去除率和脱氯率均达到近100%..

MW-Fe^0/H_2O_2体系预处理垃圾渗滤液浓缩液有机物

为探究MW-Fe^0/H_2O_2类芬顿反应对渗滤液浓缩液的效能与机理,探讨了废水初始p H值、Fe^0投加量、H_2O_2投加量、MW功率和反应时间等影响因素对有机物去除效果,通过类比实验对MW-Fe^0/H_2O_2体系处理渗滤液浓缩液中MW辐射的反应机理进行研究,并采用了SEM和XRD技术对反应前后的Fe^0物相变化及催化机理进行了探究.结果表明,在初始p H值为3.0,Fe^0投加量0.5g/L,H_2O_2投加量20m L/L,MW功率400W,反应时间14min时,其COD、UV_(254)以及色度(CN)的去除率分别为58.70%、85.69%和88.30%.类芬顿类比实验说明MW-Fe^0/H_2O_2体系处理后具有较高的有机物去除率和可生化性;紫外-可见光谱表明,Fenton和MW-Fe^0/H_2O_2类芬顿反应均能使废水中有机物的芳香性程度、分子量和缩合度大幅度降低,但MW-Fe^0/H_2O_2类芬顿反应优于其他反应过程;三维荧光光谱显示,MW-Fe^0/H_2O_2类芬顿反应能使渗滤液浓缩液中荧光峰峰位蓝移,说明废水的腐殖质缩合度减小,且分子量大幅降低.与此同时,Fe^0在反应过程中,表面由光滑变得粗糙且被腐蚀为Fe_3O_4和Fe OOH等物质.MW-Fe^0/H_2O_2类芬顿反应的主要机理为芬顿反应及铁氧化物-H_2O_2非均相芬顿反应的高级氧化作用、铁基胶体对有机物的吸附沉淀,而MW的热效应和非热效应加速了以上作用的进行,从而能对渗滤液浓缩液中有机污染物进行快速去除.

Fe^(0)改性厌氧颗粒污泥吸附Sb(Ⅴ)效用及其机理

在UASB动态运行下,Fe^(0)改性颗粒污泥对锑的最高去除率可达99.5%,改性污泥各组分对Sb(Ⅴ)的去除率高于未改性污泥,改性污泥中锑的生物质结合位多于未改性颗粒污泥。除锑后的改性污泥表面出现了大量颗粒状物体;多糖与蛋白质在改性污泥吸附锑时的作用效果相当;改性污泥吸附Sb(Ⅴ)后,出现了FeSb_(2)O_(4)、FeOOH、Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4),反映出Sb(V)与污泥中的铁离子络合形成铁锑共沉物;吸附锑后,改性污泥的Fe2p峰的结合能从711.044 eV与724.642 eV变为711.105 eV与724.703 eV,说明Fe^(0)改性颗粒污泥中的氢氧根被Sb取代,并与O-Fe结合,形成了Fe-O-Sb配位化合物,沉积于颗粒污泥表面,达到除锑效果。

温轧工艺制备的Fe-6.5wt%Si-0.5wt%Cu合金薄板的结构与性能

采用热轧-温轧工艺制备了表面质量良好的0.35mm厚Fe-6.5%Si-0.5%Cu合金薄板。通过对热轧态和温轧态试样的显微组织观察和硬度测试,研究了Fe-6.5%Si-0.5%Cu合金轧制后的结构及性能;同时测量了该合金温轧薄板的磁性能。研究表明,温轧态试样中含有较多的滑移带,同时含有少量的B2有序相。Fe-6.5%Si-0.5%Cu合金薄板经热轧-温轧后板材成型性较好,饱和磁感较高,铁损较低。

UV/Fe^0体系降解邻苯二甲酸二乙酯的研究

尝试利用UV/Fe0体系降解邻苯二甲酸二乙酯(DEP)废水,探讨了pH、Fe0投加量、DEP初始浓度等影响因素对降解效果的影响。结果表明,对于24mg/L的DEP废水,在pH=3、Fe0投加量为20mg/L时,反应60min后的DEP降解率可达93.5%,并且该降解过程符合准一级反应动力学规律;在UV/Fe0体系降解DEP过程中,Fe2+、Fe3+浓度均在反应一定时间后趋于平衡,并且Fe2+的浓度始终高于Fe3+;UV、Fe0在DEP的降解中存在协同作用。UV/Fe0体系对DEP废水具有良好的降解效果,并且不需要额外添加高价的H2O2,为DEP废水的工业化处理提供了一种较好的方法。

Zn_(0.5)Ni_(0.5)Fe_2O_4纳米粉体材料的制备及分散性研究

以硫酸盐为原料 ,Na2 CO3为添加剂 ,首先制备出碱式碳酸盐前驱体 ,35 0℃通空气焙烧 1h后 ,制备出Zn0 5Ni0 5Fe2 O4纳米晶体 .经过XRD和TEM检测 ,粒径为 5 0nm ,粒度均匀 .在质量分数为 3%的十二烷基苯磺酸钠水溶液中 ,用稀HNO3调节介质pH =2 5 ,得到Zn0 5Ni0 5Fe2

环境温度对Fe-14Mn-0.22C合金阻尼性能的影响

为了了解Fe-Mn基阻尼合金的高温阻尼性能,用真空感应电炉的方法制备了Fe-14.04Mn-0.22C合金.用倒扭摆内耗仪测试了环境温度在23-400℃变化时合金阻尼性能的变化规律,并用热机械分析仪和光学显微镜分析了合金的组织结构及其相变特点.研究结果表明,在常温条件下合金的阻尼性能随扭转应变的增加而呈线性方式增加,扭转应变在1×10-4时,对数衰减率达0.1,且没有出现峰值;随着环境温度的变化,对数衰减曲线与应变的线性关系没有发生改变,但是曲线发生了整体的上下平移;当环境温度低于200℃时,合金的阻尼性能随温度的升高而增加,但当温度达到或超过200℃后,合金的阻尼性能迅速下降,其原因在于合金发生了奥氏体转变(As为270℃),马氏体的百分含量降低,阻尼源减少.

Fe(0)催化三氯乙酸烯丙酯的环化反应研究

通过对Fe(0 )催化烯烃自由基环化反应的研究 ,发现以Fe(0 )为催化剂催化三氯乙酸烯丙酯分子内自由基环化反应可以高化学选择性得到五元环内酯产物 ,反应中不需加入配体 .和大多数自由基反应一样 ,反应温度与催化剂用量对该反应的转化率和产率有着很大的影响 .

形变热处理对Cu-0.1wt%Fe-0.03wt%P合金组织和性能的影响

研究了固溶—预冷变形—时效处理对Cu-0.1wt%Fe-0.03wt%P引线框架铜合金导电率、强度、显微组织的影响。结果表明,在线固溶处理的合金最终处理态析出相密度较大,强度和电导率高;相同固溶处理和相同时效条件下,增加冷轧变形量,合金抗拉强度和伸长率下降,屈服强度则先降低后升高,电导率则随冷轧变形量增加单调升高。合金热轧后在线固溶—95%冷轧变形—500℃×2 h时效处理是比较好的工艺,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为258 MPa、192 MPa、22.5%和86.0%IACS,合金的显微组织为固溶体和弥散相颗粒(主要是Fe3P和Fe2P),尺度在几到几十纳米之间。析出强化和亚结构强化是合金强化的主要原因。

Fe^0/FeS去除水体中Cr(Ⅵ)的研究

利用表面腐蚀的方法,在纳米零价铁表面生成FeS,制备Fe^0/FeS磁性杂化材料,研究了硫铁比、超声时间、溶解氧、投加量对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。研究表明:Fe^0/FeS对Cr(Ⅵ)的去除效率随着硫铁比的增大先增加后降低;超声有助于纳米零价铁的分散及表面FeS的生成,但超声时间过长会导致去除效率下降;氧气对还原反应的影响是不利的。Fe^0/FeS杂化材料投加量为0.8 g/L时,对Cr(Ⅵ)的去除效率达到100%,此时去除能力约为25 mg/g。

不同还原环境下Fe^0／厌氧微生物联合体系降解硝基苯的研究

采用间歇试验,对不同还原条件下Fe0/厌氧微生物联合体系降解硝基苯(NB)进行了研究。结果表明,铁还原环境和硫酸盐还原环境对Fe0/厌氧微生物联合体系降解硝基苯起促进作用;反硝化环境起抑制作用。各还原环境下测得Fe2+浓度与硝基苯的降解效果成正比关系,由此可见,Fe0在Fe0/厌氧微生物联合体系降解硝基苯的过程中起了很重要的作用。

Fe^0对活性艳兰K-3R的还原降解效果

研究了活性染料活性艳兰K-3R在Fe0-H2O/O2,Fe0-H2O/N2,Fe0-H2O3种实验体系中被Fe0还原降解的效果.结果表明:氧气对Fe0活性艳兰K-3R的还原降解有促进作用;Fe0与活性艳兰K-3R的最佳反应条件是在Fe0-H2O/O2体系中,体系的pH值为碱性,反应时间为10~15 min;增大转速、染料初始质量浓度以及Fe粉加入量,染料的还原降解效率提高,且Fe粉重复使用3~4次不影响处理效果.