Fe基类Fenton催化剂非均相处理造纸废水

针对传统均相Fenton法深度处理造纸废水中铁泥量大、成本较高等问题,将Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)、SiO_(2)、石墨粉采用高温烧结的方式,制备Fe基类Fenton催化剂,并用于非均相Fenton处理造纸废水,可达到节省FeSO_4用量的效果。结果表明,经高温烧结制备的Fe基类Fenton催化剂具有丰富的孔隙结构,在pH值为3、催化剂投加量15 g/L、COD_(Cr)和H_(2)O_(2)质量比1∶0.75、反应时间90 min的条件下,造纸废水COD_(Cr)去除率为74.8%,且经过10次循环实验仍达70%以上,BOD_5去除率可达67%以上。

Fe_(3)O_(4)基类Fenton催化剂的改性及应用研究进展

Fe_(3)O_(4)作为尖晶石型非均相类Fenton催化材料,具有绿色无毒、价廉易得、催化活性较高等优点,但纯相Fe_(3)O_(4)催化剂存在H_(2)O_(2)利用率低、适用pH范围窄、活性位点少以及难以回收等问题,影响其实际应用。通过改性Fe_(3)O_(4)或优化反应体系使其具有更高的催化活性是当今国内外学者的研究重点。简述了Fe_(3)O_(4)的理化特性以及类Fenton催化机理,分析了限制Fe_(3)O_(4)催化活性的主要因素,并在此基础上总结了形貌调控、元素掺杂、与载体复合等改性方法在提升Fe_(3)O_(4)催化活性方面的研究进展以及Fenton与其他氧化技术协同提升Fe_(3)O_(4)基催化剂催化活性的机理和应用现状。总结历年来研究成果可知,催化剂自身调控策略以及Fenton体系协同优化均对Fe_(3)O_(4)催化活性提升具有显著作用,但未来仍需在催化剂稳定性、催化机理以及提升类Fenton体系中H_(2)O_(2)利用效率方面进行进一步探索。

非均相Fenton催化剂催化机理及性能提升策略综述

非均相Fenton催化剂与过氧化氢反应可以产生高活性氧物种,具有对污染物降解速度快、催化剂易回收、适用pH范围广等优点,在去除有机污染物方面有广泛的应用前景。基于对以往研究的综合调查,综述了非均相Fenton催化剂在催化反应过程中涉及的主要机理,包括正负电中心类原电池机理、加速电子转移催化机理和氧空位作用机制,总结了近年来非均相Fenton工艺在动力学建模方面的最新研究,之后针对现有非均相Fenton催化体系中Fe^(2+)生成速率低、过氧化氢利用率低、催化剂稳定性差等瓶颈问题,分别从掺杂元素、改变催化剂结构、引入外部能量3个方面总结了提升非均相Fenton催化剂催化性能的策略方法,最后,指出了未来非均相Fenton催化剂的研究方向。

用于含酚废水处理的铁基载体Fenton催化剂研究进展

随着工业化进程的加速和人类活动的不断增多,有机污染物对水体的污染已成为亟需解决的环境问题。近年来,光化学氧化工艺、催化湿化氧化工艺、电化学氧化工艺和Fenton氧化工艺等高级氧化工艺(AOPs)在降解污染物方面得到了广泛的应用。与其他AOPs相比,载体Fenton催化剂因其对有机污染物高效氧化的特点被广泛应用于水污染控制领域。因此,本文综述了近年来铁催化剂在黏土材料、碳材料、沸石和金属有机骨架上的负载以及它们在苯酚催化氧化方面的研究进展,并阐述了上述处理方法的基本原理和氧化机制。研究结果表明载体Fenton催化剂在处理苯酚废水方面效果显著,具有潜在的工业化应用前景。

钛合金表面铁氧化物膜层类Fenton催化剂制备及降解苯酚性能

采用微弧氧化法在硅酸盐电解液体系中于钛合金表面成功制备了铁氧化物膜层类Fenton催化剂。采用SEM、XRD以及XPS对所得膜层的表面形貌、晶体结构及物相组成进行表征,发现膜层中含有金红石相TiO_2(R-TiO_2),和非晶态的铁氧化物Fe_3O_4;对膜层的表面形貌分析发现电解液中加入铁氰化钾后表面粗糙度及平均孔尺寸增大。以苯酚作为目标降解物,研究了膜层类Fenton催化活性,同时研究了铁源含量、苯酚浓度、H_2O_2投料量以及pH值对膜层降解苯酚效率的影响,优化了降解条件,研究发现在pH 3.0、温度30℃、H_2O_26.0 mmol·L^(-1)、苯酚35 mg·L^(-1)及铁氰化钾含量10 g·L^(-1)的条件下降解90 min,苯酚降解效率可达90%。通过对不同温度下降解苯酚的反应动力学研究,利用阿伦尼乌斯方程得到了该膜层类Fenton降解苯酚的反应活化能Ea为96.9 kJ·mol^(-1)。最后,评价了膜层的稳定性并分析了稳定性衰减的原因。

非均相Fenton催化剂深度处理维生素C废水的试验

为了探究非均相Fenton催化剂对实际废水的处理效果,以维生素C二级生化出水为研究对象,分别考察了针铁矿、磁铁矿和硫铁矿烧渣等含铁矿物质以及部分金属或金属氧化物的吸附性能和非均相Fenton技术的催化氧化性能.选取硫铁矿烧渣作为负载催化剂,融合CuO、Al2O3、TiO2、NiO、Cr2O3、Ag2O,利用高温微孔技术制备非均相Fenton催化剂,当H2O2、FeSO4投加量分别为6.87、4.29 mmol·L-1时,COD去除率能稳定达到70%左右.

纳米磁性膨润土Fenton催化剂的制备及其表征

采用离子交换法制备出A1柱撑膨润土，再利用原位合成法以铝柱撑膨润土负载纳米Fe3O4制备出2种负载比例的纳米磁性膨润土。结合傅里叶红外光谱、X射线粉末衍射、扫描电镜和比表面孔隙分析等手段对催化剂的键价结构、晶相、比表面积和粒度进行表征。负载的纳米FesO4粒径约为20-30nm，均匀分散到膨润土表面，未发生明显的团聚。负载比例分别为30％和50％的磁性膨润土比表面积分别为128．16m2·g^-1和103．83m2·g^-1，是1种性能优异的新型磁性Fenton催化剂。

丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物纤维负载型Fenton催化剂制备工艺对催化活性的影响

为改善纤维负载型Fenton反应催化剂的重复使用性,以丙烯酸为主要单体,以甲基丙烯酸羟乙酯为辅助单体,采用沉淀聚合法合成丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯共聚物,采用湿法纺丝并负载Fe2+制备纤维负载型Fenton催化剂,并通过亚甲基蓝去除实验考察溶剂组成、凝固浴组成以及凝固浴温度等因素对该催化剂重复使用性的影响.结果表明:当溶剂中NaOH与H_2O质量之比为0.3∶9.7、凝固浴中H_2SO_4与H_2O体积之比为2∶8、凝固浴温度为20℃时,所得纤维与Fe^(2+)形成络合物的催化活性最佳,在H_2O_2和O_3存在条件下,1 min内亚甲基蓝去除效率即可达到97%,且第3次使用催化剂4 min时亚甲基蓝去除效率仍可达95%.

工业有机废水深度处理:非均相Fenton催化剂研究进展

在众多水处理技术中,Fenton法能产生具有强氧化性的羟基自由基(·OH),被认为是处理水中难生物降解有机污染物的有效方法。但是,传统的均相Fenton技术存在响应pH范围窄、催化剂活性组分不易回收分离、产生的铁泥会造成二次污染等问题,而非均相Fenton技术则可有效克服上述缺陷并具有良好工业应用前景。本文评述了Fenton反应,尤其是非均相Fenton技术近年来的发展情况,主要综述了其反应机理、反应活性的影响因素以及非均相Fenton催化剂研究现状。重点结合构-效关系、合成方法与反应机制探讨了国内外铁基与非铁基金属催化剂与碳基催化剂的发展进程以及其对于难降解有机物的处理效果。并总结了双氧水利用率、催化剂稳定性、反应的控速环节对非均相Fenton催化剂体系应用的影响与限制,为进一步改进催化剂的设计与制备方法提供了思路。

Fe-Ce/ZSM-5类Fenton催化剂降解甲基橙废水的影响因素研究

以微介孔ZSM-5分子筛为载体,采用等体积浸渍法制备了新型有序微介孔非均相Fe-Ce/ZSM-5Fenton催化剂。采用红外光谱和氮气吸附-脱附对催化剂进行表征,通过H_2O_2协同降解甲基橙模拟废水,考察了进水p H、甲基橙浓度、催化剂加入量、H_2O_2浓度及反应温度对催化剂性能的影响。结果表明:制备的Fe-Ce/ZSM-5保持了ZSM-5的骨架结构,且具有较大的比表面积;在进水pH为5.0、甲基橙浓度100 mg/L、催化剂加入量1.0 g/L、H_2O_2浓度20 mmol/L及反应温度20℃的条件下,甲基橙脱除率为87%,铁离子流失量仅为0.019mg/L。

异相类Fenton催化剂降解废水中抗生素研究进展及发展趋势

水中抗生素具有成分复杂、毒性高和难于生物降解等特点,成为近些年水处理领域的研究热点.均相Fenton氧化技术(Fe^(2+)/H_(2)O_(2)体系)因其反应快速、简单高效而备受青睐.而异相类Fenton氧化技术采用铁基固体催化剂代替液相Fe^(2+),能够有效减少含铁污泥的生成,同时拓宽反应的pH值范围,且催化剂可以回收利用,在近些年得到了快速发展,将其应用于抗生素的降解也取得了理想的效果.从异相类Fenton催化原理出发,综述了异相类Fenton催化剂降解抗生素的研究进展.基于异相类Fenton催化剂的核心问题,重点阐述了改善催化性能的方法、措施以及新的观点.针对异相类Fenton技术降解抗生素存在的问题提出了今后的发展方向.

自组装CoMn2O3.5-RGO微米立方体类Fenton催化剂及其染料降解性能（英文）

采用水热法及热处理技术制备得到CoMn2O3.5-石墨烯(CoMn2O3.5-RGO)复合材料,其中尺寸为300 nm左右的CoMn2O3.5自组装成2μm左右的立方体结构并镶嵌在石墨烯片层间。所得CoMn2O3.5-RGO复合物作为类Fenton催化剂对亚甲基蓝(MB)、罗丹明B (RhB)和二号橙(OGII)等多种染料均展现了良好的降解性能。在5 mg CoMn2O3.5-RGO催化剂的作用下,10 mL 50 mg L^-1的上述染料分别在50、70、80 min内完全降解。这种降解功效主要归功于RGO中π-π共轭结构对染料的强烈吸附和纳米CoMn2O3.5高效催化协同作用。

Cu掺杂对硫化镍精矿制备高效异相类Fenton催化剂(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)的影响

以硫化镍精矿为原料,采用共沉淀–煅烧法成功制备出Cu掺杂尖晶石铁氧体(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)异相类Fenton催化剂.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)等手段系统研究了Cu掺杂量对所制备产物微观结构、形貌及催化性能的影响;确立了最优催化体系为光助类Fenton催化体系“(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)催化剂/H2O2/可见光”,揭示了Cu掺杂对(Mg,Ni)Fe_(2)O_(4)催化活性的增强机制.结果表明:在选定的实验条件下,制备得到的产物均为纯相立方尖晶石铁氧体.当Ni与Cu摩尔比为1∶1时,合成的(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)在可见光照180 min条件下对质量浓度为10 mg∙L^(−1)的罗丹明B(RhB)溶液的降解率可达94.5%.究其主要原因为:随着Cu掺杂量的增加,占据(Ni,Mg,Cu)Fe_(2)O_(4)八面体位的Fe^(3+)和Cu^(2+)的相对含量增加,即裸露于铁氧体表面的Fe^(3+)和Cu^(2+)数量增多,以及两者的协同作用,加速了羟基自由基(·OH)反应的发生,最终使得RhB溶液的降解效率从73.1%提高至94.5%.

磁性Fe_(3)O_(4)/硅藻土Fenton催化剂的制备及其催化性能

以改性硅藻土为载体,采用共沉淀法制备了磁性Fe_(3)O_(4)/硅藻土Fenton催化剂。利用SEM、FTIR、BET、XRD、VSM等对相关样品进行表征,并研究了所制复合催化剂对亚甲基蓝(MB)的降解性能。结果表明,当复合催化剂的投加量为0.12 g、H_(2)O_(2)使用量为4 mL、pH值为4、反应温度为25℃时,100 mL模拟废水体系中MB的降解率达到98%,并且复合催化剂具有循环使用效率高、易分离回收等优点。

类Fenton催化剂氢氧化钴制备及其降解甲基橙的研究

以水热法制得非均相类Fenton催化剂氢氧化钴[Co(OH)_(2)]并降解甲基橙,用单因素实验明确影响因素。结果表明,Co(OH)_(2)呈不规则六方晶型片状,粒径为0.5~50.0μm,在pH为2~10内催化性能较优。在优化的药剂用量下,COD_(Cr)降解率随着双氧水用量的增加、反应温度的升高而增加。

煤气化渣基Fe/Cu双活性催化剂的制备及其在制浆造纸废水深度处理中的应用

以煤气化渣酸浸处理制备的碳硅介孔材料为载体,通过碳热还原法制备了Fe/Cu双活性非均相Fenton催化剂,对催化剂的制备工艺进行了优化,以对氯苯酚为模型物探究了其催化H_(2)O_(2)去除对氯苯酚及处理制浆造纸废水的效果。结果表明,在煅烧温度900℃,浸渍液浓度0.2 mol/L,Fe/Cu物质的量比2∶1的条件下制备的催化剂具有最高的活性,对于对氯苯酚的去除率可达96.8%;在初始pH值=5,H_(2)O_(2)投加量16 mmol/L,催化剂投加量1.25 g/L,反应时间120 min的条件下,废水的COD_(Cr)去除率67.8%,色度去除率97.4%,出水COD_(Cr)浓度63.13 mg/L。

超声-类Fenton活化制备碳基催化剂及黄药降解

通过构筑超声-类Fenton体系改性污泥基活性碳,经焙烧后得到高效、稳定的非均相Fenton催化剂,并能有效降解丁基钾黄药类废水。在优化和确定最佳制备条件的基础上,运用SEM、EDX、FT-IR和XRD等方法对合成样品进行表征,同时探究其降解性能。实验结果表明:最佳的前驱体制备条件为以硫酸调节活化体系pH值,活性炭与FeSO_(4)·7H_(2) O的质量比为1∶0.7,搅拌后加入过硫酸钾与铁的摩尔比为1∶0.5,焙烧后得到表面粗糙的催化剂。成功引入磺酸基团于催化剂中,出现Fe_(2) O_(3)结晶颗粒,铁质量分数从0.08%增加到46.65%。铁元素和炭载体之间形成化学键Si—O—Fe,具有较好稳定性。在循环使用5次后,对于黄药的降解率仍保持在82%以上。市政污泥可作为非均相Fenton催化剂载体的来源,推动污泥资源化利用,实现以废治废。

RMD-1型催化剂诱发Fenton反应处理偏二甲肼废水研究

使用RMD-1型异相催化剂诱发Fenton反应处理偏二甲肼模拟废水。探讨了反应体系下偏二甲肼浓度的检测方法,研究了初始pH、催化剂投加量以及偏二甲肼初始浓度对偏二甲肼降解速率的影响。初步探索PMD-1型催化剂在降解偏二甲肼废水中表现出的特性。

均相和非均相Fenton型催化剂催化氧化含酚废水

研究了均相和非均相Fenton型催化剂催化氧化含酚废水 .对均相催化氧化反应进行正交试验和单因数试验 ,确定其氧化降解特定废水的最优化条件 .在Fenton反应机理的基础上 ,探讨了Fe3+ 在均相和非均相条件下的催化氧化机理 ;制备了Fe3+ /人造沸石和Fe3+ /活性炭催化剂 ;进行了非均相催化氧化降解高浓度含酚废水的试验 ;比较了均相和非均相催化氧化反应对苯酚降解率的影响 .结果发现非均相反应能大大提高苯酚降解率 ,使用Fe3+ /活性炭为催化剂时可使苯酚的降解率达到 93.0 2 % .

非均相Fenton狗毛固体催化剂在活性染料模拟废染液脱色中的应用研究

以狗毛作为催化剂载体,采用浸渍法负载Fe3+,制备了非均相Fenton反应催化剂,并将其用于催化活性蓝M-B模拟废染液的脱色.结果表明:在初始染料质量浓度为100 mg/L的50 mL模拟废染液中,添加Fe3+吸附量为33.0 mg/g的狗毛非均相Fenton反应催化剂0.4 g以及30%的H2O20.4 mL/L,脱色液pH控制在6左右,室温(25℃)下,脱色反应120 min,活性蓝M-B脱色率可达85%.