Fe(Ⅲ)对Anammox污泥脱氮效能长短期影响

通过接种厌氧氨氧化(Anammox)污泥,研究了Fe(Ⅲ)对Anammox污泥脱氮效能长短期影响.结果表明,适量提升Fe(Ⅲ)浓度可以提升Anammox菌的活性.当进水Fe(Ⅲ)浓度达到0.09mol/L时,反应器氮去除速率最高为0.238kg/(L·d),较对照组提升了14.2%.继续提高进水Fe(Ⅲ)浓度,氮去除速率逐步下降,当Fe(Ⅲ)浓度升至0.18mol/L时,氮去除速率降至0.215kg/(L·d),与最高氮去除速率相比下降10.75%.采用Haldane抑制动力学模型拟合得到Fe(Ⅲ)对Anammox半速率常数(KFe)为0.012mol/L,半抑制常数(KI)为0.449mol/L.长期结果表明,在0.09mol/L Fe(Ⅲ)浓度下,Anammox氮去除速率增幅最快,并且随着Fe(Ⅲ)浓度增加而逐步降低.由于Fe(Ⅲ)代替了NO_(2)^(-)-N作为电子受体发生厌氧铁氨氧化反应,在含有Fe(Ⅲ)的反应器中NO_(2)^(-)-N与NH_(4)^(+)-N的转化比在1.108~1.227之间波动,明显低于理论值1.32,并随Fe(Ⅲ)浓度的提升而降低.扫描电镜结果表明,添加Fe(Ⅲ)可使Anammox菌细胞结构更加稳定.

Fe(Ⅲ)-XG配合物选择性絮凝微细粒赤铁矿与石英及其机理研究

基于金属离子配位理论,将FeCl_(3)·6H_(2)O与黄原胶(XG)按一定比例混合制备Fe(Ⅲ)-XG配合物,用于改善微细粒赤铁矿难沉降、回收效果差的问题。采用沉降实验研究了不同条件下Fe(Ⅲ)-XG对微细粒赤铁矿和石英的选择性絮凝行为,结合动电位、红外光谱和显微镜分析,揭示Fe(Ⅲ)-XG对赤铁矿的絮凝作用机理。矿物絮凝沉降试验结果表明:以黄原胶和Fe(Ⅲ)为絮凝剂,无法实现赤铁矿与石英的选择性絮凝,而黄原胶与FeCl_(3)·6H_(2)O质量比为1︰9时生成的Fe(Ⅲ)-XG配位絮凝剂,对赤铁矿和石英表现出较强的选择性絮凝作用,pH值为6时两者沉降率差异最大,分别为91.50%和39.96%。显微镜观察结果证实,Fe(Ⅲ)-XG作用下,赤铁矿颗粒形成块状絮体,且絮体密实程度更大,而石英颗粒间未发生团聚作用,处于相对分散的状态。Zeta电位、溶液化学计算、吸附量实验与红外光谱分析结果表明:黄原胶主要通过羧酸基团的羰基C=O与Fe^(3+)发生配位作用形成Fe(Ⅲ)-XG配合物,Fe(Ⅲ)-XG在石英和赤铁矿表面吸附方式不同,因而在两种矿物表面吸附量不同。Fe(Ⅲ)-XG中的羟基氧和赤铁矿表面的铁元素发生化学键合特异性吸附在赤铁矿表面,而在石英表面只有微弱的氢键吸附。通过FeCl_(3)·6H_(2)O与黄原胶配位组装可显著提升微细粒赤铁矿选择性絮凝分离效果,为赤铁矿选择性絮凝分选提供新的策略和理论指导。

羟胺强化Fe(Ⅲ)-NTA络合物活化过二硫酸盐降解磺胺甲恶唑

针对Fe(Ⅱ)/过二硫酸盐(Peroxydisulfate,PDS)高级氧化技术存在的pH值应用范围窄、铁泥产量大等缺陷,研究构建Fe(Ⅲ)-氨三乙酸(Nitrilotriacetic Acid,NTA)/羟胺(Hydroxylamine,HAm)/PDS体系,以在中性条件下高效降解水中新污染物磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)。研究结果显示,Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系在pH=7条件下对SMX的降解率可达91%,该体系降解SMX的主要活性物种为·SO_(4)^(-)和·OH。SMX在Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系中的降解效率随溶液pH值的升高而降低,且增加Fe(Ⅲ)、PDS的用量会加速SMX降解。NTA的引入可将Fe(Ⅱ)/PDS体系的pH值应用范围由酸性拓展至弱碱性,与此同时,向体系内加入HAm可有效减少铁泥的产量。根据检测到的降解产物,提出SMX在Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系中可能的降解途径包括断键反应、羟基化反应、氨基氧化反应。双酚AF、双氯芬酸、土霉素等其他新污染物也能在Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/PDS体系中被高效去除,表明该体系在新污染物的降解领域有较大的应用潜力。

羟胺强化Fe(Ⅲ)-NTA/H_(2)O_(2)类芬顿体系降解磺胺甲恶唑

为改善传统芬顿法pH应用范围窄、铁泥产量大等缺陷,提出了一种新型Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/H_(2)O_(2)类芬顿体系用于降解水中新污染物磺胺甲恶唑(SMX)。考察了不同pH、Fe(Ⅲ)浓度对该体系降解SMX的影响,探究了SMX在该体系中的降解机理,并评估了该体系对其他有机污染物的降解效能。实验结果表明,Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/H_(2)O_(2)体系在中性或弱碱条件下对SMX的降解率可达85%以上,并且SMX的去除率随着Fe(Ⅲ)投加量的增加而增大。通过自由基淬灭实验,识别出HO•为体系中降解SMX的主要活性物种,并根据SMX的降解产物提出了SMX可能的三条降解途径:羟基化、氨基氧化和断键反应。相较于传统芬顿法,Fe(Ⅲ)-NTA/HAm/H_(2)O_(2)体系的pH应用范围显著拓宽,铁泥产量明显减少,并且该体系也能有效降解罗丹明B、橙黄G、双氯芬酸、土霉素等其他有机污染物,说明该体系具有一定的应用潜力。

Fe(Ⅲ)/2,6-吡啶二羧酸活化高碘酸盐强化染料脱色的效能与机制

有色染料是环境中非常重要的污染源之一,严重威胁着水生生态环境和人类健康。由于其难以被天然降解,且传统的污水处理工艺亦无法实现其高效去除,因此急需开发绿色、高效的水处理工艺进行有色染料污染控制。发现Fe(Ⅲ)/2,6-吡啶二羧酸(2,6-PDA)可高效活化高碘酸盐(PI)实现亚甲基蓝(MB)这一典型染料的高效降解。实验结果表明,该体系在Fe(Ⅲ)浓度为10μmol/L、2,6-PDA浓度为10μmol/L和PI浓度为200μmol/L时,可在pH 3.0条件下使5 mg/L MB降解率在120 s内大于97%。该方法依托高级氧化原理和配位强化策略,利用PI对有色染料进行降解,为目前染料废水治理提供了新思路从而有效地修复了污染水体。

EDTA对含Fe~Ⅲ商陆色素稳定性的影响研究

以商陆果色素原液为实验材料,通过添加FeⅢ与EDTA的方法,研究了商陆色素的稳定性。结果表明,色素的稳定性与FeⅢ和EDTA的加入顺序有关,"FeⅢ+EDTA+色素"的加入顺序色素的ABS保留率最高;FeⅢ可降低商陆色素的ABS值及光、热稳定性,色素的稳定性与FeⅢ浓度、加热时间和光照时间呈负相关;在含FeⅢ商陆色素液中添加EDTA,可提高色素的稳定性,当EDTA与FeⅢ摩尔数比大于1时,色素的ABS保留率在85%以上。

基于三氰基铁(Ⅲ)酸盐的Fe^(Ⅲ)_(4)Ni^(Ⅱ)_(2)六核配合物的合成、结构及磁性

利用三氰基铁酸盐(Bu_(4)N)[FeⅢ(Tp)(CN)_(3)](Tp=氢化三(1-吡唑基)硼酸)与配体2,9-二吡唑基-1,10-菲咯啉(dpzpen)以及高氯酸镍反应合成了一例氰根桥联的Fe^(Ⅲ)_(4)Ni^(Ⅱ)_(2)六核配合物[Fe_(4)Ni_(2)(Tp)_(4)(CN)_(12)(dpzpen)_(2)]·12H_(2)O·3CH_(3)OH (1)。结构研究表明配合物1具有近似菱形的Fe^(Ⅲ)_(2)Ni^(Ⅱ)_(2)骨架结构,另外2个Fe则通过氰根延伸在菱形的外侧。磁性研究表明在配合物1中氰根桥联的Fe和Ni表现出铁磁相互作用。更为重要的是,基于配合物1的结构模型,对它的变温磁化率数据进行拟合得到了不同Fe-Ni之间的磁耦合常数,得到的最佳磁耦合常数J3d(15.73 cm^(-1))>J2d(3.53 cm^(-1))≈J1d(3.50 cm^(-1))与Ni-N键的键长以及Ni-N≡C键角的变化趋势有关(J3d:0.206 5 nm,169.8°;J2d:0.206 2 nm,163.1°;J1d:0.198 7 nm,161.6°)。以上结果表明Ni-N键长越短,Ni-N≡C键角越大,Fe与Ni之间的铁磁耦合越强。

锌精矿氧压酸浸过程Fe(Ⅲ)助浸及水解沉淀行为

针对锌精矿氧压酸浸过程受多相传质影响导致氧化能力不足的问题,本文利用锌浸出渣中可溶性Fe(Ⅲ)的强氧化性促进锌精矿中低价硫化物的高效溶解,同时实现铁酸锌、金属硫化物的强化解离和铁的清洁分离。结果表明:锌浸出渣中铁酸锌溶解产生的Fe(Ⅲ)可以提高体系氧化还原电位,强化锌精矿浸出;以添加锌浸出渣形式向系统补充6.1g/L Fe(Ⅲ)后,锌浸出率由87.59%升高到98.82%;升高反应温度、提高氧分压将有助于提升Fe(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)的氧化还原反应能力,同时促进锌的高效浸出和Fe(Ⅲ)的矿物化沉淀;提高酸度可以加快锌精矿的溶解速率,但酸度过高将抑制Fe(Ⅲ)矿物化水解沉淀。在初始Fe(Ⅲ)为6.1 g/L、初始酸度95 g/L、反应温度160℃、氧分压0.8 MPa、液固比6 mL∶1 g、搅拌转速800 r/min、反应时间120min的优化技术条件下,锌浸出率为98.82%,同时溶液中92.36%的铁以铁矾的形式沉淀入渣,浸出终渣含黄钾铁矾40.2%、铅铁矾14.6%;浸出液含铁低至1.04 g/L。

酸溶液中溶剂萃取法分离钼(Ⅵ)/铁(Ⅲ)的研究进展

分析了不同溶液酸度条件下钼、铁离子的存在形态,并依此对现有的钼/铁溶剂萃取分离方法进行了分类,讨论了各方法的原理、效果及其优缺点。并对未来溶剂萃取法钼/铁分离可能的发展方向进行了展望,以期能为绿色、高效的酸溶液中钼/铁萃取分离新工艺研发及应用提供思路。

Fe(Ⅲ)表面印迹硅胶聚合物的制备及其吸附性能研究

选用硅胶为基质材料、乙烯基膦酸为功能单体、Fe^(3+)为模板离子、乙二醇双甲基丙烯酸酯为交联剂,通过表面印迹技术制备了一种新型膦酸功能化的Fe(Ⅲ)印迹硅胶聚合物。对印迹吸附材料的吸附条件、吸附选择性和重复利用率进行了研究。通过FT-IR、SEM、EDX、TG和N_(2)吸附/脱附分析对印迹材料进行了表征,分析了印迹吸附剂对Fe^(3+)的吸附机理。结果表明:印迹吸附剂在8 min可达吸附平衡,最大吸附量达16.12 mg/g,吸附行为符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式,印迹吸附剂展现出较高的选择性识别能力,与Cr^(3+)、Mn^(2+)和Zn^(2+)相比,对Fe^(3+)的选择性系数k分别为8.9、10.75和12.37。经过6次吸附-解吸试验,印迹材料吸附Fe^(3+)的能力仅下降了5.9%,证明其具有很好的可重复使用性能。

基于TA-Fe^(Ⅲ)还原Ag离子构建木材疏水表面

本研究用一种简单、通用、快速的化学表面改性方法对木材进行疏水改性,制备的木材试件具有优异的疏水性能,具有拓展低值人工林木材应用范围的潜在能力。利用单宁酸(TA)与三价铁离子(FeⅢ)配位形成的TA-FeШ复合涂层的粘附性以及TA中游离邻苯二酚/邻苯三酚良好的还原能力,将金属Ag离子原位还原为Ag纳米颗粒,在木材表面构建良好的粗糙度;随后,在复合涂层上接枝疏水长链,从而制备出疏水型木材。结果表明,随着自组装次数的增加以及还原的Ag纳米颗粒在木材复合涂层的沉积,使得木材表面的粗糙结构得到了适度的发展。未改性木材表面的接触角为52.0°,随着接触时间延长,接触角迅速下降,水滴很快渗入到木材中;而经过改性处理的木材,随着自组装次数的增加,TA-Fe^(Ⅲ)/木材试件的接触角从138.2°增加至近143.7°;TA-Fe^(Ⅲ)/Ag/木材试件的接触角从142.3°增加到了146.7°,使木材具有了优异的疏水性能。在强酸、强碱、有机溶剂、超声波清洗和紫外线老化等恶劣条件下,疏水木材接触角均高于135.0°,制备出的疏水木材表现出了优异的环境稳定性和化学耐久性。

小分子DOM对铁锰二元氧化物吸附氧化As(Ⅲ)的影响机制——基于批试验与DFT计算

通过铁锰二元氧化物(FMBO)上砷吸附-解吸批试验,结合X射线光电子能谱(XPS)表征和密度泛函理论(DFT)计算探究不同小分子DOM(黄腐酸、天冬氨酸、单宁酸)对FMBO吸附氧化As(Ⅲ)的影响机制。结果表明:3种小分子DOM通过占据吸附位点以及形成DOM-As络合来抑制FMBO吸附As(Ⅲ);3种小分子DOM对FMBO吸附As(Ⅲ)的抑制效果表现为单宁酸>黄腐酸>天冬氨酸;黄腐酸中酚羟基通过As—O共价键与亚砷酸自发络合,抑制了FMBO对亚砷酸的吸附;天冬氨酸中氨基与亚砷酸络合困难,As—N键不易形成,对As(Ⅲ)在FMBO上吸附的影响最小;黄腐酸与单宁酸通过抑制FMBO中Mn(Ⅳ)对As(Ⅲ)的氧化,使矿物表面As(Ⅴ)的比例降低。

Fenton反应中水解Fe(Ⅲ)的形态分布特征研究

利用Fe Ferron逐时络合比色法 ,研究了不同条件下Fenton反应中Fe(Ⅲ )的水解形态分布与转化规律 .结果表明 ,H2 O2和小于 0 2mg L的Fe2 + 的存在对Ferron试剂及后续的络合反应没有影响 .当水解度相同时 ,Fenton反应生成的Fe(Ⅲ )比一般铁盐具有更强的水解趋势 .Fenton反应生成的Fe(Ⅲ )的水解形态受到H2 O2 浓度和水解度的影响较大 .水解速率随水解度的增大而增大 ,而高聚合态所占的比例却随H2 O2

铁-三联吡啶配合物活化高碘酸盐体系构建及其对染色废水的催化降解机制

为开发新型、高效的染色废水处理方法,通过铁-三联吡啶(Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3))配合物活化高碘酸盐(PI)构建了Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3)/PI催化氧化体系。在此基础上,采用酸性红1(AR1)作为染色废水模型污染物测试了该体系的催化降解性能,并通过捕获和探针实验研究了Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3)配合物活化PI降解酸性红1的机制。结果表明:Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3)配合物能够高效活化PI实现酸性红1的快速降解,15 min内对AR1的去除率高达98%;Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3)/PI体系对酸性红1的降解符合伪一级动力学模型,同时酸性红1的降解速率常数随Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3)配合物和PI浓度的增加而呈线性增加;在Fe^(Ⅲ)(tpy)C_(l3)/PI体系中包含超氧自由基、单线态氧以及高价铁,这些活性物质共同促进酸性红1的降解;该体系不仅对多种有机物的降解表现出普适性,同时催化降解过程不受溶液pH值以及常见无机盐离子的干扰。

水中铁(Ⅲ)-草酸盐配合物光解产生羟基自由基的测定

对铁 (Ⅲ ) 草酸盐配合物光解过程中产生的·OH进行了气相色谱法间接测定 在pH =3 5 ,异丙醇浓度为 1mmol·l- 1的条件下 ,经过 1 2 5W高压汞灯 (λ≥ 31 3nm)光照 80min ,Fe(Ⅲ ) /草酸盐配比为 9 3/1 2 0 7μmol·l- 1的水溶液中 ,·OH的生成量为6 5 9μmol·l- 1,·OH生成反应符合表观零级反应动力学模式 ,其生成速率为 0 72 6μmol·l- 1·min- 1.同时蜒究了溶液pH值、Fe(Ⅲ ) /草酸盐配比对·OH生成量的影响 .

怀山药多糖铁(Ⅲ)的组成及性能表征

目的：对怀山药多糖铁（Ⅲ）复合物的性能进行表征并分析其组成。方法：从性状、溶解性及稳定性方面分析怀山药多糖铁的理化性质，利用红外及透射电镜技术分析怀山药多糖铁的表面结构。采用高温炉灰化法、湿法消化法和直接溶解法对怀山药多糖铁进行样品处理，用邻菲罗啉分光光度法测定复合物中铁含量。硫酸（苯酚法测定怀山药多糖铁中多糖含量。结果：怀山药多糖铁是无定形棕红色粉末，易溶于水，在pH3．8—11．6不沉淀、不水解。怀山药多糖铁是以聚合的β-FeOOH微核为核心，多糖在其表面配合形成的多糖铁（Ⅲ）表面复合物。3种样品处理方法测得的铁质量分数分别为17．05％，16，53％，17．10％。硫酸-苯酚法测得多糖质量分数为16．27％。结论：怀山药多糖铁（Ⅲ）为首次报道，生理条件下性质稳定，有望开发为新型补铁剂。

酸性Fe(Ⅲ)溶液催化氧化S(Ⅳ)的研究

利用酸性铁离子溶液在鼓泡反应器中进行了模拟烟道气SO2脱出实验研究.在总铁离子浓度为1 72×10-2～4 12×10-1mol·L-1、总S(Ⅳ)浓度为3 32×10-5～7 81×10-5mol·L-1、O2含量1%～10%(干重)、pH为0 8～2 2、温度为25～32℃的范围内,研究了水合Fe(Ⅲ)离子与氧化物之间的配合物反应.实验证明,在合适的操作条件下存在一个最佳脱硫效果的总铁离子浓度(0 13mol·L-1),在Fe(Ⅲ)离子浓度较低的情况下(小于0 13mol·L-1),反应液中的配合物主要是二聚羟合铁离子,其与亚硫酸配合物的形成与分解从而产生亚硫酸自由基是反应速度的控制步骤.当Fe(Ⅲ)离子浓度超过0 13mol·L-1后,由于多聚羟合铁离子、硫酸铁配合物等多核配位体的形成,使其在与亚硫酸根形成配合物时受到大基团的空间阻碍效应,使反应率下降.通过实验结果和理论分析,提出了脱硫反应为配位催化氧化自由基反应机理.

Fe(Ⅲ)催化过氧化氢分解影响因素分析

在2.0≤pH≤5.1、0.2mmol·L-1≤[H2O2]0≤100mmo·lL-1和0.05mmo·lL-1≤[Fe(Ⅲ)]0≤0.5mmol·L-1的试验条件下,考察了不含有机物的反应体系中[H2O2]0/[Fe(Ⅲ)]0、[Fe(Ⅲ)]0、pH及Fe(Ⅲ)水解形态等因素对类-Fenton反应中Fe(Ⅲ)催化分解H2O2动力学的影响.结果表明,在[Fe(Ⅲ)]0一定时,H2O2分解存在最佳[H2O2]0/[Fe(Ⅲ)]0摩尔比;当[H2O2]0一定时,Fe(Ⅲ)催化H2O2分解可用二级动力学反应进行描述,其二级动力学常数kd为22.21L·mol-1·min-1;Fe(Ⅲ)催化H2O2分解的最佳pH为3.0;H2O2的分解速率随着Fe(Ⅲ)水解时间的增加而降低,Fe(Ⅲ)存在形态对H2O2催化分解起主导作用.

Fe(Ⅲ,Ⅱ)/H_2O_2体系中Fe(Ⅲ)水解特征的对比

利用Fe Ferron逐时络合比色法对类Fenton与Fenton体系中Fe(Ⅲ )水解形态的转化规律进行了比较 .结果表明 ,水解度越高 ,两体系中Fe(Ⅲ )的水解速度也越快 ,但水解度相同时 ,与Fenton体系相比 ,类Fenton反应生成的Fe(Ⅲ )的水解速率要低 ,且Feb 所占比例也较少 .与Fenton体系一致 ,类Fenton体系中的Fe(Ⅲ )水解速率随H2 O2

阿霉素─铁(Ⅲ)配合物的电化学特征及其与DNA结合作用研究

采用示波极谱法和循环伏安法研究了3公铁离子Fe（Ⅲ）与阿霉素（ADM）配合物的电化学特性．在生理pH条件下，Fe（Ⅲ）与ADM形成2：1的稳定配合物，Fe（Ⅲ）的配位使ADM在更负的电势下才能还原，这与其心脏毒性减轻密切相关．采用线性扫描、吸收光谱和凝胶电泳法研究了ADM－Fe（Ⅲ）配合物与DNA的结合作用，ADM－Fe（Ⅲ）配合物仍保留了ADM插入结合的特征，并形成一种稳定的DNA－Fe（Ⅲ）－ADM的三元结合物．