NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜电化学研究

PCB板(印刷电路板)剪裁铣削渣中含有金属铜和铝,且塑料含量高,采用电化学溶解隔膜电积工艺可以实现铜的剥离并得到高品位阴极铜。该工艺具有流程短、电流效率高、产品纯度高等优点,具有广阔的应用前景,但其电化学机理尚不明确,本文以PCB制造过程中产生的含铜固废作为阳极,采用钛板为阴极,在NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中采用隔膜电解工艺进行了一系列试验,包括不同铵盐体系、氨/硫酸铵体系中不同电极、氨/硫酸铵体系不同电解液组成的电化学行为曲线以及NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系电沉积铜的控制步骤、成核机理等。结果表明,氨/硫酸铵体系中电积铜的起始还原电位最低,电积时电耗较低,且该体系中氢的析出电位均较负,可避免因析出氢气降低阴极电流效率的副反应;NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系中Cu^(2+)在钛电极表面的电沉积反应为不可逆过程,且为双电子一步转移过程,控制步骤为扩散控制;Cu^(2+)在钛电极上的成核机理接近于瞬时成核。该研究成果可为NH_(3)-(NH_(4))_(2)SO_(4)体系隔膜电解铜工艺提供理论参考。

Fe^(2+)与Fe^(3+)对anammox体系中N_(2)O排放的影响

有研究表明,适量Fe^(2+)与Fe^(3+)能够促进anammox菌体代谢,但对于菌体N_(2)O产量的影响仍未可知。该文以批次实验的形式探究anammox在不同浓度Fe^(2+)与Fe^(3+)浓度下的N_(2)O产量,并分析其微生物组学和功能基因变化。结果表明,加入Fe^(2+)的组别中N_(2)O排放量在20 mg/L Fe^(2+)时最高(0.29 mg/L),30 mg/L Fe^(2+)时下降47.01%;加入Fe^(3+)的组别中N_(2)O排放量随Fe^(3+)浓度递增,30 mg/L Fe^(3+)时N_(2)O最高排放量为0.17 mg/L。微生物群落多样性分析表明,5 mg/L Fe^(2+)和Fe^(3+)能刺激Candidatus Kuenenia的生长,然而反硝化菌Denitratisoma和Limnobacter随Fe^(2+)和Fe^(3+)浓度的提高而增加。功能基因分析表明,N_(2)O的释放与硝化途径、DNRA途径、反硝化途径以及anammox途径中的功能基因有关,并与基因norB、nirD、hcp呈显著正相关(P<0.05)。该文阐述了Fe^(2+)与Fe^(3+)对anammox体系N_(2)O排放的影响,可为anammox工艺中的N_(2)O控制提供参考。

UV／Fe^(3+)／H_2O_2体系降解活性艳橙X-GN废水的研究

采用UV／Fe3+／H2O2体系光解活性艳橙X-GN模拟废水,考察了X-GN,Fe3+和H2O2的初始浓度、初始pH值及温度对光解的影响,探讨了X-GN的降解途径和机理．结果表明,在8W低压汞灯(λ= 254nm)照射下,UV／Fe3+／H2O2能够有效地降解X-GN,在pH=3．0,T=50℃,时间为120 min,Fe3+和 H2O2的初始浓度分别为2．5×10-5mol·l-1和1．5×10-4mol·l-1时,对含200 mg·l-1X-GN模拟废水的色度去除率和矿化率分别达到100％和90．15％．用IC和GC／MS对X-GN降解的中间产物和最终产物进行分析,推导出UV／Fe3+／H2O2体系中X-GN降解的途径和机理．

US/Fe^(3+)/H_2O_2体系超声催化降解甲基橙的研究

采用US/Fe3+/H2O2体系超声催化降解甲基橙,考察了超声波功率、Fe3+初始质量浓度、H2O2用量、甲基橙溶液的初始质量浓度及初始pH值对超声催化降解甲基橙的影响,初步探讨了其降解动力学规律。结果表明,US/Fe3+/H2O2体系能有效降解甲基橙,且超声波与Fenton试剂对甲基橙废水的降解存在强烈的协同作用;在pH=3、超声波功率500 W、Fe3+和H2O2的初始质量浓度分别为30 mg/L和150 mg/L时,对含30 mg/L的甲基橙溶液降解120 min,其去除率达到99.5%;甲基橙的超声催化降解符合一级反应动力学规律,且甲基橙的一级反应速率常数随其初始质量浓度增大而降低。

UV/Fe^(3+)/H_2O_2体系降解活性艳橙X-GN废水的动力学研究

在自制的光催化反应器中,采用UV/Fe3+/H2O2体系光解活性艳橙X-GN模拟废水,考察了X-GN、Fe3+和H2O2初始浓度、初始pH值及温度对光解过程的影响。结果表明,在8 W低压汞灯(λ=254 nm)照射下,UV/Fe3+/H2O2能够有效地降解结构稳定的X-GN,在pH=3.0、温度50℃、时间120 min、Fe3+和H2O2初始浓度分别为2.5×10-5mol.L-1和1.5×10-4mol.L-1时,含200 mg.L-1X-GN模拟废水的色度去除率和TOC去除率分别达到100%和90.15%。在此基础上得到了该催化氧化反应的一级动力学模型,求得X-GN氧化和TOC降解动力学模型的表观活化能分别为8.67 kJ.mol-1和25.38 kJ.mol-1。同时依据离子色谱(IC)、GC/MS对X-GN降解中间产物和最终产物的进行了鉴定,证实有导致X-GN氧化和TOC降解不同步的中间产物存在。

Fe^3＋-H2O2-刚果红体系阻抑动力学光度法检测鱼肉中氟含量

在酸性介质中,痕量F-对Fe^(3+)催化H_2O_2化刚果红褪色反应有显著的抑制作用,且阻抑褪色的程度与氟离子含量呈良好的线性关系,由此建立了一种新阻抑动力学光度法测定微量氟离子含量的新方法。在最优化的反应条件下,氟含量在8.0×10^(-7)~2.0×10^(-5)mol/L内符合比尔定律,检出限为2.8×10^(-7)mol/L。该法用于鱼肉中氟离子含量的测定,回收率在95.50%~98.00%。

UV/Fe^(3+)/H_2O_2体系降解邻苯二甲酸二甲酯

利用UV/Fe3+/H2O2体系降解水溶液中的邻苯二甲酸二甲酯(DMP)。导致DMP有效降解的.OH来自Fe(Ⅲ)-H2O络合物、H2O2的光致激发以及由此引发的Fenton反应过程。分析了酯浓度、pH值、H2O2浓度和Fe3+用量等条件对DMP降解的影响。结果表明,pH=3.0,[Fe(Ⅲ)]0=9.0×10-4～2.9×10-3 mol/L,[H2O2]0=8.9×10-4～2.0×10-3 mol/L,光照75min条件下,50mol/L DMP的光降解率可达99%以上。DMP浓度增大时,降解率下降。pH=3.0时,对反应进程以一级反应动力学模型进行拟合的结果表明,H2O2是影响反应速率的主要浓度因素,可通过加快Fe3+转化成Fe2+的速度,达到减少其用量,降低处理成本的目的。

EDTA、Vc-H_2O_2-Fe^(3+)-o-AP/CHCl_3体系反应机理研究

本文研究了在弱酸性介质中,EDTA、Vc对H2O2-Fe3+-o-AP反应体系的影响,实验结果表明,在H2O2-Fe3+-o-AP反应体系中加入EDTA,由于EDTA对Fe3+的络合作用,使Fe3+的催化作用减弱,催化反应速度明显降低;加入Vc,由于Vc的还原作用,使Fe3+还原为Fe2+,Fe2+与H2O2发生Fenton反应,产生羟自由基,使催化反应速度明显增加.

Fe^(3+)(Al^(3+))-EDTA-H_2O体系水解平衡的研究及应用

应用平衡原理和质量守恒原理对Fe3+(Al3+)-EDTA-H2O体系进行了分析和计算,并绘制了Fe3+(Al3+)-EDTA-H2O体系在标准状态下溶液中铁、铝的浓度与pH的关系曲线.分析结果表明,在该体系中通过控制EDTA含量和pH可将铝沉淀,而铁以配合物的形式存在溶液中,从而达到除铁的目的.采用该法可制得铁质量分数小于0.002%的高纯氧化铝.

Fe^(2+)/Mn^(2+)活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究

盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe^(2+)/Mn^(2+)共活化Na_(2)SO_(3)降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明:当Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)浓度比为1∶4∶20(浓度分别为0.1、0.4和2 mmol/L)时,在反应45 min、pH为9.0条件下,盐酸土霉素的去除率和矿化率最高,分别达到94%和49%。随着溶解氧从9 mg/L下降至1.89 mg/L,盐酸土霉素去除率从94%下降至17%;氯离子、腐殖酸和碳酸根均对盐酸土霉素的降解产生抑制作用。Mn(Ⅲ)和SO_(4)·^(-)是降解盐酸土霉素的主要活性氧化剂,盐酸土霉素的降解经过电子转移、开环与酰基化等过程。

Fe^(2+)/H_2O_2体系内各种自由基在氧化NO中的作用

Fe2+/H2O2体系可分解产生多种氧化性自由基,主要包括O-2·、·OH和HO2·。本文实验研究了O-2·、·OH及HO2·在Fe2+/H2O2体系氧化NO气体过程中的作用。结果表明:在本实验条件下,O-2·对NO气体的氧化作用不明显;·OH及HO2·是该体系氧化NO气体的主要活性物质,其中·OH的氧化作用更大。加快自由基的生成速率可以增强Fe2+/H2O2体系对NO气体的氧化能力,但O2的生成速率同时加快。只有少量·OH及HO2·参与NO的氧化,·OH与HO2·之间的快速反应是Fe2+/H2O2体系氧化NO过程中H2O2利用率低的主要原因。

用H2O2/Fe^3＋处理高浓度含甲醛废水的研究

研究采用H2O2/Fe3+催化氧化处理高浓度含甲醛废水,探讨了双氧水和催化剂投加量、反应pH及反应温度等操作条件对处理效果的影响,并通过酸溶解回用失活催化剂。结果表明,较优的操作条件为:H2O2/COD(质量比)=2.2~2.6,Fe3+/H2O2(摩尔比)=0.048~0.058,反应pH1.80~2.68,反应温度50℃,反应时间40 min;在上述操作条件下,甲醛去除率达到99%以上,COD去除率达到85%以上。失活的催化剂可通过稀酸溶解后循环使用,其效果与三价铁盐作催化剂的基本相同。采用H2O2/Fe3+处理含甲醛废水具有比采用H2O2/Fe2+较优的效果。

NH_3-NH_4Cl-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿制取电锌

对NH_3-NH_4Cl-H_2O体系采用浸出法直接从低品位氧化锌矿提取锌,锌以锌氨配合物形式进入浸出液,浸出液中的As,Sb,Fe,SO_4^(2-)和CO_3^(2-)等杂质通过净化脱除.在最优浸出条件下,锌浸出率为88.9%;浸出液中As,Sb,Fe浓度可降至0.25 mg/L;CaCl_2,BaCl_2可将CO_3^(2-)和SO_4^(2-)几乎除尽,其他杂质元素含量也极低,浸出液经锌粉1次净化除杂后进行电积制取电锌.电锌中Zn的质量分数达99.999%,杂质含量极低,其中Fe的质量分数仅为0.00005%;电流效率高达96.35%,直流电耗为2502kW·h;电解废液经补充氨后返回浸出.

288K下Li^+,K^+//CO_3^(2-),B_4O_7^(2-)-H_2O四元体系的相平衡

Solubilities and properties (density, conductivity and pH value) of solutions in the quaternary system Li +,K +//CO 2- 3,B 4O 2- 7-H 2O at 288 K were experimentally studied with the isothermal equilibrium method. The phase diagram of the system consisted of two invariant points E and F, five univariant curves, and four crystallization fields that belonged to K 2CO 3·3/2H 2O,Li 2 B 4O 7·3H 2O, K 2 B 4O 7 ·4H 2O and Li 2CO 3. The composition of the solution corresponding to E was w(CO 2- 3)=2.27 %, w(B 4O 2- 7) =6.05 %, w(K + ) =4.30%,w(Li + )=0.30 % and the equilibrium solids were Li 2 B 4O 7· 3H 2O+K 2 B 4O 7·4H 2O+Li 2CO 3;The composition of the solution for F was w(CO 2- 3) =22.45%,w(B 4O 2- 7)=1.88%,w(K + )=29.96%,w(Li + )=0.03% and the equilibrium solids were K 2CO 3·3/2H 2O+ K 2 B 4O 7·4H 2O+Li 2CO 3. K 2CO 3 possesses strong salting-out effect on K 2 B 4O 7,Li 2CO 3 and Li 2 B 4O 7.

硅锌矿在(NH_4)_2SO_4-NH_3-H_2O体系中的浸出机理

对硅锌矿在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中的浸出行为进行了系统研究,揭示浸出反应机理,阐明其难以浸出的内在原因。结果表明:硅锌矿浸出反应方程为Zn2SiO4(s)+(2i-4)NH3(aq)+4NH4+=2[Zn(NH3)i]2++SiO2(s)+2H2O(l),i=1～4。浸出中,硅锌矿中的硅溶解进入溶液,再以无定形SiO2形态从溶液中析出。SiO2在(NH4)2SO4-NH3-H2O体系中的溶解度很低,仅略高于0.3 g/L,而其从溶液中的析出速度非常缓慢,是硅锌矿在该体系中难以浸出的主要原因。当液固质量比从5提高至500时,锌浸出率将从2.72%提高至84.15%。

H_2S-3%NaCl-H_2O体系中渗铝钢及其中间相的腐蚀行为

为防止H_2S腐蚀，采用热浸镀铝法制取了渗铝钢，探讨了渗铝钢在不同浓度的H_2S-3%NaCl-H_2O体系中的腐蚀行为，熔炼了FeAl_3、Fe_2Al_5、Fe_ 2Al等铁铝合金；并采用阳极溶解技术获得了渗铝钢扩散层中不同的中间相层，测量了其在5 00 mg/L H_2S-3%NaCl-H_2O溶液中的自然腐蚀电位、极化曲线 和电化学阻抗，结果表明渗铝钢在该体系中腐蚀速率较Q235钢低2～3个数量级。

T<623.15K,P<100MPa条件下CO_2—H_2O体系相关热力学参数计算新方法

根据CO2—H2O体系均一法测温过程中出现的部分均一和完全均一现象,采用最新的热力学参数及相关模型,分别建立相应的热力学方程。根据同一体系的摩尔体积在均一法测温升温过程中几乎不变的特征可知,部分均一与完全均一状态下,体系的摩尔体积近似相等。据此对影响摩尔体积的充填度进行微调,通过迭代运算,直至两种条件下的摩尔体积近似相等,从而可以获得精确的摩尔体积和充填度,进而获得体系中的CO2含量、完全均一压力以及流体包裹体的总密度等热力学参数。本方法只需提供部分均一温度和完全均一温度以及部分均一方式便可求取相关热力学参数,符合地质研究方法和思路。该方法只适用于完全均一温度低于623.15K、完全均一压力小于100MPa以及最后均一至液相或临界点的CO2—H2O流体包裹体体系。对比研究表明,该方法也适用于盐度低于6%的NaCl—CO2—H2O流体体系,所获得的热力学参数相对误差在10%左右。

苯酚-KBrO_3-H_2SO_4振荡体系的诱导期与周期

1978年,Orbán和Koros简略碰报导了苯酚-KBrO_3-H_2SO_4体系的振荡行为。直到现在,该体系详细的实验研究未见报导。近来,我们对此体系的振荡行为重新作了探讨,发现与前人的结果大不相同,具有独特的规律。实验方法与文献[2]的完全相同。所用的药品,苯酚为A.R.级,KBrO_3和H_2SO_4均为G.R.级。实验温度为298±0.5K。今将所得结果报导如下。

H_2O_2/Fe^(3+)系统氧化活性染料废水的研究

采用H2O2/Fe3+系统对商业染料活性红(FN-2BLred)、活性蓝(C-Rblue)和活性黄(C-2Ryellow)配制的废水进行了脱色研究.结果表明,当染料质量浓度为400mg/L时,pH值为2 5,H2O2质量浓度为646mg/L,Fe3+浓度是0 25mmol/L,反应温度在60℃,反应20min,3种活性染料废水的色度去除率均达到99%以上;在以上优化的脱色工艺条件下,通过正交试验以COD去除率为指标确定最佳降解工艺条件.结果表明,初始pH值为2 5,过氧化氢质量浓度对于活性红、活性蓝和活性黄废水分别为850、782、646mg/L,Fe3+浓度为1mmol/L,反应温度为60℃,反应60min.在最优工艺条件下,活性红、活性蓝和活性黄废水的COD去除率分别达到93 6%、94 5%和96 3%.

Fe^(2+)/H_2O_2体系O_2生成路径

掌握Fe^(2+)/H_2O_2体系O_2的生成路径,可为避免H_2O_2无效分解,开发经济高效的Fe^(2+)/H_2O_2体系利用技术指明方向。采用添加自由基捕获剂的方法,探究Fe^(2+)/H_2O_2体系内各种自由基对O_2生成速率的影响,进而确定O_2的生成路径。结果表明:Fe^(2+)/H_2O_2体系内不会产生大量O_2^-·,O_2^-·不是生成O_2的主要反应物质;·OH被全部捕获后,体系中仍产生大量HO_2·,但此时无O_2生成,证明生成O_2的反应由·OH和HO_2·两种自由基直接参与。分析认为反应·OH+HO_2=H_2O+O_2是Fe^(2+)/H_2O_2体系内O_2生成的主要路径。控制Fe^(2+)/H_2O_2体系定向生成·OH,抑制HO_2·的产生,是提高Fe^(2+)/H_2O_2体系中H_2O_2利用率的有效手段。