茶多酚纳米银的制备及其对直接蓝15的催化降解性能

利用茶多酚作为还原剂和稳定剂来制备纳米银,所得茶多酚纳米银溶液在紫外-可见吸收光谱430 nm处存在明显的吸收峰,经激光粒径仪分析所得茶多酚纳米银粒子的平均直径为68.42 nm。为了探究茶多酚纳米银粒子的催化性能,文章使用茶多酚纳米银和还原剂硼氢化钠对直接蓝15进行催化降解,经过80 min的反应后,直接蓝15的降解率在添加纳米银的条件下达到91%;而如果溶液中不添加纳米银粒子,相同时间后直接蓝15的降解率只有35%。经过还原降解后,直接蓝15大分子结构中的偶氮基发生断裂,从而破坏了染料的发色体系。

光活化过硫酸钾体系下直接蓝15降解动力学及其降解机制

为探索双偶氮染料直接蓝15(DB15)在水中的降解可行性及在活性氧物种作用下可能的反应位点和迁移转化机制,利用紫外光活化过硫酸钾(UV/K_(2)S_(2)O_(8))技术研究了DB15在活性氧物种作用下的降解动力学和反应机制。结果表明,双偶氮染料DB15在UV/K_(2)S_(2)O_(8)体系中降解符合假一级动力学,其动力学常数速率为0.0107 min^(-1),K_(2)S_(2)O_(8)质量浓度、底物初始浓度和反应温度对其降解动力学影响显著。利用气相色谱-质谱法对DB15在UV/K_(2)S_(2)O_(8)体系下降解中间产物进行初步的分离与分析,并结合DB15前线电子云密度(FEDs)的理论计算结果对其降解途径进行推导。研究发现:DB15在硫酸根自由基(SO_(4)^(-)·)、羟基自由基(·OH)等活性氧物种作用下N_(11)、N_(24)、N_(41)、N_(42)和C_(28)等活性位点易被自由基直接攻击或者发生电子转移反应,从而引起DB15分子中N=N和C-N键断裂,然后中间产物再进一步羟基化是其主要的降解途径。

红景天生物还原法和硼氢化钠还原法制备纳米银对直接蓝15的催化降解性能比较

为探索纳米银的绿色生物制备及其在染料催化降解中的应用,选用红景天根茎水提取物作为还原剂和稳定剂生物制备红景天纳米银(G-AgNPs),应用NaBH_(4)还原法制备化学纳米银(C-AgNPs),并比较G-AgNPs和C-AgNPs对不同添加比例的直接蓝15(direct blue 15,DB15)和NaBH_(4)的催化降解性能。结果表明:G-AgNPs和C-AgNPs在紫外-可见吸收光谱430 nm和400 nm处分别存在明显的吸收峰,透射电子显微镜结果显示合成G-AgNPs粒径大小分布均匀,呈规则圆球形,粒径约为10 nm。当DB15和NaBH_(4)添加比例为V(DB15)∶V(NaBH_(4))=1∶2时,40℃和60℃合成的G-AgNPs降解率(18 min)分别可达82.24%和81.22%,同比优于C-AgNPs(39.50%)(P<0.05)和空白对照(20.77%)(P<0.05);当DB15和NaBH_(4)添加比例为V(DB15)∶V(NaBH_(4))=2∶1时,60℃合成的G-AgNPs降解率(18 min)为87.34%,优于空白对照(5.73%)(P<0.05),与C-AgNPs(90.53%)无显著差异(P>0.05)。不同温度合成的G-AgNPs对2种添加比例的DB15和NaBH_(4)均具有较好的催化降解活性,其中40、60℃合成的G-AgNPs的降解活性最佳;C-AgNPs对较高添加比例的DB15溶液催化活性较好。

蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)强化厌氧降解直接蓝15

研究蒽醌-2,6-二磺酸(AQDS)强化厌氧降解典型偶氮染料直接蓝15,重点考察AQDS浓度、共基质和厌氧反应阶段对直接蓝15厌氧去除特性的影响。AQDS能够有效促进直接蓝15厌氧降解,其最佳浓度约为1 mmol/L。当以淀粉、胰蛋白胨或淀粉/胰蛋白胨作为共代谢基质时,胰蛋白胨条件下直接蓝15的色度去除效果与速率最佳。水解酸化和全程厌氧反应均能有效去除直接蓝15,说明水解酸化反应是厌氧降解直接蓝15的主要反应过程。因此,将厌氧反应控制在水解酸化阶段即能实现染料的有效降解。

溶液pH和TiO2浓度对直接蓝15染料光催化降解的影响

为了实现对偶氮型合成染料废水的有效处理,以直接蓝15染料溶液模拟染色废水,使用光催化氧化技术对其进行氧化降解,并讨论溶液pH和TiO_2浓度对光催化降解作用的影响。结论认为:直接蓝15染料溶液在光催化氧化条件下可以实现很好的氧化降解;降低溶液的pH虽可以增加直接蓝15染料在二氧化钛上的吸附,但不利于光催化降解反应的进行;在中性条件下,光催化降解反应速率最快,当增加二氧化钛质量浓度至0.5 g/L时,直接蓝15染料溶液的COD去除率可达71.4%;反应后溶液基本呈无色透明状态,取得了良好的处理效果。