含甲醛毒性废水电-Fenton试剂氧化技术研究

研究了以活性炭粒子为填充电极的填充床式电 Fenton反应装置处理自配甲醛毒性有机废水时各影响因子的作用机制 ,通过正交实验和单因素实验确定了各影响因子的最佳操作条件为 :反应时间 90min ,反应体系 pH值<3 5 ,涂膜炭填充比例 4 0 % ,电压 2 5V ,Fe2 +浓度 30 0mg/L ,反应温度 30℃～ 4 0℃ .结合氧化产物的紫外光谱分析 ,提出甲醛电 Fenton氧化反应机理 .利用电 Fenton试剂氧化法对实际洗胶废水进行连续处理 ,甲醛及CODCr的去除率分别在 90 %及 30 %左右 ,运行费用较Fenton试剂法降低 4 2 3% .

碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极电-Fenton法降解水中对硝基酚

采用涂覆焙烧法制备碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极，并用环境扫描电子显微镜和循环伏安法对其表面形貌和氧化还原特性进行了表征。考察了该电极还原O2产生H2O2的性能及对水中对硝基酚的降解性能。表征结果表明：碳纳米管修饰泡沫镍空气扩散电极具有多级孔道结构；在-0．6V处具有较强的氧双电子还原峰。实验结果表明：当电流为150mA、反应时间为120min时，产生的H2O2的质量浓度为321．38mg／L；在外加0．1mmol／LFeSO4形成的电-Fenton体系中，反应30min后对硝基酚去除率可达95舯％；且该电极重复使用10次的对硝基酚去除率为92％-96％。

纳米铁/碳纳米管复合氧阴极电-Fenton降解RhB

制备了纳米铁/碳纳米管(Fe/CNTs)复合氧阴电极,通过SEM、EDS、XRD对电极进行了表征。基于该氧阴电极中性条件下电-Fenton降解Rhodamin B(RhB)溶液的试验表明,外加电压1.2 V、通入空气量0.1 m3/h、反应120 min、5mg/L的RhB溶液降解率达到92.1%,说明H2O2和离子态铁可以通过电化学还原在该氧阴极表面高效产生,RhB可通过E-Fenton反应高效去除。

基于蜡烛灰构建的电-Fenton体系中H_(2)O_(2)的生成与磺胺甲恶唑的降解

本文构建了基于蜡烛灰(CS)的电-Fenton体系,研究了体系中H_(2)O_(2)的原位生成和磺胺甲恶唑(SMX)的降解.研究发现,在蜡烛火焰中部收集得到的CS为40—50 nm的疏水性球状颗粒.经过热处理后,样品的比表面积由61.792 m^(2)·g^(-1)(CS)升高到67.098 m^(2)·g^(-1)(CS-200)、102.54 m^(2)·g^(-1)(CS-400)、322.85 m^(2)·g^(-1)(CS-600)和680.69 m^(2)·g^(-1)(CS-800),为氧气还原反应(ORR)提供了更多的反应活性位点.介孔体积由0.1463 cm^(3)·g^(-1)(CS)升高到0.1723 cm^(3)·g^(-1)(CS-200)、0.1740 cm^(3)·g^(-1)(CS-400)、0.2686 cm^(3)·g^(-1)(CS-600)、和0.3570 cm^(3)·g^(-1)(CS-800).除CS-200外,热处理增加了样品表面含氧官能团比例,显著提高了样品的亲水性.旋转圆盘电极(RDE)实验证明,CS,CS-200和CS-400表面ORR为2e-途径,而CS-600和CS-800表面氧气还原涉及4e-途径,并且与其他样品相比,CS-400显示出最高的2e-ORR催化活性,这与其表面存在较高比例的COOH基团(23.15%)和较大的介孔比例(50.39%)有关.在以CS-400空气阴极搭建的电-Fenton体系中,H_(2)O_(2)浓度在60 min内可以积累到1277 mg·L^(-1),产量可达5.11 mg·h^(-1)·cm^(-2).连续5次SMX降解实验中,60 min内SMX的降解率均保持在100%.因此,基于CS构建的电-Fenton体系显示出很高的SMX降解能力和运行稳定性,具有很大的实际应用价值.

电-类Fenton法处理石化反渗透浓水

以光谱纯石墨电极为阴阳极,自制的负载型Fe OOH催化剂为三维扩展阴极和固体催化剂,构建了电-类Fenton催化氧化体系,并对石化污水反渗透浓水进行了处理。结果表明,采用2段加入过氧化氢且每段用量为1.0 m L的方式,在反渗透浓水化学需氧量(COD)质量浓度为235 mg/L,反应器槽电压为4 V,催化剂填充体积分数为40%,反应时间为2.5 h的条件下,COD去除率达到82.1%,出水COD质量浓度为42 mg/L,达到辽宁省DB 21/1627—2008排放标准。

Mn_(0.75)Fe_(3)O_(4)纳米核壳催化剂电Fenton降解四环素

合成了一种新型的Mn_(0.75)Fe_(3)O_(4)纳米核壳催化剂,将其作为改性阴极电Fenton反应降解废水中的四环素。研究了该纳米核壳催化剂对四环素的降解性能,探讨了其降解机理。实验结果表明,当四环素质量浓度为10 mg/L时,降解反应30 min,四环素去除率为98.2%,TOC去除率为72.3%。Mn_(0.75)Fe_(3)O_(4)纳米核壳催化剂的催化性能远高于单一Mn_(3)O_(4)或Fe_(3)O_(4),活性金属Mn和Fe形成纳米核壳材料后产生了强烈的协同催化效应。Mn是催化剂表面的主要活性位点,而Fe(Ⅲ)作为反应底物的主要吸附位点。Mn的加入促进了Fe和Mn的循环,导致大量的·OH积累,使四环素降解和矿化。

光/电Fenton耦合处理退浆废水中聚乙烯醇

采用光/电Fenton耦合技术处理退浆废水中难生物降解的高分子物质聚乙烯醇(PVA),考察FeSO4.7H2O投加量、H2O2投加量、初始pH、电流强度、反应时间对PVA降解效果的影响。结果表明:光/电Fenton耦合技术处理退浆废水中聚乙烯醇的最佳反应条件为:pH 4,FeSO4.7H2O投加量14.2 mmol/L,H2O2投加量ρ(H2O2)/COD=2.3,恒压电流强度1 A,反应时间120 min。在此条件下,化学耗氧量(COD)去除率达91%;总有机碳(TOC)去除率达80%;生化耗氧量(BOD)与COD比值从原水的0.007提高到0.9。

三维电Fenton深度处理煤化工废水的催化反应机理

为进一步去除煤化工废水生化出水中残留的有机污染物,采用以剩余污泥和铁泥为原材料制备的SAC-Fe作为催化粒子电极构建三维电Fenton体系深度处理煤化工废水,对过程参数进行优化,并探讨催化反应机理.结果表明:制备的SAC-Fe对煤化工废水生化出水中的污染物具有较高吸附性能,单位COD吸附容量为101.1 mg/g;采用RSM优化的三维电Fenton过程参数为电流密度16.78 m A/cm2、Fe浓度14.75 mmol/L、p H 3.92,此时TOC去除率为67.12%;通过体系内H2O2和·OH生成量分析,结合吸附作用探讨三维电Fenton深度处理煤化工废水的催化反应机理,SAC-Fe表现出较高的(电)催化活性,显著提升三维电Fenton体系内H2O2和·OH的生成量和生成速率,吸附作用提高·OH利用率和污染物降解率,进而提升三维电Fenton深度处理煤化工废水的效能.

单晶SiC化学机械抛光基础研究——电芬顿反应条件优化及6H-SiC氧化效果分析

目的揭示电芬顿参数对生成羟基自由基(·OH)最大浓度和·OH总量的影响规律,实现电芬顿反应对单晶6H-SiC氧化腐蚀的最大化。方法通过6因素5水平正交试验,分析电压大小、电极种类、氧化剂过氧化氢(H2O2)浓度、催化剂种类、催化剂浓度以及反应液pH等参数对电芬顿反应生成·OH最大浓度和·OH总量的影响规律,找出最佳试验组合和主要影响因素,并利用最佳试验组合与同等条件下的芬顿反应对单晶6H-SiC进行氧化腐蚀对比分析。结果影响电芬顿反应生成·OH最大浓度和·OH总量的主次顺序为:催化剂种类>电压大小>H2O2浓度>催化剂浓度>pH>电极种类。其中,催化剂种类、电压、氧化剂浓度影响显著,影响因子分别为45%、22%、12%和30%、19%、41%。与同等条件下的芬顿反应相比,电芬顿反应生成的·OH最大浓度、·OH总量分别提高了61.34%和68.62%,在6H-SiC表面能形成更多SiO2氧化层。结论电芬顿反应通过控制电参数,能够加速Fe^3+向Fe^2+转化并原位生成部分H2O2,补充反应过程中H2O2的消耗,提高·OH生成总量,加速·OH对单晶SiC基片的氧化腐蚀作用。

有机废水处理中芬顿氧化反应机制研究进展

芬顿反应工艺是目前公认处理有机废水最有效的方法之一,而探索其反应机理对于高效芬顿催化反应体系的开发和应用至关重要。芬顿反应的复杂性导致其反应机理仍未得到完整的解释。该文综述了目前较受认可的均相芬顿、光助芬顿、电助芬顿和多相芬顿的反应机制,旨在帮助研究者比较全面及深入地认识不同体系中芬顿反应的机理,为芬顿反应的发展提供理论支撑。最后对芬顿过程的未来发展方向进行了展望。

Electro-Fenton法处理印染废水应用研究进展

Electro-Fenton法是利用电解的方法产生Fe2+和H2O2,新生的Fe2+和H2O2作用产生·OH。作为一种新兴的废水处理技术,在处理难降解有机废水方面,国内外已开展了广泛的研究,对于处理高浓度难降解有机废水效果良好。阐述了Electro-Fenton法的发展、分类、反应机理及其在印染废水处理中的应用研究现状,并指出Electro-Fenton法存在的主要问题和今后的发展方向。

Fe_(3)O_(4)@CF电极在非均相电芬顿系统中降解四环素

针对传统芬顿技术的工作pH范围较窄、增大pH值会明显降低四环素的去除率并导致二次污染的问题,采用溶剂热合成方法,将Fe_(3)O_(4)负载于碳毡(CF)电极表面,合成Fe_(3)O_(4)@CF复合电极.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、Fourier变换红外吸收光谱(FTIR)和电化学阻抗(EIS)对材料进行表征,研究其作为电极在非均相电辅助芬顿(EF)系统中对四环素的降解性能和机理,并进行循环实验.结果表明:Fe_(3)O_(4)@CF电极在非均相电辅助芬顿体系中对四环素的降解性能最好;在室温下,经过90 min,四环素初始质量浓度为20 mg/L,初始pH=3,两电极间距离为2 cm,外加电流为50 mA,在非均相电芬顿系统中Fe_(3)O_(4)@CF电极对四环素的去除率可达96.7%;Fe_(3)O_(4)@CF电极可重复利用性良好;在非均相电芬顿系统降解四环素的过程中,·OH起主要作用,·O_(2)^(-)起辅助作用.

光电芬顿氧化法深度处理垃圾渗滤液研究

采用光电芬顿氧化法对北京市某垃圾填埋场已经生化处理后的垃圾渗滤液进行深度处理，分别考察了电流强度和铁的不同价态等因素对渗滤液总有机碳（TOC）、化学需氧量（COD）以及色度去除效果的影响，并对阳极氧化、电芬顿和光电芬顿不同反应过程进行了对比。通过分析渗滤液UV—Vis光谱（200～500nm）变化和渗滤液中有机污染物的分子量变化，发现光电芬顿反应可以明显改善渗滤液生化性。深入研究了反应过程中铁价态的变化规律。试验结果发现，以高比表面积的活性炭纤维（ACF）为阴极的光电芬顿反应可以有效降解垃圾渗滤液，在pH为3，Fe^2＋浓度为1mmol／L，电流为0．5A，O2通入量为250mL／min条件下降解360min，垃圾渗滤液TOC和COD去除率分别达到78．9％和62．8％，色度完全去除。

活性碳纤维阴极电芬顿反应降解微囊藻毒素研究

以具有高比表面积的活性碳纤维作为阴极,通过电芬顿反应降解水中微囊藻毒素(MCRR,MCLR)的电化学方法系统考察了电流密度、pH值和Fe2+浓度等因素对微囊藻毒素降解效果的影响.实验结果表明,在Fe2+浓度为1·0mmol/L和电流密度为6·6mA/cm2条件下,电化学处理60min,MCRR(8·81mg/L)去除率为75%,MCLR(6·36mg/L)去除率为94%.证明过氧化氢可以通过电化学还原在活性碳纤维阴极表面高效产生,微囊藻毒素可被高效降解去除.

活性炭纤维电极生成羟基自由基降解酸性红B

分别采用具有吸附催化性能的活性炭纤维(ACF)作为阳极和阴极对水中偶氮染料酸性红B(ARB)的电化学降解情况进行了系统研究.研究表明两种体系均可较好降解ARB,可达到色度完全去除,但ACF作为阴极电芬顿对有机物的矿化程度远远高于以ACF作为阳极时的矿化程度,其TOC去除率达到70%,高于阳极体系的30%TOC去除率.通过电子自旋捕集技术(ESR)检测两种反应体系中产生的活性中间体,发现在两种体系中均有高活性的羟基自由基生成,ACF阴极体系中产生的羟基自由基的量远远高于阳极体系产生量,这是阴极体系有机物矿化效果较好的根本原因.还对电流强度和初始pH的影响进行了研究,并对两个体系反应机理进行了讨论.

活性炭纤维阴极电-Fenton法降解艳红染料X3B

采用活性炭纤维作为电-Fenton反应的充氧阴极来降解水中活性艳红染料X3B,运用扫描电镜、紫外可见光谱、总有机碳分析等手段系统考察了电极形貌、底物吸附、铁离子初始价态、曝气等影响因素.实验结果表明,X3B在活性炭纤维表面的吸附符合Langmuir等温吸附模型,而X3B的电-Fenton降解反应则符合准一级反应动力学;通入空气能显著提高X3B的降解反应速率和矿化率,铁离子价态对此则无明显影响;X3B能被有效矿化,210min内矿化率为75.9%,表观电流效率达57.2%.

PbO2/Fe双阳极耦合促进焦化废水除碳脱氮

传统单个PbO2阳极用于污染物去除存在降解效率较差、能耗高的问题,本文构建了PbO2/Fe双阳极体系,通过耦合电氧化技术和电絮凝技术实现对焦化废水同步除碳脱氮.研究发现,双阳极体系下6 h电解使得化学需氧量(COD)和总氮(TN)去除率分别达到50.3%±6.2%和34.9%±4.2%,高于单PbO2阳极体系(21.9%±3.4%和21.1%±5.3%)和单Fe阳极体系(11.0%±1.2%和12.1%±3.1%).COD和TN去除速度与施加在两个阳极上的电流大小直接相关.采用焦化废水中主要污染物如苯酚、硫氰酸盐、氨氮进行配水实验时发现,Fe阳极加入不仅起到了电絮凝作用,还可以促进氧化反应的发生,提高了反应速度.从体系中氯离子、pH变化情况及电子自旋共振光谱结果可推测,Fe阳极释放出来的Fe(Ⅱ)与PbO2阳极氧化氯离子产生的ClO-发生类Fenton反应,生成强氧化性物质作用于污染物氧化降解.

聚吡咯改性石墨毡电极的氧还原性能及应用

通过电化学氧化聚合法对石墨毡(GF)进行了聚吡咯(PPy)改性,并利用SEM、FTIR、XPS、LSV和EIS对聚吡咯改性石墨毡电极的形貌结构、元素组成和电化学性质进行了研究,采用H2O2生成速率表征了改性电极的两电子氧还原活性。考察了支持电解质种类和聚合时间对改性电极结构和氧还原性能的影响。结果表明,通过改性能够在石墨毡表面引入吡咯氮结构,在恒–0.45 V阴极电势的条件下,以硫酸钠为支持电解质制得改性电极的两电子氧还原活性最高,H2O2生成速率为24.82 mg/(L·cm2·h)。改性石墨毡的两电子氧还原活性随着聚合时间的延长先增加后降低,聚合时间为1000 s时所得改性石墨毡的两电子氧还原活性最高,H2O2生成速率达到29.40 mg/(L·cm2·h)。以PPy/GF-Na2SO4-1000为阴极材料构建电芬顿体系降解来自乙基纤维素生产过程的高盐有机废水,阴极电势为–0.55V时,8h后废水的化学需氧量(COD)可降至100mg/L以下,去除率达到88.8%。PPy/GF-Na2SO4-1000经过5次循环实验后活性无明显变化。

MnFe_(2)O_(4)颗粒非均相电芬顿处理柠檬酸镍配合物废水

以MnFe_(2)O_(4)颗粒为催化剂、石墨为阳极、泡沫镍为阴极,构建了非均相电芬顿氧化体系,并研究了其对柠檬酸镍(Ni-Cit)配合物废水的处理效果。在电流密度为20 mA/cm^(2)、pH为3、催化剂投加量为0.6 g/L的条件下反应240 min,可去除废水中98%的Ni-Cit和92%的Ni。自由基掩蔽和中间产物检测结果表明,羟基自由基(•OH)在Ni-Cit的氧化过程中起主导作用,主要降解路径为:Ni-Cit首先被氧化为柠康酸并释放出Ni^(2+),柠康酸被进一步氧化为乙二酸、甲酸,最终被氧化为CO_(2)和H_(2)O。

电芬顿技术处理染料废水研究进展

详细介绍了电芬顿(EF)工艺的基本原理和特点,阐明阴极材料和金属催化剂是EF工艺的重要组成部分,重点阐述了阴极材料和催化剂的种类与改性方法,分析了工作电流、电解液pH、曝气量等参数对EF处理效果的影响。最后,对EF工艺在染料废水处理中的应用及可能的技术突破进行了展望。