Fe(Ⅲ)/UV/空气催化降解罗丹明B及机理研究

【目的】探讨罗丹明B(RB)在Fe(Ⅲ)/UV/空气下的催化降解过程及其机理。【方法】在间歇式光反应器中,研究了pH分别为1.0,3.0和4.3,Fe(Ⅲ)质量浓度为1.68～28mg/L,RB的初始质量浓度为4～150mg/L时RB的光降解过程,通过抑制剂NaN3和异丙醇研究了降解过程可能发生的机理,同时测定了降解过程中Fe2+质量浓度的变化。【结果】RB直接UV光解和Fe(Ⅲ)/UV/空气下的降解表观动力学均符合表观一级动力学规律。RB在Fe(Ⅲ)/UV/空气下降解时,随Fe(Ⅲ)质量浓度的增加,RB降解速率常数增大,但增加程度受到pH的影响,pH=3.0时增加程度最大,pH=1.0次之,pH=4.3时最小;RB初始质量浓度增加,降解速率减小,当RB初始质量浓度高于20mg/L时,继续增加RB质量浓度对其光解速率影响不明显;反应过程中,Fe2+质量浓度在反应初期快速增加,此后维持在一定的水平。【结论】Fe(Ⅲ)/UV/空气能够快速催化RB光解,但在不同pH条件下,Fe(Ⅲ)催化UV光解RB的机理并不相同。     

Cu-Ce-O/γ-Al_2O_3催化剂的制备及CWPO法处理酸性大红-3R废水

以γ-Al2O3为载体,采用分层浸渍法制备Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂,将其用于常温常压条件下催化湿式过氧化氢氧化法(Catalytic Wet Hydrogen Peroxide Oxidation,CWPO)降解质量浓度为1 000 mg/L的酸性大红-3R染料废水,并探讨催化剂制备过程中Ce(NO3)3溶液浓度、Cu(NO3)2溶液浓度、吸附次数、焙烧温度和时间、升温速率等因素对催化剂活性的影响。结果表明,Cu-Ce-O/γ-Al2O3催化剂最佳制备工艺为0.2mol/L Ce(NO3)3溶液浸渍吸附2次、450℃下焙烧4 h预处理、1.0 mol/L Cu(NO3)2溶液浸渍吸附1次、550℃下焙烧3 h、升温速率为8℃/min;处理工艺为常压、反应温度30℃、进水pH3.0、双氧水投加量0.18mol/L、催化剂用量0.18 mol/L、反应3 h,可使酸性大红-3R的降解率达到98.16%,铜流失量控制在2.76mg/L以下。     

己烯雌酚在UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系中的光降解

以250W高压汞灯为光源研究了水中己烯雌酚(DES)在UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系中的光降解和矿化情况,考查了初始pH值、H2O2初始浓度、DES初始浓度对DES光降解的影响。结果表明,UV-Vis/Fe(Ⅲ)/H2O2体系能有效光降解和矿化DES。在pH3.0～7.0范围内,pH初始值越小,DES降解率越大;在1000～4000"mol·L-1范围内,H2O2初始浓度越大,DES降解率越大;DES初始浓度越低,其降解率越高。当Fe(Ⅲ)浓度为10.0"mol·L-1,H2O2浓度为1000"mol·L-1,pH3.0条件下,光照80min时,10.0mg·L-1的DES的降解率可达100%,光照120min时,10.0mg·L-1的DES的矿化率可达95.0%。     

WO3-ZnO复合膜对罗丹明B溶液的降解

以WO3-ZnO复合膜为催化剂,研究WO3-ZnO复合膜的焙烧时间、溶液pH值、光源、溶液初始浓度及光照时间对罗丹明B溶液降解效果的影响.结果表明,WO3-ZnO复合膜的光催化活性大于单一ZnO的光催化活性;WO3-ZnO复合膜降解罗丹明B的最佳参数是:以在300℃焙烧2h的WO3-ZnO复合膜为催化剂,溶液pH值为1.26,初始浓度为5 mg/L时,紫外光照射40 min后,罗丹明B的降解率达到99.3％.     

Mn、Cu、Fe对糜子萌发特性的影响

[目的]探讨不同浓度Mn、Cu、Fe溶液对糜子(Panicum miliaceum L.)萌发特性的影响,以期为其实际生产应用提供理论依据。[方法]以蒸馏水为对照,设置不同浓度Mn(50、100、200、400、800 mg/L)、Cu(10、30、90、270、360 mg/L)、Fe(10、30、90、270、360 mg/L)溶液,研究3种微量元素对糜子萌发的影响。[结果]中等浓度Mn、Cu、Fe溶液对糜子发芽势起促进作用,其中Cu的促进作用最明显。低浓度Mn、Cu、Fe溶液对糜子发芽率无影响,而高浓度则起抑制作用。低浓度Mn、Cu、Fe溶液对糜子根长、侧根数以及侧根总长度起促进作用,尤其Fe溶液促进作用最明显,而高浓度溶液则起明显抑制作用。不同浓度Mn、Cu、Fe均对糜子胚轴起抑制作用。[结论]Mn浓度在50~100 mg/L、Cu浓度在10~30 mg/L、Fe浓度在10~30 mg/L时可提高糜子发芽势,不影响发芽率,并促进幼苗健壮。     

硅钨酸光催化降解酸性媒介黑PV的研究

研究在紫外光照射下,利用硅钨酸(α-H_4SiW_(12)O_(40))作催化剂对酸性媒介黑PV的光催化降解效果.结果表明,酸性媒介黑PV溶液初始浓度为30 mg/L时,降解反应最佳条件:α-H_4SiW_(12)O_(40)的浓度为70μmol/L,甲醇1.0 ml,pH值2.0,150 W汞灯照射40 min,在此条件下酸性媒介黑PV脱色率可达98.24%.     

氨氮对萼花臂尾轮虫的急性毒性及其抗氧化生理响应

[目的]从抗氧化生理响应的角度探讨氨氮对萼花臂尾轮虫的毒理机制。[方法]测定萼花臂尾轮虫24 h、48 h及96 h的氨氮半致死浓度(LC50);通过测定萼花臂尾轮虫体内的H_2O_2、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性的变化,研究其对氨氮胁迫浓度和时间的抗氧化生理响应。[结果]轮虫24 h LC50、48 h LC50和96 h LC50的氨氮浓度分别为12.3、6.7和2.3 mg/L。当氨氮浓度达到2.5 mg/L时,轮虫体内24 h内H_2O_2和MDA含量均显著上升;当氨氮浓度达到1.5 mg/L时,轮虫体内24 h内SOD活性显著下降,而当氨氮浓度达到10 mg/L时CAT活性显著下降。在12.3 mg/L氨氮的胁迫下,轮虫SOD活性和CAT活性分别在12 h和24 h显著下降,H_2O_2和MDA含量均在12 h显著升高。[结论]SOD活性和H_2O_2、MDA含量可作为检测氨氮对萼花臂尾轮虫急性毒性的灵敏指标。     

Cu^2＋作用下Fenton氧化处理苯酚废水研究

[目的]寻找Cu2＋存在条件下Fenton氧化处理苯酚模拟废水的最佳条件。[方法]研究不同浓度H2O2、Fe2＋及pH下Cu2＋的存在对Fenton氧化处理苯酚模拟废水的苯酚去除率的影响和对COD降解效果的影响。[结果]在苯酚浓度为250 mg/L,最佳pH为3.0,H2O2浓度为297.5 mg/L,Fe2＋浓度为140 mg/L时,苯酚的最高去除率为94.5%;在此条件下,Cu2＋浓度为40 mg/L时,苯酚最高去除率为97.7%,提高了3.2%。在pH3.0、Cu2＋浓度40 mg/L条件下,分别求得不同Fe2＋/H2O2下的模型条件参数,结果表明Fenton氧化降解苯酚废水符合二级降解动力学反应模型。[结论]适当浓度的Cu2＋可提高Fenton氧化降解苯酚废水的效率。Fenton氧化降解苯酚废水符合二级降解动力学反应模型。     

负载型TiO_2光催化降解垃圾渗滤液的动力学研究

[目的]探讨玻璃负载TiO2光催化降解垃圾渗滤液的影响因素及反应动力学。[方法]选取一定浓度的垃圾渗滤液(pH值为8左右,COD值为300~600 mg/L)600 ml,将催化剂-纳米TiO2/玻璃筒膜插入溶液中,通入空气,将400 W的高压汞灯插入筒内进行照射。研究反应时间、进水浓度、pH值、光源强度等因素对垃圾渗滤液CODCr和色度去除率的影响。[结果]光强越大、光照时间越长,催化效果越好;溶液的初始浓度越大,降解率越低;反应液在偏酸、偏碱的条件下有利于光催化氧化反应进行。动力学研究表明,垃圾渗滤液光催化降解反应符合一级动力学规律。反应速率方程为:Ct=C0e-0.023 8 tmg/L(初始CODCr为472.7 mg/L)。[结论]以负载型TiO2膜作光催化剂降解垃圾渗滤液是可行的。     

Fe/C共掺的TiO_2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解

[目的]研究Fe/C共掺的TiO2光催化剂的合成及对环境激素辛基酚的降解。[方法]采用溶胶凝胶法和溶剂热合成法制备出铁碳掺杂的二氧化钛光催化剂,以4-叔辛基酚为测试分子研究该类催化剂的光催化性能,探讨了Fe掺杂量、催化剂用量、pH、光照等对反应的影响,并对干扰离子存在情况下的催化剂性能进行了研究。[结果]Fe/C掺杂量为0.6%时,在25℃、pH=9.0、300 W汞灯照射、催化剂用量为1.0 g/L的条件下,经过100 min的降解可以使初始浓度为1.00 mg/L的辛基酚水溶液浓度降至0.02 mg/L;反应体系pH的升高和光强的增加可以提高催化剂的效率,污水中常见的K+、Na+和Ca2+等对催化剂的催化效果无影响。[结论]Fe/C共掺的TiO2光催化剂在处理含有环境激素的废水时具有良好的效果。     

纳米四氧化三铁粒子催化过氧化氢氧化降解十二烷基苯磺酸钠

利用四氧化三铁纳米(Fe3O4)粒子具有催化过氧化氢降解表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的能力,建 立了一种基于纳米材料增强污染物降解的方法.考察了Fe3O4 纳米粒子质量浓度、H2O2 浓度、溶液pH 值及温度 等因素对降解反应的影响.得到优化的降解实验条件为:Fe3O4 纳米粒子浓度480mg/L,H2O2 浓度0.05mol/L, pH 值3,反应时间3h.在此条件下,对模拟废水中SDBS的去除率可达84%.     

矿区地下水中Fe(Ⅱ)转化因素的影响

通过浸溶试验,研究p H、有机质、铵态氮及氧化还原条件对矿区地下水中Fe(Ⅱ)转化的影响,并且通过正交试验确定各变量对铁元素溶出影响的主次顺序以及最佳溶出条件、最佳抑制条件。通过极差分析,发现p H对溶液中Fe(Ⅱ)浓度的影响最大,腐殖酸含量、氯化铵浓度次之;Fe(Ⅱ)最佳溶出条件为:p H 3,腐殖酸含量1.5 g/L,氯化铵浓度0。在此试验条件下,Fe(Ⅱ)的溶出浓度达到4.061 mg/L。Fe(Ⅱ)最佳抑制条件为:p H 7,腐殖酸含量0.5 g/L,氯化铵浓度50 mg/L。在此条件下,Fe(Ⅱ)的溶出浓度仅为0.193 mg/L。该研究通过掌握矿区地下水中各环境因素对Fe(Ⅱ)浓度的影响,对控制地下水中的铁污染有一定的指导意义,并且能够缓解饮用水短缺的问题。     

用辣根过氧化物酶催化降解海水中柴油污染的研究

为深入探索酶催化技术在海洋石油污染处理中的应用,以游离辣根过氧化物酶(HRP)催化降解海水中柴油污染,研究了酶用量、溶液p H值、柴油初始浓度和催化反应时间等因素对酶催化降解海水中柴油污染的影响,确定了HRP催化降解海水中柴油污染的优化工艺条件,同时考察了反应助剂对海水中柴油污染去除率的影响。结果表明:HRP能有效催化降解海水的柴油污染,当海水中柴油的质量浓度为1.2g/L时,在温度为25℃、HRP加入量为1.6 U/m L、H_2O_2为250 mg/L、溶液pH为5的条件下,催化降解3 h,柴油去除率可达90.77%;聚乙二醇(PEG)对HRP催化降解海水中的柴油污染有较显著的影响。     

纳米Fe2O3光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用纳米Fe2O3悬浮体系成功地进行了光催化还原Cr(Ⅵ)，提出了光催化还原Cr(Ⅵ)的最佳条件，确立了在溶液中H2SO4浓度为0．5mol/dm^3，在质量浓度为80mg/dm^3的50cm^3Cr(Ⅵ)溶液中，催化剂用量为0.2g，光照时间5h，Cr(Ⅵ)的光还原率达87％以上。同时，还探讨了无机离子对光催化还原Cr(Ⅵ)的影响。试验结果表明：纳米Fe2O3光催化还原Cr(Ⅵ)是可行的，符合一级反应速率方程：InC=-0．3623t 3．908。     

乙草胺在水溶液中的光降解研究

【目的】通过研究乙草胺在水溶液中的光降解反应,为有效去除水体中的乙草胺提供理论依据。【方法】采用高效液相色谱对乙草胺水溶液(不添加任何试剂、添加H_2O_2、添加H_2O_2/Fe~(2+))在氙灯和汞灯照射条件下的降解行为进行研究。【结果】10mg/L乙草胺在氙灯照射600 min后降解了95.33%,在汞灯照射10 min后降解了95.15%;在氙灯照射240 min后,不添加任何试剂、添加H_2O_2和添加H_2O_2/Fe~(2+)的乙草胺分别降解了70.61%、84.28%和92.16%。【结论】乙草胺在水溶液中的光降解属于一级动力学反应,光降解速率次序为汞灯氙灯+H_2O_2/Fe~(2+)氙灯+H_2O_2氙灯,且乙草胺添加H_2O_2、添加H_2O_2/Fe~(2+)与不添加任何试剂所产生的降解产物不同。     

缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60光催化降解甲基橙溶液的研究

[目的]确定缺位Dawson型K10Na2H2P2W16O60光催化降解甲基橙的最佳条件。[方法]以二缺位杂多化合物K10Na2H2P2W16O60.18H2O（P2W16）为光催化剂,在紫外灯照射下对模拟染料废水中的甲基橙进行光催化降解,研究催化剂投加量、甲基橙初始浓度、pH值等对溶液脱色效果的影响。[结果]催化剂用量为1.2g/L时溶液的脱色率最大,为96.22%;pH值为1.5时溶液的脱色率最大,为99.15%;甲基橙初始浓度为5mg/L时溶液的脱色率最大,为99.69%。P2W16光催化降解甲基橙的最佳条件为：甲基橙初始浓度5mg/L,溶液初始pH值1.5,催化剂浓度0.2g/L,此条件下反应1h后溶液的脱色率可达99.69%。同时,甲基橙的光催化降解过程符合一级动力学方程：In（A/A）=0.09391t-0.02286。[结论]PW对甲基橙降解反应具有较高的催化活性。     

两种微藻胞外分泌物与Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)对苯酚光解的影响

为了考察扁藻Tetraselmis chui和新月菱形藻Nitzschia closterium的胞外分泌物(Extracellular organic matter,EOM)及其分别与Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)共存条件下对海水中苯酚光解的影响,在模拟太阳光照射下,利用自制光化学反应器进行苯酚光解试验。结果表明:苯酚在扁藻和新月菱形藻EOM及分别与Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)共存下的光解过程均符合准一级动力学反应;苯酚的光解速率常数随着扁藻和新月菱形藻EOM浓度的增加而减小,表明这两种微藻的EOM可抑制海水中苯酚的光解;当加入不同浓度的Fe(Ⅲ)或Cu(Ⅱ)后,两种微藻的EOM对苯酚光解的抑制作用减弱,且苯酚的光解速率常数随着Fe(Ⅲ)或Cu(Ⅱ)浓度的增加而增大;当微藻EOM、Fe(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)三者共存时,可进一步促进苯酚光解。     

TiO_2太阳光催化降解敌百虫废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO_2光催化剂,利用太阳光照射下催化降解敌百虫废水为模型反应,以钼蓝比色法测定敌百虫溶液矿化为无机磷的降解率,用KMnO_4法测定降解过程中溶液COD的变化,以液体紫外追踪反应过程中有机磷中间产物的变化,采用红外(IR)、X-衍射(XRD)和固体紫外(UV-vis)对催化剂进行了物相表征。结果表明:催化剂最佳焙烧温度为500℃、焙烧时间为2 h、催化剂的用量为4 g/L、有机磷的初始浓度为4 mg/L;在该反应条件下,反应90 min后,纯TiO_2在太阳光下对敌百虫溶液的降解率为91.8%,COD降解率为76.6%;同时溶胶-凝胶法制备的TiO_2(500℃,2 h)催化剂呈锐钛矿相,UV-vis光谱表明TiO_2(500℃,2h)的紫外吸收能力最强,佐证了TiO_2(500℃,2 h)具有良好光催化性能。     

Cu~(2+)和Cd~(2+)对草履虫的毒性试验

[目的]为水体环境监测中废水排放安全性评价提供参考依据。[方法]通过单一急性毒性试验和联合毒性试验,研究了金属离子Cu2+和Cd2+对草履虫的急性毒性和联合毒性。[结果]在单离子急性毒性试验中,Cu2+和Cd2+对草履虫的毒性随浓度的增高而增大,且均呈明显的剂量效应。Cu2+的1h半致死浓度(LC50)为0.32mg/L,而Cd2+的1h半致死浓度(LC50)为0.96mg/L。当Cu2+和Cd2+共存时,Cu2+的1h半致死浓度(LC50)为0.24mg/L,Cd2+的1h半致死浓度(LC50)为0.19mg/L,2种金属离子表现为协同作用。[结论]在废水排放中,不但要考虑单种金属离子对水生生物的毒害作用,而且要重视2种或多种金属离子共存时它们对水生生物的毒害作用。     

镧掺杂TiO_2降解有机磷农药乐果的研究

[目的]探讨改性后的TiO2对市售农药乐果的降解率。[方法]镧掺杂TiO2光催化降解乐果溶液,用钼酸铵分光光度法测定降解前后乐果溶液的浓度。[结果]镧掺杂显著提高了TiO2对乐果的降解率;当催化剂制备时,镧的最佳掺入量为0.15%,最佳煅烧温度为600℃;催化剂光催化降解乐果溶液时,在催化剂投入量为2 g/L、乐果溶液的起始浓度较低、光照时间为4 h时,乐果溶液的降解效率最好。[结论]镧掺杂后的TiO2能有效降解低浓度乐果溶液。