纳米Fe0/Fe3O4复合体系对溶液中PCB77的降解研究

研究了纳米Fe0与纳米Fe3O4单一与复合体系对溶液中PCB77的降解动力学,以及影响降解效率的不同因素.结果表明,投加纳米Fe0对PCB77有显著的降解效果,反应240 min后PCB77残留率为8.94％;投加纳米Fe0同时配以不同比例的纳米Fe3O4能明显影响PCB77的降解速率,纳米Fe0/Fe3O4投加比例为1∶0.1、1∶0.2和1∶1时,PCB77的残留率分别为6.46％、10.23％和38.20％.溶液pH对纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77具有较大的影响,当溶液pH为6.8时,纳米Fe0/Fe3O4复合体系降解PCB77的效果最好.纳米Fe0Fe3O4复合体系对PCB77的降解是一个还原脱氯的过程,随着PCB77残留率的减小,氯离子浓度不断增大,同时反应体系中氧化还原电位不断降低.研究结果将为环境中残留PCBs提供一种高效去除方法,并为PCBs污染水体和土壤的修复提供理论依据.     

纳米Fe0与微生物协同降解土壤中PCB77

以红壤、黄褐土和砂姜黑土为供试土壤,以3,3′,4,4′-四氯联苯(PCB77)为目标化合物,进行了纳米Fe0、微生物以及联合体系降解土壤中PCB77的动力学研究。结果表明,土壤中PCB77自然降解率低,投加纳米Fe0和微生物均能显著加快土壤中PCB77降解速率,降解过程可用一级反应动力学方程拟合。当PCB77初始浓度为4mg·kg-1,纳米Fe0投加量为20mg·g-1,PCB77在红壤、黄褐土和砂姜黑土中反应速率常数k分别为0.0205d-1、0.0165d-1和0.0145d-1;通过富集培养的方法从污染土壤中分离出一株多氯联苯降解菌,初步鉴定该菌株为Pseudomonas sp.,当降解菌投加量为2×108cfu·g-1时,PCB77在3种土壤中反应速率常数分别为0.0136d-1、0.0094d-1和0.0124d-1;当同时投加20mg·g-1纳米Fe0和2×108cfu·g-1降解菌时,其反应速率常数分别为0.0264d-1、0.0218d-1和0.0232d-1。纳米Fe0与微生物协同降解的效果要明显优于纳米Fe0和微生物的单一体系。     

纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津降解的研究

采用纳米Fe3O4/微生物联合体系降解溶液中2,4-D和阿特拉津,考察了不同2,4-D和阿特拉津初始浓度、微生物接种量、纳米Fe3O4投加量、溶液pH值等对降解效果的影响。结果表明,纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D和阿特拉津的降解率显著高于纳米Fe3O4和微生物单一体系;2,4-D和阿特拉津初始浓度在0～10mg·L-1、微生物接种量在0～12mg·L-1、纳米Fe3O4的投加量在0～200mg·L-1范围内,2,4-D和阿特拉津的降解率随其初始浓度、微生物接种量和纳米Fe3O4投加量的增大而增加。溶液pH3.0左右、2,4-D和阿特拉津初始浓度10mg·L-1、微生物接种量12mg·L-1、纳米Fe3O4投加量200mg·L-1,是反应的最佳条件,此实验条件下反应7d,2,4-D和阿特拉津的残留率分别降低至35.7%和54.0%。     

纳米Fe3O4协同微生物对除草剂2,4-D的降解

 【目的】采用纳米Fe3O4协同微生物降解水溶液中2,4-D，提高2,4-D的降解效率，为有机氯农药污染环境的生物修复提供理论基础。【方法】利用纳米Fe3O4的还原作用脱去2,4-D环上的氯原子，使其毒性降低或消除；再利用微生物的共代谢作用，引入降解菌，协同降解2,4-D。通过分析纳米Fe3O4与微生物之间的相互关系，揭示纳米Fe3O4与微生物降解的协同作用机理。【结果】纳米Fe3O4对2,4-D有还原降解作用，投加纳米Fe3O4体系中2,4-D浓度降低、氯离子浓度升高，纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程；微生物能以2,4-D为C源，投加降解菌体系中2,4-D浓度降低、微生物生长的OD600值增大，2,4-D为微生物生长提供营养；纳米Fe3O4/微生物联合体系能明显加快2,4-D的降解，7 d时2,4-D的残留率降至35.7%，远低于纳米Fe3O4或微生物单独降解体系中2,4-D的残留率。采用微生物对中间产物2,4-DCP进行降解，反应5 d时，2,4-DCP 的残留率为50.1%，相应地，降解菌生长的OD600值为3.29。【结论】纳米Fe3O4/微生物联合体系对2,4-D的降解效率显著高于单一纳米Fe3O4或微生物体系；纳米Fe3O4能够刺激微生物的生长，2,4-D还原降解的中间产物2,4-DCP比2,4-D更易于被微生物降解。     

Fe0/过硫酸盐降解水中四环素的效能及机理

设计pH、Fe0投加量、过硫酸盐(PS)投加量和四环素(TC)初始质量浓度对TC去除率影响的单因素试验,探索Fe0/PS体系降解TC的最适条件;利用单因素试验的结果,采用伪一级动力学模型拟合得到Fe0/PS体系降解TC影响因素的反应级数;通过自由基淬灭试验,探究Fe0/PS体系中自由基的种类;运用液相色谱–质谱探索TC在Fe0/PS体系中的降解产物和降解路径。结果表明：在TC初始质量浓度为30 mg/L时,选择pH=3.0、PS投加量为2.0 mmol/L,Fe0投加量为1.00 mmol/L,温度为25 ℃的条件,反应45 min后,TC去除率达94.11%;PS投加量、Fe0投加量和TC浓度的反应级数分别为0.93、0.89、–0.78;?OH和SO–4?均参与了对TC的降解,其中SO–4?发挥主要作用;TC在Fe0/PS体系得到有效降解,其降解产物主要有6种化合物,可能存在羟基重排和脱去羟基2种降解路径。     

纳米Fe3O4对红壤微生物数量、酶活性及2,4-D降解的影响

 【目的】从磁致效应的角度考察纳米四氧化三铁(Fe3O4)对红壤微生物数量和酶活性的影响,研究纳米Fe3O4处理对红壤中2,4-D的降解效果,为纳米磁处理技术用于污染土壤修复提供依据。【方法】采用不同剂量的纳米Fe3O4处理红壤,用稀释平板法和化学比色法测定处理前后微生物数量和酶活性的变化;利用高效液相色谱(HPLC)测定土壤中2,4-D浓度的变化。【结果】纳米Fe3O4对细菌和放线菌有激活效应,但对真菌存在抑制作用,且当纳米Fe3O4投加量为80 g•kg-1时磁致效应最显著;同样,纳米Fe3O4对淀粉酶、脲酶、中性磷酸酶和过氧化氢酶也具有激活效应,但对不同酶活性的影响程度存在差异;经纳米Fe3O4处理后红壤中2,4-D的降解率明显高于未处理组,7 d内2,4-D的降解率可达84%。【结论】纳米Fe3O4处理后红壤中的微生物数量和酶活性显著增加,且红壤对2,4-D的降解能力明显增强。     

磁性纤维素／Fe3 O4／活性炭复合材料吸附刚果红性能研究

采用NaOH/硫脲/尿素混合水溶液低温溶解的绿色工艺快速溶解纤维素,并以纤维素、Fe3O4、活性炭为原料制得磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂,运用XRD、SEM、TGA等技术手段对其进行了全面表征。将刚果红溶液作为目标污染物,考察了吸附剂投加量、溶液初始浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学、热力学进行了探讨。结果表明,增大溶液初始浓度能有效提高吸附量;去除率随着吸附剂投加量的增加而提高。磁性纤维素/Fe3O4/活性炭复合吸附剂对刚果红偶氮染料的吸附等温线符合Freundlich模型,吸附过程符合拟二级动力学方程,内扩散为主要控速步骤。吸附是熵推动的自发放热过程,低温有利于反应的进行。     

g-C3N4/CdMoO4复合光催化材料的制备及其可见光降解磺胺噻唑

制备了不同复合比例的g-C3N4/CdMoO4纳米片状复合光催化材料(CN-CMO)。通过SEM、TEMEDS、XRD、FT-IR、DRS等方法对复合材料CN-CMO的晶体结构、形貌特点、光吸收能力、化学键合情况等进行表征。CN-CMO在可见光下对磺胺噻唑光降解性能的研究结果表明,磺胺噻唑的光降解反应具备表观一级动力学的特点,且降解反应速率常数分别为g-C3N4及CdMoO4材料的3倍和10倍。光催化降解机制的研究表明,CN-CMO光催化活性提高的原因在于g-C3N4和CdMoO4复合后材料中电子与空穴更容易分离;同时,考察光催化过程中催化剂的投加量对光催化活性的影响,发现CN-CMO在质量浓度为1g/L时对磺胺噻唑的光催化降解效果最佳。     

Fe/Zn双金属对地下水中PCBs的还原脱氯研究

[目的]研究Fe/Zn双金属对地下水中PCBs的还原脱氯效果。[方法]以Fe、Zn构建二元金属还原体系,以PCBs降解率为考察指标,研究了添加羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)时,Fe/Zn双金属对PCBs的降解效果,同时考察了负载率、金属投加量对PCBs脱氯的影响。[结果]合成的HP-β-CD对PCBs有很好的增溶作用,PCBs表观溶解度随HP-β-CD浓度增加而线性增加,形成1∶1的包结物;10℃下,当混合金属投加量为10 g,Zn质量分数为7%时,321μg/L PCBs降解7 d后的去除率为47.6%。[结论]该研究为PCBs污染的地下水原位修复提供了理论指导。     

零价铁处理4-氯硝基苯影响因素的研究

[目的]去除废水中有机污染物4-氯硝基苯（4-ClNB）。[方法]采用零价铁还原技术,研究初始pH值、4-ClNB初始浓度和Fe0投加量3个因素对Fe0还原4-ClNB的影响。[结果]pH值对Fe0还原4-ClNB影响较大,初始pH值为3和5时,4-ClNB还原率达100%;pH值为7时,4-ClNB还原率达90%左右,而pH值为9和12时,4-ClNB还原率为80.7%和33.3%。4-ClNB还原转化速率随4-ClNB初始浓度的增加而减小。试验范围内,Fe0投加量越大,4-ClNB的去除率越高。[结论]零价铁还原技术可以有效去除废水中的4-ClNB。     

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。     

臭氧破解对剩余污泥性质的影响研究

为系统研究臭氧破解污泥后对活性污泥的影响,在活性污泥中通入臭氧进行污泥破解静态实验。结果表明,活性污泥进行臭氧破解后,污泥溶液中的SCOD、TN、NH3-N和TP随着臭氧投加量的增加都有不同程度的溶出,其中SCOD在臭氧投加量(O3/ss)为0.12 g/g时浓度从13.7 mg/L上升到433.7 mg/L、TN在臭氧投加量(O3/ss)为0.08 g/g时质量浓度从6.97 mg/L上升到13.92 mg/L、NH3-N在臭氧投加量(O3/ss)为0.1 g/g时质量浓度从0.23 mg/L上升到14.41 mg/L、TP在臭氧投加量(O3/ss)为0.1 g/g时质量浓度从1.01 mg/L上升到14.77 mg/L;污泥破解后,污泥溶液中的pH值随臭氧投加量增加逐渐降低,但降低幅度不大。     

超声波/纳米铁协同降解酸性红B废水的试验研究

以酸性红B模拟有机废水为研究对象,进行了超声波/纳米铁协同降解的试验研究。结果表明,处理液体系pH值、超声处理声能密度以及纳米铁的投加量等参量对酸性红B的降解效果均有影响。结果证明,采用超声波/纳米铁协同处理酸性红B模拟废水明显提高了其降解率。在处理液pH值为1.0、处理液温度控制在(30±0.5)℃、超声波声能密度为500 W/L、纳米铁的投加量为3 g/L条件下,协同处理30 min后,对酸性红B有机物的降解率达到90%。     

Fe3+浸出污水污泥中重金属实验研究

在25 ℃,污泥浓度20 g/L条件下,以硫酸铁为萃取剂对两种污泥(W1＆W2)进行重金属浸出研究.结果表明,向污泥中投加硫酸铁能导致污泥酸化和污泥中重金属的溶出.投加量越大,污泥pH值降得越低,重金属的溶出率也越高.向W1中投加按Fe3 计算为1.5 g/L硫酸铁时,其pH值降至3.02,Cd,Cu,Zn溶出率分别可达到82.5%,70.9%和89.0%;向W2中投加4.5 g/L Fe3 ,其pH值降至3.19,Cd,Cu,Zn的溶出率分别可达到80.0%,88.2%和92.1%.在相同pH条件下,Fe3 比硫酸能更有效浸出污泥中重金属;用Fe3 浸提污泥中重金属能达到与生物淋滤法同等的溶出效果,并缩短了反应时间.用Fe3 浸出污泥中重金属具有一定可行性.     

紫外光助类Fenton氧化法催化1,2-二氟-1,1,2,2-四氯乙烷脱氟反应的研究

【目的】针对1,2-二氟-1,1,2,2-四氯乙烷(F112)具有高能量碳氟键,很难被光解、水解及微生物降解的特点,研究紫外光条件下类Fenton氧化法催化F112脱氟的最佳条件,旨在为含氟有机物的降解提供参考。【方法】在紫外线高压汞灯的作用下,以类Fenton氧化法中的Fe3+/H2O2为催化剂,研究溶液初始pH、Fe3+投加量、H2O2投加量、反应温度、紫外光源与溶液距离对F112脱氟率的影响。【结果】在溶液初始pH=1、Fe3+投加量为7.5mmol/L、H2O2投加量为500mmol/L、反应温度40℃、紫外光源与液面距离为12cm的条件下,F112脱氟率均最大,脱氟效果均最佳。【结论】得到了紫外光条件下类Fenton氧化法催化F112脱氟的最佳条件,为含氟有机物的降低提供了参考。     

改性橙皮对水溶液中Fe2+的吸附性能

以橙皮作为吸附剂研究了橙皮对Fe2+的吸附性能.探讨了溶液pH、初始浓度、投加量及温度等因素对Fe2+吸附效果的影响,采用正交试验法得出橙皮对Fe2+的最佳吸附条件,并对吸附过程进行动力学与热力学研究.结果表明,吸附过程符合Langmuir吸附等温模式,橙皮对Fe2+的吸附动力学模型符合准二级动力学方程.当pH为5、温度为50℃、投加量为8 g/L、溶液的初始浓度为10 mg/L时,橙皮对Fe2+的吸附效果最佳,废水的pH对吸附效果的影响最大,溶液的初始浓度和吸附温度次之,吸附剂的用量影响最小.     

凹凸棒土对Cd（Ⅱ）的吸附性能研究

采用凹凸棒土对废水中的Cd（II）进行吸附试验,探讨了吸附时间、凹凸棒土投加量、废水中Cd（II）的初始浓度对吸附率的影响,探索最佳工艺条件;同时考察了酸化改性后凹凸棒土对Cd（II）的吸附性能,并分析了凹凸棒土对Cd（II）的吸附等温线。结果表明Cd（II）的初始浓度越高,吸附率越低;Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量60 g/L时,去除率达到94.6%;盐酸改性后,Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量40 g/L时,吸附率达93.5%,当凹凸棒土投加量为60 g/L时吸附率达98.2%;从拟合吸附等温线相关性系数来看,Langmuir方程能更好地描述吸附过程中凹凸棒土对Cd（II）的吸附。     

零价铁活化过硫酸钠降解喹诺酮类抗生素研究

利用零价铁活化过硫酸钠产生SO_4~-降解喹诺酮类抗生素。考察了零价铁投加、过硫酸钠浓度、温度、无机盐离子对3种喹诺酮类抗生素降解效果的影响。结果表明,温度升高,有利于测试抗生素的降解;当测试抗生素起始浓度为5mg/L时,最佳降解条件为零价铁投加量为0.4g/L,氧化剂过硫酸钠投加量设为0.5mmol/L;当反应体系中存在Cl~-和SO_4~(2-)时会对测试抗生素的降解产生抑制作用。     

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。     

氨基化磁纳米Fe3O4对铅离子的吸附研究

采用水热法制备了一种氨基化磁纳米Fe3O4粒子,并采用X-射线衍射、透射电镜和红外光谱对该材料进行了表征。研究了氨基化磁纳米Fe3O4在不同pH、反应时间、添加量和初始金属离子浓度下对Pb2+的吸附能力。结果表明:在pH 8.5、分析时间为10 min时对Pb2+的吸附率可达90%以上;随着氨基化磁纳米Fe3O4添加量的增加,其对Pb2+的吸附能力也增强;随着Pb2+初始浓度的增加,氨基化磁纳米Fe3O4对Pb2+的吸附率降低。氨基化磁纳米Fe3O4对Pb2+的吸附动力学和热力学分别符合准二级吸附模型和Langmuir等温吸附模型。不同浓度盐酸对保留在氨基化磁纳米Fe3O4上的Pb2+的脱附影响研究结果显示:0.1～2.0 mol.L-1盐酸对氨基化磁纳米Fe3O4材料的脱附率均可达到85%以上,说明该材料具有循环利用的可能。