树脂负载Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)非均相光Fenton体系降解罗丹明B模拟废水研究

采用浸渍法制备负载有Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的阳离子交换树脂(R)催化剂,在H_2O_2和节能灯照射条件下降解罗丹明B(Rh B)模拟印染废水。在H_2O_2浓度为20 mmol/L、曝气、30℃和光照条件下,0.05 g/L Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂在29 h内将20 mg/L的Rh B溶液降解完全,30 h后COD去除率为73.7%,且Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂具有最大的反应速率。Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂的稳定试验和重复试验表明,该催化剂在78 h光催化反应后,溶液中含有的Fe(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)浓度分别为0.5和0.2 mg/L,且在连续使用6次后仍具有较高的催化效率。Fe(Ⅲ)/Cu(Ⅱ)/R催化剂对Rh B的较高催化性能主要归因于铁、铜离子间的协同作用及光照的共同作用。     

稀土元素Ce掺杂纳米ZnO催化降解罗丹明B条件优化

以罗丹明B(RhB)为碱性染料代表,研究掺杂稀土元素Ce的纳米ZnO(Ce-ZnO催化剂)的光催化性能,优化催化反应条件。结果表明:掺杂Ce有效地提高了纳米ZnO催化降解RhB效果,选取催化剂用量、催化时间和Ce掺杂比进行三因素三水平正交实验,得出自然光下Ce-ZnO催化降解5 mg/L RhB的最优条件为催化剂用量50 mg/50ml、催化时间90 min、Ce掺杂比2%。在最优催化条件下,Ce-ZnO对浓度为5 mg/L的RhB催化降解率接近90%。     

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％.     

A-TiO2的制备及其光催化降解罗丹明B的研究

在3种晶型的TiO2纳米材料中锐钛矿型的TiO2拥有最好的光催化活性.在一定条件下用水热法制备TiO2,XRD分析结果表明其属于锐钛矿型TiO2(A-TiO2).以自制的A-TiO2为催化荆对罗丹明B溶液进行光降解的优化条件为:5 mg/L的罗丹明B溶液中加0.1650 g自制的TiO2,用硝酸调节溶液pH约为5.在254 nm紫外光照射下,于20℃反应4 h,罗丹明B降解率达到80.3%.     

BiOI/BiOBr异质结催化剂的制备及光催化降解罗丹明B

采用水热法合成异质结复合光催化材料BiOI/BiOBr,探究其对罗丹明B的降解能力,并与纯的BiOBr以及BiOI的降解情况进行比较。通过X射线衍射XRD、场发射扫描电子显微镜FESEM、紫外-可见漫反射光谱DRS以及稳态、瞬态荧光光谱PL等表征方法对合成的异质结复合光催化剂BiOI/BiOBr样品进行了结构、形貌、光学性质的表征。采用分光光度法分析罗丹明B的降解率,结果显示,BiOI/BiOBr异质结光催化材料对100 mg/L的罗丹明B有很好的降解能力,在40 min内对罗丹明B的降解率为100%,明显高于纯的BiOBr(80%)和BiOI(72%);其一级动力学速率常数为0.102 8 min^-1,分别为BiOBr(0.040 3 min^-1)和BiOI(0.034 4 min^-1)的2.6倍和3倍。这种异质结光催化剂不仅可以有效促进光生电荷分离而且可以保持复合材料的强氧化还原能力,这可能是BiOI/BiOBr异质结高效降解罗丹明B的内在原因。     

电芬顿降解罗丹明B影响因素研究

为了确定电芬顿降解印染废水的最适宜影响因素,在实验室水平下,选取罗丹明B作为降解印染废水的典型目标降解物,研究电芬顿反应的电解电压、电流密度、初始p H值、Na2SO4浓度、罗丹明B初始浓度、温度、Fe2+浓度以及曝气量对罗丹明B降解的影响。结果表明:电压为8 V、电流密度为30 m A/cm2、p H=3、初始罗丹明B浓度为10 mg/L、Fe SO4浓度为15 mmol/L、曝气量为0.3 L/min、室温条件下,罗丹明B的去除率可以达到97.5%。     

纳米材料Ce-ZnO结构表征及光催化降解罗丹明B染料研究

以高温热解法制备的纳米ZnO为底物,掺杂稀土元素Ce制备纳米材料Ce-ZnO,采用X-射线衍射分析(XRD)和能谱分析(EDS)表征材料的结构特征和元素组成。以罗丹明B(RhB)染料为单一污水体系,研究Ce-ZnO光催化降解RhB染料效果。XRD分析结果显示纳米材料Ce-ZnO具有六方晶系纤锌矿型结构特征衍射峰,且出现与CeO₂相关的衍射峰。EDS分析确定Ce-ZnO中Ce和Zn元素质量比为1∶23.88。Ce-ZnO光催化降解RhB按照一级动力学反应进行,其中在自然光下的一级动力学常数k₁为0.039 8,大于紫外光下的一级动力学常数0.024 0,说明掺杂稀土元素Ce能有效提高纳米ZnO在自然光下催化降解RhB。     

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。     

土壤Fe(Ⅲ)异化还原的环境效益

异化Fe(Ⅲ)还原微生物是厌氧环境中广泛存在的一类主要微生物类群,它们的共同特征是可以利用Fe(Ⅲ)作为末端电子受体而获得能量。鉴于土壤Fe(Ⅲ)异化还原是厌氧环境中影响碳、氮、磷及金属元素生物地球化学循环的重要因素,对Fe(Ⅲ)异化还原在环境中的作用进行评述,系统介绍了国内外有关Fe(Ⅲ)还原环境效益的研究现状及其发展趋势。

     

电芬顿降解罗丹明B机制研究

为考察电芬顿降解罗丹明B的机制,对初始pH值、温度、亚铁浓度的反应动力学进行研究。为测定最佳条件下过氧化氢的含量、羟基自由基的相对含量及罗丹明B随时间的降解产物,开展UV-vis及GC-MS研究。经GC-MS分析,检测出了12种物质,分别为已二酸、丙二酸、丁二酸、领苯二甲酸酐、苯甲氧基胺、乙二醇、2-羟基苯甲酸、苯甲酸、2-羟基戊二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸,分别提出了可能的降解机制。在最佳条件下,50 min后溶液中的过氧化氢含量为6 mmol/L,过氧化氢与羟基自由基的相对含量变化趋势相同。     

异化Fe(Ⅲ)还原菌及其还原机制的环境意义

异化Fe(Ⅲ)还原菌具有强大的代谢功能和适应恶劣环境的能力,其所具有的还原功能对于环境的生物修复具有重要的意义,在地球生态循环过程中具有举足轻重的作用。厌氧条件下,它可以Fe(Ⅲ)为末端电子受体,还原许多有毒重金属,降解利用有机和无机污染物,对土壤中痕量金属元素和磷的释放产生重要影响,在微生物燃料电池、环境除臭、防止钢铁腐蚀等方面有较好的应用前景和研究价值。当前无论是基础还是应用研究方面,国内微生物异化Fe(Ⅲ)还原菌的相关工作仍近空白。结合国外的最新研究进展,介绍了微生物异化Fe(Ⅲ)还原菌特性、还原机制及其还原的环境意义,旨在引起国内相关人员的重视,加快我国在该领域的研究。     

磷酸活化核桃壳炭制备及吸附罗丹明B的研究

以核桃壳为原料,采用H₃PO₄活化法制备了核桃壳炭（WSBC）用于去除水溶液中的罗丹明B（RhB）,应用FTIR、XRD、SEM和BET等技术对WSBC进行物相表征,利用UV–vis跟踪吸附过程,分析了H₃PO₄浓度、焙烧温度、吸附温度、投加量、溶液pH、RhB初始浓度对WSBC吸附性能的影响。结果表明：物相表征方面,制备的WSBC具有良好的孔隙结构,其表面具有丰富的官能团,吸附RhB前后,晶相无明显改变。吸附活性方面,采用0.5 mol/L的H₃PO₄溶液活化,600 ℃焙烧2 h制备的WSBC,在20 ℃,初始RhB浓度10 mg/L,投加量0.2 g,吸附时间60 min,RhB的吸附率为90%。WSBC吸附RhB过程符合准二级动力学方程,RhB在WSBC上的吸附遵循Langmuir吸附模型,最大理论吸附量为12.61 mg/g。     

轻质陶砂表面包覆TiO2催化材料及降解罗丹明-B的研究

研究了轻质陶砂表面包覆TiO2光催化剂后，其接近于水的比重，可以在水中悬浮和分散，增加其光照程度和与水的表面接触面积，提高光催化性能，以便增强其降解有机物的能力.实验结果表明：采用轻质陶砂表面包覆TiO2光催化材料降解罗丹明-B的效率比普通轻质陶砂表面包覆TiO2的效率提高12%.在热处理温度为400~450 ℃时，降解罗丹明-B的效率可达到45%.     

微生物Fe(Ⅲ)还原过程与磷酸盐质量浓度的关系

【目的】探讨水稻土中微生物Fe(Ⅲ)还原过程与磷酸盐质量浓度之间的关系。【方法】以6种不同来源(吉林永吉、黑龙江东宁、天津宝坻、天津塘沽、四川邛崃和江西南昌)的水稻土为材料,对水稻土浸提液和泥浆进行厌氧培养试验,向培养体系中添加磷酸盐后,使土壤浸提液中磷酸盐质量浓度分别为30.97,61.94,123.88,247.66和371.64mg/L,泥浆培养体系中最终磷含量分别为52,103,206,413和619mg/kg,均以不添加磷酸盐为对照,测定培养期间土壤浸提液和泥浆中Fe(Ⅱ)、有效磷含量的变化。【结果】在土壤浸提液培养试验中,添加30.97mg/L的磷酸盐对微生物Fe(Ⅲ)还原过程有明显促进作用,而高质量浓度(371.64mg/L)磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原具有明显抑制作用;采自江西南昌和四川邛崃的水稻土浸提液中Fe(Ⅲ)还原比较迅速,而采自吉林永吉和天津塘沽的土壤浸提液中Fe(Ⅲ)还原较为缓慢;采自天津宝坻和四川邛崃的土壤浸提液中Fe(Ⅲ)还原微生物对磷酸盐质量浓度的适应范围较大,采自江西南昌、吉林永吉、黑龙江东宁的酸性水稻土浸提液中Fe(Ⅲ)还原微生物对磷酸盐质量浓度变化比较敏感;有效磷质量浓度在不同pH值的土样中表现出不同的变化趋势,采自江西南昌、吉林永吉、黑龙江东宁的酸性土壤浸提液体系中有效磷质量浓度没有明显改变,而采自天津宝坻、四川邛崃、天津塘沽的石灰性土壤浸提液体系中有效磷质量浓度在培养初期呈降低趋势。在泥浆厌氧培养试验中,磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原的影响程度与土壤浸提液的培养试验相比明显减弱,通过Fe(Ⅲ)还原特征参数可以看出,不同磷酸盐处理间仍然存在一定的显著性差异。在酸性水稻土中,被固持的有效磷随Fe(Ⅲ)还原过程的进行被不断释放,有效磷的增加幅度与Fe(Ⅲ)还原能力的排序一致;在碱性水稻土中,加入的磷酸盐在培养前期被大量固定,有效磷含量均明显降低。【结论】厌氧环境中的微生物Fe(Ⅲ)还原过程与磷酸盐质量浓度相互影响,高质量浓度磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原均具有明显的抑制作用。磷酸盐对Fe(Ⅲ)还原的影响与pH值有关,在酸性条件下,随着Fe(Ⅲ)被微生物还原成Fe(Ⅱ),被吸附的磷得以释放,有效磷质量浓度增加;在碱性条件下,有效磷质量浓度随Fe(Ⅲ)被还原而降低。     

苏丹Ⅲ在有机溶剂中的光催化降解研究

苏丹Ⅲ作为一种偶氮染料不溶于水,微溶于乙醇,易溶于氯仿、油脂、矿物油、丙酮和苯等,属于难挥发、难生物降解性有机物。以纳米TiO2为催化剂,考察了苏丹Ⅲ在3种不同光源2种不同溶剂条件下的光催化降解,讨论了光源种类、溶剂体系和催化剂时间对其降解的影响,并利用紫外吸收光谱等和质谱的手段,考察了苏丹Ⅲ的光解动态和光解产物。结果表明,苏丹Ⅲ的光催化降解符合一级动力学方程,在乙醇溶液中的光解半衰期为58 min,在三氯甲烷/乙醇中的半衰期约为17.2 min。     

添加无机碳酸盐对水稻土中Fe(Ⅲ)还原特征的影响

通过添加不同浓度碳酸盐,探讨厌氧泥浆培养过程碳酸盐对6种水稻土Fe(Ⅲ)还原特征的影响。结果表明,添加碳酸盐可显著提高宝坻和东宁水稻土中Fe(Ⅲ)还原潜势及最大反应速率,降低最大反应速率所对应的时间;添加高质量摩尔浓度碳酸盐将显著降低上饶和汉中水稻土的Fe(Ⅲ)还原潜势和最大反应速率;不同质量摩尔浓度碳酸盐对强酸性的奉化水稻土中Fe(Ⅲ)还原潜势没有明显影响,但最大反应速率则表现为先增大后降低的趋势;对于强碱性的松原水稻土表现为Fe(Ⅲ)还原潜势降低,但最大反应速率增大。整体比较,添加碳酸盐对酸性水稻土中氧化铁还原的影响程度低于碱性水稻土。典范对应分析表明,添加碳酸盐增加有机质对Fe(Ⅲ)还原潜势的贡献,降低无定形氧化铁和游离氧化铁对最大反应速率的贡献。Fe(Ⅲ)还原潜势和最大反应速率与土壤有机质质量分数和培养体系pH有密切联系。     

多糖对水稻土中异化Fe(Ⅲ)还原过程的影响

本研究通过土壤泥浆厌氧培养的方法,在水稻土中添加不同质量浓度淀粉和纤维素,探讨多糖作为电子供体对异化Fe(Ⅲ)还原过程的影响。结果表明,在2种水稻土泥浆的厌氧培养过程中,淀粉、纤维素可以促进水稻土中的异化Fe(Ⅲ)还原,其质量浓度在0～20 g/L时,Fe(Ⅱ)最大累积量和速率常数随质量浓度增加而增大,其对土壤中Fe(Ⅲ)氧化物异化还原的促进作用与土壤pH、有机质和无定形铁含量有关。对培养过程中pH与异化铁还原动力学数据的比较发现,在微生物正常生长的pH范围内,较低的pH利于Fe(Ⅲ)的还原。     

Fe(Ⅲ)异化还原对聚磷菌厌氧性能的影响

以污水处理厂活性污泥中主要除磷功能菌为研究对象,探讨了Fe(Ⅲ)的异化还原对菌株生长和除磷特性的影响,并比较了不同Fe(Ⅲ)的质量浓度和不同pH值条件下的情况。实验表明,Fe(Ⅲ)的异化还原有利于菌株的生长,促进了菌株释磷和厌氧吸磷。Fe(Ⅲ)质量浓度为0.078 g/L时,菌生长情况较好,厌氧释磷和吸磷效果较佳;pH=6.5时,菌株释磷和厌氧吸磷效果较好。     

Fe/S共掺杂TiO2空心球膜的制备及光催化降解甲醛研究

甲醛是一种常见的室内污染物,对人体健康有极大的危害。以钛酸四丁酯为前驱体,Fe(NO₃)₃和硫脲分别为Fe、S掺杂源,纳米碳球为模板,制备Fe、S共掺杂TiO₂空心球(Fe/S-THs)。采用丝网印刷法在牛皮纸载体上制备TiO₂空心球(THs)膜,并测试空心球膜对甲醛的光催化降解活性。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析仪、比表面积分析仪、紫外-可见漫反射光谱仪对复合膜的结构和形貌进行表征。结果表明,所制备空心球的直径均为200～300 nm, Fe/S-THs具有良好的可见光吸收性能;0.50 Fe/S-THs膜与THs膜相比具有更佳的紫外光、可见光催化降解活性,在可见光照射下经5次循环使用后催化降解率仅下降6%。     

缺铁胁迫对沙梨叶片黄化、再复绿和根系中Fe(Ⅲ)还原酶活性的影响

在水培条件下,研究了缺铁胁迫对梨砧木沙梨(Pyrus pyrifolia Nakai)叶片黄化、复绿和分根培养时其根系Fe(Ⅲ)还原酶活性(FCR)变化的影响。结果表明,黄化植株转移到含铁营养液后,上部叶片复绿明显快于中部叶片;含铁和不含铁处理间的FCR活性差异显著,不含铁处理的根FCR活性高于含铁处理,但随着培养时间的延长,活性逐渐降低,不含铁和含铁处理之间具显著的相关,相关系数为0.91。