Fe/ACF@OMC复合阴极的制备及其在多相电-Fenton中的应用

以活性碳纤维(ACF)为基体材料,硝酸铁为铁源,乙酰丙酮为分散剂,酚醛树脂为碳源,采用浸渍-溶剂挥发自组装-碳化组合方法制备了铁负载有序介孔碳(OMC)包覆的活性碳纤维复合材料Fe/ACF@OMC.通过透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征.表征结果显示,该复合材料具有规则的介孔孔道结构,乙酰丙酮的投加有效减小了负载铁物种的粒径,铁物种晶相包括α-Fe2O3、γ-Fe2O3和单质铁,表面价态组成为Fe2+(39.5%)和Fe3+(60.5%).以Fe/ACF@OMC为阴极构建多相电-Fenton体系,可以实现在广泛pH值范围(3.0~10.0)内对活性艳红X-3B的脱色降解和TOC(总有机碳)去除.该脱色降解反应符合一级反应动力学,最优条件下X-3B的准一级降解速率常数达0.048min-1,240min TOC去除率达到45%.荧光检测证实,羟基自由基是该体系的主要活性氧化物种.Fe/ACF@OMC循环使用5次后,X-3B的脱色率无显著下降.     

LaFe0.5Co0.5O3光助-芬顿催化性能和催化机理

使用溶胶-凝胶法合成了LaFe0.5Co0.5O3催化剂,研究了其在pH=3和254 nm紫外光照射条件下催化H2O2降解橙Ⅱ的性能和催化机理。结果表明,橙Ⅱ经过60 min反应脱色率可达99.5%,其“第一段”脱色速率常数为0.078 min-1;经过180 min处理,体系TOC去除率为81.60%。循环实验和物化表征结果证明LaFe0.5Co0.5O3催化剂具备较好的催化性能和结构稳定性。通过自由基淬灭实验以及分析总铁离子、亚铁离子、羟基自由基和过氧化氢等浓度变化,证明LaFe0.5Co0.5O3光助-芬顿催化机理包括：光激发、空穴氧化、超氧自由基氧化、光生电子还原铁离子、亚铁离子释放、均相芬顿反应、铁离子再吸附等过程,体系中橙Ⅱ的降解由光助-芬顿反应和光催化反应协同完成。     

固定床活性炭吸附元素态汞的试验研究

燃煤烟气中汞排放引起的污染越来越受到人们的关注，主要的原因则是其中的元素态汞（Hg^0）由于其低熔点、高平衡蒸汽压以及低水溶性而难以在传统的烟气净化装置中去除．本试验采用固定床活性炭（AC）吸附元素态汞，结果表明，活性炭对汞的吸附取决于活性炭的量、活性炭颗粒大小、汞初始浓度、反应温度以及氯化物浸泡等因素的影响．     

固定化微生物在降解含油污水中的应用

通过活性炭吸附前后菌液浓度的变化测定了活性炭在25℃时对石油烃降解菌(W-2)的动态吸附量.考察了不同的固定化方法、交联剂的pH和包埋菌的量对固定化微球的物理性质和降解效果的影响.实验结果表明,直接包埋法优于先吸附后包埋固定法,在25℃交联24h时,最佳固定化条件为:交联剂溶液的pH值为5～6,包埋菌液与凝胶剂溶液体积比为1∶5,而且,包埋无机盐离子能加快固定化W-2恢复活性,并利用扫描电镜观察降解前后微球的表面结构.在含油量为300mg/L的无机盐培养基中,游离W-2适应的pH范围为7～8、盐度为3%左右,固定化W-2适应的pH范围为6～9、盐度范围为2%～5%,比游离W-2的适应范围变宽;游离W-2降解率最高达到40%左右,固定化W-2能达到70%以上,原油降解率提高了30%以上.     

稀土掺杂二氧化钛的相变和光催化活性

通过 X RD 晶体结构分析 ,研究了 6种稀土元素离子 Gd 3+ , Y 3+ , La 3+ , Ce 4+ , Tb 3+ 和 Eu 3+ 掺杂 的二氧化钛样品的相变量、晶胞参数和金红石相的晶粒大小 ,并讨论了它们在催化降解 X-3B活性艳红 实验中光催化活性 . 发现离子半径和稀土离子的价态变化方式决定了它们的相变量和晶胞参数 ,进而对 二氧化钛母体的光催化活性产生重要影响 .     

渗氮活性炭对2，4-二氯苯酚的吸附动力学特性

采用间歇实验方法研究了2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）在渗氮活性炭上的吸附性能,并与传统活性炭进行了比较．结果表明活性炭渗氮处理后对2,4DCP的吸附能力大大增强．同时探讨了渗氮活性炭对2,4-DCP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征．采用Langmuir和Freundlich等温方程对2,4-DCP在渗氮活性炭上的吸附平衡数据进行了拟合,结果显示渗氮活性炭对2,4-DCP的吸附更符合Freundlich方程;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型考察了渗氮活性炭在不同温度下的反应动力学并拟合了这些动力学模型的速率常数,拟二级反应动力学模型被证实与实验结果有较好的相关性;最后分别计算了吸附的热力学参数,结果表明渗氮活性炭对2,4-DCP的吸附是放热的和自发的物理吸附过程．     

饮用水中三氯甲烷与其他氯消毒副产物在活性炭上的吸附竞争研究

通过等温吸附实验,探究了三氯甲烷（CHCl₃）与二氯一溴甲烷（CHBrCl₂）、二氯乙酸（Cl₂CHCOOH）在活性炭上的竞争吸附关系,同时探究了在低浓度条件下CHBrCl₂和Cl₂CHCOOH浓度变化对活性炭吸附CHCl₃的影响。实验结果表明,活性炭吸附CHCl₃和CHBrCl₂符合Freundlich模型,对Cl₂CHCOOH的吸附符合Langmuir模型;活性炭对3种消毒副产物均为优先吸附,吸附能力由大到小依次为CHBrCl₂、CHCl₃、Cl₂CHCOOH;低浓度条件下,活性炭对消毒副产物的吸附效果随体系中物质种类的增加而降低;低浓度条件下,Cl₂CHCOOH的浓度变化对CHCl₃的吸附效果影响不大,但吸附效果随水体中CHBrCl₂浓度的升高而降低。     

CHCl3和CHBrCl2在壳聚糖-活性炭吸附剂上的吸附效能研究

用自制的壳聚糖-活性炭吸附剂去除水中的CHCl3、CHBrCl2.研究了该吸附剂对CHCl3、CHBrCl2的吸附行为以及pH值、投加量对吸附的影响.结果表明,CHCl3和CHBrC12在吸附剂上的吸附在Ce＜60μg/L时符合Langmuir单分子层吸附模型,在Ce＞60 μg/L时表现为多层吸附.在多吸附质条件下,CHCl3、CHBrCl2之间存在竞争吸附.pH对三卤甲烷吸附影响较小.在投加量为1.67 g/L,振荡至平衡时间后,吸附剂对CHCl3、CHBrCl2的去除率分别可以达到79.67%和87.66%.     

复合碳材料ACF@OMC对酸性橙Ⅱ的吸附性能

采用软模板法,以活性炭纤维毡(ACF)为基材制备了一种有序介孔碳(OMC)活性炭纤维毡复合碳材料ACF@OMC,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其微观形貌结构进行表征,N2物理吸附脱附对其孔道结构参数进行测试,选取酸性橙Ⅱ作为模拟污染物,考察其吸附性能.结果表明:ACF@OMC材料以OMC包裹ACF纤维生长的方式结合;比表面积754m2·g-1,介孔孔容0.39cm3·g-1,平均孔径为2.9nm;其吸附性能明显优于ACF(5h达到吸附平衡),达到吸附平衡时间为3h;其吸附行为符合准二级吸附动力学方程,速率常数达0.030 3g·mg-1·min-1(R2=0.999 1),约为ACF体系的1.4倍;该材料对酸性橙Ⅱ的吸附量达到318.7mg·g-1,吸附等温线符合Langmuir模型.     

过硫酸铵引发衣康酸与苎麻纤维接枝共聚反应的研究

以过硫酸铵为引发剂,使衣康酸与苎麻纤维接枝共聚,对反应条件进行了探讨,并对接枝纤维对金属离子的吸附性能进行了初步研究. 结果表明,在过硫酸铵浓度3×10- 2 m ol/L、衣康酸浓度1.80 m ol/L、外加酸浓度1.0 m ol/L、50℃下反应72 h,接枝率较高;经衣康酸接枝的苎麻纤维具有一定的离子吸附能力.