Fe~(2+)活化过硫酸钠降解日落黄的研究

通过Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8产生强氧化性的硫酸根自由基,利用硫酸根自由基氧化降解有机污染物。以日落黄为降解目标物,通过研究有无Fe~(2+)、Na_2S_2O_8对日落黄降解率的影响,来探讨Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8降解日落黄的可行性,并采用叔丁醇和甲醇抑制剂的方法探究了降解日落黄的作用机理。重点考察了Fe~(2+)初始浓度、Na_2S_2O_8初始浓度、柠檬酸浓度以及pH值对Fe~(2+)活化Na_2S_2O_8降解日落黄的影响。实验结果表明:在Fe~(2+)-Na_2S_2O_8体系中,日落黄初始质量浓度为30 mg/L、Fe~(2+)摩尔浓度为1.0 mmol/L、Na_2S_2O_8摩尔浓度为2.0 mmol/L、柠檬酸摩尔浓度为1.0 mmol/L、pH值为3.0的条件下,反应时间为60 min时日落黄降解率可达95.37%。     

无机阴离子、异丙醇及TiO_2对Fe~(3+)诱导全氟辛酸光化学降解影响的研究

254nm紫外光辐照下,溶解性Fe3+的存在有效促进了全氟辛酸(PFOA)的光化学降解.Fe3+浓度为30μmol·L-1时,Fe2(SO4)3,FeCl3和Fe(NO3)3三种溶解性铁盐对PFOA的降解和脱氟没有显著的差别.过量的SO24-与Fe3+具有较强的形成配合物的能力,由软件Visual MINTEQ2.52计算得出,Fe3+与过量的SO42-形成Fe(SO4)+和Fe(SO4)-2两种形态的配合物,其分配比的总和占16.32%,从而减少了PFOA与铁离子形成配合物的机会,进而抑制了其有效的光化学降解;过量的Cl-与Fe3+形成一配位的FeCl2+,其生成量仅占所有铁物种形态总和的0.12%,对PFOA的降解没有明显的影响,理论计算与实验结果相一致.羟基自由基捕获剂-异丙醇的加入未抑制PFOA的降解,二氧化钛的存在亦未促进其降解,进一步表明Fe3+诱导PFOA的光化学降解不是羟基自由基直接作用的结果.     

基于硫酸根自由基的先进氧化活化方法及其在有机污染物降解上的应用

基于硫酸根自由基(SO₄^.-)的先进(高级)氧化法(AOPs)因其对新型有机污染物的高降解能力和高适应性而受到越来越多的关注。相比羟基自由基(·OH),SO₄^.-的选择性更好、还原电位更高、半衰期更长、pH范围更宽且成本更低,因而能更有效的降解污染物。SO₄^.-可由过一硫酸盐(PMS)或过二硫酸盐(PDS)等过硫酸盐(PS)通过热、机械化学、过渡金属、碳质材料、碱、紫外(UV)或电化学等方法活化产生。本文分析了不同活化方法的优缺点及其应用于有机污染物降解上的研究进展,总结了SO₄^.-降解含不同官能团污染物的三种机理(加成作用、夺氢作用和直接电子转移),并综述了SO₄^.-降解持久性有机污染物(POPs)、“伪持久性有机污染物”——药物和个人护理品(PPCPs)及有机染料三大类有机污染物的降解途径、降解产物及其研究进展,最后展望了该技术未来的研究方向。     

氮氯共掺杂多孔碳活化过一硫酸盐降解苯酚的性能及机理研究

杂原子共掺杂碳材料在过硫酸盐活化领域具有广阔的应用前景. 本工作通过两步煅烧法合成了氮氯共掺杂ZIF-8衍生多孔碳材料(NClC), 并以苯酚为目标污染物, 考察其活化过一硫酸盐(PMS)的催化性能, 结果表明, 30 min内, 0.04 g/L NClC900活化0.3 g/L PMS可去除水中97.7%的苯酚(50 mg/L), 且总有机碳去除率可达72.4%; NClC900/PMS体系具备优异的酸碱耐受性(pH=3~9)和抗干扰能力, 无机阴离子和腐植酸对其影响较小, 且该体系还可有效去除水中的染料、抗生素、酚类及农药等有机污染物; 循环实验结果表明, NClC900在重复使用4次后其苯酚去除率可达72.1%; 猝灭实验、电子顺磁共振和电化学分析表明¹O₂和表面结合SO₄^•-是导致苯酚降解的主要活性物种, 而NClC900中的石墨N、C—Cl是产生¹O₂和表面结合SO₄^•-的关键活性位点.     

石墨相氮化碳可见光下活化过一硫酸盐氧化降解光惰性邻苯二甲酸二甲酯的机理研究（英文）

近几年过一硫酸盐(PMS)活化技术备受关注,其中利用太阳能活化PMS具有可持续和环保的优势,但PMS本身不吸收可见光.因此,本文提出利用具有可见光响应的石墨相氮化碳(g-C3N4)激发产生光电子进而活化PMS.首先利用三聚氰胺前驱体通过热缩聚法制备g-C3N4,通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光漫反射(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、透射电镜(TEM)、N2吸附脱附测试(BET)、电化学等一系列方法对g-C3N4进行表征,研究其表面性质及光学性能.结果显示, g-C3N4具有典型的片层结构和可见光活性,禁带宽度为2.7 e V.本文选取光惰性的内分泌干扰物邻苯二甲酸二甲酯(DMP)为目标污染物,系统地研究了其降解动力学和降解机理.研究发现,在短波紫外光(254和300nm)照射下,直接光解和·OH参与的反应机理能实现DMP的光降解,而在可见光照射下g-C3N4介导的光催化过程不能使DMP分解;但当添加PMS时,体系主导自由基由·O2–转化为SO4·–和·OH,从而实现DMP的有效降解和矿化.研究还发现,高浓度的PMS和高剂量的g-C3N4均可以提高PMS的活化量和相应的DMP降解效率,但提高催化剂剂量的方式能更充分的利用PMS.尽管高浓度的DMP阻碍了PMS和光催化剂g-C3N4的有效接触,但可以提高PMS的利用率.当p H低于零电荷点(5.4)时, DMP的降解效率较高.此外,使用两种淬灭剂(乙醇和叔丁醇)与DMP进行竞争性实验,结合电子自旋共振检测,表明SO4·–和·OH都是体系主要的自由基.此外,还对g-C3N4的可持续性能进行考察,四次循环实验结果显示,该催化剂具有良好的可重复利用性.对DMP降解进行总有机碳测定,发现降低了19%.最后,利用液相色谱质谱联用对DMP降解产物进行定性定量分析,发现DMP主要通过SO4·–和·OH对苯环的攻击以及脂肪族链的氧化断键这两种途径进行降解.综上可见,利用可见光激发g-C3N4产生的光电子能有效活化PMS降解顽固型有机污染物,可为实现太阳能活化PMS技术提供有力的技术参考.     

热动力学研究L-抗坏血酸和Cu~(2+)对过氧化氢酶的协同抑制

在 310 15K ,pH =7 0的 0 1mol·L-1Na2 HPO4 NaH2 PO4 缓冲溶液中 ,利用热动力学方法研究了L 抗坏血酸 ,Cu2 +及二者同时存在时 ,过氧化氢酶催化H2 O2 分解反应的动力学规律 .发现L 抗坏血酸和Cu2 +单独存在时对酶反应没有明显的抑制作用 ,二者共存时 ,对反应有非线性抑制作用 .在一定的酶和底物浓度下 ,L 抗坏血酸和Cu2 +不影响总反应的一级速率方程的形式 ,只减小了一级反应速率常数 .酶活性随抑制剂浓度变化关系呈S形曲线 .结合实验结果和文献 ,提出了一种L 抗坏血酸和Cu2 +协同抑制过氧化氢酶的可能机理     

(英)硫酸氢钾高效催化一锅法合成5-未取代的3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮

无溶剂条件下,硫酸氢钾可有效催化芳香醛、苯乙酮衍生物和脲的三组分"一锅法"Biginelli反应来合成5-未取代的3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮。确定了优化反应条件。产品结构经IR、1H NMR、MS和元素分析进行表征。     

硅胶固载硫酸镧催化一锅法合成3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮

以硅胶固载硫酸镧作为催化剂,由芳香醛、β-酮酸酯和脲(硫脲)合成了相应的3,4-二氢嘧啶-2(1H)-酮化合物,考察了苯甲醛、乙酰乙酸乙酯、脲三组分发生Biginelli反应时的催化剂用量、反应物物质的量比、反应时间及催化剂重复使用对反应收率的影响;并利用核磁共振谱(1H NMR)和红外光谱(IR)表征了合成产物的结构...     

一硝基氯苯的区域选择性合成研究(Ⅱ)NO2硝化

催化硝化;固体强酸;O3活化;一硝基氯苯的区域选择性合成研究(Ⅱ)NO2硝化     

不同形貌Co3O4的制备及其活化过一硫酸盐降解亚甲基蓝的性能

分别采用尿素水热-煅烧法、化学浴沉积-煅烧法和草酸盐热解法制备出具有不同形貌的Co₃O₄（Co₃O₄-A、Co₃O₄-B和Co₃O₄-C） 粉体材料,对比了它们作为催化剂活化过一硫酸盐（PMS）降解亚甲基蓝（MB）的性能。结果表明,3种Co₃O₄材料均具有分级微/纳米结构,形貌分别呈绒球状、无规则颗粒状和纤维状。PMS在3种催化剂作用下的分解过程均符合一级反应动力学模型,反应速率常数依次为0.047 1、0.217 4和0.003 7 min^-1。无规则颗粒状Co₃O₄-B表现出最高的PMS活化性能,是其具有最大比表面积、最高表面氧空位浓度以及表面羟基密度综合作用的结果。在催化剂用量0.02 g·L^-1、PMS投加量0.6 mmol·L^-1的工艺参数条件下,Co₃O₄-B/PMS高级氧化体系在25 min内对MB的降解即可达98.33%。电子顺磁共振测试证实Co₃O₄-B/PMS高级氧化体系中存在·SO₄^-、·OH、·O₂^-和¹O₂四种活性氧物种,基于此提出了Co₃O₄-B活化PMS及降解MB的反应机理。     

亚铁离子与硫氰根反应的探究和分析*

依据文献理论和紫外可见光谱法证明了Fe2+与SCN-能够形成化学键。又通过传统对比实验,利用化学平衡移动原理和沉淀溶解平衡原理,进一步验证了Fe2+与SCN-能发生络合反应。     

均三嗪衍生物应用于Fe3+和Cu2+的选择性识别研究

合成了2,4-二甲基-6-(4’-N,N-二甲氨基苯乙烯基)-1,3,5-均三嗪(1)和2-苯乙烯基-4,6-二甲基-1,3,5-均三嗪(2)两种化合物,并对其进行了1H NMR,MS,元素分析等表征.采用吸收光谱法研究了金属离子与化合物间的相互作用,结果显示:化合物1对Fe3+和Cu2+表现出高选择性光谱响应,其最大吸收波长由393 nm分别红移至525 nm和513 nm,溶液颜色由黄色变为粉红色.化合物1与Fe3+结合形成1∶1型配合物,其结合常数为1.8×104L mol-1;与Cu2+结合形成2∶1型配合物,其结合常数为2.6×1010L mol-1.化合物2仅对Fe3+呈现显著的光谱变化,其最大吸收波长由304nm红移至357 nm,而Cu2+的加入未引起光谱明显变化,2与Fe3+亦形成1∶1型配合物,结合常数为1.0×105L mol-1.结果表明Fe3+可能与化合物1和2中三嗪N配位,而Cu2+与化合物1中甲氨基中的N配位.同时考察了其它金属离子如Li+,K+,Mg2+,Ca2+,Co3+,Ni2+,Ag+,Cd2+,Hg2+和Zn2+等离子对化合物1和2吸收光谱的影响,结果显示两者光谱均无明显变化,据此提出了高选择性Fe3+,Cu2+的识别体系.     

CoOx-CeOx/ZrO2催化氧化NO性能及抗SO2毒化研究

采用浸渍法制备了一系列CoO_x-CeO_x/ZrO₂催化剂,探讨了催化剂载体、Co含量、Co/Ce配比等对Co基催化剂催化氧化NO活性的影响及其机理。ZrO₂负载的Co氧化物具有优良的低温NO催化氧化活性,铈的添加进一步提高了催化剂的低温活性。其促进机制主要是提高了催化剂吸附氧的能力及改善了Co在催化剂表面的分散。同时,掺杂铈使得催化剂抗SO₂能力有一定增强,呈现出选择性毒化机制。     

Selective catalytic reduction of NO by C2H2 over Ce-Al2O3 catalyst with rate-determining step of NO oxidation

Ce-Al2O3 catalysts prepared by co-precipitation are investigated both in NO oxidation by O2 and in selective catalytic reduction of NO by C2H2(C 2 H 2-SCR).It is found that C2H2-SCR is initiated and controlled by NO oxidation to NO 2 over Al2O3.Ce loading on Al2O3 is almost inactive for NO oxidation below 350 C,since NO2 strongly adsorbs on cerium oxide,leading to the active sites being blocked,which was characterized by temperature-programmed desorption of NO and NO 2 and Fourier transform infrared spectroscopy after NO+O 2 coadsorption over the samples.However,in the case of C2H2-SCR,Ce loading on Al 2 O 3 significantly improves the reaction by accelerating the NO oxidation step in the temperature range of 250-450 C,since the nitrate species produced by NO 2 adsorption is an active intermediate required by C2H 2-SCR.     

三价铁离子和二价铁离子的鉴别与转化的绘画实验*

以Fe³⁺、Fe²⁺的鉴别和转化为例,详细介绍了绘画实验的纸笔与试剂浓度选择、绘画图案设计、微课应用及效果分析,还进行了“铁及其化合物”的一些化学反应。绘画实验突出了化学实验现象的色彩美,一定程度上激发了学生的学习热情,是一种值得尝试的创新实验方式。     

Liquid phase oxidation of n-octane catalyzed by silica gel supported vanadium (VO2+) complex using molecular oxygen

Nitrogen containing Schiff base ligand, [1,2-bis(salicylideneimino)-phenylene] vanadium oxo, has been covalently bonded on chemically modified silica gel support. With this catalyst the oxidation of n-octane with molecular oxygen occurs with chain breaking with very little isomerization. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

F-和Fe3+掺杂对Ti基PbO2阳极性能的影响

采用热分解-电镀法制备了Ti基PbO2,阳极(Ti/PbO2),F-掺杂PbO2阳极(Ti/F-PbO2),Fe3+掺杂PbO2阳极(TiP/Fe-PbO2)和F-,Fe3+共掺杂PbO2,阳极(Ti/F-Fe-PbO2).采用XRD和EDX测试对电极进行了表征,应用加速电解寿命测试和电催化降解4-氯苯酚(4-CP)污水,考察了F-掺杂,Fe3+掺杂和F-,Fe3+共掺杂对PbO2阳极稳定性及电催化活性的影响.结果表明,Ti/F-PbO2和Ti/FePbO2阳极有相近的电催化降解活性,但与Fe3+掺杂相比,F-掺杂大大提高了PbO2阳极的加速电解寿命.对Ti/F-Fe-PbO2阳极,Fe3+掺杂改善了其导电性能.同时F-掺杂提高了阳极的稳定性能,使其有较长的电解寿命.与Ti/PbO2,Ti/F-PbO2和Ti/Fe-PbO2阳极相比,Ti/F-Fe-PbO2阳极的电催化降解活性显著提高,这不仅与其导电性能的改善有关,更与F-掺杂和Fe3+掺杂对4-CP降解的表面协同作用有关.     

Cu2＋和Fe3＋与明胶的相互作用

利用荧光猝灭法, 研究了不同温度、酸度下, Cu2＋和Fe3＋与明胶的相互作用.计算了猝灭常数和结合常数.紫外光谱和显微红外光谱的测定结果表明, Cu2＋、Fe3＋与明胶分子中的酰胺键发生了作用.探讨了猝灭机理.计算出的热力学函数表明,在Cu2＋、Fe3＋与明胶的相互作用过程中熵变起主要的作用.     

SO2和NO浓度对TiO2-硅酸铝纤维脱除元素汞的影响

使用溶胶凝胶法制备了TiO₂-硅酸铝纤维纳米复合材料。使用此复合材料在波长为253.7 nm的紫外光照射下脱除模拟烟气中的元素汞,实验研究了SO₂和NO浓度对光催化脱汞的影响以及温度对脱汞率的影响。结果表明,常温时烟气中SO₂浓度对光催化脱汞表现出促进作用,当SO₂浓度为1 200 μg/m³时脱汞率最高可达93%。NO浓度对光催化脱汞表现出抑制作用,随着NO浓度的增加脱汞率逐渐降低。高温时SO₂和NO浓度对光催化脱汞的作用规律与常温时相似。随着模拟烟气温度的升高,脱汞率逐渐减低,升高温度对光催化脱汞表现出抑制作用。     

Selective catalytic oxidation of NO with O2 over Ce-doped MnOx/TiO2 catalysts

A series of Ce-doped MnOx/TiO2 catalysts were prepared by impregnation method and used for catalytic oxidation of NO in the presence of excess O2. The sample with the Ce doping concentration of Ce/Mn=1/3 and calcined at 300°C shows a superior activity for NO oxidation to NO2. On Ce(1)Mn(3)Ti catalyst, 58% NO conversion was obtained at 200°C and 85% NO conversion at 250°C with a GHSV of 41000 h-1, which was much higher than that over MnOx/TiO2 catalyst (48% at 250°C). Characterization results implied that the higher activity of Ce(1)Mn(3)Ti could be attributed to the enrichment of well-dispersed MnOx on the surface and the abundance of Mn3+ and Ti3+ species. The addition of Ce into MnOx/TiO2 could improve oxygen storage capacity and facilitate oxygen mobility of the catalyst as shown by PL and ESR, so that its activity for NO oxidation could be enhanced. The effect of H2O and SO2 on the catalyst activity was also investigated.