非均相催化臭氧氧化反应机制

臭氧催化氧化作为高级氧化技术是目前水处理领域研究的热点,其中非均相臭氧催化氧化技术因其氧化能力强、降低臭氧投加量特别是能显著提高有机物矿化率等优点而备受关注。非均相催化臭氧氧化领域不断研究新的催化剂,但是其反应过程及机制更加复杂。催化臭氧氧化的性能很大程度上取决于催化剂及其表面性质。污染物在催化剂表面形成络合物,或者臭氧在催化剂表面分解产生不同的含氧物种如表面氧原子、过氧化物和羟基自由基等。本文评述了非均相臭氧催化氧化反应中存在的多种机理,主要是自由基理论、氧空位理论、表面原子氧理论、表面络合物理论和臭氧直接氧化理论。催化剂表面的羟基基团是主要的催化活性中心,本文探讨了表面羟基基团催化反应机制,得出催化剂表面性质决定其表面活性位点的特性及含量,对诱导臭氧分解产生含氧活性物种起了关键作用;概述了催化剂改性后的结构形态、比表面积及其性能和作用机制;并讨论了非均相臭氧催化氧化反应催化剂未来的发展趋势,为催化臭氧氧化污水处理技术提供了理论参考。     

黄浦江上游遥感监测溶解氧模型与时空变化

溶解氧含量是反映水体有机污染的重要水质指标。文章选择黄浦江上游水源中的典型水质参数——溶解氧为研究对象,利用地面高光谱遥感数据、多光谱遥感数据和现场水质监测数据来研究水体反射光谱特征与水质参数浓度之间的关系,发现溶解氧含量与641 nm波段的光谱反射率相关性最高,由Landsat5 TM第3和4波段的遥感反射率比值变量所建立的对数模型相关性最高,达到0.829。在此基础上,基于多时相遥感影像对溶解氧模型的通用性和准确性进行验证,并探讨了溶解氧的时空变化规律。结果表明,该模型具有较高精度,估测值与地面实测值在时间变化规律上保持一致,同时根据该模型得出的黄浦江上游溶解氧含量空间分布规律与该区域的有机污染实际分布情况是相互吻合的。     

高活性多羟基结构态亚铁FHC(Cl~-)去除Se(Ⅳ)的性能与机制

通过慢速滴定法合成了高活性的多羟基结构亚铁FHC(Cl~-),对FHC(Cl~-)去除Se(Ⅳ)的动力学进行了研究,并对体系中的投加量、pH值、溶解氧和氯化钠浓度进行了响应面分析.研究结果表明,FHC(Cl~-)去除Se(Ⅳ)的表观速率常数k_(obs)=0.60 min~(-1),约为纳米零价铁的4倍和零价铁的16倍.由Box-Benhnken设计拟合得出响应值对编码自变量的二次多项回归方程为Y(c/c_0)=0.14-0.20A+0.017B-0.27C-0.019D-0.047AB-0.095AC+0.13AD-0.010BC-0.082BD+0.33A~2+0.023B~2+0.097C~2+0.065D~2,最优条件为:FHC(Cl~-)投加量98 mg/L,溶液的pH=7.5,氯化钠浓度1 mmol/L,体系为封闭.产物XPS分析结果表明,Se(Ⅳ)最终被FHC(Cl~-)还原为Se(0)或Se(-Ⅱ).     

多羟基结构态亚铁化合物预处理含亚硒酸盐工业废水的影响机制

采用沉淀法制备了多羟基结构态亚铁化合物(FHC),对其用于含亚硒酸盐的工业废水处理进行了研究.实验结果表明,当p H=8时,FHC对Se(Ⅳ)的去除率为40%;当Cu(Ⅱ)的浓度为0.5 mmol/L,p H=6.5,8.0和9.5时,FHC对Se(Ⅳ)去除率为80%,90%和53%.在其它条件都相同时,银(Ⅰ)浓度为0.3mmol/L时,Se(Ⅳ)的去除率为93%,99%,98%.而当p H=8,亚硝酸根(NO_2~-)离子浓度分别为0.2,2.0和20.0 mmol/L时,FHC对Se(Ⅳ)去除率依次为30%,24%和21%,亚硝酸盐的存在明显抑制Se(Ⅳ)的去除.采用光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对产物进行了表征,发现Ag(Ⅰ)被还原为银单质,Cu(Ⅱ)被还原为氧化亚铜,亚硒酸盐被固定在FHC表面.采用连续浸提技术对反应后Se形态的分析结果表明,元素硒、硒化物结合态为主要的形态,还原是阻滞硒迁移的主要路径.FHC对含硒废水以及其它污染物具有较强的混凝吸附作用,并且有较大的还原作用,为处理工业废水提供了新的工艺技术.