光Fenton反应催化剂Ce-Fe/Al_2O_3的等离子体制备及其性能表征

利用等离子体制备光Fenton催化剂Ce-Fe/Al2O3,运用扫描电镜(SEM)、紫外?可见漫反射光谱(DRS)、氢程序升温还原(H2-TPR)及光电子能谱(XPS)手段分别表征催化剂表面形貌、光吸收特性、还原性能及活性组分价态特性,同时,通过媒介黄的光Fenton脱色反应考察催化剂的活性和稳定性。研究结果表明:等离子体过程使活性组分Fe2O3分散均匀,有效抑制Fe2O3颗粒的长大,增强催化剂对光的吸收;催化剂表面铁摩尔分数从0.34%提高到0.72%,铁的首次溶出率从0.41%降低到0.28%;催化剂Ce-Fe/Al2O3在pH=6.0时,于60 min内可将质量浓度为200 mg/L的媒介黄完全脱色,反应速率常数为普通催化剂的2.8倍;采用等离子体技术能提高活性组分氧化铁在催化剂表面的分散性,增加活性位点,从而有利于有机污染物的吸附和催化氧化。     

卤代有机污染物的光化学降解

包括全氟或部分氟代化合物（PFCs）、氯代有机物（COCs）以及溴代有机物（BOCs）等的卤代有机污染物（halogenated organic contaminants,HOCs）排放到环境中会表现出持久性有机污染物的特征,因此涉及HOCs性质、光吸收与量子效应、材料与界面特性、环境条件等方面优化的光化学清除方法成为一个重要的研究方向。基于此,本文归纳分析了光激发催化剂产生活性物种如h_VB⁺、e_CB^-、 ·OH、e_aq^-等氧化或还原全氟辛酸、多氯联苯、多溴联苯醚的反应机理及直接光解机理,指出HOCs的光化学降解主要是通过其与活性物种之间电子转移或其激发态光致还原脱卤来实现,认为光催化材料和反应过程优化设计是影响光催化降解HOCs的重要因素。基于目前已经取得的研究发现与成果,从界面电子转移、材料能带信息、反应与分离集成化等方面提出本领域未来学术与技术层面值得深入探索的关键问题。     

缩放型导流筒气升式内环流生物反应器气相含率研究

研究了传统圆柱型和三种不同结构缩放型导流筒升式人环流生物反应器的气相含率,用排液体积法和压差法分别测定了总气相含率,下降区气相含率及分离区气相含率,并通过质量衡算求得上升区气相含率,实验结果表明,气相含率通气速率提高而增大,三种不同缩放结构参数导流筒的气相含率较接近,且均高于传统圆柱型导流筒气相含率;对于空气－ＣＭＣ溶液系统,随着介质粘度增加,气相含率下降２％～５％,对于三相系统,随着固含率增加,     

缩放型导流筒气升式内环流反应器特性——气液两相牛顿流

从气相含率、液体循环速度和体积氧传质系数方面研究气液两相牛顿流体在缩放型导流筒气升式内环流生物反应器内的流体力学与传质特性.内导流筒分别采用传统圆柱型和三种不同结构参数的缩放型,实验介质为空气—水两相牛顿流体系.结果表明,与传统圆柱型导流筒比较,缩放型导流筒气相含率提高10%以上,体积氧传质系数在较大范围内提高.圆柱型导流筒反应器的液体循环量(Ar·ULr)大于各缩放型导流筒反应器的液体循环量.还在Higbie穿透理论和Kolomogoroff各向同性理论的基础上建立了体积氧传质系数与操作条件管结构参数间的关联式.     

染料在TiO2/UV体系中的光催化氧化降解规律

在TiO2/UV体系中,以10种不同结构的染料作为研究对象,考察溶液的浓度、总有机碳(TOC)、pH值及NO-2、NO-3、SO2-4、Cl-的浓度变化,探讨染料的光催化氧化降解规律.结果表明:多数染料的降解与矿化程度基本一致,仅吸附性强的阳离子蓝FGL降解率最大但矿化率最小;反应过程中多数染料溶液的pH值均先降后升,而降解最慢的活性艳蓝X-BR溶液的pH值一直降低;反应后转化为NO-2和NO-3的N不足5%,有15%～60%的SO3Na与Cl分别转化为SO2-4及Cl-;萘环及均三嗪结构均比苯环稳定,连接一个偶氮键的萘环比连接两个对称偶氮键的萘环稳定,与偶氮键直接相连的苯环比远离偶氮键的苯环稳定.     

酵母废水的Fenton试剂氧化预处理

采用Fenton试剂对高化学需氧量（CODD）、高色度及高盐度酵母废水进行了氧化预处理,考察废水组成的变化,发现体系在初始pH值为2．5,温度为25℃,H2O用量为600mg／L,Fe^2＋用量为200mg／L,反应时间为90min的条件下,废水CODCr从15700mg／L降至3100mg／L,色度从1600倍降至16倍,废水的可生化性BOD5／CODCr值由0．17升高到0．46,而且CODCr去除率与色度去除率存在一定的线性关系．GC／MS分析结果表明,Fenton试剂氧化改变了酵母废水中多酚类化合物、焦糖化合物及美拉德色素等难降解物质的结构,使酵母废水容易降解．     

气升式内循环反应器内的气含率与液体循环

研究了气升式内循环反应器内的气含率与液体循环。反应器包含一个传统的导流筒和三段缩放型导流筒。通过实验分别对气－水、气－CMC（羧甲基纤维素）溶液两相系统和气－水－树脂颗粒三相系统进行了研究。用两相漂移通量模型对三相牛顿流体和两相非牛顿流体进行了评价。结果表明，三段缩放型导流筒内的气含率高于传统的导流筒，且随表观气速而提高。在两相和三相系统中，导流筒结构参数的变化对气含率的影响很小。基于漂移通量模型的数学模型很好地描述了反应器内的液体循环。