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硫化纳米零价铁活化过二硫酸盐降解废水中四环素 被引量：1
1
作者 叶秋月 胡正春 +6 位作者 王紫宜 胥雯 赵施怡 邓旭盈 郭明浩 郭娜 廖兵 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期35-45,共11页
硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将S-nZVI与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。本文以硫脲为硫源制备高活性S-nZVI,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高... 硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将S-nZVI与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。本文以硫脲为硫源制备高活性S-nZVI,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高级氧化体系实现对四环素(TC)的高效降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法分析S-nZVI的组成结构和表面形貌,考察硫铁物质的量的比(S/Fe)、硫化时间、S-nZVI投加量、PDS浓度、溶液初始pH和共存离子对TC降解的影响作用,通过活性物种淬灭实验和电子顺磁共振实验(EPR)探究自由基和非自由基活性物质对TC的降解作用,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析TC降解的可能路径。结果表明:纳米零价铁(nZVI)经硫化改性后,比表面积增大,Fe和S均匀地分布在材料表面;S/Fe对TC降解的影响作用较小,TC降解率与S-nZVI投加量和PDS浓度呈正相关,但随着硫化时间增加呈现降低趋势;S-nZVI/PDS体系在较宽pH范围(pH=5~9)内均具有较优的TC降解效果;反应溶液中存在不同阴离子时,TC降解率受到不同程度抑制作用,其中HCO_(3)^(-)抑制作用最为显著;当S/Fe为0.028、硫化时间为2h、S-nZVI投加量为1g/L、PDS浓度为2mmolL,不调节初始溶液pH时,反应120min后TC降解率可达94.6%;S-nZVI/PDS体系的活性物种除常见自由基(SO_(4)^(·-)和HO^(·))外,还包括非自由基活性物质Fe(Ⅳ),但Fe(Ⅳ)对TC的降解作用较小;TC降解主要通过特定官能团裂解和开环反应进行,最终氧化降解成CO_(2)和H_(2)O。 展开更多
关键词 硫化纳米零价铁 过二硫酸盐 四环素 影响因素 降解机理
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人工湿地处理分散式生活污水中氮磷的研究进展
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作者 全欣宇 廖兵 +1 位作者 郭娜 周正林 《环境生态学》 2024年第6期121-129,共9页
分散式生活污水因地理环境和人口分散等因素制约,造成其不宜统一收集处理。通过对比常见处理技术,发现人工湿地更适合多数分散式生活污水中氮磷的去除。本研究着重分析填料、植物和微生物这3个组成部分对脱氮除磷的影响,介绍了近年来的... 分散式生活污水因地理环境和人口分散等因素制约,造成其不宜统一收集处理。通过对比常见处理技术,发现人工湿地更适合多数分散式生活污水中氮磷的去除。本研究着重分析填料、植物和微生物这3个组成部分对脱氮除磷的影响,介绍了近年来的新型人工湿地,列举影响参数、应用案例以及未来前景,旨在为工程应用提供理论参考。 展开更多
关键词 人工湿地 分散式生活污水 脱氮除磷 净化机理
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碱催化过氧化氢体系降解四环素的作用规律与机制解析
3
作者 寇梦瑶 郑芳菲 +2 位作者 胥雯 郭娜 廖兵 《化工学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第6期2362-2374,共13页
在碱催化过氧化氢降解污染物时,不同的碱催化剂催化过氧化氢降解污染物的作用机制有所不同。选取氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠作为不同的碱催化剂,以四环素作为目标污染物,探究碱催化过氧化氢体系降解四环素的作用规律与机制... 在碱催化过氧化氢降解污染物时,不同的碱催化剂催化过氧化氢降解污染物的作用机制有所不同。选取氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸氢二钠作为不同的碱催化剂,以四环素作为目标污染物,探究碱催化过氧化氢体系降解四环素的作用规律与机制,考察了pH、四环素浓度、H_(2)O_(2)浓度、缓冲物质投加量、缓冲物质种类、预反应时间对四环素降解效果的影响。结果表明:pH对四环素降解效果影响最为显著,在pH为10.00~10.50时效果最佳,其余影响因素在本研究梯度范围内未产生显著影响。同时发现不同碱催化过氧化氢体系的pH在反应过程中的变化趋势不同,在其他体系中随反应进行pH不断降低,而在NaHCO_(3)-H_(2)O_(2)体系降解四环素过程中pH不断升高,经过碳转换机制分析推测该现象是由HCO4-产生过程造成的。四环素的降解分为脱色与矿化两个过程,自由基淬灭实验证明其对四环素脱色过程贡献度不高。CO_(2)通入实验证实HCO4-不氧化四环素,四环素脱色的主要作用物质是HO_(2)-。对NaOH-H_(2)O_(2)体系与NaHCO_(3)-H_(2)O_(2)体系的TOC检测结果对比发现,NaOH-H_(2)O_(2)体系的矿化度高于NaHCO_(3)-H_(2)O_(2)体系。EPR电子顺磁共振实验发现,NaOH-H_(2)O_(2)体系中HO^(·)与O_(2)^(·-)信号高于NaHCO_(3)-H_(2)O_(2)体系,矿化过程中自由基是主要氧化物。 展开更多
关键词 四环素 碳酸氢盐 过氧化氢 碱催化 作用机制
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印迹壳聚糖吸附剂对镍离子的选择性吸附行为研究
4
作者 郭娜 赵莹 +1 位作者 李浩然 廖兵 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期3235-3242,共8页
为了有效分离软锰矿浸出液的镍离子,研究采用离子印迹技术,以壳聚糖为基体,制备了镍印迹壳聚糖珠体(Ni2+-imprinted Chitosan Beads, Ni-CTS)。采用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)对Ni-CTS进行了... 为了有效分离软锰矿浸出液的镍离子,研究采用离子印迹技术,以壳聚糖为基体,制备了镍印迹壳聚糖珠体(Ni2+-imprinted Chitosan Beads, Ni-CTS)。采用傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FT-IR)对Ni-CTS进行了表征,考察了不同锰离子质量浓度背景及实际软锰矿浸出液中Ni-CTS对镍离子的选择性分离效果,以乙二胺四乙酸二钠(Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid, EDTA)为解吸液对吸附剂的再生性能进行了研究。试验结果显示:在高质量浓度锰离子背景下,Ni-CTS对镍离子显示了较高的选择性,且先被吸附的锰离子会被后面吸附的镍离子取代,在Ni-CTS上存在对镍离子特异性吸附的活性位点。经过5次再生试验后,Ni-CTS对镍离子吸附质量比约为12.1 mg/g,仍表现出良好的吸附性能。在实际软锰矿浸出液中,吸附反应后浸出液中的锰镍质量浓度的比值由3 020提高到了8 635。 展开更多
关键词 环境工程学 离子印迹技术 壳聚糖 选择性分离 软锰矿浸出液
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用改性壳聚糖同步去除废水中的镉和刚果红试验研究
5
作者 郭娜 廖兵 +1 位作者 卢涛 刘胜兰 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2023年第5期503-512,共10页
研究了采用离子印迹、环氧氯丙烷交联、硫脲接枝方法化学改性壳聚糖制备壳聚糖基吸附剂CTS-1,并用于吸附去除废水中的镉(Cd~(2+))和刚果红(CR)。通过SEM、XRD、FT-IR、XPS对CTS-1的结构和性能进行表征,探讨了CTS-1对单独体系和复合体系... 研究了采用离子印迹、环氧氯丙烷交联、硫脲接枝方法化学改性壳聚糖制备壳聚糖基吸附剂CTS-1,并用于吸附去除废水中的镉(Cd~(2+))和刚果红(CR)。通过SEM、XRD、FT-IR、XPS对CTS-1的结构和性能进行表征,探讨了CTS-1对单独体系和复合体系废水中Cd~(2+)和CR的吸附行为。结果表明:在单独体系中,CTS-1对Cd~(2+)或CR均具有良好的吸附效果;在复合体系中,Cd~(2+)的存在可促进CTS-1对CR的吸附,相反,CR的存在会抑制CTS-1对Cd~(2+)的吸附,CR浓度越高,抑制作用越明显;CTS-1对Cd~(2+)和CR的吸附过程均符合准二级动力学模型,主要以化学吸附为主;CTS-1对Cd~(2+)的吸附机制主要是Cd~(2+)与CTS-1上氨基、巯基发生配合作用及表面吸附,对CR的吸附机制为表面吸附、静电引力及氢键作用。 展开更多
关键词 改性壳聚糖 镉 刚果红 同步去除 吸附 动力学
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