张伟
,
刘丽华
,
郑睿
,
吴高明
,
于萍
,
罗运柏
膜科学与技术
采用Fenton氧化预处理和微滤对焦化厂厌氧-缺氧-好氧工艺(A2O)出水进行处理,研究Fenton氧化对水质的影响,考察Fenton氧化减缓膜污染的效果.结果表明,A2O出水经Fenton氧化后,COD和矿物油的去除率均达到70％以上,UV254的去除率达到47％,浊度和悬浮固体去除率都达到80％以上;膜过滤的总阻力降低了92.1％,可有效控制膜污染.
关键词:
Fenton氧化
,
PES膜
,
终端过滤
,
滤饼层阻力
尹冬菊
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张立忠
,
赵秀峰
,
陈汉
,
翟倩
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61011-7
Fenton氧化法通过Fe2+离子催化分解H2O2产生羟基自由基,能够氧化降解绝大多数有机污染物.但是传统的均相Fenton氧化法使用高浓度二价铁盐作为催化剂,催化剂不便于回收利用,而且还会引发新的环境问题.另外,均相Fenton氧化法通常需要在pH约为3的酸性条件下进行,在较高pH条件下,有机物氧化降解速率降低,同时铁盐水解产生铁泥.文献报道了一些含铁固体材料作为非均相类Fenton催化剂,能够解决催化剂回收和重复利用问题,但是许多固体催化剂仍然只在酸性条件下表现出较高催化活性.多金属氧簇是除过渡金属氧化物之外的一类光催化剂.近年来,多金属氧簇在Fenton氧化过程中的应用开始受到关注.可以预计,含铁的多金属氧簇固体化合物有可能同时具有类Fenton催化活性和光催化活性.本文以三价铁盐(FeI I)、谷氨酸(Glu)和硅钨酸(SiW)为原料在水溶液中合成了一种不溶性的三元固体配合物FeШGluSiW,并用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、热重分析(TG)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线衍射(XRD)和场发射扫描电镜(FE-SEM)对FeШGluSiW进行了表征.根据ICP-AES, TG和FT-IR结果推断, FeШGluSiW可能的化学组成为[Fe(C5H8NO4)(H2O)]2SiW12O40·13H2O,其中含有铁、谷氨酸根单元和Keggin结构的SiW12O404?阴离子. FE-SEM和XRD测试结果表明, FeШGluSiW是由结晶度较低、尺寸为100–200 nm的无规则颗粒组成,并含有无定形相.通过考察在自然初始pH 6.5条件下100 mg/L 4-氯酚(4-CP)在FeШGluSiW(1.0 g/L)/H2O2(20 mmol/L)体系中的氧化降解反应,我们发现在暗态和光照条件下,4-CP完全降解所需时间分别为40和15 min,延长反应时间至2 h,总有机碳(TOC)去除率分别达到27%和72%.结果表明, FeШGluSiW具有很高的催化活性,而且在光照条件下活性更高.进一步研究发现, FeШGluSiW在pH 3–6.5范围内均表现出高的催化活性,而且在酸性条件下活性更高.用ICP-AES测定Fe元素在溶液中的析出量,证实4-CP氧化降解主要发生在固体催化剂表面.在反应体系中加入正丁醇能显著抑制4-CP降解,说明4-CP降解反应涉及羟基自由基的氧化作用.在光照反应条件下,催化剂颜色明显变深,表明光照条件下的反应机理涉及催化剂中SiW12O404?阴离子的还原.考虑到催化剂中含有谷氨酸根和SiW12O404?杂多阴离子,推测H2O2有可能通过氢键吸附于催化剂表面,这可能是FeШGluSiW表现出高催化活性的重要原因.结合文献报道的含铁固体材料类Fenton催化机理和多金属氧簇光催化机理,可以很好地解释4-CP降解反应实验结果.在暗态条件下, FeШGluSiW的催化机理归因于催化剂表面FeII的氧化还原循环FeII?FeI,即H2O2分子在催化剂表面分解产生羟基自由基,从而导致4-CP氧化；而在光照条件下,除了催化剂中FeI I的类Fenton催化作用之外,催化剂中SiW12O404?杂多阴离子的光催化作用同时发生,导致4-CP降解速率加快.在光催化过程中,4-CP可以被激发态SiW12O404?直接氧化,也可以被激发态SiW12O404?与H2O相互作用产生的羟基自由基氧化.被还原的杂多阴离子可以被O2氧化,也可以被H2O2氧化,因而H2O2的存在也促进了FeШGluSiW的光催化作用.
关键词:
多金属氧簇
,
硅钨酸
,
非均相催化
,
Fenton氧化
,
4-氯酚降解
朱濛
,
涂晨
,
胡学锋
,
章海波
,
李连祯
,
李远
,
骆永明
环境化学
doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.06.2014091606
本文对Fenton法与类Fenton法降解土壤中的二苯砷酸（ diphenylarsinic acid，DPAA）进行了研究．考察了H2 O2投加量和催化剂种类（ Fe2＋／Fe3＋）对红壤及黑土中DPAA降解效果的影响，并采用高效液相色谱?质谱联用法（ HPLC?MS／MS）对降解中间产物进行了初步鉴定．结果显示，针对红壤与黑土分别采用类Fenton法与Fenton法，在H2 O2投加浓度为1 mol·L－1，含铁催化剂浓度为0．25 mol·L－1，土水比为1∶3，反应时间为1 h的条件下，红壤及黑土中DPAA的降解率均可达到65％以上． HPLC?MS／MS的分析结果表明，DPAA可脱苯环形成降解产物苯砷酸（ phenylarsinic acid，PAA），而PAA进一步氧化生成无机砷，这可能是Fenton ／类Fenton法降解DPAA的途径之一．
关键词:
二苯砷酸( DPAA)
,
苯砷酸( PAA)
,
土壤修复
,
Fenton氧化
,
类Fenton氧化
宋鹤
,
杨飞莹
,
王莹
,
丁成
黄金
doi:10.11792/hj20160617
试验研究了不同氧化工艺与铁盐混凝工艺联合处理矿井水中砷的效果.原水pH值为7.67,砷质量浓度为1 mg/L,采用铁盐混凝法处理时,Fe与As的质量比为6:1、反应时间为30 min,砷的去除率为62%;当其与空气氧化法联合处理时,Fe与As的质量比为6:1、反应时间为30 min、曝气量为0.05 m3/h,砷的去除率为69%;当其与过氧化氢氧化法联合处理时,Fe与As的质量比为6:1、反应时间为5 min、过氧化氢用量为0.01 mL/L,砷的去除率为99%.试验结果表明:引入氧化体系有助于含砷矿井水的处理,提高了砷的去除率;采用Fenton氧化体系与铁盐混凝法联合处理工艺,降低了铁盐药剂用量,提高了砷的去除率,缩短了反应时间.
关键词:
铁盐混凝法
,
Fenton氧化
,
含砷矿井水
,
联合处理工艺
,
试验研究
