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盐酸羟胺强化芬顿体系在近中性条件下去除2,4-DCP的性能及机理研究
1
作者 廖兵 祝鑫宇 +3 位作者 黄倩倩 胥雯 寇梦瑶 郭娜 《化工学报》 北大核心 2025年第8期4273-4283,共11页
针对传统芬顿体系中低pH和低活性铁含量等问题,通过向Fenton体系加入碳酸氢盐,与H_(2)O_(2)反应生成HCO_(4)^(-),再经盐酸羟胺(HAH)还原提升活性铁含量,可实现近中性条件下对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的高效降解。结果表明,HAH强化HCO_(3)^... 针对传统芬顿体系中低pH和低活性铁含量等问题,通过向Fenton体系加入碳酸氢盐,与H_(2)O_(2)反应生成HCO_(4)^(-),再经盐酸羟胺(HAH)还原提升活性铁含量,可实现近中性条件下对2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的高效降解。结果表明,HAH强化HCO_(3)^(-)改良Fenton体系在pH约为6.46的条件下,Fe^(2+)、NaHCO_(3)、H_(2)O_(2)与HAH的浓度分别为4、10、10和0.5 mmol·L^(-1)时,反应60 min后,2,4-DCP可被完全降解。高浓度的NO_(3)^(-)、Cl^(-)和共存有机质会对2,4-DCP的降解产生抑制作用。反应体系中HAH的引入促进了Fe^(2+)和Fe3+的循环,提高体系的催化能力,降低Fe^(2+)的用量。通过自由基淬灭实验和EPR检测验证了在反应过程中主要参与的自由基是HO·,^(1)O_(2)和O_(2)^(·-)的贡献很小。且毒性评估结果显示,在降解过程中产生的大多有机中间体的毒性相较于2,4-DCP明显降低。 展开更多
关键词 芬顿 碳酸氢盐 过氧化氢 盐酸羟胺 碳氢化合物 活化作用
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印迹聚乙烯醇/壳聚糖吸附剂从钴镍溶液中选择性吸附Ni^(2+)研究
2
作者 刘洁岭 赵莹 郭娜 《金属矿山》 北大核心 2025年第10期123-130,共8页
为实现二次资源中钴镍离子的高效分离,研究以镍离子(Ni^(2+))为模板,聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为基体,制备了镍离子印迹PVA/CS复合泡沫吸附剂(P-IIP)。为精准确定吸附剂的最优制备工艺,研究通过系统设计试验对关键制备条件进行优化,最... 为实现二次资源中钴镍离子的高效分离,研究以镍离子(Ni^(2+))为模板,聚乙烯醇(PVA)和壳聚糖(CS)为基体,制备了镍离子印迹PVA/CS复合泡沫吸附剂(P-IIP)。为精准确定吸附剂的最优制备工艺,研究通过系统设计试验对关键制备条件进行优化,最终明确最佳参数为:模板Ni^(2+)浓度8000 mg/L,交联剂环氧氯丙烷用量6 mL/g。P-IIP的吸附性能研究表明:在单一Ni^(2+)溶液中,溶液pH显著影响吸附效果,于pH=4~5获得最佳吸附容量;当Ni^(2+)初始浓度为100 mg/L时,P-IIP的吸附容量可达43.1 mg/g,其吸附行为符合伪二级动力学和Langmuir等温模型,理论最大吸附容量为67.4 mg/g。P-IIP在Co^(2+)-Ni^(2+)二元混合溶液中的Ni^(2+)选择性吸附试验结果显示:其对Ni^(2+)具有优异的选择性吸附性能。当Co^(2+)与Ni^(2+)浓度比从1提升至1000时,P-IIP对Ni^(2+)的分离系数从11.9显著增至55.1;即使在高浓度Co^(2+)共存的条件下,仍可实现对Ni^(2+)的高效选择性吸附,这一结果为钴镍离子的有效分离提供了关键技术支撑。 展开更多
关键词 聚乙烯醇 壳聚糖 离子印迹法 钴镍离子分离 选择性吸附
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某细粒金尾矿充填材料的性能与浸出液水质研究
3
作者 胡敏 李浩然 《金属矿山》 北大核心 2025年第7期217-222,共6页
以四川平武大包山金尾矿与硅酸盐水泥为原材料,采用一步法制备了金尾矿充填材料,分析了灰砂比、料浆质量浓度对充填材料的流动性、泌水率、力学性能的影响规律;以蒸馏水为充填材料浸提剂,以浸出液p H、悬浮物、化学需氧量(COD)以及氨氮... 以四川平武大包山金尾矿与硅酸盐水泥为原材料,采用一步法制备了金尾矿充填材料,分析了灰砂比、料浆质量浓度对充填材料的流动性、泌水率、力学性能的影响规律;以蒸馏水为充填材料浸提剂,以浸出液p H、悬浮物、化学需氧量(COD)以及氨氮、总磷、氟化物的含量为评价指标,考察了充填材料对地下水的影响。结果表明:金尾矿充填材料强度的发展以水泥水化为主,水泥水化后的碱性环境激发了尾矿的水化;随着灰砂比降低、料浆质量浓度增加,流动性变差,泌水率降低,抗压强度减小;所有浸出液水质指标均符合《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)要求,对地下水无二次污染风险;采用功效系数法对9个性能指标进行的综合评分,认为料浆质量浓度为68%、灰砂比为1∶6所对应的系统综合性能最佳。微观分析显示充填材料强度主要来自C-S-H凝胶。 展开更多
关键词 金尾矿 流动性 抗压强度 水质分析 功效系数法
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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 被引量：1
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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海绵状镍印迹壳聚糖吸附剂对软锰矿脱硫尾液中镍离子的选择性去除性能研究 被引量：1
5
作者 郭娜 赵莹 +1 位作者 刘洁岭 廖兵 《湿法冶金》 CAS 北大核心 2024年第5期566-572,共7页
为了选择性去除软锰矿脱硫尾液中镍离子以提高硫酸锰纯度,以壳聚糖为基体,研究了采用离子印迹法和化学发泡法制备海绵状镍印迹壳聚糖吸附剂Ni^(2+)-IIP,探讨了其在模拟二元溶液中的竞争和选择性吸附行为,并考察了温度、吸附时间和脱硫尾... 为了选择性去除软锰矿脱硫尾液中镍离子以提高硫酸锰纯度,以壳聚糖为基体,研究了采用离子印迹法和化学发泡法制备海绵状镍印迹壳聚糖吸附剂Ni^(2+)-IIP,探讨了其在模拟二元溶液中的竞争和选择性吸附行为,并考察了温度、吸附时间和脱硫尾液pH对实际软锰矿脱硫尾液中镍离子吸附量和去除率、锰离子损失率的影响。结果表明:在模拟二元溶液中,虽然锰镍离子之间存在竞争吸附,但是Ni^(2+)-IIP仍对镍离子保持了较高的选择性;在实际软锰矿脱硫尾液中,当pH=5.0、吸附温度40℃、吸附时间1440 min时,镍离子吸附量和去除率分别为15.3 mg/g和90%,而锰离子损失率约11%;经过5次吸附—解吸循环,Ni^(2+)-IIP对脱硫尾液中镍的吸附量仅降低13.1%,再生性能良好。Ni^(2+)-IIP能选择性地去除脱硫尾液中的镍离子,实现硫酸锰溶液提纯。 展开更多
关键词 海绵状镍印迹壳聚糖吸附剂 软锰矿 离子印迹 镍 选择性 去除 吸附
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硫化零价铁及其耦合高级氧化技术在水处理中的研究进展 被引量：8
6
作者 廖兵 叶秋月 胥雯 《环境科学研究》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期1636-1646,共11页
硫化零价铁(S-ZVI)因其电子传递效率高、选择性好,成为近年水处理领域的研究热点.S-ZVI耦合高级氧化技术(S-ZVI/AOPs)能够在保留S-ZVI较强还原性的基础上引入强氧化作用,实现有机污染物的深度氧化与矿化.本文总结了S-ZVI及其分别耦合过... 硫化零价铁(S-ZVI)因其电子传递效率高、选择性好,成为近年水处理领域的研究热点.S-ZVI耦合高级氧化技术(S-ZVI/AOPs)能够在保留S-ZVI较强还原性的基础上引入强氧化作用,实现有机污染物的深度氧化与矿化.本文总结了S-ZVI及其分别耦合过氧化氢(H_(2)O_(2))、氧气(O_(2))和过硫酸盐(PS)体系在水处理领域的研究现状,系统介绍了影响污染物去除效果的各种因素,包括S/Fe(摩尔比,下同)、S-ZVI投加量、氧化剂投加量、溶液初始pH等,重点讨论了S-ZVI和S-ZVI/AOPs体系去除污染物的反应机理,并简述了其在工程中的应用,最后对未来的研究方向提出了建议与展望,旨在拓宽S-ZVI/AOPs在环境修复领域中的实际应用.结果表明:(1)S-ZVI主要通过吸附和还原作用去除污染物,S-ZVI/AOPs体系主要通过活性物种的氧化作用去除污染物;硫化层可以通过改变电子转移路径提高活性物种产量,同时一些硫物种也可以活化氧化剂.(2)耦合体系中的活性物种除常见活性自由基外,如羟基自由基(·OH)、超氧自由基(O_(2)~(·-))和硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))等,还包含非自由基Fe(Ⅳ),但Fe(Ⅳ)贡献量相对较少.(3)氧化剂的活化途径包括Fe^(2+)均相活化和非均相活化以及Fe^(0)直接活化.现阶段研究缺乏对反应体系中电子转移途径的量化,同时需要考察反应体系中多种污染物共存时的去除效果并厘清相互影响机制以提高实际应用性.另外,关于O_(2)对S-ZVI去除污染物的促进或抑制作用的影响机制还有待进一步研究. 展开更多
关键词 硫化零价铁(S-ZVI) 高级氧化 过氧化氢(H_(2)O_(2)) 分子氧 过硫酸盐(PS) 影响因素 去除机理
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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 被引量：2
7
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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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
8
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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用改性壳聚糖同步去除废水中的镉和刚果红试验研究
9
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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