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《氮化碳基类芬顿光催化剂的制备及降解四环素性能研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展，水体污染问题日益严重，其中抗生素类污染物的排放已成为全球关注的焦点。
四环素作为典型的抗生素污染物，其难降解性和生物累积性对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
因此，开发高效、环保的光催化剂以实现四环素等污染物的有效降解，成为当前研究的热点。
氮化碳基类芬顿光催化剂因其独特的物理化学性质，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究氮化碳基类芬顿光催化剂的制备方法，并探讨其降解四环素的性能。
二、氮化碳基类芬顿光催化剂的制备1. 材料选择与预处理本研究所用原料主要包括碳氮前驱体、芬顿试剂及其他添加剂。
首先，对碳氮前驱体进行筛选和预处理，以获得具有较高比表面积和良好结晶度的氮化碳基体。
2. 制备方法采用溶胶-凝胶法结合热处理工艺制备氮化碳基类芬顿光催化剂。
具体步骤包括：将碳氮前驱体与芬顿试剂及其他添加剂混合，经溶胶-凝胶过程形成凝胶体，再通过热处理使氮化碳基体与芬顿试剂发生反应，形成具有特定结构的氮化碳基类芬顿光催化剂。
三、氮化碳基类芬顿光催化剂降解四环素的性能研究1. 性能测试方法通过测定催化剂在可见光下的光催化性能，评价其降解四环素的能力。
具体方法包括：将四环素溶液与氮化碳基类芬顿光催化剂混合，置于可见光照射下进行反应，定时取样分析四环素的降解程度。
2. 性能分析实验结果表明，氮化碳基类芬顿光催化剂在可见光下对四环素具有较高的降解效率。
催化剂的制备过程中，芬顿试剂的引入有效提高了催化剂的活性。
此外，催化剂的比表面积、结晶度等物理性质对其光催化性能具有重要影响。
通过优化制备工艺，可以进一步提高氮化碳基类芬顿光催化剂的降解性能。
四、结果与讨论1. 制备工艺优化通过对制备过程中各参数的优化，如前驱体的选择、添加剂的种类及用量、热处理温度等，可有效提高氮化碳基类芬顿光催化剂的制备效率和光催化性能。
此外，通过调整芬顿试剂的用量，可以实现对催化剂活性的调控。
广东化工 2013年第1期· 74 · 第40卷总第243期芬顿反应技术的类型及研究进展周亚梁1，黄东月2(1．珠海市城市排水有限公司，广东珠海 519020；2．珠海力合环境工程有限公司，广东珠海 519015) [摘要]Fenton氧化法是常用的一种高级氧化技术，在难降解有机废水处理中具有独特的优势，是一种很有应用前景的废水处理技术。
文章主要概述了均相和非均相Fenton反应体系的特点，并对Fenton反应技术的研究进展和发展趋势做出评述。
[关键词]Fenton反应；均相；多相；进展[中图分类号]X [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2013)01-0074-01Types and Research Progress of Fenton Reaction TechnologyZhou Yaliang1, Huang Dongyue2(1. Zhuhai Water Group Co., Ltd., Zhuhai 519020；2. Zhuhai Leaguer Environment Engineering Co., Ltd., Zhuhai 519015, China)Abstract: Fenton oxidation is one of the advanced oxidation technologies. For it has an advantage over common oxidation process at decomposing refractory organic pollutants, it is a kind of promising technology in wastewater treatment. In the paper, the characteristics of homogeneous and heterogeneous Fenton systems were summarized. And the research progress and developing trends of Fenton reaction were also discussed.Keywords: Fenton reaction；homogeneous；heterogeneous；progress1894年法国科学家H J Fenton在一项科学研究中发现Fenton 试剂，以后随着人们对Fenton反应的不断优化，Fenton法已经成为难降解有机物处理过程中研究较多的一种高级氧化工艺，与其他高级氧化工艺相比，因其简单、快速、氧化范围广等优点而备受人们青睐。
类芬顿催化剂类芬顿催化剂是一种新型的环境友好型高效催化剂，可以在水相条件下将有机废水中的污染物进行降解和氧化处理，对水质污染问题具有重要的应用价值和实际意义。
本文主要从类芬顿催化剂的原理、特点、应用等方面进行介绍。
类芬顿催化剂是一种利用过渡金属离子作为催化剂，在水相条件下利用H2O2或过氧化氢与废水中的有机污染物产生自由基反应，以实现有机废水的降解和氧化处理。
类芬顿催化剂的催化过程可以分为三个步骤：1. 过渡金属离子的激活在酸性条件下，过渡金属离子可以与H2O2或过氧化氢进行氧化还原反应，激活过渡金属离子。
2. 游离基的生成过渡金属离子的激活产生的一氧化氢和超氧根离子会进一步将H2O2或过氧化氢分解成游离基，如羟基自由基（•OH）和超氧游离基（•O2-）等。
3. 有机物的降解游离基与有机物反应，可以将有机物分解成小分子化合物，如水和二氧化碳等，实现了有机废水的处理。
1. 高效催化作用类芬顿催化剂具有高效降解和氧化有机废水的特点，而且可以在温和的条件下进行处理，从而保证了催化剂的长期稳定性和高效性能。
2. 环境友好类芬顿催化剂的废物和副产物均为无害物质，处理过程中不会产生有毒有害的化学品，对环境没有负面影响。
3. 适用性广泛类芬顿催化剂对废水中的不同有机物均有较好的处理效果，适用性广泛，可以处理各种不同类型的有机废水。
4. 操作简单类芬顿催化剂处理废水的操作简单，只需要在容器中加入催化剂和H2O2或过氧化氢，进一步加入废水即可进行反应，反应后只需要简单的处理即可实现废水的净化。
由于类芬顿催化剂具有高效和环境友好的特点，因此在废水治理和环境保护领域中得到了广泛的应用。
以下是类芬顿催化剂的应用案例：1. 污泥厂废水处理将类芬顿催化剂应用于污泥厂废水处理，可以显著降低有机物的含量，消除废水中的异味，实现对废水的净化和回用。
化工厂废水中含有大量有机物，难以直接排放。
使用类芬顿催化剂可以将废水中大部分有机物进行降解，有效减少污染。
钒酸铁类Fenton催化剂的制备及性能研究孙浩;吴娟;马东;孙玉颖;崔春月【摘要】在不同酸碱条件下,采用水热法制备了FeVO4催化剂,利用XRD、TEM、FTIR对产物表征,并将其作为非均相类Fenton催化剂氧化降解有机染料罗丹明B,研究了初始反应溶液pH值、类Fenton试剂中各组分的浓度、钒酸铁催化剂的制备条件等因素对类Fenton反应效率的影响.结果表明,制备的钒酸铁为FeVO4.1.25H2O,在优化条件下降解罗丹明B时60min内脱色率可达97％以上.与传统Fenton试剂相比,类Fenton催化剂具有更广泛的pH适用范围,易于与水分离,应用前景广阔.【期刊名称】《中国环境科学》【年(卷),期】2015(035)006【总页数】6页(P1734-1739)【关键词】类Fenton;钒酸铁;水热法;非均相;罗丹明B【作者】孙浩;吴娟;马东;孙玉颖;崔春月【作者单位】青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109;哈尔滨工业大学(威海)海洋科学与技术学院,山东威海264209;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109;青岛农业大学资源与环境学院,山东青岛266109【正文语种】中文【中图分类】X703.5传统Fenton试剂是由Fe2+与H2O2组合而成的一种强氧化剂.在Fe2+的催化作用下H2O2可分解产生氧化还原电位高达2.8V的·OH，无选择性地将各种有机污染物氧化降解，因而在处理含大量难生化降解有机污染物的废水时得到了广泛应用［1-4］.但传统Fenton试剂在实际应用中一直存在反应体系pH值偏低（约2～4），均相催化剂Fe2+流失严重难以重复利用，污泥含铁量高后处理复杂等弊端［5-7］.为改善这些缺陷，大量研究人员对传统Fenton试剂作了各种改进［8-10］，其中将均相催化剂Fe2+替换成含铁的固相催化剂以构成非均相类Fenton体系成为近年来的一种新的研究热点［11-12］，其反应机理为：Deng等［13］采用液相沉积法制备钒酸铁催化剂，并与α-Fe2O3、Fe3O4、γ-FeOOH 3种类Fenton催化剂做比较，结果显示钒酸铁具有更高的催化活性，能适应pH=3～8的条件，并揭示了钒酸铁类芬顿体系中除（1）、（2）外还存在着以下产·OH反应：Lehnen等［14］研究发现，草酸根、氯离子、硝酸根这几种不同阴离子的存在对合成钒酸铁的形貌将产生较大影响，进而影响其性能.综合同类研究可以发现，钒酸铁的制备条件均为单一pH值，所得产物的氧化降解能力有较明显差异［13-16］.可见，酸碱条件对制备的钒酸铁而言至关重要，然而关于钒酸铁类Fenton催化剂的酸碱制备条件及其对整个类Fenton体系的影响，至今鲜有报道.本文在不同酸碱条件下，采用水热法制备钒酸铁作为非均相催化剂，替代传统均相Fenton体系降解有机染料罗丹明B（Rh B），探索制备条件对其形貌、结构及催化性能的影响，并研究非均相体系pH、催化剂浓度、H2O2浓度等最优反应条件，以期筛选出一种易于沉降分离、pH适用范围宽、具有更高实用价值的类Fenton催化剂.1.1 试剂与仪器试剂：硝酸铁（Fe（NO3）3·9H2O）、偏钒酸铵（NH4VO3）、氢氧化钠（NaOH）、氨水（NH3·H2O）、硝酸（HNO3）、草酸、柠檬酸、无水乙醇、H2O2（30％溶液）、Rh B、丙酮，以上试剂均为分析纯.试验中用水均为自制去离子水.仪器：PHS-3C酸度计、UV-2102型紫外可见分光光度计、德国Multi-N/C 2000总有机碳分析仪、美国PE Optima 8x00电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）等.1.2 钒酸铁催化剂的制备方法将5mmol NH4VO3溶于20mL热水中，记为A液，再将5mmol Fe（NO3）3·9H2O溶于20mL水中，记为B液.在磁力搅拌下将A液逐滴加入B液，继续搅拌30min，将混合液转移至50mL水热反应釜中，180℃下加热24h.反应结束后冷却至室温，将产物离心分离，用水和丙酮依次洗涤后，60℃真空干燥过夜，即得钒酸铁类Fenton催化剂.调节制备体系pH值可得不同类型的类Fenton催化剂，具体步骤如下：在A液中分别加入各5mmol的NaOH、NH3·H2O、H2O、柠檬酸、草酸和HNO3，分别记为FVO-1、FVO-2、FVO-3、FVO-4、FVO-5和FVO-6.1.3 钒酸铁催化剂的表征方法钒酸铁形貌用日本日立JEM1011型透射电子显微镜（Transmission electron microscope，TEM）表征，钒酸铁物相用日本理学D/max-rB型X射线衍射仪（X-ray diffractometer，XRD）分析，表面官能团用美国热电IR200型傅里叶变换红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectroscopy，FTIR）表征.1.4 类Fenton降解试验将一定量的钒酸铁、H2O2（30％）加入250mL Rh B溶液（4mg/L）中，进行类Fenton降解实验.用HCl、NaOH调节体系pH值，定时取样测定Rh B剩余浓度.重复该过程3次，所测浓度值取平均.2.1 钒酸铁形貌分析钒酸铁样品的TEM图像如图1所示.从图1可以看出，在碱性条件下水热反应制得的FVO-1、FVO-2样品，其钒酸铁晶体均成纳米棒状，这是由于偏钒酸铵在碱性条件下溶解性好，更易于钒酸铁晶粒的生长所致.中性条件下制备的FVO-3样品长度相对较短，且直径较碱性条件下小，纳米棒的分散性更好.酸性条件下制备的FVO-4、FVO-5和FVO-6三个样品的形貌为纳米棒和纳米颗粒的混合物，这可能是由于酸根离子的螯合作用限制了部分钒酸铁晶粒的各向异性生长，导致纳米颗粒的生成，另一方面在酸性条件下会导致暂时性Fe（OH）2的产生进而影响钒酸铁的成核［14］，同时可能会造成钒酸铁颗粒结晶不完全.2.2 钒酸铁物相及表面结构分析对六种钒酸铁样品进行XRD分析，并对FVO-3样品进行了FTIR光谱分析，结果见图2.经比对XRD标准库，试验制备的钒酸铁样品均为水钒铁矿（FeVO4·1.25H2O），其特征峰与标准卡片（JCPDS 27-0257）吻合［15］.FVO-5、FVO-6样品的特征峰明显较弱，可见中强酸条件不利于钒酸铁晶体的形成.下文降解实验中采用结晶度最好的FVO-1样品来探索类Fenton降解反应条件.在FVO-3样品的红外光谱图中出现了钒酸铁结构的特征吸收峰.其中，781cm-1的吸收峰属于V—O—Fe 的骨架特征吸收，714和420cm-1的吸收峰归属于铁氧八面体结构中Fe—O键的伸缩振动，而677、619和461cm-1处的吸收峰归属于V2O5的骨架特征吸收，其中677cm-1归属为V—O—V的弯曲振动，461cm-1归属为VV O的弯曲振动［16-17］.2.3 钒酸铁投加量在初始pH值为3、H2O2的浓度为5mmol/L的条件下，依次将FVO-1的浓度设置为0，1，2.5，5，7.5mmol/L，对Rh B染料的降解结果见图3.从图3可知，随着钒酸铁的浓度逐渐增加至2.5mmol/L，经过300min的脱色降解，Rh B的降解速度迅速提高，其残留率已经降至不足15％，继续提高其浓度至7.5mmol/L过程中，Rh B的降解速度仍有提高，300min后其残留率可减至不足1％，但降解速度的提升有所变缓，且钒酸铁投加量过高其降解效率相差不明显，综合考虑优选钒酸铁投加量为2.5mmol/L.非均相类Fenton反应主要发生在催化剂的表面，增加钒酸铁催化剂的投加量，非均相反应接触面积、·OH产量也随之增加，故而类Fenton反应速率也随之增加.继续投加钒酸铁时，降解速率增速减缓，这是由于钒酸铁投加量增加虽然增加了·OH产量，但由于自由基寿命极短以致无法及时氧化降解溶液中的Rh B染料，反而加速了·OH的淬灭，且Rh B降解效率本身已经较高，很难有再进一步提升的空间［18］.2.4 H2O2投加量在pH值为3、FVO-1浓度为2.5mmol/L条件下，设置非均相体系中H2O2浓度梯度为0，0.25，0.5，0.75，1mmol/L，其降解Rh B的结果见图4.从图4可知，H2O2浓度由0增至0.5mmol/L过程中，Rh B降解速率不断增加，超过0.5mmol/L后降解速率开始不断下降.在H2O2浓度为0.75mmol/L时，300min后Rh B残留率已经降至不足0.1％.这是由于H2O2浓度较低时，随着H2O2浓度的增加最终产生的·OH自由基的数量也随之增加，但当H2O2的浓度超过其临界值时，由于H2O2对·OH的捕获作用亦随之加强，反而使溶液中·OH总量减少，使Rh B的降解速率随之降低［19］.2.5 体系pH值在FVO-1投加量为2.5mmol/L、H2O2浓度为0.75mmol/L的条件下，调节反应体系pH值范围1～6，此时对Rh B的降解结果如图5所示.由图5可知，类Fenton体系pH值范围在1～3时，Rh B的降解率较高，pH为3时240min的降解率接近100％.继续提高体系pH值时，Rh B的降解速率下降，Rh B的降解率不足20％.这是由于在较低pH条件下，由于氢离子能大量捕获·OH，类Fenton反应的降解能力大大降低［20］.在较高pH条件下，所溶出的Fe3+在溶液中可形成Fe（OH）3化合物，进而减慢了催化产生·OH的速度，降低Fenton反应速率［21］.另外钒酸铁中Fe3+溶出率亦会随着pH提高而降低，因而使得其对Rh B的降解效率迅速降低.2.6 钒酸铁的筛选在钒酸铁浓度为2.5mmol/L、H2O2浓度为0.75mmol/L时，调节体系pH值分别为3和7，考察制备的6种钒酸铁样品对Rh B降解的影响，见图6.从图6（a）可知，在pH=3时，碱性（FVO-1、FVO-2）或中性（FVO-3）条件下制备的钒酸铁样品对Rh B的降解速率优于酸性条件.其中，FVO-3样品的降解速率最快，240min后降解率为97.2％.从图6（b）可见，在pH=7时，FVO-3样品降解Rh B的效率最高，240min后降解率达76％.由此可见，FVO-3样品在酸性和中性条件下较其他样品均表现出了良好的降解效率，说明其不仅在传统Fenton酸性体系中性能优异，在中性条件下也表现出良好的降解能力.综合考虑图1中各样品的TEM图可知，FVO-3样品优异的催化活性可归结为其纳米棒状的长度相对更短，直径相对更小，纳米棒的分散性更好所致.在FVO-3浓度2.5mmol/L，H2O2浓度0.75mmol/L的条件下，体系pH值在1～12范围内对Rh B进行降解，并与同条件下传统均系Fenton体系（Fe2+）进行对照，结果见图7.由图7可见，传统Fenton体系在pH＜4的强酸性条件下具有较高的降解能力，FVO-3样品却表现出了较宽的使用条件，在pH值1～9范围内均具有较高的氧化降解能力.同时，相对于传统芬顿反应，FVO-3非均相类Fenton反应结束后，可通过沉淀实现固相Fenton试剂与废水的分离，弥补了传统Fenton体系的固有缺陷.2.7 降解产物分析在FVO-3浓度2.5mmol/L、H2O2浓度0.75mmol/L、pH值为7的条件下降解Rh B，降解液的紫外可见吸收光谱和TOC浓度见图8.经过4h降解后，Rh B在554nm处的特征吸收峰迅速下降，表明生色团被逐渐分解，紫外区的吸收也随时间逐渐降低，说明其降解产物没有产生累积，而是迅速被矿化.此结果亦可从降解液的TOC浓度变化来印证，Rh B染料4h的矿化率为82.2％，表明Rh B及其降解中间产物可有效被FVO-3类Fenton过程中产生的·OH等活性基团矿化.2.8 催化剂的溶出与回收在FVO-3浓度2.5mmol/L、H2O2浓度0.75mmol/L、pH值为7条件下降解Rh B，反应4h后沉淀15min倒出全部上清液并测定其Fe、V浓度，同时沉淀物干燥后称量并计算沉淀回收率.重复上述过程3次，试验结果见表1.FVO-3催化剂具有较好的沉淀效果，沉淀回收率97％以上.Fe、V溶出率很低，且随重复利用次数增加而逐渐降低.3.1 由水热法在不同酸碱条件下制备的类Fenton催化剂均为水钒铁矿FeVO4·1.25H2O.3.2 制备的FVO-3样品在投加量2.5mmol/L、H2O2投加量0.75mmol/L、pH=3时，历时240min后对Rh B的降解率为97.2％.3.3 与传统Fenton体系比，在pH=1～9范围内均有较强氧化能力，是一种具有pH宽响应、可重复利用、经济环保、前景广阔的类Fenton催化剂.【相关文献】［1］Neyens E，Baeyens J.A review of classic Fenton’s peroxidation as an advanced oxidation technique［J］.Journal of Hazardous Materials，2003，98（1-3）：33-50.［2］Chamarro E，Marco A，Esplugas e of Fenton reagent to improve organic chemical biodegradability［J］.Water Research，2001，35（4）：1047-1051.［3］Richard J W，Matthew D U，Paul A R，et al.Treatment of pentachlorophenol-contaminated soils using Fenton's reagent［J］.Hazardous Waste 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植物法改性类Fenton反应催化剂降解甲基橙秦聪丽;傅吉全【摘要】采用银杏叶和桑叶提取液制备了改性类Fenton反应催化剂并进行了表征分析,研究了溶液初始pH、反应温度、催化剂加入量、甲基橙初始质量浓度等因素对甲基橙降解率的影响,同时考察了催化剂的重复使用效果.表征结果表明:制备出的催化剂为Fe2O3和FeOOH的混合物;桑叶改性催化剂的粒径分布较银杏叶改性催化剂均匀,粒径较小,比表面积较大.实验结果表明:在初始pH为6.23、反应温度60℃、催化剂用量1 g/L、甲基橙初始质量浓度100 mg/L的条件下,银杏叶改性催化剂的甲基橙降解率为99.40％,桑叶改性催化剂的甲基橙降解率为99.96％;碱性条件下,甲基橙降解率仍接近100％,扩宽了反应的pH适用范围,为碱性条件下处理偶氮染料提供了新思路;催化剂重复使用6次之后,甲基橙降解率仍可达到99％.根据反应前后溶液的紫外-可见吸收光谱,初步探讨了降解机理.【期刊名称】《化工环保》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】5页(P312-316)【关键词】银杏叶;桑叶;改性;类Fenton试剂;催化剂;降解;甲基橙【作者】秦聪丽;傅吉全【作者单位】北京服装学院材料科学与工程学院,北京100029;北京服装学院材料科学与工程学院,北京100029【正文语种】中文【中图分类】X703染料废水是水污染控制领域中的有害废水之一，而其中占主要部分的为偶氮染料废水［1］。
偶氮染料在日常生活中被广泛应用，但有些偶氮染料会产生致癌物，从而严重危害人体健康［2-4］。
因此，偶氮染料的处理一直受到人们的关注。
利用Fenton试剂氧化法降解废水中的偶氮染料，是研究者关注的热门话题。
但该方法存在许多不足，如催化剂的分离和重复利用问题以及反应过程中产生的铁泥对环境造成二次污染的问题［5-9］。
植物改性法是利用植物中的某些基团与铁离子进行反应制备铁氧化物［10］。
相对于化学法，该方法具有反应条件温和、对环境危害小、植物来源广等优点，是纳米材料的一种新型绿色合成方法，现已引起学者的广泛关注。
芬顿试剂降解有机染料的研究摘要钴催化过硫酸氢钾(Co/PMS)是一种类芬顿氧化技术，它克服了Fenton 氧化技术的许多缺陷，是一种新兴的高级氧化技术。
本文采用钴催化过硫酸氢钾降解亚甲基蓝有机染料，分别研究了过硫酸氢钾、钴、亚甲基蓝的用量和反应温度四个变量对降解速率的影响，通过四因素三水平正交实验找出最佳实验条件。
实验结果表明：1). Co离子的催化性能较高，在很少量的情况下就可以完成对PMS 的催化；2).产生的SO4－·氧化还原电位高，具有强氧化性，能够在广泛的pH 范围( 2—9)内降解有机污染物，3). 过硫酸氢钾的用量少，可以节约实验成本，并且由于其是固体，方便储存和运输，4). 反应后不产生污泥，对悬浮固体具有一定的去除效果，对染料水中的COD也具有一定的降解率，5). 在短时间（10min）和常温条件（20℃）下，其对亚甲基蓝染料水的脱色效率能达到90%以上，具有显著的实验效果。
这些优异的特性会随着环境污染治理的深入而得到更为广阔的发展，同时使该项技术的研究和应用具有更大的吸引力。
当今社会水资源短缺问题尤为突出，充分的对染料废水进行降解是我们应当关注的环境问题，希望这项研究能够更广泛的运用在环境水污染治理方面。
关键词：钴，催化，过硫酸氢钾，降解，亚甲基蓝，CODFenton degradation of organic dyesABSTRACTCobalt catalyze potassium monopersulfate(Co/PMS) which is a kind of similar Fenton oxidation technology, and it overcomes a lot of defects of Fenton oxidation technology, which is a new sort of advanced oxidation technology.In summary, this paper using cobalt catalyze potassium hydrogen sulfate , which degrade methylene blue dye water. This test is research over the four elements: the amount of the potassium hydrogen sulfate, cobalt, initial methylene blue dye water and the reaction temperature on the degradation rate of the methylene blue dye water, and get through the four factors and three levels orthogonal experiment to find the best experimental conditions, the results show that：1) the cobalt ions have a high catalytic performance, and in a very small amount of the cobalt ions can catalyze PMS very well, and producing a strong oxidizing SO4-·, 2) in this experiment can generate a strong oxidizing SO4-·, it can degrade organic pollutants in a wide pH range (2-9),3) in this experiment, it needs very little amount of the PMS, so it will save experiment prime cost and because it is a kind of solid, so it can easy storage and transport; 4) the reaction does not produce sludge, and it also can remove suspended solids in some effect; in the dye water, COD also play a role, through this experiment, this method can remove COD in some effect, too. 5) in a short period of time(10 minutes) and in ordinary temperature(20 degrees Celsius), it can degrade methylene blue dye water and the removal rate can achieve more than 90%, what a significant result it is.To these excellent characteristics, With the depth of the environmental pollution governance, which will enable this research and this application have a highly and great attractiveness, in today, our society should be concerned about the dyeing wastewater by degradation fully, and this should also be ableto become the whole world environmental problem, shortage of water resource is also become a important problem particularly prominent, hope this study will be able to be used for control the pollution water, and which will also have a wide range of use in the governance aspects for the environment and water pollution.KEYWORDS: Cobalt, catalyze, potassium monopersulfate, degrade, methylene blue, COD目录前言 (1)第1章绪论 (2)1.1 高级氧化技术 (2)1.1.1 芬顿试剂 (2)1.1.2 类芬顿试剂 (3)1.1.3 两者的比较 (3)第2章钴催化过硫酸氢钾及降解有机染料机理 (4)2.1 Co/PMS体系降解有机染料的机理 (4)2.1.1 SO4－.链式反应机理 (4)2.1.2 降解有机染料机理 (4)2.1.3 pH影响机理 (5)第3章材料与方法 (6)3.1 药品及仪器 (6)3.1.1 试验方法 (6)3.1.1.1 过硫酸氢钾用量的影响 (6)3.1.1.2 钴离子用量的影响 (7)3.1.1.3 亚甲基蓝浓度的影响 (8)3.1.1.4 温度的影响 (9)3.2 四因素三水平正交实验 (10)第4章数据处理 (13)4.1 降解率 (13)4.1.1 723型分光光度计测亚甲基蓝标准曲线的绘制 (15)4.1.2 756型分光光度计测亚甲基蓝标准曲线的绘制 (15)4.2 速率常数k1 (16)4.3 降解率D与速率常数k1 (18)4.4 正交数据表 (20)第5章亚甲基蓝的COD降解率 (22)5.1 水样的COD (22)5.1.1 所需试剂及装置 (22)5.1.2 实验步骤 (22)5.2 染料COD (23)结论 (24)谢辞 (26)参考文献 (27)外文资料翻译 ................................................... 错误！未定义书签。
铜系催化剂类芬顿氧化法处理染料废水的研究染料废水因其行业排放水量大、色度深、水质成分复杂、有机有害化合物含量高以及降解难度大等特点,一直是国内外公认的水污染治理难题之一。
在处理印染废水研究中,芬顿氧化法是一种有效的高级氧化技术（AOPs）,能够产生强氧化性的羟基自由基（·OH）,可有效降解废水中的有机污染物。
但该氧化体系中的Fenton试剂(Fe<sup>2+</sup>/H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>)存在可操作pH值范围窄、铁离子难回收等缺点,而铜系催化剂由于可操作pH范围广,催化活性高且廉价易得,近年来受到越来越多研究者的青睐。
本论文第二章,以合成羟基硝酸铜（Cu<sub>2</sub>（OH）<sub>3</sub>NO<sub>3</sub>）为基础,通过添加不同量的HF,采用溶剂热法,制备出了不同形貌的羟基氟化铜（CuOHF）,使用XRD、XPS、FT-IR和SEM手段对所合成的样品进行了表征,并首次将其作为多相类芬顿催化剂应用在染料废水处理上。
通过实验结果得出,在不添加HF的情况下,合成出纯的Cu<sub>2</sub>（OH）<sub>3</sub>NO<sub>3</sub>,当HF的添加量大于0.1 mL时,所合成的样品为纯的CuOHF,且具有不同的形貌。
通过对不同形貌CuOHF催化降解罗丹明B的研究,发现在30℃条件下,HF添加量为0.15 mL所合成的球形CuOHF对罗丹明B的催化降解效果最为明显;在40℃条件下,不同形貌的CuOHF对罗丹明B的降解均表现出较好的催化性能。
本论文第三章选取了球形CuOHF作为研究对象,在多相类芬顿条件下,通过重复性实验、自由基捕获实验和催化降解实验,探究了球形CuOHF的稳定性、催化机理以及影响其催化性能的主要因素。
Fenton及类Fenton试剂的研究进展Fenton及类Fenton试剂的研究进展引言Fenton及类Fenton试剂是一类广泛应用于废水处理和环境修复领域的强氧化剂。
自20世纪60年代首次被提出以来，经过几十年的发展研究，Fenton及类Fenton试剂的应用范围不断扩大，并取得了显著的研究进展。
本文章就Fenton及类Fenton试剂的基本原理、应用领域和研究进展进行综述。
一、Fenton及类Fenton试剂的基本原理Fenton试剂是指由过硫酸铵和Fe2+所组成的体系，通过Fe2+进一步与H2O2反应而产生强氧化自由基(OH·)。
而类Fenton 试剂则是指含有过渡金属离子（如Cu2+、Co2+等）的物质，能够与H2O2协同产生氧化性自由基。
这些强氧化自由基可以迅速氧化有机物质，从而有效去除废水中的有机污染物。
二、Fenton及类Fenton试剂的应用领域1. 废水处理Fenton及类Fenton试剂具有高效快速的氧化能力，广泛应用于废水处理领域。
它们能有效降解废水中的有机物，包括难降解有机物、染料、农药等。
研究表明，Fenton及类Fenton试剂处理废水的效果较传统氧化剂（如O3和Cl2）更好，且无二次污染问题，因此被认为是一种环保高效的废水处理方法。
2. 土壤和地下水修复Fenton及类Fenton试剂在土壤和地下水修复领域也得到了广泛应用。
由于它们具有较强的氧化能力，可以有效分解土壤和地下水中的有机污染物，包括石油烃、溶剂、农药等。
这种修复方法操作简便、成本低廉，因此被广泛应用于污染场地的修复工作中。
三、Fenton及类Fenton试剂的研究进展1. 催化剂的改进为了进一步提高Fenton及类Fenton试剂的催化性能，研究人员开始探索新型催化剂的开发。
如近年来，一些金属有机骨架材料（MOFs）被引入Fenton体系中，能够提高反应速率和催化活性，使Fenton体系的应用更广泛。
钴单原子类fenton催化 jacs
钴单原子类Fenton催化是一种新型的催化技术，近年来在环境科学和化学领域引起了广泛关注。
传统的Fenton反应利用亚铁离子（Fe²⁺）与过氧化氢（H₂O₂）反应生成强氧化性的羟基自由基（·OH），用于降解有机污染物。
然而，这一过程存在一些局限性，如铁离子易沉淀、pH范围较窄等。
因此，研究人员一直在寻找新型的类Fenton催化剂以克服这些问题。
钴单原子催化剂作为一种新兴的催化材料，在类Fenton反应中展现出了独特的优势。
这类催化剂通过将钴原子分散在载体上，实现了原子级别的分散，从而大大提高了催化活性。
钴单原子催化剂在类Fenton反应中能够有效地激活过氧化氢，产生丰富的羟基自由基，实现对有机污染物的高效降解。
与传统的Fenton反应相比，钴单原子类Fenton催化具有更宽的pH适用范围、更高的催化活性以及更好的稳定性。
此外，钴单原子催化剂还具有较低的钴离子浸出率，从而降低了对环境的二次污染风险。
近年来，关于钴单原子类Fenton催化的研究成果不断涌现，其中许多文章发表在了国际顶级期刊上，如《美国化学会志》（JACS）等。
这些研究不仅深入探讨了钴单原子催化剂的制备方法、表征技术以及催化机理，还为其在实际环境修复和有机废水处理中的应用提供了有力支持。
总之，钴单原子类Fenton催化作为一种新型的催化技术，在环境科学和化学领域具有广阔的应用前景。
随着研究的不断深入，相信这一技术将在未来为解决环境问题提供更多有效的解决方案。
