离子交换膜对采用生物膜电极法降解五氯酚的影响

电辅助下非晶态Co-Ni-Fe 对五氯苯酚的加氢脱氯王颖,王淑娴,孙天宇,申伟,崔春月(青岛农业大学资源与环境学院,青岛市农村环境工程研究中心,山东青岛266109)[摘要]采用化学还原法制备了非晶态Co-Ni-Fe 三元催化剂,通过改变金属盐的比例制得不同Co 含量的复合催化剂。

分析了催化剂的特征,并在电辅助体系下考察了对五氯苯酚(PCP )的催化加氢脱氯性能。

结果表明,Ni-Fe 催化剂中,Co 的引入有效地提高了水中PCP 的加氢脱氯效率。

当Co 、Ni 、Fe 物质的量比为0.5∶0.5∶9,电位为-0.2V ,硫酸浓度为0.2mol/L ,催化剂投加量为4g/L 时,脱氯率达到90%。

从产物分析可知,PCP 最终完全脱氯为苯酚。

[关键词]Co-Ni-Fe ;加氢脱氯;电辅助;五氯苯酚[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)03-0048-05Hydrodechlorination of pentachlorophenol by amorphousalloys Co-Ni-Fe with electrical assistanceWang Ying ,Wang Shuxian ,Sun Tianyu ,Shen Wei ,Cui Chunyue(Qingdao Engineering Research Center for Rural Environment ,College of Resource and Environment ,Qingdao A gricultural University ,Qingdao 266109,China )Abstract :Amorphous Co-Ni-Fe ternary catalysts were prepared by chemical reduction method ,and composite cata ⁃lysts with different Co contents were prepared by changing the ratio of metal salts.The characteristics of the catalyst were analyzed.The catalytic hydrodechlorination performance of pentachlorophenol was investigated under the ele ⁃ctrical assistance system.The results showed that in the Ni-Fe catalyst ,the introduction of Co effectively improved the hydrodechlorination efficiency of PCP in water.When the molar ratio of Co ∶Ni ∶Fe was 0.5∶0.5∶9,the potential was-0.2V ,the concentration of H 2SO 4was 0.2mol/L and the catalyst dosage was 4g/L ,the dechlorination efficiencyreached 90%.According to product analysis ,PCP was finally completely dechlorinated into phenolit.Key words :Co-Ni-Fe ;hydrodechlorination ;electrical assistance ;pentachlorophenol[基金项目]国家自然基金(51678323);山东省自然科学基金(ZR2017MEE013)氯代有机物具有“三致效应”或“可疑三致效应”,且难降解。

生物膜电极法在废水处理中的应用摘要：生物膜电极法是一项新型废水处理技术，该技术将电化学法和生物膜法有机结合，形成机理独特的废水处理单元。

近年来深受学者关注，在处理生活污水、硝酸盐废水、酚类有机污染物废水和含重金属废水等领域具有良好的效果。

本文综述了生物膜电极处理技术的基本原理、反应器设计、反硝化研究概况及应用前景，对亟待解决的问题进行了深入的理论探究，优化设计，并认为生物膜电极法在废水处理领域极具潜力，为生物膜电极法的发展提供有效的借鉴。

关键词：生物膜电极；废水处理；反硝化1 生物膜电极法的发展概况生物膜电极法是近年来发展的一项新型废水处理技术，国内外学者对生物膜电极方法的研究主要集中于反硝化除氮研究。

该技术将电化学法和生物膜法有机结合，形成机理独特的废水处理单元。

它依靠生物自身对载体的吸附生长，将微生物固定于电极表面，形成一层生物膜，然后在电极间通入一定电流，使污染物在电化学和生物双重作用下得到降解。

1992年，R.B.Mellor等在用生物膜电极方法进行反硝化实验研究中首次提出电极-生物反应器的概念，并且被Nature报道。

其在电极反应器中所采用的生物膜电极，是将NO2-还原酶、NO3-还原酶以及N2O还原酶等具有电子传递能力的基质相混合后，固定在电极表面上。

次年，Y.Sakakibara等人在推导模型时，提出了电极一生物膜的概念，而J.R.V.Flora则称之为生物膜电极。

2 生物膜电极法的反应机理简介针对目前生物膜电极的反应机理研究较少，从电极与表面细菌关系角度分析，可能存在以下几点联系：（1）难生物降解的有机物通过电化学作用转化为中间产物，中间产物很难通过电化学处理技术进一步去除，微生物却可继续进行降解作用。

（2）污染物通过生物降解释放的代谢产物进一步被电极作用及时去除，从而使微生物保持稳定的活性。

（3）在电极表面紧密吸附着生物膜，传质关系良好，进而有效提高生物膜电极对体系中污染物的去除效率。

ISSN 100020054CN 1122223/N 清华大学学报(自然科学版)J Tsinghua Univ (Sci &Tech ),2010年第50卷第6期2010,Vol.50,No.617/368772880水体中硝酸盐对纳米铁降解五氯酚的影响程　荣1,　戚道铎2,　董伟娜2,　王建龙1(1.清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084;2.北京工业大学环境与能源工程学院,北京100124)收稿日期:2009205231基金项目:国家自然科学基金资助项目(50325824)作者简介:程荣(1981—),女(汉),湖北,博士后。

E 2mail :chengrong99@mails.t 通讯作者:王建龙,教授,E 2mail :wangjl @t 摘　要:五氯酚是一种需要优先控制的高毒性污染物。

该文以自制的纳米铁为原料,考察了硝酸盐对纳米铁降解五氯酚的影响。

采用化学还原法制备了纳米铁,测定了不同浓度硝酸盐存在时五氯酚及氯离子的浓度变化情况,分析了五氯酚的降解产物及纳米铁的转化产物。

结果表明:当五氯酚初始浓度为0.1mmol/L 时,硝酸盐浓度低于1mmol/L 时无明显影响;硝酸盐浓度达到2mmol/L 时,五氯酚的降解受到明显抑制;硝酸盐浓度≥3mmol/L 时,五氯酚的降解几乎被停止。

硝酸盐影响五氯酚的脱氯过程,硝酸盐存在时五氯酚更易产生氧化产物。

但有无硝酸盐存在时,纳米铁均转化为Fe 2O 3/Fe 3O 4和FeOO H 。

关键词:纳米铁;五氯酚;硝酸盐;脱氯;降解中图分类号:X 703.1文献标识码:A文章编号:100020054(2010)0620877204E ffect of nitrate on degradation of pentachlorophenol in w ater with ironnanoparticlesCHE NG Rong 1,QI Daoduo 2,DONG Weina 2,WANG Jianlong 1(1.Institute of Nuclear and N e w E nergy T echnology ,Tsinghu a U niversity ,B eijing 100084,China ;2.College of E nvironmental and E nergy E ngineering ,B eijing U niversity of T echnology ,B eijing 100124,China)Abstract :Pentachlorophenol (PCP )is a highly toxic pollutant.The effect of nitrate on t he degradation of PCP by iron nanoparticles synt hesized was investigated using t he chemical reductive met hod.The concentrations of PCP and chloride in solutions wit h different concentrations of nitrate were measured during t he treat ment process.The intermediate and final product s from t he PCP and iron nanoparticles were also analyzed.The result s show t hat when t heinitial concentration of PCP is 0.1mmol ・L -1,NO -3at ≤1mmol ・L -1does not affect t he degradation of PCP.NO -3at 2mmol ・L -1slows t he PCP dechlorination and NO -3at ≥3mmol ・L -1stops t hePCP dechlorination.The oxidized intermediates were more likely wit hNO -3.The iron nanoparticles are transformed toFe 2O 3/Fe 3O 4and FeOO H wit h and not wit h NO -3.K ey w ords :iron nanoparticles ;pentachlorophenol (PCP );nitrate ;dechlorination ;degradation五氯酚(pentachlorop henol ,PCP )是一种难降解有机物,其大量使用,造成了世界范围内的水体和土壤污染[1]。

电化学降解氯酚模拟废水综合实验设计卜庆伟; 运梦琪; 贺小凡; 宋岩【期刊名称】《《实验技术与管理》》【年(卷),期】2019(036)011【总页数】5页(P40-44)【关键词】电化学氧化; 废水处理; 2;4-二氯酚; 降解; 创新能力; 综合实验【作者】卜庆伟; 运梦琪; 贺小凡; 宋岩【作者单位】中国矿业大学(北京) 化学与环境工程学院北京 100083【正文语种】中文【中图分类】TB34; X703-45氯酚类化合物在农药、防腐剂及造纸等行业中均有广泛应用，是一类具有强烈“三致作用”的化学物质。

此外，氯酚类物质还是化工行业废水中含有的重要污染物之一[1-2]。

由于其特殊的物理化学性质，氯酚类物质在环境中呈现出难降解性、生物累积性以及生物毒性等特点[3]，已被欧盟列入优先控制污染物清单[4]。

因此，研究废水中氯酚类污染物的处理方法对于控制其排放及环境危害具有重要的实际意义。

电化学方法是近年来发展较为迅速的高级氧化处理技术之一，具有能量效率高、反应条件温和、操作简单等优点，在处理难降解有机污染物的方面具有较大的应用潜力[5-9]。

为使学生掌握电化学降解技术在环境污染物去除方法的实验设计与条件优化，培养本科生的创新实践能力，本文设计了电化学降解氯酚模拟废水的教学综合实验。

选取2,4-二氯酚（2,4-DCP）为模式化合物，采用钛板作为阳极的电化学装置降解其模拟废水。

系统考察了极板间距、外加电流、支持电解质浓度、2,4-DCP溶液初始浓度、pH值、电解时间等因素对电化学降解2,4-DCP的影响，并对2,4-DCP 的降解动力学及降解机理进行了初步研究。

材料：2,4-DCP购自河北百灵威超精细材料有限公司，4-氨基安替比林和铁氰化钾购自萨恩化学技术（上海）有限公司，浓氨水、无水硫酸钠、氢氧化钠及盐酸购自国药集团化学试剂有限公司。

实验中所用试剂均为分析纯及以上等级。

仪器：台式紫外可见分光光度计（哈希，DR500），电化学降解装置由直流稳流稳压电源、电解槽和极板构成，直流稳流稳压电源（KRP-3005D）购于深圳市兆信电子仪器设备有限公司，电解槽由聚四氟乙烯材料加工而成，极板阳极为钛板，阴极为不锈钢板，阴阳极左右对置，极板尺寸为120 mm × 80 mm × 2 mm。

离子交换膜离子交换膜是一种广泛应用于化学、生物、环境工程等多个领域的重要分离材料。

它以其独特的选择性吸附和交换离子的能力而受到广泛关注和应用。

本文将就离子交换膜的基本概念、制备方法、应用领域以及发展趋势等方面进行介绍。

离子交换膜是一种含有具有特定交换基团的聚合物膜。

交换基团的选择决定了离子交换膜的具体性能。

例如，强酸性交换基团的离子交换膜具有很好的酸性阻隔性能，适用于酸性溶液的浓缩和分离；而强碱性交换基团的离子交换膜则适用于碱性溶液的处理和离子分离。

同时，离子交换膜还可以根据需要进行功能化修饰，以提高其性能和适用范围。

制备离子交换膜的方法主要包括模板法、浸渍法、界面聚合法等。

模板法是最早应用的一种方法，通过将交换基团引入模板分子中，然后再将模板与聚合物混合后膜化，最后将模板分子去除，得到带有交换基团的离子交换膜。

浸渍法则是先将聚合物膜制备好，然后再通过浸渍的方式引入交换基团。

界面聚合法则是将两种聚合物溶液分别涂布在两个介质界面上，形成双层膜结构，再通过交联反应将两种聚合物连接起来。

离子交换膜在化学工业中的应用非常广泛。

其中，最为典型的例子是电解池中的离子交换膜，用于对阳离子和阴离子进行选择性阻隔，实现电解池中阳离子和阴离子的分离。

此外，离子交换膜还可以应用于电力工业、电子行业、制药工业等多个领域，如电池分离膜、纯水制备膜、药品分离膜等。

在环境工程领域，离子交换膜可以用于水处理、废水处理、气体分离等方面。

随着科技的进步和人们对环境保护的要求越来越高，离子交换膜也在不断发展和创新。

一方面，人们对离子交换膜的选择性、稳定性和使用寿命提出了更高的要求，迫使科研人员不断改进和优化离子交换膜的制备方法。

另一方面，人们还在探索新的交换基团和新的聚合物材料，以提高离子交换膜的性能和适用范围。

此外，离子交换膜与其他技术的结合也成为研究的热点，如离子交换膜与纳米材料的复合、离子交换膜与光催化技术的结合等。

总的来说，离子交换膜作为一种重要的分离材料，具有广泛的应用前景和发展潜力。

第8期五氯酚的污染现状及其转化研究进展王旭刚，孙丽蓉（河南科技大学农学院，河南洛阳471003）摘要：20世纪80年代起五氯酚已被禁止生产和使用，但由其引起的环境问题仍然存在。

在介绍了五氯酚的污染现状的基础上，综述了五氯酚降解方面的研究进展，吸附是可逆的，但吸附的富集浓缩作用是一种有效的前处理手段。

化学氧化措施对五氯酚的去除效果较好，反应速度较快，但处理成本较高，且容易形成强致癌污染物。

生物措施处理成本低，降解产物安全，但去除效果相对较差。

还原脱氯比较适合污染的原位治理，且处理成本较低。

土壤粘粒及铁氧化物界面五氯酚的还原转化研究使利用土壤特性处理五氯酚污染土壤及污染土壤的原位修复成为可能。

五氯酚污染处理方法互有长短，不同处理方法的联合应用方面的研究值得关注。

关键词：五氯酚；吸附；生物转化；氧化转化；还原转化中图分类号：X131.3文献标志码：A文章编号：1003-6504(2009)08-0093-08Pentachlorophenol Pollution ：Status Quo and Studies on ItsDegradation and FateWANG Xu-gang ，SUN Li-rong（College of Agriculture ，Henan University of Science and Technology ，Luoyang 471003，China ）Abstract ：Production and use of pentachlorophenol （PCP ）have been prohibited ever since 1980s ，but its environmental problem still exists.This paper describes the present situation of pollution caused by PCP residues in the environment and summarizes the research progress in its degradation and fate based on the literature review.Technologies of treating PCP with physical sorption ，chemical oxidation and biological degradation are compared regarding the cost/effectiveness and degradation products related to their toxicity.Key words ：pentachlorophenol （PCP ）；adsorption ；biotic transformation ；oxidation ；reduction从20世纪30年代以来，五氯酚及其钠盐被用作杀菌剂、除草剂、杀虫剂和木材防腐剂在全球范围内广泛使用。

离子交换膜及其应用离子交换膜是一种特殊的膜材料，具有良好的离子选择性和离子交换能力。

它可以将水中的离子进行选择性地吸附和释放，从而实现溶液的分离、浓缩和纯化。

离子交换膜在许多领域有广泛的应用，包括水处理、化工、能源、生物医药等。

离子交换膜的结构与性能离子交换膜通常由聚合物材料制成，如聚偏氟乙烯（PVDF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚苯乙烯（PS）等。

这些聚合物材料具有良好的化学稳定性和机械强度，能够承受较高的操作压力和温度。

离子交换膜具有一定的孔隙结构，可以使溶液中的离子通过膜孔进入膜内。

同时，离子交换膜具有离子选择性，可以选择性地吸附或排除特定类型的离子。

这种选择性是由离子交换膜上的功能基团决定的，如酸基团、碱基团、氨基等。

不同的功能基团可以使离子交换膜具有不同的离子选择性。

离子交换膜的应用1. 水处理领域：离子交换膜广泛应用于水处理领域，用于去除水中的杂质离子，如重金属离子、硝酸盐、氯离子等。

离子交换膜可以有效地净化水质，提高水的纯度和适用性。

2. 化工领域：离子交换膜在化工过程中用于分离和纯化溶液中的离子。

例如，离子交换膜可以用于酸碱分离、盐类分离、有机物提取等过程。

它可以提高产品的纯度和质量，降低生产成本。

3. 能源领域：离子交换膜在能源领域有着重要的应用。

例如，离子交换膜可以用于燃料电池中的离子传输，提高燃料电池的效率和稳定性。

此外，离子交换膜还可以用于电解水制氢、电解盐水制氯等过程。

4. 生物医药领域：离子交换膜在生物医药领域有着广泛的应用。

例如，离子交换膜可以用于药物分离和纯化、蛋白质分离和纯化等过程。

它可以提高药物和生物制品的纯度和效果。

离子交换膜的发展趋势随着科学技术的不断进步，离子交换膜的发展也呈现出一些新的趋势。

1. 高选择性：研究人员正在努力开发具有更高选择性的离子交换膜，以满足不同领域的需求。

例如，针对特定离子的选择性更高的离子交换膜可以提高分离效率和产品质量。

2. 高通量：高通量是离子交换膜的另一个重要性能指标。