国家自然科学基金(51222802) 作品数:9 被引量:54 H指数:5 相关作者: 赵旭 王超 杨桂蓉 王彦斌 关伟 更多>> 相关机构: 中国科学院生态环境研究中心 河北工业大学 华北水利水电学院 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 环境科学与工程 建筑科学 更多>>
强化电化学原位产过氧化氢因素分析 被引量:1 2016年 针对活性碳纤维(ACF)阴极电还原氧气产过氧化氢(H_2O_2)效率较低的问题,将形稳电极Ru02/Ti、环氧树脂网格以及ACF组合作为复合阳极与电源的正极相连接,单独ACF作为阴极与电源的负极相连接,建立了高效产H_2O_2的电化学系统。通过有无外通氧气对H_2O_2产量对比实验发现,此体系无需外加氧气。详细研究了电流密度、初始pH、转速和电解质浓度等因素对系统产H_2O_2的影响。H_2O_2产量随电流密度的增大而增大,但电流密度达到20.82 m A·cm-2后,继续增大电流密度H_2O_2产量反而降低;酸性条件有利于H_2O_2生成;H_2O_2产量随转速的增大而增加,但转速达到500 r·min-1时,继续增大转速,H_2O_2生成量反而降低;H_2O_2产量随电解质浓度增大逐渐增大,但电解质浓度较高时,H_2O_2产量无明显变化;此电化学系统经8次重复使用后,H_2O_2的生成量基本维持稳定,表明此电化学体系可高效稳定产生H_2O_2。 田世超 李一兵 刘会芳 关伟 曾华斌 赵旭关键词:电化学 过氧化氢 活性炭纤维 影响因素 K_2S_2O_8强化g-C_3N_4薄膜电极光电催化降解Cu(CN)_3^(2-)并同步回收Cu 被引量:4 2018年 采用高温液相生长法制得g-C_3N_4薄膜电极并作为光阳极,以石墨毡作为阴极,建立了光电催化系统.通过对比光电催化体系、K_2S_2O_8体系以及外加K_2S_2O_8到光电催化体系,发现在光电催化系统下外加K_2S_2O_8可以有效地提高光电催化降解Cu(CN)_3^(2-)的效率,并实现了Cu在阴极上的有效回收.探究了K_2S_2O_8投加量对CN-降解率和Cu回收率的影响,发现当K_2S_2O_8浓度为1 mmol·L^(-1),偏压为1.0 V时,CN-的去除率和Cu回收率分别达到86.23%和82.11%.通过SEM、EDS和XPS分析阴阳极表面形貌,发现部分Cu+被氧化以CuO的形式存在于沉淀和阳极表面,大部分铜离子通过电化学还原作用以单质铜的形式沉积于阴极表面,铜离子有效地从体系中去除.电子顺磁共振及淬灭实验分析表明,CN-的氧化去除是硫酸根自由基(SO·-4)氧化和非自由基氧化共同作用. 党聪哲 李一兵 王彦斌 赵旭关键词:光电催化氧化 过硫酸盐 钨掺杂g-C_(3)N_(4)薄膜电极的制备及光电性能研究 2022年 采用高温液相生长法制备了不同钨(W)掺杂量的W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极,并通过SEM、XRD、FTIR、UV/vis DRS、XPS等手段对薄膜电极进行表征。结果表明,掺杂的W以W^(0)、WO_(2)和WO_(3)等多种形态存在。将W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极用作光阳极,进行交流阻抗测试、光电流密度测试以及降解亚甲基蓝实验,与g-C_(3)N_(4)薄膜电极相比,W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极对可见光的响应能力明显增强,其中当Na_(2)WO_(4)与g-C_(3)N_(4)的掺杂比为1∶50时光电流密度可提高至原来的2.2倍。通过添加自由基捕获剂探究W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极对亚甲基蓝的催化氧化机理,发现掺杂W之后,W/g-C_(3)N_(4)薄膜电极光生电子空穴对的分离效果提高,而且电子的迁移能力增强,因此光生电子能更多、更快地迁移到阴极铂丝,被O_(2)捕获生成·O_(2)^(-)并最终生成·OH来降解亚甲基蓝;此外,WO_(3)同样具有光催化活性,在可见光下可以生成光生电子空穴对,也可以提供电子被O_(2)捕获并最终生成·OH来降解亚甲基蓝。 齐璠静 李一兵 赵旭 夏天关键词:薄膜电极 光电性能 电化学处理黄姜生化尾水研究 被引量:8 2013年 黄姜提取皂素过程中会产生大量废水,传统的生化方法难以去除这些废水中的难降解有机污染物.因此,本文以黄姜皂素生化尾水为研究对象,分别采用DSA+铁电极组合、不锈钢+铁电极组合、单独钛钌网电极(DSA)对其进行深度处理.结果表明,在原水CODCr为150mg.L-1,色度为200度,Cl-浓度为3338mg.L-1的情况下,不锈钢+铁电极组合、单独DSA电极处理后CODCr去除率分别为35%和43%,色度去除率分别为78.7%和84.6%.相较而言,DSA+铁电极组合在电流密度为95A.m-2、初始pH=7.28时处理30min后,CODCr和色度的去除率分别达到62%和99.5%.采用紫外光谱、三维荧光光谱和凝胶色谱对水质变化进行了详细分析.结果表明,水中难降解有机组分被降解矿化,生成分子量较小的脂肪酸. 卢凯歌 李新宝 吕建波 赵旭关键词:黄姜废水 难降解有机物 电混凝 电氧化 光电催化氧化处理反渗透浓水 被引量:15 2014年 采用光电催化氧化技术对天津市某石化企业反渗透单元浓水进行处理。经光催化、电化学及光电催化氧化处理后浓缩液出水的COD、氨氮及色度去除率进行了对比研究。详细探讨了不同电流密度、反应时间及紫外灯功率对COD、氨氮及色度去除效果的影响。结果表明,在电流密度为2.0 mA/cm2,紫外灯光强度为30μW/cm2的条件下,处理150min后,COD的去除率为92.06%,氨氮浓度从44.61 mg/L下降至2.84 mg/L,色度去除率达到100%。对光电催化氧化法处理不同时间的出水进行了三维荧光光谱及凝胶色谱分析。结果表明,光电催化氧化法可将反渗透浓水中大部分大分子有机物结构破坏,使其分解成小分子有机物。 王超 赵旭 侯子义 杨桂蓉 冒冉关键词:光电催化氧化 反渗透浓水 电混凝处理水中锑污染物 <正>近年来,工业废水排放导致的重金属污染问题日益突出,有效去除水中的重金属离子一直是水处理技术领域的研究热点。锑污染物中锑的存在形式有Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)两种价态[1],水中Sb(Ⅲ)易于去除,但Sb(Ⅴ)的电负性较... 张家兴 王超 赵旭文献传递 过硫酸钾氧化去除Cu(CN)_3^(2-)中的氰污染物 被引量:8 2017年 近年来,氰化物污染问题日益严重,冶金工业、电镀工业中含有大量氰化物.采用常规的物化法难以对Cu(CN)_3^(2-)中的CN^-达到很好的去除效果,因此探索高效、环保的氰化物处理方法迫在眉睫.过硫酸钾作为一种绿色清洁氧化剂,目前被广泛应用于有机污染物废水的处理.采用均相过硫酸钾对Cu(CN)_3^(2-)中CN^-进行降解,并分析其降解机制,详细研究过硫酸钾投加量、铜氰络合比对CN^-去除率的影响.CN^-的去除率随着过硫酸钾量的增加而升高,当过硫酸钾量为2 mmol·L^(-1),反应时间为60 min时,CN^-的去除率可达89.6%;铜氰络合比的增加促进CN^-的降解.Cu^+被氧化为Cu^(2+)并且以氧化铜的形式存在于沉淀中.采用电子自旋共振波谱仪和自由基猝灭实验对反应过程中可能的自由基进行研究,结果表明在过硫酸钾氧化去除CN^-的过程中,既存在硫酸根自由基氧化途径,又存在非自由基氧化途径. 王云飞 李一兵 王彦斌 齐璠静 赵凯 田世超 郭涛 关伟 赵旭关键词:氰化物 过硫酸钾 石墨相氮化碳的制备及光催化降解罗丹明B 被引量:9 2018年 研究了不同前驱体组合对制备光催化剂的影响,通过X-射线衍射分析、红外光谱分析、氮气吸附-脱附等温曲线、光学性质分析和紫外-可见漫反射等方法,对光催化剂性质进行表征。结果表明:以质量比为1∶1的C_2H_4N_4/CON_2H_4组合前驱体制备的光催化剂表现出结晶度好、光生载流子分离效率高、催化剂性能稳定等特点;C_2H_4N_4/CON_2H_4组合前驱体制备的g-C_3N_4光催化反应180 min后对RhB的去除率最高;通过添加异丙醇、苯醌和EDTA对光催化过程中产生的活性物质进行分析发现,超氧自由基和空穴是降解RhB的主要活性物质。 党聪哲 李一兵 赵旭关键词:光催化剂 光电催化技术同时降解有机物与回收重金属的研究 被引量:1 2013年 采用光电组合法同时实现了罗丹明B的氧化降解和Cu2+的回收。TiO2/Ti薄膜电极作为光电催化阳极,光电催化产生的氧化剂可有效氧化罗丹明B;不锈钢作为光电催化反应阴极,游离的Cu2+在阴极得到电子被还原沉积回收。针对5 mg/L罗丹明B和0.2 mmol/L Cu2+的混合体系,光电催化氧化技术、光催化氧化与电化学氧化过程对罗丹明B的去除率分别为80%、50%、40%,对Cu2+的回收率分别为78%、8%、60%,可见光电组合具有良好的协同作用。光电组合处理罗丹明B和Cu2+的最佳pH值为3.5、电流密度应控制在0.3~0.6 mA/cm2。研究结果显示光电催化技术可作为罗丹明B和Cu2+混合废水的一种处理方法。 张隽瑀 郭礼宝 赵旭 曲久辉关键词:罗丹明B CU^2+ Co-BiVO_4薄膜电极光电处理Pb/Cu-EDTA研究 被引量:8 2014年 采用非晶态配合物法及浸渍提拉法在导电玻璃基底上制备了Co-BiVO4薄膜电极,并采用此电极进行了光电处理重金属络合物研究.通过X射线衍射对电极的晶体结构进行了表征,发现薄膜中Co-BiVO4为单斜晶晶型.Co-BiVO4电极降解Pb-EDTA实验中,在1.5 V、反应时间120 min时,光电催化氧化和电化学作用对Pb-EDTA的降解率分别为75%和65%,Pb的回收率分别为70%与35%;光催化作用基本没有效果.破络合后的Pb2+主要以Pb(II)的形式附着在阳极上.Co-BiVO4电极降解Cu-EDTA实验中,在2.5 V、反应时间120 min时,光电催化氧化与电化学作用对Cu-EDTA的降解率分别为70%与50%,Cu的回收率分别为70%与50%;绝大部分游离态的Cu2+在阴极得电子形成Cu单质. 杨桂蓉 魏连雨 李静 郭礼宝 张宝锋 王超 赵旭关键词:光电催化氧化