几种难生化芳香化合物的电催化降解研究_结构对降解活性的影响
纳米氧化锌光催化降解性能影响因素研究进展
纳米氧化锌光催化降解性能影响因素研究进展摘要：纳米氧化锌因为纳米材料本身独特的效应，使其有着独特的物理和化学性能，在日益重视环境的现在来说，纳米氧化锌的光催化降解性能越来越使人重视，本文对纳米氧化锌光催化降解性能的研究进行综述。
关键词：纳米氧化锌光催化性能影响1引言近年来随着社会科技的不断发展，社会污染也越来越严重，一些污染物自然降解较慢，随着人们的深入研究发现作为半导体的氧化锌因其独特的物理和化学性能，可使污染物在光催化下分解，自半导体的光催化效应发现以来，一直引起人们的重视，原因在于这种效应在环保、水质处理、有机物降解、失效农药降解等方面有重要的应用。
作为一种重要的光催化剂，纳米氧化锌有着比块体氧化锌更强的光催化能力。
一方面，这是因为量子尺寸效应会使半导体能隙变宽，导带电位变得更负，而价带电位变得更正，从而使纳米氧化锌获得了更强的氧化还原能力；另一方面，纳米氧化锌有比块体氧化锌大得多的比表面积，高比表面积使得纳米材料具有强大的吸附污染物的能力，这对提高催化反应的速度是十分有利的。
[1]2纳米氧化锌的光催化性能影响因素2.1形貌对光催化性能的的影响纳米氧化锌的制备技术决定了纳米氧化锌的微观形貌，进一步决定了其不同的光催化性能，纳米氧化锌的主要形貌有花状、棒状、片状、颗粒状等其他特殊结构。
周小岩等[2制备出三种不同形貌的纳米ZnO粉体，分别为纺锤状，棒状和片状。
纺锤状和棒状显露的（001）晶面相对非极性面其面积很小。
片状ZnO显露的（001）晶面相对非极性面其面积较大。
因此3种相貌的ZnO样品显露（001）晶面的大小顺序依次是：片状＞棒状＞纺锤状，其光催化活性大小也是片状＞棒状＞纺锤状。
经比较得出片状ZnO呈现出较高的光催化活性的结论。
其原因是ZnO晶体显露极性面的面积相对非极性面越大,其光催化活性越高。
特殊形貌的纳米氧化锌也同样受到重视，余花娃等[3]，以乙酸锌和氢氧化钾为原料合成纳米ZnO，该产物呈现形貌均一的海胆状结构。
纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用
纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解作用首先，我们来介绍一下硝基苯酚。
硝基苯酚是一种有机物，化学式为C6H5NO2、它是一种强氧化剂，具有较高的毒性。
硝基苯酚广泛存在于工业废水和污染土壤中，对环境和人体健康造成严重威胁。
因此，硝基苯酚的降解和处理变得非常重要。
在电化学领域，纳米氧化铜能够作为电极催化剂来促进硝基苯酚的氧化反应。
在电解质溶液中，纳米氧化铜电极具有较高的导电性和催化活性，能够加速硝基苯酚分子的氧化反应。
在电化学氧化过程中，硝基苯酚会失去电子并形成苯酚和氧气。
这个过程是一个电子转移的过程，需要外加电势来提供能量。
纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化效果主要取决于其催化活性。
研究发现，纳米氧化铜具有较大的比表面积和活性位点，能够提供更多的催化活性位点，从而提高硝基苯酚的氧化速率。
此外，纳米氧化铜的电子传递速率也非常快，能够有效地传递电子到硝基苯酚分子上，促进氧化反应的进行。
因此，纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化效果非常显著。
另一方面，纳米氧化铜还能够通过吸附和分解作用来降解硝基苯酚。
硝基苯酚分子可以在氧化铜表面被吸附，然后通过表面反应分解成较小的分子。
这种吸附和分解作用可以有效地将硝基苯酚降解为无毒的物质，从而实现对硝基苯酚的处理和去除。
总之，纳米氧化铜对硝基苯酚的电化学氧化及降解具有显著的效果。
通过提供催化活性位点和快速的电子传递速率，纳米氧化铜可以加速硝基苯酚的氧化反应。
此外，纳米氧化铜还能够通过吸附和分解作用将硝基苯酚降解为无毒的物质。
因此，纳米氧化铜在硝基苯酚的处理和去除方面具有重要的应用潜力。
未来的研究可以进一步探索纳米氧化铜的催化机制和降解途径，为环境领域的污染物处理提供更加可靠和高效的解决方案。
cu-mof类芬顿反应
cu-mof类芬顿反应Cu-MOF类芬顿反应是一种新型的高效催化剂，在环境污染治理中具有广泛的应用前景。
该反应以Cu-MOF为催化剂，利用过氧化氢（H2O2）和草酸（H2C2O4）在水相中进行，可高效地降解有机物污染物。
本文将就Cu-MOF类芬顿反应的原理、应用、优缺点等方面进行阐述。
一、Cu-MOF类芬顿反应原理芬顿反应是一种原位生成羟基自由基（·OH），用于降解污染有机物的方法。
Cu-MOF类芬顿反应则是利用机械稳定化的Cu-MOF催化剂，通过内部还原来活化过氧化氢，产生自由基（·OH），进而降解污染物。
Cu-MOF催化剂具有良好的机械稳定性和可重复性，使得其在较强的反应条件下仍能保持较好的催化效能。
1.水处理Cu-MOF类芬顿反应可应用于废水处理领域。
通过该反应可以高效处理各种有机物污染物，如染料、农药、药品等，使其分解为无毒、无害的小分子物质，从而达到净化水体的目的。
由于催化剂在反应后可以被轻易地分离与回收，因此这种反应具有很高的可行性和应用前景。
2.空气净化此外，Cu-MOF类芬顿反应也可以用作空气净化工艺。
由于其具有高效的催化性能，可用于处理各种空气污染物，如甲醛、苯、氨气等，使其转化为无毒、无害的气态物质，保障室内外空气的质量，降低健康与环境的风险。
1.优点（1）高催化效率：Cu-MOF类芬顿反应对有机物分解高效，催化剂的结构可以提高反应速率。
（2）环保：该反应过程不会产生二次污染物，对环境具有很好的友好性。
（3）催化剂可重复使用：由于催化剂具有良好的稳定性和可重复性，因此可以多次使用。
2.缺点（1）反应条件严格：Cu-MOF类芬顿反应需要特定的反应条件才能启动，否则反应效率不高。
（2）成本相对高：由于其催化剂的制备、性能评估需要较高成本，所以会增加其应用的成本。
电催化水分解的机理与催化剂设计
电催化水分解的机理与催化剂设计一、引言水分解在能源转换和储存领域具有重要的应用前景，并被广泛研究。
电催化水分解是一种可持续发展的方法，通过使用电能将水分解成氧气和氢气，其中氢气可作为清洁能源储存介质。
本文将探讨电催化水分解的机理以及催化剂设计的关键因素。
二、电催化水分解机理电催化水分解是通过催化剂促进电催化反应的过程。
进一步细分，电催化水分解包括氧发生反应（OER）和氢发生反应（HER）。
在OER中，水的氧化产生氧气，而在HER中，水的还原生成氢气。
1. 氧发生反应（OER）机理OER是电催化水分解中的关键反应之一。
一种普遍认可的OER机理是所谓的“单质离子机理”。
在这种机理中，水分子在阳极表面逐步失去电子，并形成氧离子。
随后，氧离子再失去电子和质子，形成氧气。
2. 氢发生反应（HER）机理HER是电催化水分解的另一关键反应。
HER机理主要分为酸性条件下和碱性条件下的两种机制。
在酸性条件下，HER通常通过质子加电子反应（Volmer步骤和Heyrovsky步骤）发生。
在碱性条件下，HER主要经历“水络合物分解机理”。
这两种机制都需要催化剂的参与。
三、催化剂设计催化剂是电催化水分解的关键组件，对其效率和稳定性具有重要影响。
催化剂设计需要考虑以下几个关键因素：1. 催化剂活性中心催化剂活性中心对于电催化水分解的反应速率和选择性至关重要。
常用的催化剂活性中心包括过渡金属、金属氧化物和金属硫化物等。
合理选择活性中心是提高催化剂效率的关键。
2. 催化剂表面结构催化剂表面结构对活性中心的稳定性和反应速率起重要作用。
表面有利于吸附水分子和中间产物，并提供良好的反应环境。
因此，优化催化剂的表面结构能够提高催化剂的性能。
3. 催化剂电导性催化剂的电导性能影响着电子和质子在催化剂表面的传递。
较好的电导性能能够增加催化剂的反应活性，并降低反应的能量损失。
对于电催化水分解而言，电导性良好的催化剂有着较高的催化性能。
4. 催化剂稳定性由于电催化水分解是一个持续的过程，催化剂的稳定性对其长期运行具有重要意义。
电催化氧化处理难降解废水用电极材料的研究进展
电催化氧化处理难降解废水用电极材料的研究进展一、本文概述随着工业化的快速发展，难降解废水的产生和排放问题日益严重，对生态环境和人类健康构成了巨大威胁。
电催化氧化技术作为一种高效、环保的废水处理方法，近年来受到了广泛关注。
电极材料作为电催化氧化技术的核心组成部分，其性能直接决定了废水处理的效率和效果。
因此，研究和开发高性能的电极材料对于推动电催化氧化技术的发展具有重要意义。
本文综述了近年来电催化氧化处理难降解废水用电极材料的研究进展。
介绍了难降解废水的特点和处理难点，阐述了电催化氧化技术的原理及其在难降解废水处理中的应用优势。
然后，重点分析了不同类型的电极材料（如金属电极、碳基电极、复合电极等）在电催化氧化处理难降解废水中的研究现状和发展趋势。
还讨论了电极材料的改性方法、性能优化及其在实际应用中的挑战和前景。
对未来电极材料的研究方向和应用前景进行了展望，以期为电催化氧化技术在难降解废水处理中的实际应用提供理论支持和技术指导。
二、电催化氧化技术原理电催化氧化技术是一种先进的废水处理技术，其基本原理是利用电极材料在电场作用下产生的强氧化剂，如羟基自由基（·OH）等，对废水中的难降解有机物进行氧化分解，从而将其转化为低毒性或无毒性的物质。
电催化氧化过程涉及电子转移和化学反应两个主要步骤，其中电极材料的性能对反应效率和废水处理效果起着决定性作用。
在电催化氧化过程中，阳极是发生氧化反应的主要场所。
当施加一定的电压时，阳极材料表面的电子被激发，形成高活性的氧化物种。
这些氧化物种具有很强的氧化能力，可以与废水中的有机物发生氧化还原反应，从而将其矿化为二氧化碳和水等无机物。
同时，阴极上也会发生还原反应，产生氢气等副产物。
电极材料的选择对电催化氧化技术的效果至关重要。
理想的电极材料应具备高催化活性、高稳定性、高导电性和长寿命等特点。
目前，研究较多的电极材料主要包括贵金属（如铂、钯等）、金属氧化物（如二氧化钛、氧化铱等）和碳基材料（如活性炭、碳纳米管等）。
bdd电催化氧化处理
bdd电催化氧化处理
BDD电催化氧化处理是一种高级氧化技术，将电作为催化剂，以双氧水、氧气、臭氧等作为氧化剂而进行的氧化反应。
BDD电极是电化学降解技术中最核心的部分之一，掺硼金刚石薄膜（BDD）电极因其优异的性能成为近期应用研究焦点。
BDD电催化氧化法是一种有效的水处理技术，可用于降解有机物、去除有毒物质和杀灭细菌等。
该技术基于钻石电极的电化学氧化特性，通过施加电势使钻石电极上产生一系列具有强氧化能力的离子，从而实现对水中有机物和有毒物质的降解和去除。
BDD电催化氧化法的工作原理是通过施加一定的电势使钻石电极上产生氢氧根离子(OH-)、氧气和其他具有氧化能力的离子。
这些离子通过一系列氧化还原反应将有机物氧化为无害的物质，从而达到水处理的目的。
同时，BDD电极表面的高导电性使得电子的输运速度加快，有助于提高电化学反应的速率和效率。
BDD电催化氧化法的应用十分广泛。
在环境领域，它可以应用于废水处理、水资源再生利用和地下水修复等。
通过该技术可以降解和去除各种有机物，如苯系化合物、农药、染料和有机溶剂等。
同时，它还可以去除水中的重金属离子、有机酸和其他有毒物质，从而提高水质和保护环境。
此外，BDD电催化氧化法还可以用于消毒和杀菌。
与传统的消毒方法相比，该技术无需添加化学药剂，无毒性且能够对抗抗药性微生物，具有很大的应用潜力。
在实际应用中，BDD电极的规模化生产和商业化应用仍存在一定困难，且钻石电极表面的积碳现象也会降低其催化性能。
因此，需要进一步研究发展更经济、可持续和高效的BDD电催化氧化技术。
苯系物的生物降解
苯、甲苯、二甲苯的微生物降解
• 对于苯、甲苯、二甲苯降解目前涉及最多 的是TOL降解代谢质粒它可编码降解甲苯等 化合物的分解代谢所需要的一系列酶。TOL 降解质粒最初是从Pseudomonas strain mt-2 的pWWO质粒上发现的，现在把功能类似 的这一类质粒都称为TOL质粒，它们大多存 在于假单胞菌中。TOL质粒属于不相容质粒， 可以自发进行转移。质粒大小为117kb，其 中编码降解代谢酶的DNA片段约40kb
苯系物的生• • 1.苯系物定义； 2.分子结构对生物降解的影响； 3.苯、甲苯、二甲苯的微生物降解； 4.氯代苯的生物降解； 5.硝基苯的生物降解； 6.
1.苯系物定义
• 苯系物（苯、甲苯、乙苯、二甲苯等， 简称BTEX）常用于印染等行业，已被确认 为强致癌物质。 • 微生物对苯系物的降解，在不同的阶 段对氧的需求不一样，结合本课题组的情 况，本次汇报以苯、甲苯、二甲苯、氯代 苯、硝基苯等为例，简单介绍微生物在好 氧条件下对其的降解作用。
2.分子结构对生物降解的影响
• 对于芳香化合物一般认为:①羧基或羟 基能促进生物降解;②卤素、硝基和磺酸基 (有时氨基)抑制生物降解(对好氧生物降解而 言，而对厌氧生物降解情况有所不同)；③ 烷基取代基对生物降解性的影响与其碳链 长度和分支情况有关；④取代位不同，对 苯系物的降解影响显著等。
图 一 不 同 取 代 基 及 取 代 位 对 苯 系 物 降 解 的 影 响
苯环类化合物的光催化降解机理研究
苯环类化合物的光催化降解机理研究苯环类化合物是一种广泛存在于环境中的有机物，包括苯、甲苯、萘等物质。
它们具有难以降解、毒性强等特点，对环境和人体健康造成潜在风险。
因此，苯环类化合物的光催化降解机理研究具有重要意义。
光催化降解是一种利用光能和光催化剂降解有机物的方法。
在此过程中，光子和光催化剂能激发电子和空穴，从而在催化剂表面引起一系列催化反应，使有机物分解并转化为无害物质。
与传统的化学降解方法相比，光催化降解的效率更高、速度更快，且产生较少的副产物。
在苯环类化合物的光催化降解中，有机物与光催化剂表面产生光化学反应，使其转化为易于降解的物质。
目前，主流的催化剂有二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO），它们能有效地吸收光子，并进一步激发电子和空穴的产生。
在此过程中，光子能够激发电子从价带跃迁到导带，产生电子空穴对。
电子能够与有机物中的氧化还原反应赵产生自由基，从而分解分解有机物。
而空穴则可促进水的氧化，生成具有强氧化性的羟自由基，其可进一步分解被氧化的化学物质。
同时，光催化剂在与有机物发生光化学反应时，可以作为催化剂参与有机物的氧化反应，也可以利用电子和空穴的产生进行有机物的氧化还原反应。
因此，光催化剂的物理性质和化学性质，以及光子的吸收特性，都极大地影响了光催化降解的效率和速度。
目前，对于苯环类化合物的光催化降解机理研究还需要深入探讨。
首先，需要理清光催化剂、有机物和光照之间的相互作用关系。
其次，需要考虑不同光催化剂之间的差异和影响因素。
例如，催化剂的晶型、粒径、杂质掺杂和表面状态等，都会对其光催化性能产生影响。
此外，还需要研究可能影响光催化降解的其他环境因素，例如溶剂、温度、光强度等。
总之，苯环类化合物的光催化降解机理研究对环境和人类健康都具有重要意义。
今后需要通过理论分析和实验研究，进一步深入理解光催化降解机理，为环保工作提供更加有效的治理手段。
铋基光催化剂Bi4MO8X(M=V,Nb,Ta;X=Cl,I)的制备及其对有机污染物的光催化降解
ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ．ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｖｉｓｉｂｌｅ－ｌｉｇｈｔｉｎｄｕｃｅｄ ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔｓｗｉｔｈ ｈｉｇｈ ａｃｔｉｖｉｔｙｉｓｉｎｄｉｓｐｅｎｓａｂｌｅ
Ｂｉ４Ｎｂ。ｎ】…Ｏ Ｉｎ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ
Ｉ ｐｈｏ ｏｃａｔａｉｙｓｔｓ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ ｂｙ ｓｏｌｉｄ ｓｔａｌｅ ｒｅａｅｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ
１２ ｈ的反应，甲基橙的去除率为９２％。同样条件下，在紫外光条件下照射４０ｍｉｎ，甲基 橙可以完全被降解。在太阳光条件下．经过７ ｈ的反应，甲基橙的去除率为６０％。为了 进一步说明材料的光催化能力咀及排除光敏化效应的影响，我们又考察丁
Ｂｉ４ｔ羽ｏ。１‰。０８Ｉ对双酚Ａ的降解。结果表明，经过１６ ｈ的可见光照射，９９％的双酚Ａ
被去除，这说明甲基橙的降解丰要是靠材料的光催化作用。通过液相色谱与质谱联甩技 术．我们分析了甲基橙可能的降解产物．并推测其可能的结构。以上结果表明，该系列 材料在利用太阳光降解偶氮染料方面具有潜在的应用价值。
另一系列的村料Ｂｉ。Ｖ０８ＣＩ通过水热方法，调节反应液的ＤＨ值来合成一系列材料： 材料的物理化学性质通过ｘ射线衍射（ＸａＤ），扫描电子显微镜（ＳＥＭ）．紫外可见漫反射 （ＵＶ—Ｖｉｓ ＤＲＳ），Ｘ射线光电子能谱分析（ＸＰＳ），Ｚｅｔａ电位分析仪．ＢＥＴ氮吸比表面积分 析倥来表征；在光催化性质的研究中，用可见光作光源，辟ｊ台成的材料来降解６种常见 的药物，有甲硝唑，阿昔洛韦，盐酸定氧瓶沙星，磺胺，盐酸肾上腺素，利巴韦林。在 这６种药物中．我们选择甲硝唑作为代表物质来详细评价催化剂的光催化降解药物的能
专题之六难降解有机物微生物处理方法
共代谢在处理难降解有机物的作用
1.共代谢技术在降解酚类中的作用
Hendriksen等证实，常规的颗粒污泥可以使水中的
五氯酚脱氯，但五氯酚的去除率仅30%～75%，当 进水中补充葡萄糖后五氯酚的去除率可提高至99%。 夏柳荫讨论了共基质分别为不同浓度的葡萄糖、丙 三醇、苯酚、和丁二酸时，混合固定化细菌对五氯 酚(PCP) 降解的影响。结果表明共代谢降解过程中 共基质对PCP的降解影响较大，葡萄糖和丁二酸对 PCP的降解具有一定的促进作用，苯酚对PCP降解 的影响与它的质量浓度有关，丙三醇对PCP的降解 起到抑制作用。
共代谢技术－主要特点
(4)污染物共代谢的中间产物不能作为营养 被同化成细胞质，有些会抑制关键酶的 活性，甚至对微生物有毒害作用。 (5)共代谢是需能反应，能量主要来自生长 基质的产能代谢，当生长基质被完全消 耗时，能量来源于细胞自身储存能量物 质，如PHB。
关键酶的诱导
好氧条件下，具有共代谢氯代化合物功能的微
关键和限制因素
• 在缺氧反硝化过程中投加的 N源 是有机物降解的关键和限制因素， C/ N 比对缺氧反硝化的降解效 果有重要意义。
当C/ N 比过大时，有机物的降解不完全。
当C/ N 比过小时，出水中会含有过量的
硝酸盐氮或亚硝酸盐氮
只有在适当的C/ N 比下，才能保证有机
物的完全降解以及出水中几乎没有硝酸 盐氮或亚硝酸盐氮。
有机污染化学专题之六
难降解有机物微生物处理法
2010.4.26
内容
有机污染情况简介
难降解有机物的微生物处理技术
难降解有机物
定义：指被微生物分解时速度很慢，分解不彻
底的有机物(也包括某些有机物的代谢产物) ， 这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水 体的潜在污染源