研究目的
评估掺硼金刚石(BDD)阳极与空气扩散阴极的光电芬顿(PEF)体系对水中4-氨基安替比林(4-AA)的氧化降解及矿化能力,包括工艺优化、市政二级出水处理及毒性评价。
研究成果
采用BDD阳极和空气扩散阴极的PEF对4-AA具有高效的降解与矿化能力,在优化条件下7分钟可实现99%降解,130分钟达到45%矿化率。该工艺在市政废水等复杂基质中表现稳定,能显著降低毒性,展现出废水处理的实用潜力。
研究不足
该研究仅限于特定条件(如pH 3.0、使用Na2SO4作为电解质),可能无法直接适用于其他基质或污染物。毒性评估采用卤虫属生物,可能无法代表所有生态影响。优化针对特定药物浓度进行,且未涉及工业化规模的可行性。
1:实验设计与方法选择:
研究采用BDD阳极和空气扩散阴极的紫外光助电芬顿(PEF)工艺,在UVA照射下进行。通过24因素中心复合设计(CCD)优化变量:电流密度、初始Fe2?浓度、初始4-AA浓度及反应时间,采用响应面法进行分析。
2:样本选择与数据来源:
使用纯水(含0.050 M Na?SO?,pH 3.0)配制的4-AA溶液及掺入市政二级出水中的样本,分析4-AA浓度、总有机碳(TOC)及毒性指标。
3:050 M Na?SO?,pH 0)配制的4-AA溶液及掺入市政二级出水中的样本,分析4-AA浓度、总有机碳(TOC)及毒性指标。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:夹套玻璃反应器(150 mL容量)、BDD阳极(NeoCoat)、空气扩散阴极(E-TEK)、电源(Instrutherm Fa-3003)、UVA灯(飞利浦TL/4W/08)、HPLC系统(赛默飞世尔Finnigan Surveyor配安捷伦Zorbax色谱柱)、TOC分析仪(岛津TOC-V CPN)、pH计(Crison 2000)及卤虫幼体毒性测试装置。
4:3)、UVA灯(飞利浦TL/4W/08)、HPLC系统(赛默飞世尔Finnigan Surveyor配安捷伦Zorbax色谱柱)、TOC分析仪(岛津TOC-V CPN)、pH计(Crison 2000)及卤虫幼体毒性测试装置。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:在25℃下对100 mL溶液通电搅拌电解,阴极通压缩空气生成H?O?。定时取样过滤后检测4-AA(HPLC法)、TOC及毒性,毒性通过卤虫幼体死亡率测定。
5:数据分析方法:
采用Statistica 10软件处理CCD数据,降解过程符合准一级动力学,计算矿化电流效率(MCE),毒性评估基于LC50值和毒性单位。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
HPLC system
Finnigan Surveyor
Thermo Scientific
Analyzes 4-AA concentration
-
TOC analyzer
TOC-V CPN
Shimadzu
Measures total organic carbon for mineralization assessment
-
BDD anode
Thin film deposited on p-type Si (100) wafer
NeoCoat
Anode for electrochemical oxidation, generating hydroxyl radicals
-
Air-diffusion cathode
Carbon-PTFE
E-TEK
Cathode for H2O2 generation from oxygen reduction
-
Power source
Fa-3003
Instrutherm
Provides constant current for electrolysis
-
UVA lamp
TL/4W/08
Philips
Provides UVA irradiation for photolysis in PEF process
-
pH meter
2000
Crison
Monitors solution pH
-
Catalase
Sigma-Aldrich
Quenches residual H2O2 in toxicity tests
-
4-Aminoantipyrine
Sigma-Aldrich
Target pollutant for degradation and mineralization
-
登录查看剩余7件设备及参数对照表
查看全部