AgI/Ag_3PO_4异质结催化剂可见光催化还原CO_2的研究

首先采用离子交换法制备了四面体Ag_3PO_4,然后在其表面通过沉淀法负载上AgI,形成AgI/Ag_3PO_4异质结催化剂.利用可见光催化还原CO_2考察了催化剂的活性及稳定性,同时研究了AgI与Ag_3PO_4的摩尔比对光催化活性的影响.结果表明,当AgI与Ag_3PO_4的摩尔比在30%时(AgI/Ag_3PO_4-30%),催化剂表现出最高的光催化活性,且CO_2的主要还原产物为CH_4.基于X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积测试(BET)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等表征结果,可以推断Ag_3PO_4和AgI之间形成的p-n异质结能有效分离光生电子和空穴,是催化剂高效活性的主要原因.     

AgI/g-C3N4复合材料制备及其降解孔雀石绿染料性能

采用化学沉淀法合成了不同AgI质量比例的AgI/g-C_3N_4复合材料。通过SEM、XRD、FT-IR和UV-Vis DRS对制备的复合材料进行表征,在可见光照射下,测试了其光催化氧化降解孔雀石绿(MG)染料的性能。结果表明:制备的AgI/g-C_3N_4复合材料具有较好的可见光响应性,且对MG具有较高的光催化降解活性。在可见光照射2 h,AgI/g-C_3N_4(20%)投加量为1 g/L的条件下,对染料废水中质量浓度为10 mg/L的MG降解率达到98. 8%,不同AgI质量比例的AgI/g-C_3N_4对MG降解过程均符合一级动力学模型。     

氮化碳增强Ag/AgI/γ-Al2O3的可见光催化性能及其机理

通过热聚合的方法使氮化碳(CN)与Ag/AgI/γ-Al_2O_3发生耦合作用,制备出CN-Ag/AgI/γ-Al_2O_3可见光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等方法对合成的样品进行了表征,并通过可见光下甲基橙(MO)的降解实验探究了CN对Ag/AgI/γ-Al_2O_3光催化活性及稳定性的影响.结果表明,CN的掺杂改变了Ag纳米颗粒的形状与粒径,且Ag、AgI与CN之间形成强相互作用.与Ag/AgI/γ-Al_2O_3相比较,在可见光波长分别为λ420、450和510 nm时,CN-Ag/AgI/γ-Al_2O_3对MO具有更高的催化降解效率,光反应30 min后,MO的去除率分别为97%、97%和93%.同时,CN的加入显著地增加了Ag/AgI/γ-Al_2O_3的稳定性,抑制了反应过程中Ag~+的释放量,而且反应前后CN-Ag/AgI/γ-Al_2O_3样品的结构没有明显的变化.其活性和稳定性提高的主要原因是CN加速了电子由MO传递至Ag纳米颗粒的过程,同时Ag颗粒等离子体共振(plasmon)效应的增强也有利于MO的催化降解.不同自由基捕获剂的影响实验表明,O_2~(·-)和h~+是反应体系的主要活性物种.     

煅烧结合光辐照提高纳米AgI/TiO_2的可见光响应

为提高AgI/TiO2的可见光响应能力,采用煅烧结合光辐照的工艺对其进行改性.紫外-可见光吸收分析表明,改性AgI/TiO2的敏感光谱范围覆盖了整个可见区,吸收边带从465nm红移至800nm,在500nm处的吸光度提高了近3倍.X-射线衍射分析结果指出,煅烧提高了金红石型TiO2的相对含量,导致禁带宽度从2.89eV降到2.81eV,氙灯辐照进一步增加了锐钛型TiO2、金红石型TiO2和AgI的相对含量,并生成了新的晶体AgCl,使其禁带宽度又降至1.55eV左右.AgCl的产生、AgI和金红石型TiO2相对含量的增加是降低改性材料禁带宽度和增强可见光响应能力的主要原因.研究还表明,只有煅烧后的AgI/TiO2才能通过光辐照来拓宽可见光敏感范围,而且,光辐照中起作用的主要是紫外光,可见光的作用甚小.研究最后提出将2种或2种以上的卤化银负载在纳米TiO2上,更能有效地增强TiO2的可见光响应能力.     

煅烧结合光辐照提高纳米AgI/TiO2的可见光响应

为提高AgI/TiO₂的可见光响应能力,采用煅烧结合光辐照的工艺对其进行改性.紫外-可见光吸收分析表明,改性AgI/TiO₂的敏感光谱范围覆盖了整个可见区,吸收边带从465 nm红移至800 nm,在500 nm处的吸光度提高了近3倍.X-射线衍射分析结果指出,煅烧提高了金红石型TiO₂的相对含量,导致禁带宽度从2.89 eV降到2.81 eV,氙灯辐照进一步增加了锐钛型TiO₂、金红石型TiO₂和AgI的相对含量,并生成了新的晶体AgCl,使其禁带宽度又降至1.55 eV左右.AgCl的产生、AgI和金红石型TiO₂相对含量的增加是降低改性材料禁带宽度和增强可见光响应能力的主要原因.研究还表明,只有煅烧后的AgI/TiO₂才能通过光辐照来拓宽可见光敏感范围,而且,光辐照中起作用的主要是紫外光,可见光的作用甚小.研究最后提出将2种或2种以上的卤化银负载在纳米TiO₂上,更能有效地增强TiO₂的可见光响应能力.     

改性膨润土作为防渗层材料的性能研究及影响因素分析

以十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂,对天然膨润土进行了有机改性.研究了改性后的有机膨润土防渗层去除污染物和控制渗滤液渗透的有效性及可行性,以及有机膨润土的吸附规律和影响因素.结果表明:改性后有机膨润土的吸附能力和容量均得到了提高,渗透系数在一定时间后可达到1×10-7cm/s以下,对苯酚有极强的衰减能力,对Fe3+的去除率也达到了98%.有机膨润土可显著延缓苯酚穿透防渗材料的速度,与未改性的天然膨润土相比,苯酚穿透防渗材料的时间推迟了近25倍,因此,改性后的有机膨润土可作为防渗材料.pH,改性剂的浓度和吸附时间等对防渗层污染物的去除有重要影响.      

Ag-AgI/CN/MA复合物的制备及其可见光催化性能

采用沉淀法和热聚合法分别将AgI、氮化碳(CN)负载在介孔γ-Al_2O_3(MA)上,并通过光还原银离子成功制备了等离子体诱导可见光催化剂Ag-AgI/CN/MA.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和透射电子显微镜(TEM)对Ag-AgI/CN/MA复合材料进行表征,并对其在可见光照射下(λ420 nm)的光催化性能进行了研究,考察了初始溶液pH值及催化剂投加量等条件对光催化反应的影响.结果表明,表面银以Ag+和Ag0形式共存,并且Ag和AgI均匀地分散在CN的表面.与CN和Ag-AgI/MA相比,Ag-AgI/CN/MA复合物对甲基橙(MO)具有更高的可见光催化降解效率,且反应过程中Ag+的释放量显著减少,显示出良好的稳定性.当溶液pH值为7、催化剂投加量为1 g·L~(-1)时,Ag-AgI/CN/MA-2显示出最优的催化性能.同时,其对罗丹明B(Rh B)、甲基红(MR)和刚果红(CR)等不同电性的染料均体现出良好的催化性能.     

酸化蛭石的表面有机修饰及其对疏水性微污染物的吸附

插层法制备有机黏土存在比表面积低、负载不均等问题,限制了此类材料吸附性能的进一步提高.基于此,通过选择性酸浸的方法预处理天然蛭石,以三甲基氯硅烷(CTMS)和三乙基氯硅烷(CTES)对其进行表面有机修饰,利用FTIR、BET、SEM和热重等方法对材料进行表征.结果表明,改性酸化蛭石的比表面积可达361.0 m2.g-1,而有机插层蛭石的比表面积仅为6.0m2.g-1,有机基团更稳定地以共价键形式负载于酸化蛭石表面.以疏水性有机微污染物邻苯二甲酸二乙酯(DEP)为测试目标,考察材料的吸附性能.在本实验条件下,测得CTES改性酸化蛭石、CTMS改性酸化蛭石和有机插层蛭石对DEP的吸附量分别为63.7、51.2和15.7 mg.g-1,证明有机修饰后的酸化蛭石具有更强的疏水性吸附能力,有机负载的均匀性是决定吸附能力的关键因子.动力学研究表明吸附行为遵循拟二级动力学方程;吸附等温线表现出线性特征,可由Henry和Freundlich模型进行描述,表明分配作用是吸附过程的主要机制.     

河岸材料对河流有机污染物降解能力的影响

研究了干砌石、浆砌石、蜂巢格宾和生态砖等河岸材料对河流有机污染物降解能力的影响.4种材料中,以生态砖为河岸的河流中总有机碳(TOC)沿程降解率分别是蜂巢格宾和浆砌石的6.14和3.15倍(p<0.05);生态砖、干砌石和蜂巢格宾河段中溶解性有机碳(DOC)沿程降解率分别是浆砌石的10.68、6.60和6.08倍(p<0...     

金属有机框架材料吸附去除水中有机砷的研究进展

有机砷作为饲料添加剂在家禽养殖中被广泛使用,并伴随着家禽粪便大量进入环境中. 进入环境后有机砷容易被生物降解或(光)化学氧化转化为剧毒的无机砷,危害环境和人体健康. 因此,高效处理有机砷污染受到广泛关注. 金属有机框架(metal organic frameworks, MOFs)材料因其具有孔隙率和比表面积大、孔道尺寸可调、易功能化改性和材料性能可定制等特点,在水体污染物的去除中展现了良好的应用前景. 本文综述了目前MOFs材料作为吸附剂去除水环境中有机砷的最新研究进展,介绍了吸附有机砷MOFs材料的种类、制备方法和吸附性能,总结了MOFs材料吸附有机砷的关键影响因素,并归纳了不同类型MOFs材料吸附的再生方法和稳定性. 最后,指出了当前MOFs存在的技术缺陷及限制工程应用的关键因素,并提出相对应的建议及解决措施.      

双Z型MIL-88A(Fe)/Ag3PO4/AgI光芬顿催化剂对染料的去除

以MIL-88A (Fe)为载体,通过原位沉淀法和离子交换法成功合成双Z型三元复合材料MIL-88A (Fe)/Ag₃PO₄/AgI (MAI),并将其应用于光芬顿体系中,高效去除染料废水中的罗丹明B (RhB).棒状的MIL-88A (Fe)作为载体,减少了Ag₃PO₄和AgI颗粒的团聚现象,形成的双Z型异质结减少了电子-空穴对的复合,提高了光催化活性.在催化剂为0.5g/L,初始pH值为3.0,H₂O₂浓度0.4mmol/L的条件下,20min内100mL的20mg/L的RhB可被完全降解,并且在循环5次使用后仍保持较高的催化性能.此外,自由基捕获实验和电子自旋共振实验表明h⁺,O₂^·﹣和HO^·是MAI/Vis/H₂O₂催化体系中的主要活性物质.最后,提出了MAI降解的可能机理.     

凹凸棒石/γ-Fe_2O_3/碳纳米复合材料的制备及其对苯酚的吸附作用

为获得同时具有有机亲和性和磁分离特性的吸附材料,以凹凸棒石黏土和废活性白土为原材料,通过铁盐水解共沉淀和在氢气气氛下程序升温煅烧的方法,制备廉价的凹凸棒石γ-Fe2O3/碳纳米复合材料.运用磁化率分析,红外吸收光谱,透射电镜,X射线衍射分析和碳含量分析对其进行了表征,并研究了复合材料吸附去除水中苯酚的动力学、吸附试验中pH的影响及同等条件下与其他吸附材料吸附性能的对比.结果表明,复合材料的磁化率值为2 769×10-8m3/kg,用磁分离工序即可把该吸附材料从溶液中快速分离出来;铁的磁性氧化物以γ-Fe2O3的形态负载到凹凸棒石表面,颗粒直径为10～60nm;碳以无定形的形态负载在凹凸棒石晶体表面;复合材料中的ω(碳)为7.4%,材料中出现了有机官能团-CH3和-CH2-.对苯酚的吸附试验表明,复合材料对苯酚的去除率是凹凸棒石原矿的3倍.     

合肥市典型入湖河流有机紫外吸收剂污染特征及生态风险

为了解合肥市注入巢湖的河流中有机紫外吸收剂污染情况,分析了入湖河流水和沉积物中12种有机紫外吸收剂的污染水平及其生态风险.结果表明,水中有机紫外吸收剂总含量为194~587 ng·L~(-1),均值为374 ng·L~(-1).二苯甲酮(BP)是最主要的有机紫外吸收剂类污染物,平均占紫外吸收剂总含量的50.7%.沉积物中有机紫外吸收剂总含量为9.39~178 ng·g-1,均值为50.5 ng·g-1,奥克立林(OC)、BP和2-(2'-羟基-5'-叔辛基苯基)苯并三唑(UV-329)为主要组成.污染来源分析表明,水和沉积物中有机紫外吸收剂主要来源于化妆品和工业品中使用的紫外线吸收剂的排放.基于评价因子法推导了预测无效应浓度(PNEC)值,利用风险商(RQ)法评价了11种有机紫外吸收剂的生态风险.水样中二苯甲酮-3(BP-3)对藻类存在中等风险,约半数的水样中胡莫柳酯(HMS)和OC对藻类也存在中等风险,50%的水样中4-甲氧基肉桂酸-2-乙基己酯(EHMC)对藻类存在低到中等风险,水样中水杨酸-2-乙基己基酯(EHS)对水生生物存在较低风险,BP对黑头呆鱼也存在较低风险,其它有机紫外吸收剂对水生生物基本不存在风险.沉积物中,BP-3、BP分别对藻类、黑头呆鱼存在较低风险;沉积物中9种log Kow5的有机紫外吸收剂均不存在潜在生态风险.     

苯并(a)芘、三丁基锡及其混合物对褐菖鲉酚氧化酶活力的影响

以褐菖鲉为材料,每周一次腹腔注射浓度为0.5×10-6、1.5×10-6和10 ×10-6的苯并(a)芘(BaP)、三丁基锡(TBT)及两者的等比例混合物,观察鱼体肾脏、脾脏组织中酚氧化酶活力的变化.结果表明,实验浓度的这些持续有机污染物在短期内对褐菖鲉肾脏、脾脏中的酚氧化酶活力有一定程度的诱导激活作用,随着暴露时间的延长,酶活力下降,联合暴露可能会产生协同作用,毒性增强,诱发免疫毒性.     

HDTMA改性蒙脱土对土壤Cr(Ⅵ)的吸附稳定化研究

以钠基蒙脱土为原料,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂,制备了系列有机蒙脱土改性材料,并将其用于Cr(Ⅵ)污染土壤的稳定化处理研究.红外光谱、X射线粉末衍射、扫描电镜、氮气吸附脱附、阳离子交换量以及电动电位等表征结果表明,随着HDTMA投加量的增加,蒙脱土层间距从1.25 nm增加到2.13 nm,表面粗糙度下降,比表面积从38.91m~2·g~(-1)降低到0.42 m~2·g~(-1),可交换的阳离子数量从62 cmol·kg~(-1)降低到9.9 cmol·kg~(-1),且表面电性由-29.1 m V升高到5.59m V.毒性浸出实验结果表明,材料的有效性与土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、蒙脱土的投加量、养护时间以及HDTMA的改性量均有关.随着HDTMA改性量的增加,有机改性蒙脱土对Cr(Ⅵ)的物理吸附作用下降而对污染物的静电作用增强,静电吸附作用是改性蒙脱土对土壤Cr(Ⅵ)的稳定化效果增强的主要原因.     

常温下加装脱硫装置的MCAnMBR处理高硫酸盐有机废水试验

研究了加装脱硫装置的沼气循环厌氧膜生物反应器对含高硫酸盐有机废水的处理效能.在26~34℃的室温下,历时63d成功地启动了加装脱硫装置的MCAnMBR反应器.调试初期,通过调节气路平衡和采用甲醇驯化的方法有效解决了MCAnMBR反应器在处理高硫酸盐有机废水时存在的跑泥和pH上升问题.结果表明,当控制HRT为120 h,有机负荷(以COD计)为3.61~4.36 kg·(m~3·d)~(-1),pH为7.18~7.61时,在23.3~25.4℃的室温下,对含SO_4~(2-)浓度为650~5 800 mg·L~(-1)的有机废水处理效果极佳,出水COD浓度最低可至23 mg·L~(-1),COD总去除率稳定在96.23%~99.77%,SO_4~(2-)还原率可达83.83%~95.51%.说明加装脱硫装置可有效解决硫化物的次级抑制作用问题,且通过梯度试验发现本反应器处理高硫酸盐有机废水的上限为:COD浓度18 000~21 000mg·L~(-1)、SO_4~(2-)浓度9082~9600 mg·L~(-1),COD/SO_4~(2-)为2.     

南京北郊四季PM2.5中有机胺的污染特征及来源解析

2017年12月至2018年11月在南京北郊采集了大气PM_(2.5)样品,对其中的有机胺、主要水溶性离子、有机碳和元素碳进行了定量分析.共测定南京北郊大气PM_(2.5)中5种有机胺:甲胺、乙胺、二甲胺、三甲胺和苯胺.有机胺年平均总浓度为(54. 2±29. 2) ng·m~(-3),其中最丰富的物种为二甲胺[年均值:(20. 2±13. 7) ng·m~(-3)],其次为甲胺[年均值:(13. 1±6. 3)ng·m~(-3)]、三甲胺[年均值:(8. 6±4. 1) ng·m~(-3)]、乙胺[年均值:(6. 3±4. 1) ng·m~(-3)]和苯胺[年均值:(5. 9±3. 9) ng·m~(-3)],有机胺总浓度呈现出明显的季节变化,表现为夏季秋季春季冬季.污染天有机胺的浓度大于清洁天,主要是受大气颗粒物酸性影响大气有机胺气/粒转换所致,并且大气颗粒物酸性也是导致夏季高温条件下颗粒态有机胺仍高于其它季节的另一原因.在新粒子生长天,发现有机胺的浓度会有所增加. PMF法溯源结果显示南京北郊大气PM_(2.5)中主要有6种有机胺排放源:即工业源、农业源、生物质燃烧、机动车排放、二次源和道路扬尘.其中甲胺、乙胺主要来源于二次源和机动车排放;二甲胺、三甲胺主要来源于生物质燃烧、二次源和机动车排放;苯胺主要来源于工业排放和生物质燃烧.有机胺的来源具有显著的季节差异,春季秋季道路扬尘源占比较高,夏季二次源为有机胺主要的污染源,冬季机动车排放源和生物质燃烧源有一定提升.而有机胺的昼夜差异并不明显,二次源、机动车排放源以及生物质燃烧源是3个主要影响因素.     

地下水氮污染原位修复缓释碳源材料的研发与物化-生境协同特性

地下水流速及物质间反应均处于缓慢状态,因此向地下水环境中投加的修复材料应具有缓释性.本研究针对浅层地下水特性及氮赋存特征,以农业废弃物和零价铁(Fe0)为基料,耦合生物、化学反应,开展具有物化-生境协同作用的缓释碳源材料的研发和性能研究.所研发材料具有内核和外壳双层结构.内核为修复基质层,由农业废弃物与Fe0等原料组成.其中,农业废弃物提供微生物所需碳源,Fe0还原水体中硝酸盐氮及DO,快速脱氮并促进厌氧环境形成.外壳为溶质运移渗透层,由原生矿物等组成,可包覆内核材料,减缓内核碳源释放、吸附二次污染物.材料物理测试显示,其内核均匀交联,外壳呈明显均匀孔隙结构(SEM),颗粒强度高达每颗80~105 N,具有良好的机械抗压性;材料密度最低可达1.1 g·cm~(-3),无水中漂浮现象;缓释实验表明,该材料具有良好的碳源缓释性,其总有机碳(TOC)释放量[Max:21~25 mg·(g·L)~(-1)]和速率[Max:0.185 mg·(g·L·d)~(-1)]始终呈现平稳状态,而农业废弃物释碳量[Max:53~75 mg·(g·L)~(-1)]及速率[Max:0.455mg·(g·L·d)~(-1)]波动较大.进一步功能基因丰度分析,材料浸出液有利于反硝化细菌代谢活动.脱氮和捕氧实验初期,该材料体系以Fe0化学脱氮为主,并降低水体DO,有利于反硝化进行;随后,生物反硝化占主导地位,材料脱氮率与其Fe0含量相关性变小,体系形成物化-生境协同脱氮途径.     

太原市小店污灌区地下水中多环芳烃与有机氯农药污染特征及分布规律

污水灌溉在华北水资源匮乏地区得到广泛应用,但却可能会将有机污染物引入地下水.为查明有机污染物在污灌区地下水中的污染现状,本文选取山西省小店污灌区为研究区,采集了16个地下水样品(浅层水样品13个,深层水样品3个),利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分析了多环芳烃(PAHs)的含量、利用气相色谱-电子捕获器(GC-ECD)分析了有机氯农药(OCPs)的含量.结果表明,研究区地下水中PAHs的浓度范围为13.98~505.89 ng·L-1,平均浓度为115.67 ng·L-1,以2~3环的低环芳烃为主,萘和菲的检出率最高;OCPs的浓度范围为13.91~103.23 ng·L-1,平均浓度为40.99 ng·L-1,检出率最高的为α-六六六、δ-六六六、2,4-滴滴滴、艾氏剂、硫丹硫酸酯、六氯苯.总体来看,深层水的有机污染物浓度明显低于浅层水;各水渠附近地下水中有机污染物浓度顺序为:东干渠北张退水渠太榆退水渠,显示地下水水质受到污水灌溉的影响.     

凹凸棒石的表面修饰及对水中Cr（Ⅵ）吸附动力学和热力学的研究

以壳聚糖为生物质碳源,采用一步水热碳化法对凹凸棒石表面进行有机修饰,并采用扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、元素分析(EA)、X光电子能谱(XPS)、Zeta电势分析、热重分析(TGA)等对改性凹凸棒石进行表征分析.同时,通过静态吸附实验,研究了改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)吸附去除的性能,考察了温度对吸附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.结果表明,改性凹凸棒石表面富含含氧基团和氨基等活性基团;对总铬的吸附行为符合准二级动力学方程;表观吸附活化能为13.4 k J·mol~(-1),表明既有静电吸附,也有配位吸附,且以静电吸附为主;对总铬的吸附等温线符合Langmuir方程.在温度为298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为203.3、232.6、267.4和322.6 mg·g~(-1),说明改性凹凸棒石是一种新型环保高性能的除铬材料.在研究的温度范围内,ΔH~0为19.8 k J·mol~(-1),ΔG~0为-19.5~-23.7 k J·mol~(-1),ΔS~0为72.1~131.8 J·mol~(-1)·K~(-1),表明该吸附是一吸热的、自发的、熵增过程.