光催化与生物膜直接耦合降解4-氟苯酚废水

为了实现4-氟苯酚（4-FP）废水的快速持续降解,本文构建了光催化与生物膜直接耦合系统.该耦合系统由N掺杂TiO₂涂覆光催化光纤束、生物膜、核孔膜和紫外-可见LED光源构成.实验研究了单独光催化、单独微藻生物膜及光催化-生物膜耦合3种体系对4-FP的降解性能.研究发现：光催化系统降解4-FP速率慢、脱氟效率低,12h内降解率为94.3%,脱氟率仅为24.7%.微藻生物膜在第一个周期内对4-FP的降解性能高于单独光催化,10h内降解率达到98.9%,脱氟率达到90.9%,但3个周期后4-FP降解率降低至75.5%,脱氟率降低至69.5%.在耦合系统中,生物膜中微生物种群发生了自适应调整,富集了大量的红球菌、假单胞菌和无色杆菌,导致了光催化、生物降解及光合作用三者亲密协作,实现了4-FP快速持续地降解,运行12个周期后,5h即可将4-FP完全降解,同时溶解有机碳及脱氟率分别达到89.4%和78.3%.     

玻璃膜载Fe~(3+)/TiO_2的制备及其光催化活性研究

采用溶胶-凝胶法制备了稳定的涂膜Fe3+/TiO2溶胶,通过浸渍-提拉法分别制备了Fe3+/TiO2玻璃负载薄膜,讨论了分散剂加入量、提拉速度对成膜质量的影响,并对所制薄膜进行了结构分析,通过降解4-氟苯甲酸溶液初步研究了其光催化活性。     

几种氯代苯甲酸的生物可降解性及其动力学

2 ,4-二氯苯甲酸、4-氯苯甲酸、3-氯苯甲酸、2 -氯苯甲酸经过污泥的驯化作用可以达到降解 ,但是不同的接种污泥对相同的底物达到同样的降解效果所需的驯化时间不同 ,经 9d驯化的膜生物反应器中的污泥即具有经 2 8d驯化的一般活性污泥相当的降解活性 ,但 4种氯代苯甲酸的生物可降解性次序是一定的 :2 ,4-二氯苯甲酸 >4-氯苯甲酸 >3-氯苯甲酸 >2 -氯苯甲酸 ,不随污泥的驯化期及接种污泥而改变 .降解动力学研究表明 ,这 4种氯代苯甲酸在不同的污泥驯化期其降解动力学模式不同 ,在驯化初期底物的降解符合零级反应 ,在驯化后期符合一级反应 .     

纳米TiO2薄膜光催化降解2,4-二氯酚的动力学研究

以主波长为365nm的紫外光灯为光源，纳米TiO2薄膜为光催化剂，研究了2，4-二氯酚光催化降解的产物及Cl^-对2，4-二氯酚光催化反应动力学的影响，并进一步探讨了Cl对2，4-二氯酚光解影响的机理，2，4-二氯酚可以经光催化氧化被彻底矿化，结合外加Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的影响和L-H反应动力学分析，可以认为Cl^-对2，4-二氯酚光催化降解的抑制作用，是由于Cl^-与2，4-二氯酚在TiO2表面竞争同一活性位点所致。因此，当光催化反应进行到Cl^-在TiO2表面竞争性吸附较强时，在反应动力学方程中必须考虑Cl^-的竞争性作用。     

环境化学

X132《众力tX)11苯甲酸类光催化降解和经基自由基反应的关系/张彭义…(清华大学环境科学与工程系,环境模拟与污染控制国家重点联合实验室)刀中国环境科学/中国环境科学学会一1999,19(3)一193一1% 环图X一58 研究了13种苯甲酸类化合物在固定膜平板反应器中的光催化降解,探讨了光降解速率与化合物结构之间的定量关系(QsAR),同时分析了苯甲酸类化合物和控基自由基反应的速率常数与结构的关系。结果表明,Hammett常数(。)和摩尔对数溶解度(l爵)是影响苯甲酸类光降解速率lgK的重要因素,其定量关系式为:I薛二一。.3的。 0.125坛S一2.612,苯甲酸…     

苯甲酸类光催化降解和羟基自由基反应的关系

研究了13种苯甲酸类化合物在固定膜平板反应器中的光催化降解,探讨了光降解速率与化合物结构之间的定量关系（QSAR）,同时分析了苯甲酸类化合物和羟基自由基反应的速率常数与结构的关系结果表明,Hammett常数（σ）和摩尔对数溶解度（lgS）是影响本甲酸类光降解速率lgK的重要因素,其定量关系式为：lgK＝-0．309σ＋0.125lgS－2.612,苯甲酸类与羟基自由基反应的定量关系式为lgK_OH＝－0.414σ＋9．816,证实了羟基自由基在本甲酸类光催化过程中的重要作用.     

二氧化钛光催化降解双酚AF研究

系统研究了双酚AF在二氧化钛溶液中的光催化降解行为。就溶解氧、二氧化钛投加量、氟离子浓度和双酚AF的初始浓度等因素对双酚AF降解的影响进行了详细讨论。研究重点是双酚AF的降解动力学以及在降解过程中所产生的氟离子浓度。当双酚AF的初始浓度是40μmol/L时,经过540 min的光催化降解,反应体系的总有机碳去除率超过97%,此时溶液中氟离子的浓度为0.98 mg/L。双酚AF在二氧化钛溶液中的降解符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型,其降解动力学常数是1.21μmol/(L·min)。结果表明,二氧化钛光催化可以有效的去除双酚AF,并且不产生其它二次污染物。     

Fe3+、Ce3+掺杂TiO2光催化降解气相二苯并呋喃

以气相二苯并呋喃为研究对象,考察了在TiO2、Ce3+/TiO2和Fe3+/TiO2 3种不同光催化剂作用下,反应物初始浓度、湿度、气体循环速率和光强等因素对间歇式光催化反应速率的影响,并建立了估算和测定二苯并呋喃光催化反应常数和Langmuir吸附常数的数学模型和方法.结果表明,Fe3+和Ce3+掺杂修饰TiO2光催化剂后,提高了对二苯并呋喃的光催化降解活性,其中Fe3+/TiO2光催化活性最高;随着二苯并呋喃初始浓度的增大,其光催化降解速率也随之增大;适量的水蒸气存在可以促进二苯并呋喃的降解,但当水蒸气过量后,反而阻碍二苯并呋喃光催化降解;随着气体循环速率加快和光强的增大,二苯并呋喃光催化降解初始速率也随之增大;TiO2、Ce3+/TiO2和Fe3+/TiO2光催化降解二苯并呋喃反应速率常数k分别为34.54×10-5、36.23×10-5和37.95×10-4mg.(min.m2)-1.     

苯甲酸类物质的光催化降解及其QSAR

研究了１３种苯甲酸类化合物在固定膜平板型反应器中的光催化降解。首先用紫外辐射法将粉末二氧化钛固定在平板上；并研究了苯甲酸化合物在此平板上的光催化降解，考察了固定催伦剂下污染物的降解动力学，以及不同取代基团和取代位置对光降解速率的定性影响；最后探讨了苯甲酸物质光降解速率与其结构的定量关系。     

MWNTs/TiO2对典型氯苯类化合物的光催化降解研究

研究复合光催化剂MWNTs/TiO2对典型氯苯类有机化合物光催化降解动力学及主要光降解路径.结果表明,同一初始浓度和相同光催化降解实验条件下,60min时典型氯苯类有机化合物的光降解率均达到90%以上.其中六氯苯和五氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0664h-1和0.0670h-1,其大小明显高于其它氯苯类化合物.1,二氯苯的光催化降解反应速率常数仅为0.0430h4--1,在典型氯苯类化合物中最小.三氯苯的3种同分异构体——1,3-三氯苯、24-三氯苯和1,5-三氯苯的光催化降解速率常数分别为0.0547h2,1,,3,-1、0445h0.-1和0.0439h-1.六氯苯的主要光催化降解路径为:HCB→PeCB→1,2,3,5-TeCB→1,2,4-TCB→1,4-DCB.     

不同基质负载的TiO2薄膜光催化性能的比较

采用溶胶凝胶法制备出纳米TiO2粉末、ITO导电玻璃和普通玻璃负载的纳米TiO2薄膜光催化刺。通过对乙酸的降解实验表明：镀膜4次的TiO2／ITO薄膜的催化活性大约是TiO2／giass薄膜的2倍,与等负载量的TiO2粉末相比也具有较高的光催化活性。使用10次后,TiO2／ITO薄膜和TiO2／glass薄膜的光催化活性分别降低了25％和12％。但经再生后,催化活性可恢复至90％左右。     

漂珠为载体TiO_2/SiO_2膜的制备及性能研究

以漂珠为载体,探索采用液相沉积法制备TiO2/SiO2膜最佳条件。在自制的光催化反应器中,在相同的条件下,以酸性嫩黄和难处理的焦化废水为目标降解物,做了TiO2/SiO2和TiO2两种膜的光催化氧化对比试验。结果表明,与单一TiO2膜比较,以漂珠为载体,采用液相沉积法制备的TiO2/SiO2改性膜具有较高的光催化氧化性能。     

吸附过程中流场分布对液膜扩散传质影响模型的研究

在总结流场条件影响吸附传质过程的同时,提出了流场分布影响液膜扩散传质的物理模型,指出不同的流场分布,液膜厚度变化不同,传质阻力也就不同,从而导致传质效果的不同. 通过对传质方程中流速的物理意义进行重新定义,同时引入流场效应系数(Z),对传统的液膜扩散控制传质模型进行了修正,使模型中参数的物理意义更明确,并用13X沸石对Ca2＋的吸附实验验证了该模型的合理性. 结果表明,13X沸石对Ca2＋的吸附传质效率与搅拌转速和叶片大小成正比,即与流场分布密切相关,其中流场分布比较规则的二次流场吸附传质效率最高;此外初始ρ(Ca2＋)越高,传质越快,吸附效果越好,但流场分布影响越小,归结原因是此时传质动力的影响占据主导作用,超过了液膜阻力的影响,进而掩盖了流场分布对传质的影响.      

不同类型降解地膜的热解特性及热动力学研究

采用差热分析 (DTA)法分析 1种普通地膜和 3种可降解地膜的组成 ,并对地膜的热解过程进行热动力学研究 .结果表明 ,4种地膜的差热曲线有许多相似 ,但也略有差异 ,说明降解膜与普通膜的基本组分相同 ,而添加组分不同 .各地膜热解的反应级数约为 0 93.各地膜热解活化能和指前因子的大小顺序均为 :普通膜 >光降解膜 >光钙型降解膜 >生物降解膜 .     

聚乙烯残膜破碎过程对土壤水分入渗的影响

为探究残膜-微塑料破碎过程对土壤水分入渗能力的影响,通过室内土柱试验,设置5组残膜-微塑料比例（100%~0,75%~25%,50%~50%,25%~75%,0~100%）来模拟不同的残膜破碎程度,研究了残膜-微塑料破碎对湿润锋运移和累积入渗量的影响,并评价了主要入渗模型在不同破碎程度土壤中的适用性.结果表明,湿润锋运移速率和累积入渗量随着残膜-微塑料破碎程度的增大而增大,当入渗时间为300min时,残膜完全破碎组（T4）较未破碎组（CK）的湿润锋运移距离增大48.72%（P<0.05）,累积入渗量增大46.77%.随着残膜破碎程度的增大,各模型拟合效率呈现上升的趋势.湿润锋推进模型的参数B随着残膜破碎程度的增大呈现增大的趋势.Kostiakov模型的参数a,Philip模型中的参数S和C随残膜破碎程度增大而增大.总体上,Kostiakov模型对土壤累计入渗量的模拟效果优于Philip模型.本研究可为残膜污染土壤的水分入渗规律和模拟研究提供参考.     

多孔氧化铝层制备的研究

采用预腐蚀与交流腐蚀相结合的方法．研究了多孔氧化铝层的制备工艺．探讨了制备工艺中各步骤的作用以及影响因素。利用扫描电镜，研究了多孔氧化铝层制备工艺对铝箔微观形貌的影响。研究表明．交流腐蚀工艺对铝箔表面微观形貌的改变作用最明显。一次后处理后铝箔表面蚀孔变密．氧化膜的结构更加疏松细腻。二次后处理，调整和热处理等步骤对铝箔表面的微观形貌影响不大。     

铝合金表面铈转化膜的生长与耐蚀性

将6063铝合金试样用10g／LCe（NO3）3·6H2O处理1min-24h,采用增重实验、盐雾试验和全浸腐蚀试验研究了铈转化膜的生长和耐蚀性能。结果表明,在初期试样增重随成膜时间线性增加,15min后增重变缓,30min后波动下降。转化膜的耐蚀性能受膜厚和裂纹联合控制,成膜时间在30min内,随成膜时间增加,耐蚀能力增加;30min后由于膜层开裂渐成主导控制因素,随成膜时间增加耐蚀性下降。     

铝合金表面阳极化层环境损伤失效行为研究

目的研究7B04铝合金硫酸阳极化层环境作用下的失效行为,分析单独盐雾试验和环境谱作用下阳极化层的损伤行为和影响因素。方法通过中性盐雾试验和环境谱周期性试验(盐雾试验+温度试验)研究了硫酸阳极化层在不同腐蚀时间或不同腐蚀周期下的腐蚀损伤变化过程,并采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了不同腐蚀时间下或不同腐蚀周期下的表面形貌,结合有限元方法研究了阳极化层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的热应力,定量分析了热应力对阳极化层失效行为的影响。结果经历中性盐雾试验和环境谱试验的硫酸阳极化层损伤失效现象是不一样的,中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要呈鼓起开裂失效,而环境谱试验中硫酸阳极化层以开裂剥落失效为主。结论中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要是腐蚀介质通过表面微孔进入基体,导致基体腐蚀阳极化层鼓起,而环境谱试验因温度作用产生的热应力引起了硫酸阳极化层的开裂,形成了腐蚀介质进入基体的通道,引起阳极化层的剥落。     

阴极极化对金属电极表面微生物膜的影响

阴极极化对不锈钢表面微生物膜的附着有一定的影响,通过 荧光显微镜记数和细菌双染色方法(AO+PI),对在不同电位下极 化过的不锈钢表面进行了观察,同时做了对比实验。实验证明在一 定的范围内(-800mV~-1000mV),阴极极化对微生物向洁净金属 表面的附着有一定的抑制作用,但是对已经附着的微生物膜不能 够起到脱除或完全杀灭作用,只能杀死靠近金属表面的微生物。通 过模拟膜实验,从侧面证明了只有微生物膜附着而无生物活性时, 钝性金属的开路电位不会发生正移。