高能辐射去除饮用水中邻苯二甲酸酯的影响因素

为提高高能辐射去除邻苯二甲酸脂类化合物(PAEs)的能效,研究了辐射去除的主要影响因素:剂量、射线类型、初始浓度、气氛、pH值、共存物质以及PAE类型(邻苯二甲酸二甲酯,DMP;邻苯二甲酸二乙酯,DEP;邻苯二甲酸二丁酯,DBP).以DMP为研究对象,辐照功效(GD)随PAEs初始浓度增加而增加,但随吸收剂量的增加而下降;辐照存在剂量率效应,在同等剂量下,g 辐照比EB辐照能量利用率更高.不同气氛条件下辐照降解效率顺序为:充O2>饱和空气>充N2;在本试验浓度下,辐射降解的最适初始 pH值是5~10,较低或较高pH值都会降低去除效率;水中阴离子抑制剂存在会降低去除效果.不同类型PAEs辐照去除效率大小依次为DMP,DEP,DBP.     

Fe-Mn-Ni-Si四元合金中辐照缺陷对辐照硬化的贡献

目的 研究Fe-Mn-Ni-Si四元合金在350℃下受到离子辐照后产生的辐照缺陷对于辐照硬化的贡献.方法 对辐照前后样品进行纳米压痕测试,获得硬度增量来衡量辐照硬化;再通过三维原子探针及透射电镜等表征手段,获得样品辐照后产生的团簇的数量密度、体积分数、团簇尺寸、位错环密度、位错环尺寸大小等微观结构信息;结合Disper...     

氰化钠溶液的电子束辐照降解

研究了利用电子束辐照降解氰化钠水溶液的效果.分别考察了CN-初始浓度、溶解氧浓度、辐照剂量率对 CN-降解效果的影响.采用总有机碳(TOC)分析仪、离子色谱仪(IC)、紫外分光光度计等分析了 CN-在不同实验条件下的辐照降解产物.实验结果表明,电子束能有效降解水溶液中的 CN-,较低的 CN-初始浓度,较高的辐照剂量,较高的溶解氧浓度以及较低的辐照剂量率能够提高CN-降解效率.CN-辐照后转化为 NH3、NO3-、NO2-、碳酸盐和有机物.     

g 辐照预处理促进剩余污泥发酵产氢的研究

为降低能耗,提高辐照技术的经济性,探讨了在0~9.5kGy范围内,γ辐照剂量对生活污水处理厂二沉池剩余污泥中耗氢菌的抑制效果和对发酵产氢的影响,建立了描述发酵产氢过程及辐照影响的动力学模型.结果表明,γ辐照剂量从0增加至9.5kGy时,污泥溶解率从0增加至4%,上清液中可检测出一定的蛋白质和多糖等物质,其中蛋白质中的氮素占溶出总氮素的90%,表明较低剂量辐照即对污泥菌体造成较明显的破解,这可在一定程度上抑制无法形成芽孢的耗氢菌活性;与之相对应的是污泥发酵产氢能力的明显提升,以葡萄糖为底物(1.0g/L),在35℃和初始pH值为7.0时,当辐射剂量仅为0.5kGy时,累积产氢量即比未辐照时有70%的提升,进一步增加辐照剂量至5kGy,累计产氢量和产氢得率均继续增长且达到最大值,分别为240mL/g葡萄糖和1.93mLH2/mol葡萄糖(发酵液的污泥量达2.0g VSS/L);此后,污泥发酵产氢能力随辐射剂量的增加而降低.修正的Logistic模型能很好地描述本研究中累积产氢量随时间的变化规律,而修正的Han-Levenspiel模型能很好地描述辐照剂量对平均产氢速率的影响.     

温湿度和光强对水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化氮氧化物的影响

研究了路面水泥基材料负载纳米TiO2光催化氧化汽车尾气中氮氧化物过程中湿度、温度和光强对催化反应的影响．试验和分析结果表明，光催化氧化效率随湿度增加而急剧下降；当NO2浓度较低时，光辐照强度对光催化氧化效率的影响不显；NO2浓度较高时，随着光辐照强度的增强，光催化氧化效率呈现出上升趋势，在太阳光的照射下或在室内较弱紫外光照射下都具有良好的光催化氧化作用．在0～25℃的温度范围内，光催化氧化效率随温度升高而提高，而在25～60℃范围内温度的影响并不显。     

核电材料辐照损伤的多尺度高通量计算模拟

反应堆压力容器用钢等核电材料在持续服役中,由于中子辐照造成其内部缺陷不断累积,致使材料组织结构损伤、性能劣化,对核电安全运行形成潜在威胁。多尺度计算模拟是探索辐照缺陷演化机理的有效手段,结合等效缺陷结构理论,有望实现核电材料服役行为的高效评价与预测。文中综述了多尺度计算模拟在核电材料辐照缺陷演化相关研究领域的进展,并对缺陷结构的多尺度演化本质及相应的多尺度高通量计算模拟方法进行了分析讨论。结果表明,通过缺陷结构特征能量等效传递的方法可以实现从第一性原理计算到缺陷扩散反应动力学等高通量计算模拟的跨尺度耦合;通过多尺度高通量计算模拟得到的缺陷演化热力学和动力学数据,可以搭建用于预测核电材料长期服役行为的材料基因工程数据库;在材料缺陷结构特征能量-组织结构-性能关联性探讨基础上,应用高通量计算模拟,辅以高通量实验数据验证,有望建立基于材料基因组结构能的服役安全工程模型。     

DSA 机房内 X 射线辐射剂量率监测结果分析

通过对DSA不同工况下、不同位置X射线辐射空气吸收剂量率监测分析,揭示剂量分布较高区域和位置,并就监测结果结合瞬时测量值的仪器响应时间修正计算,对DSA机房及周围环境进行分析,为DSA机房内手术医护人员剂量估算、辐射防护评价与辐射防护管理提供参考。     

原子氧对不锈钢的作用

目的研究空间原子氧辐照对不锈钢性能的影响。方法将不锈钢试样置于束流密度为2.5×10~(16)atoms/(cm~2·s)的原子氧束中进行辐照试验,最长辐照时间为300 min。研究随辐照时间增加,试样质量、光学性能、接触角、耐磨性能、耐腐蚀性能的变化。结果原子氧辐照后,不锈钢表面生成氧化物质量增加;随辐照时间增加,试样光谱反射系数呈下降趋势,太阳吸收比增加;原子氧作用导致不锈钢接触角增大,耐磨性能提高,耐腐蚀性能下降。结论得到的不锈钢原子氧环境效应数据,可为其在低轨航天器上的应用提供理论基础。     

不同能量电子辐照下星用瑞侃导线性能退化研究

目的研究卫星上外露导线在空间辐射环境下的耐受能力。方法通过分析GEO轨道下在轨10年航天器外露瑞侃导线的辐照环境,研究低能和高能电子对导线性能的影响,地面模拟试验参数选择能量分别为45 keV和1 MeV,注量率均为8.3×10^10 e/(cm^2·s),总注量均为2×10^16 e/cm^2。考察瑞侃导线力学性能(断裂伸长率、拉伸强度)和电性能(击穿电压)的退化情况,并用XPS和SEM测试分析手段,对其电子辐照损伤机理进行研究。结果在不同能量电子辐照下,瑞侃导线的力学性能均略有下降,没有显著区别,而电学性能严重退化,且低能电子较高能电子对其电学性能影响更为严重,其击穿电压分别下降了100%和50%。结论通过剂量-深度分布计算,45 keV入射电子能量全部沉积在样品表层下数微米的深度范围内,完全被导线外皮吸收,对样品的损伤较大;而1 MeV入射电子能量绝大部分穿透表皮沉积在样品铜芯中,因而其性能退化情况相对低能电子较小。进一步的,通过SEM和XPS测试和分析发现,电子辐照造成瑞侃导线分子链降解,形成自由基以及气体,自由基的再交联是造成瑞侃导线损伤的重要机理。     

金属铜原子氧效应研究

目的获取金属铜空间原子氧环境适应性数据,提升材料空间环境适应性设计水平。方法将金属铜样品置于射频源原子氧辐照面积内开展原子氧辐照试验,束流密度为2.5×1016/(cm2·s),最长辐照时间为300 min。研究随辐照时间增加样品表面成分、形貌以及性能的变化。结果原子氧辐照后,金属铜表面变得粗糙,300 min辐照样品出现了氧化层脱落现象;随辐照时间增加,样品质量呈增加趋势,300 min辐照样品质量增加0.035 mg;试验后样品太阳吸收比升高最大值达0.07,光谱反射系数下降;原子氧作用导致金属铜表面疏水性能提高,摩擦磨损性能下降。结论得到了金属铜原子氧环境效应数据,可为航天器空间环境效应防护设计提供技术支撑。     

Visible light induced photodegradation of organic pollutants on nitrogen and fluorine co-doped TiO2 photocatalyst

The nitrogen and fluorine co-doped TiO2 polycrystalline powder was synthesized by calcinations of the hydrolysis product of tetrabutyl titanate with ammonium fluoride. Nitrogen and fluorine co-doping causes the absorption edge of TiO2 to shift to a lower energy region.The photocatalytic activity of co-doped TiO2 with anatase phases was found to be 2.4 times higher than that of the commercial TiO2 photocatalyst Degussa P‘25 for phenol decomposition under visible light irradiation. The co-doped TiO2 powders only contain anatase phases even at 1000%. Apparently, ammonium fluoride added retarded phase transformation of the TiO2 powders from anatase to futile.The substitutional fluorine and interstitial nitrogen atoms in co-doped TiO2 polycrystalline powder were responsible for the vis light response and caused the absorption edge of TiO2 to shift to a lower energy region.     

Mineralogical characteristics and photocatalytic properties of natural sphalerite from China

Different natural sphalerites have a range of photocatalytic properties that can potentially be exploited for environmental remediation purposes. To develop value in the exploitation of sphalerite, samples were collected from 19 ore deposits in China and characterized for their mineralogical and photocatalytic properties. X-ray diffraction (XRD) and electron probe micro analysis (EPMA) measurements indicated that all the natural sphalerites from various localities crystallized in cubic phases with various chemical compositions. The substitution of Fe for Zn ranged from 0.235% to 14.826% by weight, Mn from 0.004% to 4.868%, Cu from 0.009% to 5.529% and Cd from 0.133% to 1.576%. As Fe became more abundant, the color of natural sphalerite darkened, becoming almost black; and higher Fe content was associated with stronger visible light absorption. Photoluminescence spectra showed emission mainly related to S-vacancies and progressively decreasing fluorescence intensity with increasing Fe content. Tests of the photocatalytic degradation of methyl orange indicated that the sample with the highest Cd content but moderate Fe content had the highest photocatalytic activity. Specifically, the degradation of Methyl Orange (30 mg/L) attained 82.11% efficiency under visible light irradiation for 4 hr of natural sphalerite with 4.262% Fe and 1.576% Cd. Overall, the Fe content in sphalerite was found to contribute to the visible light absorption ability and the recombination rate of photo-generated electrons and holes, while substitution by Cd was observed to have a greater effect on the photocatalytic properties. These findings provide a scientific basis for the profitable utilization of base metal resources like sphalerite.     

紫外线对铜绿微囊藻的抑制效果及特性研究

采用紫外平行光仪辐照方法,研究紫外线对"水华"蓝藻中常见的铜绿微囊藻生长的抑制效果,并探讨紫外线对藻沉降性能、叶绿素、藻胆蛋白的影响,以及藻生长光照条件对紫外线抑藻效果的影响.结果表明,紫外线对铜绿微囊藻的生长具有显著抑制作用,150 mJ/cm<'2>紫外剂量下,藻细胞个数被控制于初始水平,藻生长受抑制,如增加紫外剂...     

济南市大气颗粒物背景值确定方法

城市大气颗粒物背景值的确定能够为制订城市大气颗粒物污染防治目标提供重要基础支撑,探索大气颗粒物背景值确定方法对于大气污染防治具有重要意义.以济南市清洁对照点跑马岭监测数据为基础,直接采用概率密度法计算得到的ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）背景值范围分别是100~110和40~50 μg/m3.综合应用空气质量模型模拟法和概率密度法,提出基于数值模拟的城市大气颗粒物环境背景值确定方法,并在此基础上确定了济南市大气颗粒物背景值.结果表明:济南市ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）背景值范围分别是30~35和15~20 μg/m3,其中ρ（PM₁₀）环境背景值秋季（40~45 μg/m3）最高、夏季（25~30 μg/m3）最低;ρ（PM_2.5）环境背景值秋季（25~30 μg/m3）最高、冬季（10~15 μg/m3）最低.研究显示,基于数值模拟计算得到的颗粒物背景值明显低于直接采用概率密度法得到的结果,表明跑马岭受人为因素影响明显,监测结果已不能完全代表济南市大气颗粒物背景值水平;而数值模拟法可以完全剔除了人为源的贡献,计算得到较为准确的ρ（PM₁₀）和ρ（PM_2.5）背景值.      

Synergistic effect of N- and F-codoping on the structure and photocatalytic performance of TiO2

Three types of TiO₂ nanostructures were synthesized via a facile hydrolysis method at 195 °C. Effects of the preparation method and doping with N and F on the crystal structure and photocatalytic performance of TiO₂ were investigated. The nanomaterials were characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, Brunauer–Emmett–Teller porosimetry, ultraviolet–visible diffuse reflectance spectroscopy and fluorescent emission spectra. Their photo-catalytic activity was examined by the photodegradation of methylene blue in aqueous solution under both ultra-violet and visible light irradiation. The results show that nitrogen and fluorine co-doped anatase TiO₂ had the characteristics of a smaller crystalline size, broader light absorption spectrum and lower charge recombination than pure TiO₂. Most importantly, more efficient photocatalytic activity under both ultra-violet and visible light was observed. The obtained N–F-TiO₂ nanomaterial shows considerable potential for water treatment under sunlight irradiation.     

三峡库区典型消落带土壤及沉积物中溶解性有机质(DOM)的紫外-可见光谱特征

溶解性有机质(DOM)是陆地生态系统的重要组成部分,在环境地球化学中扮演着重要角色.在测定三峡库区典型消落带土壤及沉积物DOM的紫外-可见光谱基础上,通过特征参数及光谱模型来获取DOM的地化特征和信息.紫外-可见光谱特征参数表明土壤DOM的芳香性、疏水组分及腐殖化程度都明显低于上层沉积物,与高程和土地利用类型无关;而所选择的4种吸收光谱模型中以模型2为最优.同时,不同模型和不同拟合波段均对DOM光谱曲线斜率(S)有影响:S值随波长增加而减小;而不同波段S值相关性存在差异,表明各波段S值仅反映DOM部分信息,而非全部.此外,特征斜率之比(SR)反映出表层沉积物所受降解程度(光漂白或生物降解)小于土壤和往年沉积物,其芳香性更高,分子量更大,参与降解的反应活性也更大;这表明DOM越新鲜,其受到的光照和生物作用相对较小,降解潜力越大.     

含有多孔载体的环流曝气塔处理污水的研究

利用环流塔式曝气装置并且在曝气体系中投入聚亚氨酯载体以固定微生物,可以用来同时去除污水中的COD、氨氮和硝酸氮.在气速为0.117～0.156 m³/(min·m³)之间,实验装置对氨氮具有较高的去除效率;而当气速大于0.039 m³/(min·m³)时,COD可以在1h之内得到较完全的降解.研究了载体在整个体系中的填充率对COD和氮的脱除效果的影响,当载体填充率达到15%时,可以得到较高的COD和氨氮去除水平.通过实验确定了处理过程合适的温度范围在25℃左右.     

城市生活垃圾焚烧炉渣工程性质研究

本实验研究了上海市××垃圾焚烧发电厂炉渣工程性质,测试了原状炉渣及经几种规格方孔筛过筛后炉渣的粒径分布、物理组分、有机质含量、含水率、密度、吸水率和坚固性等指标。实验结果显示 :原状炉渣粒径分布均匀,含有一些大颗粒,物理组分复杂、强度高、坚固性好 ;与天然石料相比,含水率和吸水率高、密度小 ;过筛后炉渣的工程性质优于原状炉渣。同时讨论了生活垃圾焚烧炉渣用作公路基层集料的技术可行性,确定采用 2 6 5mm方孔筛过筛可以作为炉渣用作公路基层集料时的一种预处理方法     

氯消毒和紫外消毒对城市污水处理厂二沉池出水中粪大肠菌群耐药性的影响

为考察城市污水处理厂消毒方式对出水中细菌耐药性的影响,使用二沉池出水进行氯消毒和紫外消毒试验. 选择AMP(氨苄西林)、TET(盐酸四环素)、CIP(环丙沙星)和CHL(氯霉素)作为典型的抗生素,研究消毒前后粪大肠菌群耐药率的变化. 结果表明:当水中ρ(有效氯)在0~1.0mg/L范围内增加时,粪大肠菌群对AMP和CIP的耐药率都有所升高,而对TET的耐药率却呈下降趋势. 当使用1.0mg/L氯消毒之后,粪大肠菌群对AMP、TET、CIP、CHL的耐药率分别为35.1%、5.6%、62.3%、0. 粪大肠菌群对AMP、TET和CIP的耐药性在氯消毒后会逐渐恢复. 氯消毒后48h,粪大肠菌群对AMP、TET和CIP的耐药率均高于消毒前. 在较低的紫外辐照剂量 (约16mJ/cm2以下)范围内,随着紫外辐照剂量的升高,粪大肠菌群对多种抗生素的耐药率均有降低,而较高的紫外辐照剂量则可能导致粪大肠菌群耐药率升高.      

Understanding the multifunctionality in Cu-doped BiVO4 semiconductor photocatalyst

A visible light-induced, Cu-doped BiVO_4 photocatalyst was synthesized by a microwave hydrothermal method. The photocatalytic efficiency was investigated in the degradation of model water pollutants like Methylene Blue(dye) and ibuprofen(pharmaceuticals), as well as the inactivation of Escherichia coli(bacteria). The Cu-doped BiVO4 samples showed better efficiency than undoped BiVO_4, and the 1 wt.% Cu-doped BiVO_4 sample showed the best efficiency. The degradation of Methylene Blue reached 95%, while the degradation of ibuprofen reached 75%, and the inactivation of E. coli reached 85% in irradiation with visible light. The appearance of additional absorption band shoulders and widening of the optical absorption in the visible range makes the prepared powder an efficient visible light-driven photocatalyst. Moreover, the formation of an in-gap energy state just above the valance band as determined by density functional theory(DFT) first principle calculation, facilitates the wider optical absorption range of the doped system. Similarly, this in-gap energy state also acts as an electron trap, which is favorable for the efficient separation and photoexcited charge carriers' transfer process. The formation of oxygen vacancies due to doping also improved the separation of the charge carrier, which promoted the trapping of electrons and inhibited electron hole recombination, thus increasing the photocatalytic activity. No decrease in the efficiency of the 1 wt.% Cu-doped BiVO_4 photocatalyst in the degradation of ibuprofen over three consecutive cycles revealed the stability of the photocatalyst towards photocorrosion. These findings highlight the multifunctional applications of Cu-doped BiVO_4 in wastewater containing multiple pollutants.