Ti0.7W0.3O2@BiVO4 p-n复合异质结构界面光催化剂的制备及其可见光催化降解苯酚机理的研究

设计并制备了新型Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构界面光催化剂应用于可见光条件下降解模拟含苯酚污染物的废水.采用粉末X射线衍射（PXRD）、扫描电镜（SEM）、固体粉末紫外漫反射（DRS）及X射线光电子能谱（XPS）等技术表征了Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构界面的性状.结果显示BiVO₄纳米粒子均匀地分布在Ti_0.7W_0.3O₂纳米颗粒周围并构筑了稳定的p-n复合异质结构界面.Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构界面光催化剂具有更宽的可见光响应范围和更低的能带宽度.纯BiVO₄和Ti_0.7W_0.3O₂纳米颗粒的导带位置分别为-0.62 eV和0.56 eV.优化了Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构界面光催化剂降解苯酚的条件（即：pH值为4.5,催化剂用量为0.60 g·L^-1和苯酚初始浓度95 mg·L^-1）,质量分数为5%Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄表现出最高的苯酚催化活性且初始降解速率常数（k）为0.01137 min^-1.6次连续光催化降解苯酚后,Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构表现出良好的稳定性和可循环使用性.自由基捕获结果说明3种自由基均参加了苯酚的光催化降解过程中,且氧化能力由强到弱顺序为：羟自由基（·OH^-） > 过氧化物自由基阴离子（·O^2-） > 光生空穴（h⁺）.总有机碳结果表明苯酚在降解的过程中是先产生了中间降解产物,最后这些中间产物再矿化为无机的CO₂和H₂O.利用对苯二甲酸（TA）荧光探针证明了Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构界面光催化剂降解苯酚为羟自由基（·OH^-）机理反应;同时,利用紫外-可见光谱（UV-Vis）和高效液相色谱-质谱联用技术（HPLC-MS）探究了苯酚的中间降解产物,推测了苯酚在Ti_0.7W_0.3O₂/BiVO₄ p-n复合异质结构界面上可能的降解机理.     

TiO2/Ti光电极电助光催化降解甲草胺的研究

采用阳极氧化法制备了TiO₂/Ti光电极,并通过电助光催化的方法研究了恒电流法和恒电压法对甲草胺的降解效率.实验证实了在光催化和电催化之间存在协同效应,反应溶液中加入Na₂SO₄电解质后,SO₄^2-可以被价带空穴氧化成强氧化性的S₂O₈^2-,继而可以氧化处理物质,提高甲草胺的降解效率.实验结果表明：甲草胺在羟基自由基的作用下通过羟基化作用和脱烷作用,发生断键、开环等一系列的氧化还原反应,最终生成CO₂和H₂O等无机小分子物质.     

碱/抗坏血酸活化分子氧氧化水中As（III）

研究了碱/抗坏血酸（H₂A）活化分子氧体系（碱/H₂A体系）氧化水中三价砷（As（III））的过程与机理.考察了pH、H₂A浓度、As（III）初始浓度、水中常见阴离子（Cl^-、NO₃^-、HCO₃^-）和有机质富里酸对As（III）氧化效率的影响,通过自由基抑制实验及电子自旋共振（ESR）鉴定了体系中的活性氧物质（ROS）,并采用液相色谱-质谱分析技术鉴定了H₂A的降解产物.结果表明,在pH=9~12范围内,pH值越高,As（III）氧化速率越快;pH=10条件下,随着H₂A浓度从0.05 mmol·L^-1增加到1 mmol·L^-1,反应1 h后,As（III）氧化率从24%增加至92%.机理研究结果表明,H₂O₂是碱/H₂A活化分子氧体系中氧化As（III）的主要ROS,它主要来自碱性条件下H₂A与分子氧的单电子或双电子反应,同时,体系中H₂A也发生了氧化性降解.碱/H₂A体系可用于含砷废水的预处理,并与离子交换吸附方法联合,实现高效除砷.     

磁性CeO2-Fe3O4复合材料光催化/吸附去除水中As(III)

原水砷污染问题严重威胁饮用水水质安全,随着生活饮用水标准的提高,致使多地饮用水中砷超标问题突显.本研究利用CeO₂半导体的光催化活性及CeO₂和Fe₃O₄对As（V）的强亲和力,合成了双组份磁性CeO₂-Fe₃O₄复合材料,并采用SEM、XRD、BET和VSM等手段进行表征,考察复合材料的光催化/吸附除砷效果;研究了初始pH值、共存离子等因素对吸附除砷效果的影响;采用等温吸附模型、吸附动力学模型等手段进行吸附特性研究.实验结果表明,在光催化过程中,·OH和·O₂^-为主要的活性氧化物种.在紫外照射下,As（Ⅲ）能完全被氧化为毒性较低的As（V）,同时将As（V）高效吸附于CeO₂-Fe₃O₄粒子表面.在中性条件下,CeO₂-Fe₃O₄粒子对砷的饱和吸附量为122.19 mg·g^-1.共存离子Cl^-和SO₄^2-对As（V）的吸附没有显著影响,而CO₃^2-、SiO₃^2-和PO₄^3-与As（V）存在明显的竞争吸附,使As（V）的吸附去除效果明显降低.吸附动力学和吸附等温线模拟分别符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温线,表明As（V）的吸附以化学吸附为主导.CeO₂-Fe₃O₄复合吸附剂可快速实现固液分离,容易再生且重复利用性较好,具有广泛的应用前景.     

MnFe2O4磁性纳米棒非均相Fenton催化降解水中四环素的研究

采用水热合成法成功制备出MnFe₂O₄磁性纳米棒（s-MnFe₂O₄）,并考察了商品化的Fe₃O₄、MnFe₂O₄和合成的s-MnFe₂O₄纳米棒这3种磁性纳米颗粒作为非均相Fenton催化剂降解水中四环素抗生素的性能.同时,采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、N₂吸附-脱附、振动样品磁强计（VSM）及X射线光电子能谱（XPS）等技术对催化剂的理化性质进行了表征.非均相Fenton催化降解四环素的结果表明,s-MnFe₂O₄具有最高的催化活性,反应180 min,四环素的去除率可以达到87.6%,TOC的去除率达到47.5%.自由基捕获试验证实了羟基自由基（·OH）是非均相Fenton氧化过程中的主要活性物种.s-MnFe₂O₄磁性纳米棒的高催化活性归因于其表面拥有较高含量的Mn³⁺和Fe²⁺物种,它们的存在能加速界面电子的转移效率,从而促进·OH的生成.合成的s-MnFe₂O₄催化剂具有良好的稳定性,循环使用6次,四环素的去除率仅从87.6%降低到80.2%,且氧化过程中活性组分的流失很少.     

MnFe2O4@HTC活化过硫酸盐体系除藻效能与机制

采用水热法和共沉淀法将MnFe₂O₄负载在水热炭（HTC）表面制备磁性MnFe₂O₄@HTC复合催化剂.采用SEM、XRD、BET、FTIR、XPS对催化剂进行表征,通过考察MnFe₂O₄/HTC负载比、过硫酸钠（PS）投加量、初始pH和不同化学体系对除藻效果的影响,探究无供氧条件下MnFe₂O₄@HTC活化PS体系除藻的效能.基于自由基屏蔽实验和XPS分析对MnFe₂O₄@HTC活化PS体系反应机制进行研究验证.结果表明,当初始藻浓度为1.4×10⁹个·L^-1（OD₆₈₀=0.14）,催化剂投加量为0.2 g·L^-1,PS投加量为0.4 g·L^-1,pH为6时,降解30 min,该体系除藻率可达到99%.在该体系中,MnFe₂O₄@HTC材料可将藻细胞吸附在材料表面,通过Mn、Fe的价态循环和HTC的协同效应反应催化PS产生空穴、¹O₂、·O₂^-、SO₄^-·和·OH多种氧化物质,使藻细胞破裂死亡.     

氯离子对模拟太阳光活化过一硫酸氢钾氧化卡马西平的影响规律

研究了氯离子存在条件下模拟太阳光活化过一硫酸盐（PMS）催化氧化模型污染物卡马西平（CBZ）的效果及机理.结果表明,无氯离子存在时,光活化PMS在30 min内只能转化25%左右的CBZ;随着氯离子浓度的增加,PMS/氯离子光催化体系对CBZ的氧化速率也迅速增加.通过电子顺磁共振（EPR）测试、活性种捕获实验等方式确定了氯离子/PMS光催化体系是以HClO为主要的氧化活性种.在无氯离子存在时,光活化PMS以¹O₂活性种为主.随着氯离子浓度的增加,¹O₂的EPR信号强度逐渐减弱,表明PMS在光照下生成的¹O₂易与氯离子反应生成HClO.结合超高效液相色谱-质谱法对不同反应时间的中间产物进行分析,发现CBZ转化为氯代有机副产物.     

无机阴离子对CuO-H2O2氧化苯酚废水的影响

以苯酚为模型底物,研究了中性低温常压条件下无机阴离子对CuO-H₂O₂氧化苯酚废水的影响及机制.结果表明,CuO-H₂O₂能高效彻底氧化苯酚,10 min氧化率达94.7%,氧化遵循羟基自由基机制.无机阴离子对氧化效果有不同影响,浓度越高影响越显著.HCO^-₃加速H₂O₂的无效分解,当浓度从0增加到20 mmol·L^-1 时,H₂O₂分解速率常数由0.373 8 min^-1提高到0.534 7 min^-1,TOC去除速率常数由0.267 min^-1下降到0.019 4 min^-1.HPO^2-₄通过抑制H₂O₂分解实现对苯酚的氧化抑制,H₂O₂分解速率常数及TOC去除速率常数分别由0.373 8 min^-1、0.267 min^-1降低到0.033 8 min^-1、 0.033 8 min^-1.Cl^-能够促进H₂O₂有效分解,对苯酚氧化有利,H₂O₂分解速率常数及TOC去除速率常数分别由0.373 8 min^-1、0.267 min^-1提高到0.604 0 min^-1、0.387 9 min^-1.NO^-₃、SO^2-₄对H₂O₂的分解及苯酚的氧化影响不大.     

Bi2MoO6/Bi2S3异质结光催化降解四环素-铜复合物

利用溶剂热法制备了Bi₂MoO₆/Bi₂S₃异质结材料,采用XRD、TEM、UV-Vis、XPS和光电流响应等表征手段对异质结材料的形貌结构、化学组成和光电性能进行了表征.利用所合成的Bi₂MoO₆/Bi₂S₃对四环素（TC）及四环素-铜（TC-Cu）复合物进行光催化降解.考察了溶液的初始pH,TC初始浓度及TC与Cu²⁺复合量比对TC降解效果的影响.通过自由基捕获实验及中间产物的鉴定探讨了Bi₂MoO₆/Bi₂S₃光催化降解TC和TC-Cu过程的主要活性自由基、中间产物及降解机制;并利用小球藻生长抑制率实验评估了光催化降解过程的毒性.结果表明所制备的Bi₂MoO₆/Bi₂S₃异质结是均匀的纳米片,带隙能为1.76 eV.Bi₂MoO₆与Bi₂S₃质量比为3：1（MS-0.3）异质结对TC浓度为10 mg·L^-1和量比为2：1的TC与Cu²⁺的中性溶液表现出最强的光催化性能,反应60 min后,TC-Cu中TC的去除率和溶液的矿化率分别为85.63%和52.94%.活性基团捕获实验的结果表明,该异质结在可见光下主要的活性物种是·O₂^-.生长抑制率实验结果表明,Cu²⁺的存在降低了复合物中TC光催化降解产物的毒性,光催化氧化可以有效去除复合物中的抗生素.     

长光路傅立叶变换红外光谱技术研究氯氟烃替代物与氢氧自由基反应速率常数

利用长光路傅立叶变换红外光谱技术（LP－FTIR）,用相对速率方法研究大气中氯氟烃替代物HFC152a（CHF₂CH₃）和HCFC22（CHClF₂）与OH自由基反应速率常数,用紫外光照射O₃和H₂O的方法产生OH自由基。实验测定了700Tor大气压力和常温（298±2k）下的反应速率常数值：k（HFCl52a＋OH）＝（2.90±0.09）×10^－14cm₃·molecule^－1．S^－1,k（HCFC22＋OH）＝（3.80±0.24）×10^－15cm3．Molecule^－1．S^－1,统计误差为2σ     

一种新型改性吸附剂对水中痕量磷的吸附特征

采用碱液-超声波对小麦秸秆预处理后,在高温下用环氧氯丙烷和铝盐进行化学改性,制备了改性秸秆吸附剂.分别对改性前后秸秆的性质表征和吸附性能研究,探讨了改性和吸附机理.表征分析结果表明,改性后秸秆的有序度和结晶度都得到明显提高,并且成功引入了铝离子.改性秸秆吸附水体磷的主要机理包括:因改性而获得的凹凸有致状结构的物理吸附;表面羟基产生的氢键作用以及对磷酸根离子具有配位络合作用;带正电荷表面电位的改性秸秆,可与带负电荷的磷酸根离子之间产生静电吸附作用;改性秸秆对水体磷的空间网捕作用,生成混合磷酸盐晶体.     

光催化降解甲胺磷的研究

用离子色谱法检测光催化降解甲胺磷的最终产物PO4^3-、SO4^2-、NH4^ 、NO3^-，它们随光照时间的生成量不同，80min时甲胺磷分子中的N原子已完全矿化为NH4^ 和NO3^-，而P、S原子矿化为PO4^3-、SO4^2-则较慢且不同步，刚开始，SO4^2-生成量大于PO4^3-，100min后则PO4^3-生成量大于SO4^2-，经气相色谱及CODCr分析，均表明在甲胺磷光催化降解过程中存在中间产物，用气质联用仪（GC-MS）检测出中间产物CH3-SO2-SCH3及CH3S-SCH3，提出光催化降解甲胺磷的可能途径。     

大气污染的植物修复及其机理研究的进展

作为一种安全可靠的环境污染治理技术，大气污染的植物修复已成为国际大气污染研究的前沿性课题。文章对大气污染的植物修复及其机理研究进行了综述，包括植物对大气污染物的吸附、吸收、同化、降解、转化等。最后分析了目前研究中存在的问题并展望了该领域的研究方向。     

微生物絮凝剂普鲁兰絮凝机理初探

通过试验研究了微生物絮凝剂普鲁兰对不同原水的絮凝效果,进而对其絮凝机理及应用条件进行了探讨.试验表明,普鲁兰与无机絮凝剂(特别是铝盐和铁盐)复配使用在水处理领域具有潜在的应用前景.     

环保实用技术推广必须建立完善的市场机制

本文分析环保实用技术推广的三个阶段 ,从购买者的不同角度 ,论述环境保护实用技术推广的商品和市场属性 ,为建立市场机制提供了依据     

平面四杆机构在舰载垂直发射装置舱口盖系统中的应用分析

目的研究在舰载垂直发射装置舱口盖系统中设计平面四杆机构的方案的可行性与可靠性。方法提出舱口盖开盖系统设计方案,建立平面四杆机构开盖模型,进行理论分析与计算,建立ADAMS动力学仿真模型,对曲柄摇杆机构进行仿真分析,并与理论计算值进行对比。进行30～90kg负载试验,计算舱口盖开盖的角度和时间。结果舱口盖开盖解锁机构各构件的长度及电机的开盖扭矩应不小于569 N·m,转速应小于10 r/min。电机的开盖扭矩值应不小于509 N·m,复核复算结果基本一致。舱口盖开盖的角度应大于93°,开盖时间为2.8 s,满足要求。结论验证了方案的可行性,为其他垂直发射装置的舱口盖设计提供了工程经验。     

Evidence against hydroxyl radical mechanism in photo-Fenton degradation of p-chlorophenol

This paper provides evidence for the degradation of organic pollutant by the photo-Fenton complex mechanism. Both the complex oxidation and HO. oxidation mechanisms were verified by p-chlorophenol degradation, UV/Vis spectra anaylsis, and quantum yield. The hydroxyl radical involved in the photo-Fenton process can also be generated from the decomposition of H2O2, photolysis of Fe^3＋ and degradation of hydrated Fe（Ⅵ）-complex, excepting the traditional Fenton reaction.     

国外环境保护发展历程说明“环保风暴”必然理性回归

从国外环境保护发展历程可以说明,发达国家在经济发展的过程中没有环保风暴,建立长效机制是根本的选择。随着时代的发展,气候变化问题给我国造成了巨大的压力,在新的形势下应当建立相应的机制。长效机制完善了,何须环保风暴。     

重庆市特大旱灾的自然与社会机制分析

文章针对2006年的特大旱灾探讨了2006年的特大旱灾的特征,分析了2006年特大旱灾的形成自然机制和社会机制,并提出了今后重庆市抗御旱灾的策略。认为2006年的特大旱灾是自然因素与社会因素叠加的结果,是人类社会经济系统自身易损性的体现。     

纳米零价铁在水处理中的应用研究综述

纳米零价铁(nZVI)作为最常用的纳米颗粒之一,在去除环境水体中的污染物方面开展了大量的研究。本篇综述通过系统全面地总结nZVI的相关进展,介绍nZVI的各个方面进而指导其发展方向。其中,研究内容主要包括制备方法、改性方式、去除不同水中污染物的作用机理和催化机理、在场地研究中的应用以及毒性作用机制。本文发现,纳米零价铁仍存在缺少综合评价方法、应用受限、各项研究不同步等问题。nZVI未来的发展,应具备考虑反应性、稳定性、迁移性、毒性的评价方法,避免同一改性材料在不同研究方向的时间差异性,让nZVI的应用更好地适用实地研究