道路施工环保型抑尘剂的制备及其性能评价

为解决道路施工过程中产生的扬尘污染问题,以水溶性淀粉、海藻提取液、羟丙基甲基纤维素等为原料,制备了一种施工道路环保型抑尘剂。模拟抑尘剂实际应用场景,将制备的环保型抑尘剂稀释不同倍数后喷洒尘样,分析了尘样的保湿性、吸湿性和抗风蚀性。结果表明:在喷洒原液稀释2倍的抑尘剂20 h后,尘样的保湿性和吸湿性仍分别稳定维持在4.5%和2.2%左右;在10m/s的风蚀下,碾压后的风蚀率仅为2.742%,粘度和表面张力分别为12 m Pa·s和46.90 m N/m;与喷洒水的尘样相比,喷洒抑尘剂的尘样含氧官能团增多,尘样的亲水性得以提高;在喷洒原液稀释2倍的抑尘剂后,尘样具有良好的黏连性。     

风蚀扬尘抑尘剂效率测试方法与应用

风蚀扬尘抑尘剂是一种控制风蚀扬尘的有效措施,探讨使用便携式风洞(PI-SWERL)测试风蚀扬尘抑尘剂效率的方法,并对比国内外2种抑尘剂对风蚀扬尘PM2. 5的抑制效率,以研究喷洒方式、稀释倍数和风速对抑尘效率的影响.结果表明:①按照推荐的稀释倍数分别配置G和Enviroseal(ES)抑尘剂水溶液并测试,液滴喷洒方式对应的抑尘效率优于雾化喷洒方式,在17. 2 m·s~(-1)(相当于8级风)风速时G抑尘剂效率(99. 5%)优于ES抑尘剂(94. 0%)和水(77. 5%);②对稀释倍数为50、100、150、200和400倍的G抑尘剂进行测试,在17. 2 m·s~(-1)风速时,抑尘效率分别为99. 7%、99. 5%、99. 7%、98. 1%和95. 9%,可根据抑尘效率变化拐点确定抑尘剂最佳成本效益稀释倍数;在13. 1～17. 2 m·s~(-1)风速范围内,抑尘效率随风速增加而增加.③使用便携式风洞测试风蚀扬尘抑尘剂效率的方法,可以量化抑尘剂对风蚀扬尘PM2. 5的抑制效率,建议对风蚀扬尘抑尘剂开展抑尘有效期和环境友好性测试.     

羧甲基纤维素抑尘剂的制备及其应用研究

以羧甲基纤维素、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为原料,用溶液聚合法制备出一种环保软膜抑尘剂.探讨了添加甘油、辛癸基葡糖苷对抑尘剂吸水性能、润湿性能的变化以及m(甘油):m(辛癸基葡糖苷)以不同配比加入抑尘剂后对粉尘含水率的影响.经傅里叶红外光谱、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对制备的产物进行结构表征和形貌的分析.对抑尘剂的性能:耐风蚀性、温度适应性进行了测试.结果表明:当m(甘油):m(辛癸基葡糖苷)为2:3,室温时粉尘含水率达15.8%、50℃粉尘含水率仍可达11.7%;经3 h(15 m/s)风速吹扫,粉尘损失率仅为2.3%.     

石墨烯/SiO_2气凝胶对苯、甲苯水溶液的吸附

以正硅酸乙酯(TEOS)与氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶–凝胶法,经表面改性、常压干燥制备不同GO含量的氧化石墨烯/二氧化硅气凝胶(GOS),再由高温还原得到石墨烯/二氧化硅气凝胶(GS).通过堆密度、比表面积等测试,将最佳配比的GS与活性炭(AC)、SiO_2气凝胶作对比,研究其对苯和甲苯溶液的吸附性能,并探讨了GS的吸附机理.结果表明:掺杂3%GO的复合气凝胶性能有显著提升.松散堆密度为160kg/m~3,比表面积、孔径分别为1039m~2/g、16.56nm,对苯、甲苯水溶液的最大饱和吸附量分别达到180mg/g,210mg/g,约为活性炭吸附量的2.5倍.且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型.     

关于散货堆场防风网研究进展

散货物料风蚀不仅造成经济损失,还严重影响堆场周围环境空气质量。目前堆场常采用湿法、干法等抑尘方法,其中防风网抑尘法使用居多,其抑尘效果较好且具有一次投资长期受益的特点。然而防风网形状、开孔率、开孔孔径、防风网高度、堆垛距等影响防风网抑尘效果。本文从以上几个方面进行了分析,最终给出了较适宜的防风网设计参数。     

纳米颗粒物对肺表面活性物质界面性质的影响

以纳米二氧化硅、纳米碳粉、纳米氧化锌、纳米氧化铈、纳米碳化硅和纳米四氧化三铁等纳米颗粒物(NPs)为代表,研究其对肺表面活性物质(PS)界面性质的影响.结果表明,NPs对PS中的磷脂和蛋白组分均有吸附作用,其中纳米二氧化硅和纳米四氧化三铁分别对磷脂和蛋白组分的吸附能力最强,吸附率为89.3%和82.5%.NPs的存在会导致PS溶液的表面张力升高,这当中纳米二氧化硅的效果最为显著.纳米碳化硅和纳米二氧化硅等颗粒物会引起PS膜的π-A等温线的内缩/外扩,且颗粒物浓度越高,表面压力变化越明显.此外,PS也会对NPs的水合动力学直径和Zeta电位产生影响,导致其分散状态变化.由此可见,NPs可通过改变PS的组成和界面性质而具备危害人体健康的潜力.     

硅纳米团簇与石墨烯复合结构储锂性能的第一性原理研究

本文采用第一性原理计算方法,研究了不同晶向硅纳米团簇与石墨烯复合结构稳定性及其储锂性能.计算了不同高度、大小硅团簇与石墨烯复合结构的结合能,复合结构中嵌锂吸附能和PDOS.分析表明,硅团簇和石墨烯之间形成较强的Si—C键,其中[111]晶向硅团簇与石墨烯作用的形成能最高,结构最为稳定.进一步计算其嵌锂吸附能,发现硅团簇中靠近石墨烯界面处的储锂位置更加有利于锂的吸附,由于锂和碳、硅之间有较强电荷转移,其吸附能明显大于其他储锂位置.同时在锂嵌入过程中,由于石墨烯的引入,明显减小了界面处硅的形变,有望提高其作为锂电池负极材料的可逆容量.     

铁路煤扬尘抑尘试验研究

抑尘剂溶液喷洒在煤堆表面后,能使其表面粘结形成具有一定强度的硬壳,具有防尘作用.试验测定了未喷抑尘剂和喷有不同抑尘剂的煤样在30 m/s风速下的扬尘浓度,并在黑龙江省鸡西市华峰洗煤厂进行了现场试验.试验结果表明,喷洒抑尘剂对铁路煤运中煤抑尘效果有一定改善.铁路煤运过程中应用该抑尘剂不仅可以减少扬尘、保护环境,而且还可减少煤的流失.     

氧化石墨烯对水稻苗期生理生化的影响

采用可溶性氧化石墨烯片制成氧化石墨烯溶液,以水稻为受试植物,通过水培实验,采用100mg/L、500mg/L、1000mg/L和1500mg/L的氧化石墨烯污染的营养液对水稻幼苗进行培养。发现低浓度的氧化石墨烯对水稻幼苗根和叶的生长有一定的促进,而高浓度的氧化石墨烯对水稻幼苗的根和叶的生长有抑制,但高浓度氧化石墨烯却没对水稻幼苗造成显著的氧化伤害或细胞损伤,反而是相对低浓度的氧化石墨烯对水稻幼苗叶片和根细胞的破坏更为严重。     

复合型抑尘剂的制备与应用研究

根据抑尘剂的抑尘原理,研制了一种以高分子材料为主要成分的复合型抑尘剂,检测了其耐高温性、耐低温性,并对其抑尘效果进行了现场试验。结果表明:此复合型抑尘剂的抑尘效果较好,可以有效降低粉尘对环境的污染。     

N-TiO_2/RGO催化剂的制备及其光催化性能的研究

以三乙胺为氮源,HF为形貌控制剂,采用水热法一步合成了N掺杂(001)面锐钛矿TiO_2纳米片/还原氧化石墨烯(N-Ti O2/RGO)复合催化剂,通过XRD、FTIR、SEM、TEM和Raman对样品的组成结构和形貌进行表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物,研究了不同掺N量和氧化石墨烯加入量下制备的复合材料的光催化性能。实验结果表明:当n(N)∶n(Ti)为0.5,氧化石墨烯加入量为15 m L时,N-TiO)2/RGO复合材料的光催化性能最好。在催化剂用量为0.5 g/L,罗丹明B溶液初始浓度为20 mg/L时,紫外光催化反应30 min后,罗丹明B的降解率可达94.02%。     

生态型抑尘剂的选择与实验模拟研究

根据露天矿汽车运输土质路面扬尘的发生机理,从环境本底条件出发,建立了粘结、凝并、吸湿、保水等抑尘因子的选择原则,确定了抑尘因子并对其进行了粘度、吸湿、高温抗蒸发及研磨抗辗压等实验模拟,在露天矿主要运输道路和放矿平台进行了应用.结果表明,由可溶性淀粉、硅酸钠和丙三醇组成的抑尘剂,粘度可达5 10mPa·s,粉尘的饱和吸剂率达到64 6% ,恒高温(4 5℃)下单位面积的蒸发速率为0 3kg·m- 2 ·h- 1 ,抗蒸发时间达65 17h ,具有强的粘结、凝并、吸湿、保水、抗高温和固结路面等性能,而且吸附性强,当一次喷洒量为0 5～1 0L·m- 2 时,可有效抑尘5d .     

氧化石墨烯负载零价纳米铁吸附水中环丙沙星的研究

通过溶液还原法制备了氧化石墨烯负载零价纳米铁NZVI16-GO1(F16G1),并将其用于水中环丙沙星的去除.同时,采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)和热重分析仪(TG)等手段表征了F16G1的结构、化学组成和微观形貌.结果发现,F16G1对水中环丙沙星具有良好的吸附性能;氧化石墨烯的引入可以有效降低零价纳米铁的自身团聚;F16G1与环丙沙星的吸附作用很大程度上受静电引力的影响.实验同时考察了p H值、反应时间、初始浓度、投加量等因素对F16G1吸附环丙沙星的影响.结果表明,在p H=4~5之间,溶液的p H值对吸附量没有明显影响;F16G1对环丙沙星的最大吸附量是656.66 mg·g-1;Langmuir等温吸附模型可以用来描述吸附平衡过程.零价纳米铁的磁性使复合材料便于回收.     

农业废弃物秸秆用于道路抑尘剂制备的研究

以玉米秸秆为主要原料,采用纤维素酶对其进行酶解,通过添加环境友好型助剂,制备出一种可用于道路扬尘控制的环保型道路抑尘剂.采用响应面法优化制备了该抑尘剂,并对所制备抑尘剂产品的吸湿保湿性能及表面张力等参数进行了测试表征;以抑尘剂吸水率为评价指标,确定木聚糖酶、酸性纤维素酶、纤维二糖酶和β-葡聚糖酶的最佳质量比为2∶2∶1...     

新型还原氧化石墨烯过滤材料与驻极体材料的性能对比

针对疫情防控常态化背景下,探究一种具有多功能性的还原氧化石墨烯复合过滤材料。对还原氧化石墨烯(rGO)复合功能性过滤材料与常用驻极体过滤材料(PTFE)进行过滤特性、抗菌等性能对比实验分析,结果表明：在首次实验时,rGO滤料的过滤效率与滤速的变化呈正相关,PTFE滤料的过滤效率的趋势相反,且过滤效率整体上优于rGO滤料。但后续实验中在0.25 m/s滤速下,rGO滤料对PM_2.5的过滤效率比PTFE滤料高3.6百分点,但rGO滤料的过滤阻力约为PTFE滤料的2倍。当过滤风速为0.05 m/s时,相比于PTFE滤料,rGO滤料容尘量约为其7倍。此外发现由于rGO具有包裹与纳米刀作用,使得rGO滤料同时兼有一定抗菌抑菌性。该成果为后疫情时代中空气净化器的选择以及rGO滤料性能的提高提供参考依据,也为后续的复合滤料研究与应用提供了新思路。     

醋酸盐类城市道路抑尘剂的生态毒性及生物降解特性

醋酸盐类抑尘剂因其具有良好的抑尘效果和生态友好性,被越来越多地用于城市道路抑尘.为了揭示醋酸盐类抑尘剂的水生态效应,选取水环境中占据不同生态位的4种水生生物(发光细菌、羊角月牙藻、大型溞和青鳉鱼)进行急性毒性测试.结果表明:4种水生生物对醋酸盐类抑尘剂的敏感程度依次为羊角月牙藻>大型溞>青鳉鱼>发光细菌.确定了抑尘剂与大型溞、发光细菌、青鳉鱼的剂量-效应关系,抑尘剂对三者的EC₅₀/LC₅₀(半数效应浓度/半致死浓度)分别为1.29、37.6、32.7 g/L.抑尘剂对羊角月牙藻的急性毒性及其质量浓度之间没有呈现出明确的数量关系,但是可推断EC₅₀为mg/L量级.以此为基础,推断醋酸盐类抑尘剂的预测无效应浓度范围为21.8～177 μg/L.不同温度下抑尘剂在水中的生物降解速率结果显示,在5和25 ℃时,醋酸盐类抑尘剂均易被降解,主要是微生物和藻类的共同降解作用所致.研究显示,醋酸盐类抑尘剂易于生物降解且生态毒性较低,但在使用时应注意区域总量控制,以防止对水生生物造成潜在威胁.      

微球负载双核锰配合物作为新型非均相CWPO催化剂对活性蓝P-3R的脱色应用

以微胶囊技术为负载手段,将一种具有高效催化氧化活性的双核锰配合物Mn L负载到了乙基纤维素微球中,采用电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)、紫外可见(UV-VIS)光谱扫描、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等表征测试手段对该微球负载催化剂进行了相关的形态结构表征,发现催化剂Mn L在乙基纤维素微球基质内分散良好,并保持了其原结构的完整性.将制备的该Mn L负载微球用于催化活性蓝P-3R溶液模拟染料废水的氧化脱色反应,表现出了很好的催化氧化性能.催化氧化脱色实验发现,其不仅可以催化活性蓝P-3R溶液至完全氧化脱色,并具备一定的可循环利用性,在经过4次循环使用后仍可催化活性蓝P-3R溶液达到70%以上的氧化脱色率,可以作为一种新型的非均相CWPO催化剂用于染料废水的脱色处理.     

纳米二氧化锰/还原态氧化石墨烯复合材料催化臭氧降解苯酚的研究

制备以还原态氧化石墨烯为载体的纳米二氧化锰催化剂,并以苯酚为目标降解物,研究了其催化臭氧化性能,对影响催化臭氧化效果因素及降解机理进行了初步探讨。使用SEM、TEM和XPS对材料进行表征;纳米二氧化锰/还原态氧化石墨烯催化臭氧降解苯酚反应为准一级反应;催化剂的最佳使用量为0.2 g/L;当p H=3时,苯酚催化臭氧化去除率相对于单独臭氧提高了119.0%;催化剂连续使用4次性能良好。     

氧化石墨烯在多孔介质中运移的研究进展

氧化石墨烯凭借其优异物化性质和独特结构而被广泛应用,但氧化石墨烯具有生物毒性和环境危害性,存在于水环境中的氧化石墨烯具有极强的迁移性能,因此,研究其在多孔介质中的运移是一个热点。论文从迁移模型和实验条件两方面介绍了国内外学者的研究进展,模型方面,目前已经提出CFT模型、双点位迁移模型和离子追踪模型;实验方面,主要考虑了悬浮液离子强度、p H值、温度、有机物等对氧化石墨烯在多孔介质中运移的影响。最后,基于现有的研究成果,提出相关研究展望。     

氧化铜纳米颗粒对水稻幼苗根系代谢毒性的研究

为阐明氧化铜纳米颗粒(CuO NPs)暴露对植物生长的影响,分别用CuO NPs悬浮液、氧化铜大颗粒(CuO BPs)悬浮液和硫酸铜(CuSO4·5H2O)溶液进行处理,以蒸馏水(d H2O)作为对照,水培水稻幼苗,研究了CuO NPs对水稻幼苗根系相关生理生化行为的影响.结果表明,不同处理对水稻幼苗根系的影响有很大差异,经CuO NPs悬浮液处理后,水稻幼根受损较严重,根系活力明显降低,根内丙二醛(MDA)含量和过氧化氢(H2O2)含量显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性明显增强.不同处理对水稻幼苗根的影响依次为:CuO NPs>CuSO4·5H2O>CuO BPs>d H2O.说明氧化铜纳米颗粒对水稻根的毒害作用不仅是由于释放离子引起的,纳米颗粒本身也起着重要作用,氧化损伤可能是CuO NPs的主要致毒机制之一.