锆改性纳米TiO2的光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了锆改性纳米二氧化钛光催化剂,并用XRD、UV-vis、BET等测定技术对所制得的粉体试样进行了表征.同时以甲基橙及苯酚为模拟污染物,评价了改性后纳米二氧化钛的光催化性能,发现其光催化活性大大高于未改性二氧化钛粉体,并得出当n(Zr)/n(Ti)=5/300时,锆改性纳米二氧化钛样品的光催化活性最高.     

锆改性纳米TiO的光催化性能研究

用溶胶-凝胶法制备了锆改性纳米二氧化钛光催化剂，并用XRD、UV-vis、BET等测定技术对所制得的粉体试样进行了表征。同时以甲基橙及苯酚为模拟污染物，评价了改性后纳米二氧化钛的光催化性能，发现其光催化活性大大高于未改性二氧化钛粉体，并得出当n（Zr）／n（Ti）=5／300时，锆改性纳米二氧化钛样品的光催化活性最高。     

过渡金属掺杂ZnO纳米光催化剂对四环素的光催化降解

利用水热合成法分别制备了Fe、Co、Ni掺杂及Fe-Co、Fe-Ni共掺杂的ZnO光催化剂.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等手段对催化剂进行了表征.以氙灯(250～ 800 nm)为光源,盐酸四环素为降解对象,模拟测试样品在日光下光催化降解抗生素的活性.考察了过渡金属种类、过渡金属掺杂量及二元掺杂配比对ZnO样品光催化活性的影响.结果表明,制得的样品均为六方晶系纤锌矿结构的ZnO.单一元素掺杂时,Fe掺杂提高了ZnO光催化活性,而Co、Ni掺杂都抑制了ZnO光催化活性.共掺杂时,Fe-Co/ZnO及Fe-Ni/ZnO光催化活性优于单一掺杂的Fe/ZnO,其中3％Fe-1％Ni/ZnO样品的光催化活性最好,在氙灯光源下反应120 min对盐酸四环素的降解率高达87.95％.     

Eu掺杂ZnO光催化剂降解垃圾渗滤液实验研究

以醋酸锌(Zn(CH3COO)2)、六水合硝酸铕(Eu(NO3)3·6H2O)、氢氧化钠(Na OH)、聚乙二醇(PEG2000)、柠檬酸为主要原料,采用水热法制备Eu掺杂Zn O复合纳米棒光催化材料粉体。用制备的粉体对城市垃圾渗滤液进行光催化降解实验,研究了反应温度、反应时间、光照条件、掺杂比对其光催化氧化效果的影响,用XRD、TEM、EDS等测试手段对粉体进行了表征。研究结果表明,水热反应温度160℃,时间为6 h,制备的3%Eu掺杂Zn O复合纳米棒的光催化效果较好,在365 nm紫外灯照射下,150 min后垃圾渗滤液的脱色率达40%,COD降解率达62%。     

氧化铟的铋掺杂改性及其光催化性能

为了研究氧化铟及不同Bi~(3+)掺杂量的氧化铟改性材料的光催化性能,采用溶剂热法制备了氧化铟和掺杂不同比例Bi~(3+)的氧化铟光催化剂,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线电子能谱(EDS)、比表面积(BET)分析等方法对其结构及性质进行了表征。结果表明,当Bi~(3+)掺杂量小于或等于10%(摩尔分数)时,Bi~(3+)的掺杂对氧化铟纳米球的晶型结构和结晶度基本不产生影响;而当掺杂量大于10%时,晶体结构发生变化;Bi~(3+)的掺杂进一步增大了氧化铟纳米球的比表面积和孔容,掺杂后氧化铟纳米球的N2吸附-脱附等温线为典型的IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)IV型等温线。以紫外灯(波长λ=254 nm)为光源,以直接大红为目标降解物,考察了不同Bi~(3+)掺杂量的氧化铟的光催化性能。结果表明:Bi~(3+)掺杂量为8%时,氧化铟对直接大红废水去除效果最佳,去除率高达94.3%,光催化剂活性最高;光催化降解直接大红的过程完全符合一级反应动力学方程;同时,活性物种捕获试验证明了加入10 m L异丙醇,反应中光降解率只有很小的下降,表明羟基自由基(·OH)不是光催化体系中的主要活性物种,而空穴(h+)才是光催化氧化直接大红过程中的主要活性物种。研究表明,通过元素掺杂可以很好地改变氧化物的光催化性能。     

钐、锆共掺杂纳米ZnO的制备及其降解染料废水研究

采用高分子网络凝胶法制备Sm-Zr共掺杂纳米ZnO光催化剂,并用XRD、TEM、XPS、UV-Vis吸收光谱对制备的纳米ZnO进行表征。以甲基橙为目标降解物研究其光催化活性,通过L9(34)正交试验对纳米ZnO的制备条件进行了优化,实验结果表明,各因素对Sm-Zr/ZnO的光催化性能的影响的显著性水平依次为:Sm-Zr掺杂量→煅烧温度→n(Sm)n(Zr)→反应溶液p H值,纳米ZnO的最佳制备条件为:Sm-Zr掺杂量为4%,煅烧温度为750℃,n(Sm)n(Zr)为2 1,反应溶液p H值为5.5。在最佳条件下制备的纳米Sm-Zr/ZnO具有最优异的光催化性能,光照1 h对甲基橙的色度去除率及COD去除率分别达到94.82%和80.89%。     

钐掺杂磷酸铋的制备及其光催化研究

采用一步水热合成法制备不同掺杂量的Sm~(3+)-BiPO_4光催化剂。用XRD,EDS,SEM和DRS手段对光催化剂的特性进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,考察了Sm~(3+)-BiPO_4的光催化活性。结果表明,适量的钐掺杂使BiPO_4光催化活性提高了30%。当钐掺杂量为5%时,紫外光照射90 min,亚甲基蓝的降解率可达86.1%。     

Cu2 +掺杂壳聚糖/CdS 纳米复合膜光催化降解甲基橙

采用原位合成法制备出Cu2+掺杂的壳聚糖/CdS纳米复合膜,利用FTIR技术对其进行表征和分析。应用该膜在紫外光下对甲基橙进行光催化降解,探讨不同的铜掺杂量、催化剂投加量、甲基橙初始浓度、pH值等因素对甲基橙降解脱色率的影响。光催化降解过程遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)假一级动力学模型,相关系数均大于0.99。     

石墨烯/二氧化钛复合光催化组件的制备及性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了石墨烯/二氧化钛复合材料,通过XRD、SEM对其微观结构进行了表征;在多孔陶瓷上负载了GO/TiO_2复合材料制成光催化组件,在250W汞灯照射下,测试了光催化组件对甲苯的催化活性和再生能力。结果表明,当添加5%GO时GO层片上TiO_2结晶完全,GO的加入增加了TiO_2对甲苯的光催化活性和再生能力,当添加量为20%时,60 min后对甲苯降解率可达到97%。     

Fe掺杂Bi2MoO6的制备及其可见光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的研究

采用一锅水热合成法制备Fe掺杂Bi2MoO6光催化剂,对Bi2MoO6的主体结构进行修饰和调整.在可见光LED照射下,利用合成的Fe-Bi2MoO6催化剂活化过一硫酸盐(PMS,peroxymonosulfate,oxone)对偶氮染料橙黄Ⅱ进行光催化降解.采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线能谱(XPS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis)对催化剂的形貌微观结构和化学价态进行表征,并应用在光催化活化PMS降解橙黄Ⅱ的过程中.结果表明,催化剂投加量为0.4 g/L,PMS投加量为0.4 mmoL/L,初始pH值接近中性条件下,Fe-Bi2MoO6材料对橙黄Ⅱ的去除率可以达到100％.经过Fe掺杂后,Fe取代一部分的Bi3+,致使主体晶格出现畸变,不仅有利于光生电子和空穴的产生、分离和转移,还增强了 Bi2MoO6的光催化活性.Fe-Bi2MoO6光催化剂经重复使用5次后对橙黄Ⅱ的降解率仍然可以达到89.1％以上,具有优秀的光催化稳定性能.活性自由基的出现在光催化降解过程中起到主要作用,由此展示出一种潜在的光催化降解机制,且Fe掺杂Bi2MoO6比单纯Bi2MoO6具有更好的光催化降解稳定性.     

LPCVD法制备TiO_2纳米薄膜的生命周期评价

针对纳米材料生产的高能耗、低生产率的特点,用生命周期评价(LCA)方法对纳米TiO_2薄膜生产过程进行了环境影响评价,并通过设置不同的低压化学气相沉积过程(LPCVD)工艺参数,研究了工艺参数中温度和压强对于TiO_2薄膜评价结果的影响。研究显示,纳米TiO_2薄膜生产阶段的环境表现受LPCVD过程工艺参数影响,评价结果可用于指导LPCVD工艺优化。     

Ti/RuO2-SnO2-TiO2涂层电极电催化氧化苯酚废水研究

采用热分解法将SnO_2掺杂于RuO_2-TiO_2涂层中,制得性能高效的Ti/RuO_2-SnO_2-TiO_2阳极氧化电极。以该自制电极为阳极、钛板为阴极构成电催化氧化体系,对模拟苯酚废水进行电催化氧化试验。利用高效液相色谱探讨了苯酚废水溶液在该体系中的电催化氧化反应历程,并推断出氧化降解途径。采用SEM和XRD表征电极涂层结构和形貌,循环伏安法测试电极电化学性能。通过单因素试验考察反应时间、电流密度(CD)、电极间距、Na_2SO_4电解质浓度、苯酚质量浓度、pH值五个因素对电催化氧化试验的影响,结果表明:在反应时间为240 min、电流密度为102.6 mA/cm~2、电极间距为1.5 cm、电解质浓度为0.5 mol/L、苯酚质量浓度为300 mg/L、pH=5的最佳试验条件下,苯酚的降解率达到98%以上,COD的去除率达到90%以上。     

爆炸超压场景下危化品社会风险对允许规划人口密度的影响分析*

为研究危化品重大危险源基于社会风险基准的规划管控影响,采用我国标准规定的定量风险评价方法,TNT当量炸药简化方法,针对最大TNT当量炸药、事故发生总累计频率、人口密度分布控制参数等不同工况条件,对比分析国土开发强度的允许人口密度受社会风险约束影响的变化规律。研究结果表明:人口密度指数分布控制参数Nk与Nb的允许取值随最大TNT当量炸药和事故发生总累计频率降低而提高;确定工况下,允许总人口规模受最大TNT当量炸药影响很小;在最大TNT当量炸药大于100 t或事故发生总累计频率小于1×10-8次/a时可按最大事故场景进行规划控制分析。     

UiO-66-(COOH)2对水溶液中In(Ⅲ)的吸附性能

以水作溶剂,采用简单的回流法合成了一种稳定的金属有机骨架材料UiO-66-(COOH)2,并首次将其用于In(Ⅲ)离子的吸附分离。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、N2吸附-脱附和X射线衍射(XRD)等手段对材料进行了表征。通过静态吸附试验,探讨了pH值、接触时间和溶液初始质量浓度等因素对材料吸附In(Ⅲ)离子性能的影响。结果表明,在pH值为3.0、温度为303 K的条件下,UiO-66-(COOH)2对In(Ⅲ)的最大饱和吸附容量可达84.29 mg/g,优于大多数文献的报道值;整个吸附过程在90 min左右完成,且符合Langmuir等温吸附方程,而吸附动力学可以用准二级动力学模型进行描述。其可能的吸附机理是UiO-66-(COOH)2中的羧基与In(Ⅲ)离子的配位作用。此外,该材料能够实现重复使用,且在Na(Ⅰ)、K(Ⅰ)、Mg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)等竞争性金属离子的存在下,对In(Ⅲ)仍具备较好的吸附选择性。研究结果为含铟废水的处理提供了一种有效的新途径,也进一步拓展了MOFs材料的实际应用。     

供气条件对小球藻固定二氧化碳的影响

对三种不同的供气条件下,小球藻对CO2的固定速率进行了研究,结果表明,用鼓泡系统供气时,在CO2浓度渐增的条件下比固定CO2浓度条件下小球藻对CO2固定速率高,用旁路中空纤维组件吸收供气系统供气时,CO2的传递率高于鼓泡供气系统;这两种供气系统中小球藻的生长模式和CO2的固定率相似。     

不同粘土矿物材料对Pb2+的吸附特征

探讨了在不同矿物投加量、不同振荡时间、不同Pb2 浓度、不同矿物颗粒细度和不同pH条件下,钠基膨润土、膨胀蛭石和沸石3种粘土矿物对Pb2 的吸附效果.结果表明:对于具有可膨胀层间的粘土矿物而言,其对溶液中Pb2 的吸附量不仅仅由单一的阳离子交换量所决定;Pb2 在矿物表面的吸附过程是个迅速的过程,矿物对Pb2 的吸附在10 min内即可完成;粘土矿物不同颗粒细度对Pb2 的去除率有所不同,但考虑到实际应用中的成本问题,并非颗粒越细越好;就试验所采用的3种粘土矿物而言,其对Pb2 的吸附效果是,钠基膨润土和沸石明显优于膨胀蛭石;较高的pH有助于粘土矿物对溶液中Pb2 的吸附,但考虑到实际操作的其他因素,不能把pH调得过高.     

Mg(BH_4)_2和MgH_2对RDX热分解特性的影响

在黑索今(RDX)中加入具有高热值的金属氢化物(Mg(BH4)2和MgH2)有望提高RDX的爆炸性能,但同时给RDX的安全使用带来挑战。为了探索RDX与这2种金属氢化物的相容性与安定性,采用差示扫描量热法(DSC)研究Mg(BH4)2和MgH2对RDX热分解性能的影响,并由DSC得到的数据计算动力学参数,参照GJB770B—2005的方法分析这2种金属氢化物与RDX的相容性和安定性。结果表明,加入Mg(BH4)2使RDX的表观活化能从159.22 kJ/mol增加至180.27 kJ/mol,加入MgH2使RDX的表观活化能降低至133.69 kJ/mol;Mg(BH4)2与RDX的相容性为1级,MgH2与RDX的相容性为3级,加入Mg(BH4)2使RDX的安定性有所提高,加入MgH2降低了RDX的安定性。因此,在将MgH2作为RDX的高能添加剂以前,必须首先提高其与RDX的相容性以保证试验和存储过程的安全。     

太阳光下Fenton氧化-混凝法深度处理垃圾渗滤液试验研究

针对经生物处理后难以进一步生物降解的垃圾渗滤液,提出采用太阳光下Fenton氧化-混凝法进行深度处理.比较了直接混凝法、太阳光下Fenton氧化法及其联合处理技术对垃圾渗滤液COD_(Cr)的处理效果.结果表明,垃圾渗滤液进行直接混凝处理的效果不理想.COD_(Cr)的去除率仅为17.8%;太阳光可有效地催化Fenton试剂对垃圾渗滤液COD_(Cr)的去除效果,但要其COD_(Cr)低于国家二级排放标准则需消耗H_2O_2的浓度大于600 mmol/L.导致其处理成本较高;而采用太阳光下Fenton氧化-混凝联合处理技术.垃圾渗滤液低于国家二级排放标准只需投加H_2O_2的浓度为170 mmol/L,比单纯采用太阳光下Fenton 氧化法处理垃圾渗滤液可节约H_2O_2用量2.53倍以上.     

Tl(Ⅰ)与Tl(Ⅲ)在UV - H2O2体系中的价态转化

建立了chelex-100螯合树脂分离技术与石墨炉原子吸收联用测定水体中Tl(Ⅰ)与Tl(Ⅲ)的方法,分别考察了光化学氧化中pH值、H2O2投加量、光照强度对Tl(Ⅰ)的氧化效果。方法的Tl(Ⅰ)与Tl(Ⅲ)检出量均为0.5μg/L。两者共存时各自加标回收率大于95%。结果表明,在偏酸性环境(pH=3.0),投加适量30%H2O2,光照强度大有利于Tl(Ⅰ)的氧化。当pH=2.91,投加30%H2O2为5 mL,UV照射10min后,Tl(Ⅰ)的转化率达90%。研究表明,光化学氧化可有效转化水体中不易被物理化学法去除的Tl(Ⅰ)和容易被物理吸附、化学沉淀方法去除的Tl(Ⅲ)。     

14个有价值的城市安全系统学理论基础问题

安全系统学是安全科学的核心基础理论,很适用于研究城市系统安全问题。本文从认识论和本体论出发阐述系统发生事故的本质原因,归纳了城市安全需要研究全生命周期与全球视野问题、微系统—中系统—宏系统耦合匹配问题、可持续—智慧—公共服务—多系统—生活生产安全—公共安全协同问题、输入与输入平衡关系、应急与涌现关系、信息与安全情报关系、安全管理与自组织关系、复杂城市与复杂科学关系,简述本质安全并非基础设施安全、风险管理需要精准安全、韧性并非物理性问题,认为使命—人—机—物—管—环—信—文的体系,以及工程—教育—管理—文化等对策应赋予新的安全内涵。上述内容是城市系统安全学的重要理论基础问题。