碳纳米管辅助电子辐照处理有机废水的装置

该发明涉及一种碳纳米管辅助电子辐照处理有机废水的装置。该装置主要包括电子加速器、废水反应器和鼓风系统，其特征在于多个废水反应器内各设置有两个固定曝气头，曝气头通过管道与鼓风系统相连接；鼓风系统由一小型鼓风机、总管、分支管及阀门组成；在废水反应器上方设置有产生电子束辐照的电子束加速器；在废水反应器中加有起催化作用的碳纳米管；废水反应器中的有机废水在电子加速器产生的电子束辐照下同时受到来自鼓风系统和曝气头的均匀鼓风曝气。该装置结构简单，操作方便，具有高效、低耗处理高浓度难降解有毒有机废水的特点。     

三种碳纳米材料对水生生物的毒性效应

为了评价碳纳米材料的水生态安全性,以斜生栅藻(Scenedesmus oblignus)和大型蚤(Daphnia magna)为受试生物,研究了单壁碳纳米管(SWCNTs)、多壁碳纳米管(MWCNTs)和富勒烯(C₆₀)3 种碳纳米材料水悬浮液对水生生物的毒性效应.结果发现,SWCNTs、MWCNTs 和C₆₀对斜生栅藻生长的 96 h EC₅₀ 值分别为22.6, 15.5, 13.1 mg/L;对大型蚤活动抑制的 48 h EC50 值分别为1.3, 8.7, 9.3 mg/L.3 种碳纳米材料水悬浮液对斜生栅藻的毒性大小无显著性差异(P >0.05); SWCNTs 对大型蚤的毒性大于MWCNTs 和C₆₀(P <0.05);2 种生物对碳纳米纳米材料的敏感性也不同.3 种碳纳米材料对2 种水生物的毒性大小与氯苯相似.     

碳纳米管毒性研究的新进展

碳纳米管具有独特的结构和化学性质.一方面,碳纳米管可能在生物医药领域有潜在的应用,另一方面,由于碳纳米管质量轻,容易在空气中传播,很容易经呼吸道进入人体并造成毒性.因此,对于碳纳米管的毒性研究是十分必要的.本文对碳纳米管毒性效应的相关研究进行了简要的综述.     

生物电催化方法处理三氯乙酸的研究

利用吸附法将血红蛋白(Hb)固定在碳纳米管修饰电极表面,研究了Hb在碳纳米管修饰电极的直接电化学行为.固载Hb碳纳米管修饰电极在pH=7.0的PBS缓冲溶液中于-0.300V(vsSCE)处有一对相当可逆的循环伏安还原氧化峰,为Hb血红素辅基Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)电对的特征峰.利用循环伏安法和恒电位电解法研究了固载Hb的碳纳米管修饰电极对有机氯模型污染物三氯乙酸的电催化还原脱氯,并通过鉴定中间产物探讨了其催化还原机理.结果表明,固载Hb的碳纳米管修饰电极对三氯乙酸的还原具有很高的催化活性,三氯乙酸是按照三氯乙酸→二氯乙酸→一氯乙酸→乙酸的途径分布还原脱氯.将固载Hb的碳纳米管修饰电极组装成三维填充床电解反应器,进行了三氯乙酸连续流动电解还原的初步研究.-0.6V(vs.SCE)电解180min,三氯乙酸去除率为40.13%.     

CNTs-CeO_2/H_2O_2复合光催化氧化体系降解水中酸性橙Ⅱ

运用"化学沉淀法",将Ce O2负载到碳纳米管(CNTs)上制备复合光催化剂,采用"单因素实验法"优化了制备条件。运用透射电镜和X射线衍射仪对复合光催化剂进行了表征。结果表明,负载到CNTs上的Ce O2为多晶面心立方结构,尺寸大小在6~10 nm之间,其在CNTs上分散效果好,负载均匀且负载率高。在溶液p H为5,CNTs-Ce O2用量为0.50g/L并光照2 h后,酸性橙Ⅱ的光脱色率和TOC去除率分别达到64.71%和44.25%;加入0.02 mmol/L H2O2后,CNTsCe O2/H2O2复合体系对酸性橙Ⅱ的光脱色率和TOC去除率分别提高至91.35%和82.40%。这预示着CNTs-Ce O2/H2O2复合光催化氧化体系在对水中偶氮染料的光催化处理方面具有潜在的应用价值。     

改性多壁碳纳米管对水中Cd2+的去除

为了增加多壁碳纳米管(multiwall carbon nanotubers,MWNTs)对水中Cd2+的吸附量,使用混酸对多壁碳纳米管进行氧化处理,采用红外光谱进行结果表征,并探讨了吸附时间、pH值和MWNTs的使用量、Cd2+的浓度及干扰离子对镉离子吸附的影响。结果表明,吸附时间为1.5 h、pH为5.3、吸附效果最佳,随MWNTs量的增加Cd2+去除量增加,共存的阳离子会降低对Cd2+的吸附效果,对Cd2+的吸附符合Longmuir吸附定律。研究同时表明,pH小于2时Cd2+能容易从碳纳米管上解吸。初步探讨了Cd2+吸附机制。     

钯修饰碳纳米管电极电催化氧化三氯生

采用钯修饰多壁碳纳米管(MWCNTs)电极电催化氧化降解三氯生,考察了极板间距、电流密度、离子强度、pH、初始浓度和电解时间对三氯生去除效率的影响,并探讨了其反应动力学。结果表明:钯修饰多壁碳纳米管(MWCNTs)电极电催化氧化降解三氯生的最佳条件为:三氯生初始浓度为50 mg/L,电流密度约为10 mA/cm2,极板间距为1 cm,pH为11,电解质Na2SO4浓度为1 000 mg/L。此条件下,反应时间为3 h时三氯生的去除率可达到99%以上,三氯生的降解为零级反应。     

基于磁性多壁碳纳米管的涡旋辅助分散基质固相萃取-高效液相色谱检测水中双酚A

针对分散基质固相萃取中吸附剂与液相难以彻底分离等问题,合成磁性多壁碳纳米管作为吸附剂,结合液相色谱检测,建立了基于涡旋辅助磁性分散基质固相萃取检测水中双酚A的分析方法。磁性多壁碳纳米管与液相可以实现简便、彻底的分离,省略分散基质固相萃取中的过滤或离心步骤。在优化条件下,方法检出限为0.02μg/L,线性范围为0.05~10μg/L(r=0.999 2)。将该方法用于实际水样的分析,相对回收率为89.6%。     

二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备及对苯的降解性能

研究了光催化降解挥发性有机化合物过程中催化剂二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖薄膜的制备以及该催化剂对苯的光催化性能。首先采用溶胶-凝胶法制备纳米复合材料二氧化钛/碳纳米管,然后利用壳聚糖作为交联剂,制得二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖复合材料催化薄膜。通过傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)透射电镜扫描(TEM)和紫外-可见光漫反射(UV-Vis)等技术分析了复合材料薄膜的组成、结构、形貌和对光的吸收性能,然后使用该催化剂对室内常见的污染物苯进行降解,并在同样的实验条件下,使用催化剂二氧化钛(P25)/壳聚糖对苯进行降解,对两者催化性能进行对比,结果表明,二氧化钛/碳纳米管/壳聚糖对苯有更强的吸附能力和更高的催化活性。     

碳纳米管-海藻酸钠复合吸附材料的制备及其对高浓度Cr（Ⅲ）的吸附

以碳纳米管（CNTs）和海藻酸钠（SA）为主要原料，制备了环境友好型的复合吸附材料——CNTs-SA。采用TEM和FTIR技术对吸附材料进行了表征，并采用静态法考察了溶液pH、吸附时间、原料固液比（m（CNTs）∶V（SA））等因素对CNTs-SA吸附Cr（Ⅲ）的影响。表征结果显示，CNTs-SA表面引入了更多的—COOH和—CO基团，导致其吸附Cr（Ⅲ）的效果较CNTs有了显著的提高。实验结果表明：在室温、初始Cr（Ⅲ）质量浓度4 000 mg/L、CNTs-SA加入量21 mg/mL、溶液pH 5、吸附时间3 h、m（CNTs）∶V（SA）=1.0 mg/mL的条件下，CNTs-SA对Cr（Ⅲ）的吸附量为120 mg/g，Cr（Ⅲ）去除率为61.5%;Freundlich等温吸附方程适合描述CNTs-SA对Cr（Ⅲ）的吸附行为。