混晶纳米TiO_2的制备及其光催化降解有毒有机污染物

以无定形TiO2沉淀为前驱体,在水热条件下得到了含板钛矿(121)相混晶纳米TiO2,考察了水热反应的温度和时间等因素对含板钛矿型TiO2光催化活性的影响.采用XRD、TEM对制备的TiO2进行初步表征,并结合光催化(λ≤387 nm)降解有机染料的光活性探针反应.结果表明,水热温度为150℃,时间为24 h时,可制得具有较高光催化活性的纳米TiO2,其纳米尺寸为14.20 nm,板钛矿相含量63.6%,锐钛矿含量为36.4%.光催化实验中跟踪研究了其对染料酸性桃红(sulforhodmineB,SRB)的褪色及2,4-DCP的降解情况,并对降解中间产物H2 O2、.OH进行跟踪测定,实验结果表明板钛矿相混晶TiO2的光催化主要涉及.OH氧化历程,光照射9 h对SRB和2,4-DCP的矿化氧化分别达到89%和78%,循环5次光催化降解SRB实验,催化剂表现出较好的稳定性,催化性能无明显变化.     

运动消耗对草鱼幼鱼游泳能力的影响

以草鱼幼鱼（体长80~97 cm，体重96~134 g）为研究对象，采用实验室专利装置研究了不同运动消耗状态下的草鱼幼鱼游泳能力。结果表明：在正常状态下草鱼幼鱼的临界游泳速度[WTBX]（Ucrit）为711±060 BL/s，耗氧率（MO2）与流速（U）方程拟合为MO2=4705+419U123，耗氧率随着流速的增大而增大，且草鱼的有氧运动效率较高。在4种运动消耗状态（06Ucrit、08Ucrit、10Ucrit、12Ucrit）流速下运动1 h草鱼的消耗后临界游泳速度（Upcrit）分别为：725±135、633±06、626±08、560±04 BL/s，临界游泳速度随着前期消耗流速的增大而减小，相应的耗氧率方程拟合为：MO2=38269+465U144，MO2=44526+4223U146，MO2=46611+4790U149，MO2=60034+3883U151。运动消耗会导致草鱼的有氧运动效率降低，同时随着运动消耗速度的增加有氧运动效率随之降低。研究结果认为在设计以草鱼为主要过鱼对象的过鱼设施时，鱼道内的流速不应大于08Ucrit，以使鱼类顺利通过。针对不同过鱼对象游泳特性进行设计的鱼道能够提高鱼类通过鱼道的效率     

以生物炭为内核的BC@BiOBr催化剂的制备及可见光光催化性能

以热裂解处理香蒲的茎部获得比表面积为341.27 m2·g~(-1)的生物炭作为载体,在水热条件下制备了生物炭负载的溴氧化铋(BC@Bi OBr)光催化剂,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、Zeta电位分析仪、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)和荧光光谱(PL)等技术对该负载型催化剂的物理结构和性质进行了表征,结果发现BC@Bi OBr和Bi OBr两种催化剂表面均为Bi OBr片,其中BC@Bi OBr催化剂是由约1μm片状Bi OBr组装而成,XRD测得上述两种催化剂均为Bi OBr晶相,而对无定形的BC并未检测到.通过测定反应物前驱体和生物炭的表面电荷,推测带正电荷的氢氧化铋絮凝沉淀因静电引力与表面带负电荷的生物炭吸附,进而形成以生物炭为核心表面包裹Bi OBr片状的BC@Bi OBr簇状催化剂.通过紫外可见漫反射光谱、固体荧光光谱和循环伏安曲线等测试,发现构成的簇状结构既能提高BC@Bi OBr对可见光的响应程度又能使其光生空穴和电子的复合几率变小.以罗丹明B(Rh B)作为底物探针,测试催化剂在可见光照射90 min时的降解速率,发现与单纯Bi OBr (71.4%)相比,BC@Bi OBr具有更高的可见光催化活性(93.1%),通过对氧自由基等测定实验发现这可能与BC@Bi OBr体系产生了更多的氧自由基有关.     

碘掺杂Ti02可见光光催化性能研究

在低于100℃温度条件下，采用溶胶一凝胶法以钛酸正丁酯为钛源，碘酸钾为碘源，制备了I掺杂纳米TiO2催化剂（I-TiO2），运用x-射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）及x-射线光电子能谱（XPS）等对催化剂进行表征，结果表明，TiO2及I-TiO2催化剂均为锐钛矿，I吸附并包裹在TiO2表面或以间隙进入的形式存在，并未进入TiO2晶格。通过在可见光照射下（A〉420nm）以罗丹明B（RhodamineB，RhB）的光催化降解为探针反应研究了在不同条件下制备催化剂的催化性能，结果表明，掺杂比为n1：n^ti=0．05：l，焙烧温度为400℃，降解介质条件pH=7时，l-TiO2光催化活性明显优于未掺杂的TiO2。光催化降解过程通过红外光谱（IR），总有机碳（TOC）跟踪测定，比较了TiO2掺杂前后降解RhB和对氯苯酚（4-CP）的光催化特性差异；同时采用苯甲酸荧光光度法跟踪测定体系中的氧化物种，表明在可见光下，I-TiO2光催化体系中产生·OH高活性氧化物种从而氧化降解目标化合物。     

光/电Fenton牺牲阳极法降解有机污染物

采用Fe片为阳极和石墨为阴极,在可见光(λ450 nm)照射并外加电压条件下,以有机染料橙Ⅱ(orangeⅡ)及有机无色小分子2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,DCP)为目标化合物,探讨了光/电Fenton牺牲阳极法降解有机污染物的最佳反应条件,结果表明,在电压=3 V,pH=3.0,H2O2浓度为5×10-5mol/L时,orangeⅡ的降解效果最好,反应10 h矿化率可达到78%,210 min内2,4-DCP降解率为91.4%。通过对光/电Fenton体系原位循环伏安参数测定及过氧化物酶催化反应吸光光度法和苯甲酸荧光分析法检测光/电Fenton降解orange II过程中H2O2和羟基自由基(.OH)的变化,表明orangeⅡ降解过程涉及.OH历程。     

碘铈共掺杂纳米TiO_2的制备及可见光光催化性能

采用溶胶凝胶法制备了不同原料比例碘铈共掺杂纳米TiO2催化剂,运用X射线光电子能谱（XPS）,X射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）等检测手段对催化剂进行了初步表征.结果表明,经过450℃煅烧处理得到的TiO2、铈掺杂TiO2以及碘铈共掺杂TiO2催化剂均为锐钛矿相,掺杂的Ce和I原子可能以I—Ce—O及O—Ti—I等键合方式进入TiO2晶格内部,此外,I-Ce离子共掺杂能有效降低TiO2表面的电子-空穴对的复合.以染料罗丹明B（Rhodamine B,RhB）和无色小分子水杨酸（Salicylic acid,SA）为降解的目标化合物,发现碘铈共掺杂的最佳物质的量之比为nCe∶nI∶nTi=0.04∶0.05∶1,即I0.05Ce0.04TiO2催化剂在可见光照射下（λ〉420 nm）降解目标化合物其光化学活性明显优于单掺铈的TiO2催化剂和未掺杂的TiO2.该催化反应涉及到空穴氧化,并伴有羟基自由基（.OH）、超氧自由基（O2.-）及H2O2等氧化物种的产生.     

鱼类游泳能力研究进展

对鱼类游泳能力及其游泳状态下的生态行为研究,可以为水利水电工程过鱼、拦鱼和诱鱼等设施的设计提供依据,保证其水电工程储能设施能够发挥较大的功能。对鱼类的游泳类型及游泳能力的评价指标进行了总结,介绍了目前国内外鱼类游泳能力及行为的研究方法,并和自行设计的鱼类游泳能力装置进行了比较;从洄游鱼道设计的角度,综述了国外已有的鱼类游泳能力评价模型,主要包括最优游泳速度模型,最大游泳速度模型,跳跃高度模型及游泳耐力模型,可为鱼道设计提供关键参数。最后简述了鱼类游泳能力在鱼道设计的应用及主要的研究趋势,旨在为鱼类游泳能力相关研究及水利水电过鱼设施的设计与建设提供一定基础资料,从而促进我国生态系统的平衡和物种多样化的保护。     

FeVO4可见光光催化降解有毒有机污染物

采用液相沉淀法制备了FeVO4光催化剂,以X射线衍射法(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)对其进行了表征.在可见光(λ≥420 nm)照射下,研究了FeVO4活化H2O2降解染料OrangeⅡ及无色小分子2,4-二氯苯酚(DCP)的光催化活性.同时优化了光催化剂FeVO4的制备条件、探讨了光催化降解OrangeⅡ体系中H2O2浓度、FeVO4用量及pH对其降解作用的影响.结果表明,在可见光照射下,H2O2浓度为1.50×10-3 mol.L-1,FeVO4量为0.17 g.L-1,pH值为6.4时,FeVO4对OrangeⅡ光催化降解活性最好,14 h后对OrangeⅡ的矿化率达到51.6%.在光催化反应条件下,12 h后对DCP的降解率达到64.3%,表明FeVO4具有可见光催化特性.运用ESR技术跟踪测定光催化降解过程中氧化物种的变化,发现FeVO4活化H2O2产生羟基自由基(.OH),表明FeVO4的光催化降解过程主要涉及.OH的氧化历程.     

分子筛负载Fe3+可见光协助降解有机污染物

通过NaY型分子筛负载Fe3 制备异相Fenton催化剂(FeY),采用FeY在可见光(λ＞420 nm)照射下研究其降解染料罗丹明B(RhB)和2,4-二氯苯酚(DCP).通过对RhB降解过程的紫外-可见光谱、ESR和红外光谱分析,以及总有机碳量(TOC)的跟踪测定,FeY/H2O2体系在可见光照射下能有效地降解RhB,降解反应主要涉及到·OH自由基的产生和参与.RhB/FeY/H2O2体系在可见光照射下,反应270min,RhB脱色率达到100%,TOC去除率达75.6%.DCP/FeY/H2O2体系在可见光照射下,反应150min,DCP降解率达81.0%.利用酶催化反应米氏方程测定催化剂的活性,FeY催化常数Kcat=2.28×105 mol·l-1·min-1.     

羊粪生物炭对水体氨氮吸附特性研究

以山羊粪便为原料,在300℃和700℃缺氧热解条件下制备生物炭,分别记为D300和D700。使用扫描电镜表征生物炭结构特征,运用比表面积仪测定其比表面积和孔径大小,以此探究不同热解温度条件下羊粪生物炭的内部结构及比表面积特征。以水体氨氮(20 mol/L)为目标污染物,以D300和D700为吸附剂,研究不同氨氮浓度、温度、pH以及吸附剂投加量等因素对水体氨氮吸附的影响以及吸附特性。结果表明:热解温度从300℃上升到700℃,生物炭的比表面积、总孔容随之增大,平均孔径反之减小,吸附效率从15.72%提升到24.73%。羊粪生物炭吸附水体氨氮的最佳pH在6～8;通过对动力学数据进行分析,发现准二级动力学方程(R~2=0.999 1)比准一级动力学方程(R~2=0.663 3)能更好地拟合动力学数据。吸附等温曲线拟合发现Langmuir方程(R~2=0.842 74)能更好地描述氨氮在羊粪生物炭上的吸附行为。吉布斯自由能变化、焓变和熵变的计算结果表明:羊粪生物炭对氨氮的吸附过程是自发的吸热过程。700℃条件下制备的羊粪生物炭比D300拥有更好的吸附性能。