可见光下氮掺杂二氧化钛对巯基苯并噻唑的降解

光降解反应中为了有效地利用可见光,以氨水为氮源,采用溶胶凝胶法在温和条件下制备出黄色氮掺杂二氧化钛。分别采用XRD、TEM、XPS和UV-Vis漫反射光谱对样品进行了表征。结果表明,所制备的样品均为锐钛矿相,晶粒随N/Ti配比的增加而增大;氮掺杂进入二氧化钛晶格中使可见光吸收增强。为控制水处理过程中的气味问题,以巯基苯并噻唑为探针,考察了氮掺杂二氧化钛的可见光活性。结果显示氮掺杂二氧化钛在可见光照射下可使巯基苯并噻唑的降解率为商用二氧化钛DegussaP-25的3倍。此外,存在一个最佳N/Ti配比显示出最高的可见光活性。     

可见光下氮掺杂罗丹明B分子印迹TiO_2的选择性光催化性能

采用溶胶-凝胶法和分子印迹技术,以尿素为氮源、罗丹明B为模板分子制备了氮掺杂罗丹明B分子印迹TiO_2粉末(N-TiO_2-RhB),并对样品进行了XRD、UV-Vis DRS和BET表征。表征结果显示:氮掺杂和分子印迹一定程度改善了样品的孔隙结构和孔径分布,N-TiO_2-RhB的比表面积和孔体积分别为TiO_2的1.9倍和1.5倍;氮掺杂使TiO_2的光吸收带边发生红移,而分子印迹不能改变催化剂的光吸收带边。N-TiO_2-RhB具有最佳的可见光活性和选择性,对罗丹明B的降解率高达92.7%。对罗丹明B、罗丹明6G、甲基紫和甲基绿的降解过程均符合一级反应动力学方程。     

可见光下氮掺杂二氧化钛对有机污染物的降解动力学研究

温和条件下以碳酸铵为氮源,采用溶胶凝胶法制备氮掺杂二氧化钛粉末,以XRD、UV-Vis漫反射吸收光谱以及BET等手段对掺杂二氧化钛进行了表征。通过吸附等温线的计算以及可见光催化活性的测定,考察了氮掺杂二氧化钛对巯基苯并噻唑的降解动力学。结果显示,实验范围内所制备的样品均为锐钛矿相,样品粒径随N／Ti配比的增加而增大;氮的掺杂产生更多的孔结构和多样孔型,增大了光催化剂对有机物的吸附能力,且氮的掺杂增强了二氧化钛在可见光区的光吸收。通过Langmuir-Hinshelwood积分动力学模型对表观速率常数、吸附平衡常数及反应速率常数的分析,表明氦的掺杂有效地改善了二氧化钛的可见光活性,其中吸附能力的增大对表观速率常数的提高有更显著的贡献。     

贵阳市西郊水厂所供管网末梢水重金属污染物季节性特征及潜在健康风险评价

以贵阳市西郊水厂2014年3月和7月所供管网末梢水中10种重金属污染物检测数据为基础,进行了季节性特征分析,并采用美国环保局(USEPA)推荐的健康风险评价模型进行了潜在健康风险评价。结果表明,贵阳市西郊水厂所供管网末梢水中10种重金属的浓度均符合国家饮用水卫生标准;重金属污染物的浓度随季节呈现出不同的特征,汞、锌、硒、钼和钡5种重金属的平均浓度呈现枯水期高于丰水期的特征,而铅、铜、锰和镍4种重金属正好相反,砷浓度的季节性特征不显著;成年人的年平均致癌风险显著大于儿童,但两者年平均非致癌风险接近;儿童和成年人2类人群经口暴露途径的健康风险值均大于皮肤暴露,其中致癌风险分别在2.49×10-6~9.16×10-6和3.26×10-8~9.59×10-8之间,非致癌风险在2.29×10-8~3.20×10-8和1.85×10-10~4.14×10-10之间,且致癌风险均大于非致癌风险。贵阳市西郊水厂所供管网末梢水中10种重金属污染物致癌风险和非致癌风险均未超过最大可接受水平,未对该供水区居民的健康造成威胁。     

贵州砂页岩母质黄壤镉吸附及表面络合模型研究

重金属在土壤中的吸附行为受土壤表面酸碱性质的影响. 贵州酸性黄壤镉(Cd)污染形势严峻,研究黄壤中Cd的吸附特征及形态变化对镉的防控和治理具有重要意义. 本文以贵州省百花湖镇不同深度的砂页岩母质黄壤为供试土壤,基于连续酸碱电位滴定试验,利用1-site/2-pK_a表面络合模型(SCM),探讨土壤表面酸碱性质;基于不同pH下黄壤Cd吸附试验,运用SCM模拟Cd的吸附行为及其形态分布;同时解析黄壤组成与表面酸碱性质的相关性. 结果表明:①SCM计算所得腐质层(0~45 cm)、淋溶层(>45~57 cm)、淀积层(>57~81 cm)、风化层(>81~110 cm)、母质层(>110~183 cm)土壤表面位点浓度(H_s)随深度的增加大致呈下降趋势,各层H_s分别为0.120、0.090、0.097、0.056、0.055 mol/L,而电荷零点(pH_pzc,SCM)变化趋势与之相反,分别为4.83、4.71、4.61、4.96、4.98,pH_pzc,SCM与试验测定数据(pH_pzc,M)接近且变化趋势一致,说明1-site/2-pK_a SCM适用于黄壤的表面酸碱性质研究. ②Cd吸附试验表明,随pH的增加,Cd从溶解态逐渐转向吸附态,并在pH=7附近达到完全吸附;SCM拟合得到的不同pH下Cd的溶解态和吸附态浓度与吸附试验数据吻合良好(相关系数R≥0.995),且Cd的吸附行为与不同pH下黄壤表面位点3种形态(≡SOH₂+、≡SOH、≡SO?)分布的模拟结果一致,≡SOH₂+、≡SO?分别为pHpzc、pH>pH_pzc时的主要形态,揭示了黄壤表面酸碱性质对Cd吸附行为的影响机制,进一步说明SCM适用于描述Cd随土壤pH变化的吸附特征. ③相关性分析表明,有机质、游离氧化铁对H_s起主要作用,不同深度土壤的电荷零点(pH_pzc)则主要由土壤中的黏土矿物、石英等无机胶体控制. 研究显示,利用1-site/2-pK_a SCM可以准确描述贵州省酸性黄壤的表面酸碱性质以及Cd的吸附特征及其形态分布,可为重金属在土壤中的迁移转化行为研究提供新思路.      

蛋氨酸为硫源的硫掺杂二氧化钛的光催化活性

为改善二氧化钛的可见光催化活性,以蛋氨酸为硫源,在温和条件下采用溶胶-凝胶法制备了硫掺杂二氧化钛粉末。采用XRD、TEM、UV-Vis漫反射吸收光谱和XPS等方法对制备的样品进行表征,以甲基橙的光降解效果考察其可见光催化活性。结果显示：350~500℃所制备的硫掺杂二氧化钛均为锐钛矿相,600℃出现混晶,且硫的掺杂一定程度的抑制了粒径的增长和晶相的转变;硫以阳离子形式进入二氧化钛晶格中,引起光催化剂在可见光区的光吸收;掺杂样品表现出较好的可见光催化活性,且随煅烧温度的增加,催化活性逐渐降低。正交试验得出优化条件为：S/Ti物质的量配比为1.6%,煅烧温度为450℃,煅烧时间为3 h。     

百花湖消落带常见植物氮磷钾营养元素含量分布特征研究

于2011年9月在百花湖消落区进行随机采集,选取常见的30种百花湖消落带植物,如狗牙根(Cynodon dactylon)、牛鞭草(Hemarthria altissima)、白花三叶草(Trifolium repens)、喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、鬼针草(Bidens pilosa)、菖蒲(Acuros calamu Linn)等为研究对象,对其根、茎、叶中氮磷钾营养元素的分布进行比较研究.结果表明:大多数植物根、茎、叶中N、P、K含量表现出一致性,即K＞N＞P,并且N、P、K相互之间呈现出显著的正相关关系,这与该地区土壤中N、P、K的含量有着显著的关系.在同一植物不同器官中N、P、K的含量也表现出一致性,即叶＞茎＞根,并且根、茎、叶中的含量相互之间也呈现出现显著的正相关关系.消落区植物总体根、茎、叶的营养状况分别为低、中、高,并且地上部分的营养元素占整株植物总营养元素的平均值为80％以上.因此,收割地上部分的茎和叶,即可达到对土壤中N、P较好的处理效果.禾本科、蓼科及菊科植物中营养元素含量较低,又具有一定的耐水淹性,适宜在消落区水淹时间较长且土壤中N、P营养元素含量较低的这种特殊环境下生长.该研究揭示了百花湖消落区常见植物的营养状况,以及有助于筛选出适合消落区生长的植物,对控制水体富营养化和研究消落区生态系统的完整性有着重要的意义.