废弃高分子聚合物再生转化环境功能材料的研究进展

废弃高分子聚合物造成的环境污染问题日益突出,这类废弃物的绿色循环利用近年来备受关注,其中材料化利用是其再生循环的优选途径。概述了废弃高分子聚合物合成环境功能材料的最新研究进展,重点关注噪声污染控制材料、高性能吸水材料、特殊孔材料、吸附材料、催化材料、黏结材料、还原材料和能源转化材料等。介绍了高分子废弃物在这些功能材料合成中发挥的作用、转化方法、材料性能和应用领域,以期为高分子废弃物的高附加值循环利用提供指导。     

负载型TiO_2纳米管对水体中萘普生光催化作用

为了解决水体中光催化剂的分离和回收问题,对纳米TiO_2的固载化及其应用进行了研究。首先以纳米TiO_2为原料,采用水热合成法制备TiO_2纳米管;再以聚氨酯膜片为载体制备负载型TiO_2纳米管(PU/TiO_2)。对负载材料进行FT-IR和SEM表征,表征结果表明:TiO_2纳米管能很好地接枝在PU薄膜表面;然后在空气曝气、p H=5、T=26℃的条件下,进行光催化降解萘普生的实验。实验结果表明:制备的负载材料对水体中的萘普生有较强的吸附作用,在300 W紫外光的照射下,5 min内能使10.00 mg/L的萘普生降解完全;紫外光照与光催化剂对萘普生的降解具有协同效应;光催化反应近似符合一级模型。综合表明,负载型TiO_2纳米管是一种具有潜在应用前景的光催化剂。     

载钯螯合树脂的制备、表征及其降解多溴联苯醚的初步研究

以聚丙烯醛-异烟酰腙螯合树脂为高分子载体, 利用其活性基团对钯的选择性富集分离性能, 将金属元素钯键合到高分子载体上, 制备一种含钯树脂材料(树脂1), 并进一步原位还原得到还原态的载钯树脂(树脂2)。利用红外光谱、扫描电镜和X射线衍射等对以上2种含钯树脂材料进行了分析表征,并考察了它们对持久性有机污染物(POPs)多溴联苯醚(PBDEs)的脱溴降解性能。结果表明,2种树脂对BDE₂₀₉均有降解活性, 其中树脂1的降解性能比树脂2的降解性能要高, 树脂中钯的氧化形态可能对BDE₂₀₉的催化降解起主要作用。     

天然沸石负载TiO2光催化降解敌敌畏和对硫磷

以钛酸丁酯为原料,以天然沸石作载体负载TiO2制备光催化剂;并采用高压汞灯为光源,用负载型TiO2光催化降解敌敌畏和对硫磷.结果表明,浓度为1.2×10-4mol/L的农药光照2 h左右可完全被光催化氧化为PO3-4.同时,还研究了合成光催化剂的处理温度、溶液的初始pH值、过氧化氢浓度等对负载TiO2光催化降解的影响.     

微生物对化学物质的降解(Ⅶ)——聚酯的生物分解

本章以各种高分子化学物质中的聚酯为例,介绍微生物对各种聚酯的降解。 1 聚酯的生物分解各种高分子物质中的蛋白质、核酸、多糖等天然高分子物质较易生物分解。正像人们说的那样:“由生物制成的东西,容易被生物分解”。如果把生物换成微生物则更清楚了。因此,能够分解由微生物制成的聚酯之一——聚-β-含氧酪酸(PHB,聚-β-羟基丁酸)的细菌可以从土壤中大量分离出来。下面报告用天然聚酯PHB分解菌来分解各种合成聚酯,研究其构造和生物分解性。     

瓦勃氏呼吸仪测定乐果合成废水的可生化性

本文概述了瓦勃氏呼吸仪测定有机污染物的可生化性的基本原理和方法。通过测定用乐果合成废水驯化后的微生物的生化呼吸线和相对耗氧速度曲线,结果表明:乐果合成废水是有毒的,但是完全可以被特异驯化后的微生物所降解;其降解速度与时间和废水所含污染物的浓度有关。     

不同厚度生物降解地膜在崇明生态岛“两无化”稻田中的降解特性研究

2020年6—12月,在崇明生态岛“两无化”水稻种植基地进行大田实验,检测并分析了生物降解地膜的微观形貌、化学结构、相对分子量,探究不同厚度生物降解地膜的降解以及物理化学性质的变化。结果表明:随着覆膜时间延长,不同厚度的生物降解地膜表面均出现孔洞且数量逐渐增多;生物降解地膜中聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可能发生了诺里什Ⅱ型反应,导致高分子材料分子链的断裂;生物降解地膜相对分子量均先增后减,地膜中高分子在稻田环境中发生了的断裂、重组、分解,形成分子量相对较小的降解物;覆膜135 d时厚度为0.0100、0.0090、0.0085 mm的生物降解地膜的数均分子量分别比初始下降了15.32%、28.54%、22.88%,重均分子量则分别下降了17.00%、21.73%、16.21%。     

银钛共负载型光催化材料降解甲基橙废水

以膨胀珍珠岩为载体,采用溶胶凝胶法对其进行负载,制备出不同类型的光催化材料（TiO2．EP、Ag＋-TiO2-EP）,并在模拟日光条件下,研究其对甲基橙溶液的降解效果。结果表明,浸渍3次且担载0．04％Ag＋的负载型TiO2光催化活性最高,在光催化剂用量为0．3g,20mL初始浓度为10mg／L甲基橙溶液光照4h后降解率可达81．6％,且甲基橙的光催化降解服从一级动力学方程。回收3次后仍有较强的活性,其2h降解率为24．8％。     

BiVO_4微结构协同作用下的可见光响应型photo-Fenton反应

将可见光催化材料引入photo-Fenton反应,对合成条件进行了调控对比研究。以聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)作为表面活性剂,采用醇/水热合成法制备了尺寸约为0.3~0.6μm细小条状结构的Bi VO4/Fe3O4材料,并通过调节反应液p H值调控产物的晶相组成及形貌。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、低温氮气吸附-脱附对样品进行表征,并在可见光照射下,评估了Bi VO4微结构协同作用时Photo-Fenton反应对罗丹明B(Rh B)的降解效果。研究结果表明,p H=7条件下制备的单斜白钨矿型的Bi VO4/Fe3O4具有最为规整的微结构,表现出最大的比表面积以及最佳的光催化活性。Bi VO4微结构与Fenton反应的协同作用显示出优越的可见光降解性能,对有机染料降解所用时间大幅缩短,60 min内可将99%的Rh B降解,具有更加高效的可见光吸收效率以及光催化活性。     

Fe~0/O_2体系降解苯胺废水机理

以苯胺为研究对象,在Fe~0/O_2体系中开展了降解实验。考察了苯胺在Fe~0/O_2体系与单一Fe0体系和单一O2体系下的降解效果,探究了Fe~0/O_2体系中活性氧化物的产生及降解苯胺的可能途径。结果表明:初始浓度为5.1 mg·L~(-1)的苯胺在Fe~0/O_2体系中可完全降解,降解过程存在协同效应,在Fe~0/O_2体系下降解速率常数为单一零价铁体系与单一氧化体系降解速率常数之和的46.15倍;Fe~0/O_2体系中活性氧化物主要有H2O2和·OH等自由基,苯胺在体系中的降解以·OH氧化为主,可能的降解途径为矿化和聚合,并以矿化为主;苯胺降解过程中氮素产物的变化表明降解体系中存在大量含氮有机物等中间产物。     

超声波／零价铁降解水中双酚A

研究了超声波／零价铁（US／Fe^0）工艺对水中双酚A（BPA）的降解效果及影响因素。结果表明,US／Fe^0工艺可以有效降解水中的BPA,具有协同作用,且降解过程符合一级动力学规律;Fe^0具有促进和抑制的双重作用;超声功率越大,越有利于BPA的降解;初始浓度较低时,BPA的降解效果较好;弱酸性条件有利于BPA的降解;加入一定量的自由基捕获剂（正丁醇）可以抑制BPA的降解;联合作用2h后,TOC的去除率较低,说明其矿化程度不完全。     

零价铁(Fe~0)共存下TiO_2光催化降解特性的研究

针对TiO2光催化反应中易出现电子-空穴对(e--h+)的复合、而Fenton技术又面临铁污泥的问题,向TiO2光催化反应中加入零价铁(Fe0)。通过调节溶液pH,使Fe0缓释Fe2+,且反应之后的pH仍能满足TiO2光催化反应所需。溶液中的Fe2+,一方面能减弱TiO2光催化产生的e--h+的复合,提高TiO2光催化反应的效率;另一方面,在紫外灯照射下也可以起到光Fenton降解作用。研究结果表明,Fe0共存下TiO2光催化对废水的降解率高于单独使用TiO2光催化或光Fenton对废水的降解率。对Fe0共存下TiO2光催化降解废水的褪色率的动力学研究表明,该反应属于三级动力学反应,且其对有机物的降解具有TiO2光催化和光Fenton加合增效的效果。     

Shewanellasp．XB缺氧反硝化降解苯酚

苯酚的生物降解一直受到关注。以苯酚为惟一电子供体,研究了Shewanellasp．XB对苯酚的缺氧降解特性。研究结果表明,在反硝化条件下,当C／N为13．3时,苯酚可以完全降解,NO2--N积累量很少。另外,当加入氧化还原介体,如核黄素3μmol／L、AQDS0．01mmol／L、AQS0．05mmol／L和LQ0．01mmol／L时,苯酚降解速率分别为不加介体时的1．45、1．77、1．67和1．63倍。当以氯化铵代替硝酸盐时,苯酚也能进行厌氧发酵降解。另外,菌株XB反硝化降解苯酚可能是厌氧和好氧降解的混合过程。     

溶解氧对活性污泥合成可生物降解塑料-PHB的影响

聚-β-羟基丁酸酯（polyhydroxybutyrate,PHB）是一种可完全生物降解和具有良好生物相容性的高分子材料,许多情况下可作为传统塑料的替代品。以活性污泥微生物作为PHB合成菌,研究了动态底物投加方式下,溶解氧对污泥贮存PHB过程的影响。结果表明,PHB的贮存过程相当程度上取决于氧的提供。溶解氧浓度的提高明显加快了底物乙酸的吸收,进而导致更大比例的乙酸被活性污泥贮存为PHB。试验中,溶解氧浓度由饱和浓度的10%提高到70%,PHB的产率由0.36 C mmol/C mmol 提高到0.56 C mmol/C mmol,PHB的胞内含量也由26%提高到37%。试验证明溶解氧是控制活性污泥合成PHB工艺的重要因素。     

化学工业出版社“2004年安全与环境图书联展” 环境类精品图书推荐(一)

20 0 4年 6月 5日～ 7月 5日 ,化学工业出版社将在全国 2 0 0多家书店开展“安全与环境图书联展”活动 ,届时将有 5 0 0多种相关图书参展 ,欢迎广大读者踊跃参加。《环境生物技术丛书》( 6种 )目前 ,环境生物技术已在水污染控制、大气污染治理、有毒有害物质降解、清洁可再生能源开发、废物处置与资源化、环境监测、环境友好材料合成、生态环境修复和清洁生产等领域发挥着极为重要的作用 ,已经成为解决复杂环境问题的最有效、最经济的手段之一。由哈尔滨工业大学环境科学与工程系环境生物技术学科部组织编写的《环境生物技术丛书》( 6本 ) ,…     

铜铝双金属材料对硝基苯废水的还原降解研究

以废旧铝箔为原料,采用化学镀铜的方式制备了铜铝双金属材料(Cu@Al⁰)并应用于硝基苯废水的还原降解。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对制备的材料进行表征,系统考察了镀铜率、初始pH、Cu@Al⁰投加量、硝基苯初始浓度对硝基苯降解效果的影响,最后借助紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和气相色谱(GC)进一步揭示了Cu@Al⁰对硝基苯的还原降解机理。结果表明,金属铜可成功负载在铝箔表面,当铜负载率为3.43%,初始pH=3,Cu@Al⁰投加量为0.50 g,硝基苯初始质量浓度为100 mg/L,反应时间为20 min时硝基苯的降解率可达88.4%,且Cu@Al⁰具有良好的循环利用性能。Cu@Al⁰对硝基苯的降解是从亚硝基苯到羟基苯胺再到苯胺的逐步还原过程,初始pH过高会影响中间产物亚硝苯进一步还原成最终产物苯胺。     

绿色高分子材料及其发展展望

介绍了环境友好的绿色高分子材料的重要性，列举了几种可降解高分子材料的类型及其特性，从可降解塑料的研制方面谈及充分、合理地利用资源，同时展望绿色高分子材料的应用前景。     

钴金属-有机骨架活化过硫酸钠降解废水中的盐酸土霉素

采用新制备的钴金属-有机骨架(Co-MOF)和过硫酸钠(PS)分别作为催化剂和氧化剂,并通过CoMOF活化PS降解废水中的盐酸土霉素,考察Co-MOF浓度、PS浓度、pH及温度对降解盐酸土霉素的影响。SEM、TEM、XRD及XPS等结果证明,Co-MOF成功地被合成。降解实验结果表明,与单独的Co-MOF、PS相比,Co-MOF/PS的降解性能有大幅度的提高。当pH=5、温度30℃、Co-MOF为200 mg·L~(-1)以及PS为2 000 mg·L~(-1)时,5 min后对20 mg·L~(-1)盐酸土霉素的降解率最高达到97.1%。在催化剂的重复使用实验中,Co-MOF第4次运行对盐酸土霉素的降解率由97.1%(第1次)降低至82.1%,这表明Co-MOF材料可以重复利用降解盐酸土霉素。Co-MOF降解盐酸土霉素实验反应前后的XRD和XPS数据表明Co-MOF具备良好的稳定性。以上研究结果可为新型高效降解体系的开发及其在水环境污染控制领域的应用提供参考。     

聚乙烯醇生物降解菌群的结构分析及优势菌株降解特性

对堆肥中降解聚乙烯醇材料的微生物菌群结构进行了分析。结果表明:降解聚乙烯醇材料的优势菌群属于芽胞杆菌科(Bacillaceae)。从降解了3年的材料表面筛选出了1株聚乙烯醇降解菌DG01,鉴定为苏云金杆菌(Bacillus thuringiensis sp.)。分别以聚乙烯醇(poly(vinyl alcohol), PVA)浓度和二氧化碳排放量为指标,对PVA的降解动力学进行了研究。结果表明:PVA生物降解过程符合一级动力学模型,R2分别为0.984 0和0.983 5。对摇瓶培养条件进行了单因素优化实验。最佳降解温度,初始pH和酵母粉浓度分别为41℃、7和1.40 g·L~(-1)。优化后,48 h内PVA初始浓度为3 g·L~(-1)的降解率达到了45.21%,提高了2.10倍。     

一种新型铋基光催化剂的合成及其可见光催化性能

采用水热法合成铋基光催化剂Bi4VO8Br,通过X-射线粉末衍射、扫描电镜等手段对其进行表征.选择甲基橙为目标降解物来评价不同条件下合成的Bi4VO8Br在可见光下的光催化活性,发现pH 3、反应时间15 h、反应温度160℃为材料水热合成的最佳条件.考察了Bi4VO8Br在可见光及紫外光下对几种农药和增塑剂的光催化降解性能,显示了Bi4VO8Br对不易光解的含苯环有机物的可见光高活性.五氯酚的光催化过程影响因素优化结果表明,可见光和紫外光分别照射120 min和20 min,其降解率分别达到97％和99％,Bi4VO8Br表面上活性基团的捕获即空穴的氧化作用是主要反应原理.