Catalytic urea hydrolysis by composite metal oxide catalyst towards efficient urea-based SCR process: performance evaluation and mechanism investigation

● Bimetallic oxide composite catalyst was designed for the urea-based SCR process. ● Surface chemical state and typical microstructure of catalyst was determined. ● Reaction route was improved based on intermediates and active site identification. ● TiO₂@Al₂O₃ presents an obvious promotion for urea hydrolysis. As a promising option to provide gaseous NH₃ for SCR system, catalytic urea hydrolysis has aroused great attention, and improving surface area and activity of catalysis are the crucial issues to be solved for efficient urea hydrolysis. Therefore, a composite metal oxide (TiO₂@Al₂O₃) catalyst was prepared by a simple hydrothermal method, with mesoporous alumina (γ-Al₂O₃) as substrate. The results verify the mesoporous structure and submicron cluster of TiO₂@Al₂O₃, with exposed crystal faces of (101) and (400) for TiO₂ and γ-Al₂O₃, respectively. The electronegativity difference of Ti⁴⁺ and Al³⁺ changes the charge distribution scheme around the interface, which provides abundant acid/base sites to boost the urea hydrolysis. Consequently, for an optimal proportioning with nano TiO₂ content at 10 wt.%, the hydrolysis efficiency can reach up to 35.2 % at 100 °C in 2 h, increasing by ~7.1 % than that of the blank experiment. ¹³C NMR spectrum measurements provide the impossible intermediate species during urea hydrolysis. Theoretical calculations are performed to clarify the efficient H₂O decomposition at the interface of TiO₂@Al₂O₃. The result offers a favorable technology for energy-efficiency urea hydrolysis.     

垂直潜流人工湿地低温净化效果及其与微生物作用关系

人工湿地净化过程受基质、微生物及植物的多重作用,但有关湿地系统水质净化效果与微生物之间的关联及响应机制的认识较为匮乏.本文针对垂直潜流人工湿地,分析了其低温条件下水质净化效果,通过16S rDNA扩增子测序技术,在OTU水平上利用微生物丰度聚类热图和基于Bray-Curtis距离的NMDS分析,揭示了湿地基质微生物群落结构的时空变化及其与主要水质指标之间的相互作用关系.结果表明,湿地对TN、COD的去除效果较好,但对TP的去除效果不佳.基质微生物群落时空变化显著,与湿地净化效果密切相关,革兰氏阴性菌门类众多和假单胞菌属相对丰度较低,分别是TN去除效果较好和TP去除效果不佳的重要原因.COD、DO是影响微生物群落的主要因子,而氮含量在一定程度上影响脱氮微生物的活跃度.基质微生物在湿地运行2周后,对污染物去除的介导作用稳定,建议设立这一关键时间点,并辅以菌群、碳源投入等措施,提升湿地的净化效果.     

基于CAS视角的供应链环境协同治理研究

为探究供应链环境协同治理问题,本文从复杂适应系统视角分析了供应链环境协同治理中内部主体之间以及内外部主体间的协同作用机理,以此为基础构建了供应链环境协同治理模型。为探究协同治理机制在该模型中的实际成效,本文运用多主体仿真技术,对二级供应链模型进行仿真模拟,验证了协同治理在企业运营发展以及供应链整体环境绩效方面的提升作用,并针对协同模型中制造商零售商间减排成本分担系数进行调整,检验上下游企业间减排成本分担系数变化对供应链环境治理效果的影响。仿真结果显示,虽然供应链整体利润随着制造商承担的减排成本增加而增加,但供应链单位产值排放量却随之呈现先下降后上升的趋势,进一步验证了协同治理的效果。     

爆炸冲击环境下内凹蜂窝型梯度结构响应特性研究*

为提升应急救援人员防护服抗爆能力,减少爆炸事故中人员伤亡数量,以内凹蜂窝型梯度结构为研究对象,采用爆炸冲击实验与数值有限元法相结合的研究手段,通过改变胞元尺寸与胞元凹角对梯度蜂窝结构进行优化,分析梯度结构在爆炸冲击环境下冲击波衰减效率和力学响应规律。结果表明:同等质量条件下,内凹蜂窝结构尺寸梯度为2.58 mm-3.40 mm-2.58 mm、角度梯度30°-22.5°-30°时对冲击波的衰减效应最佳,衰减效率分别为85.44%,82.29%。研究结果可为同时满足轻质、高强抗爆要求的防护服结构设计提供技术支撑。     

不同水期澜沧江梯级水库浮游植物群落结构空间分布特征

建坝造成了河流水环境的差异,会导致浮游植物群落具有明显的空间异质性.为探究梯级水库河流的浮游植物分布,本研究选择澜沧江为研究区域,于2018年3月—2019年5月在上游河道、苗尾、功果桥、小湾、漫湾、糯扎渡、景洪、景洪坝下开展了浮游植物的调查.对比了丰、枯水期浮游植物群落结构、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数的变化特征,采用Spearman相关性分析确定丰、枯水期浮游植物密度与环境因子间的关系.重点讨论了浮游植物密度较高的小湾和糯扎渡库区浮游植物的年内变化特征.研究结果表明：澜沧江干流丰、枯水期各库区浮游植物种类均以河流型硅藻为主,绿藻门次之;浮游植物密度分别为0.02×10⁶ ~ 16.74×10⁶ cells?L^-1和0.26×10⁶ ~ 9.41×10⁶ cells?L^-1;丰水期藻密度、生物量、浮游植物多样性、均匀度指数均高于枯水期;小湾和糯扎渡的浮游植物密度及生物量均高于其他库区,全年平均值分别为9.35×10⁶ cells?L^-1和2.19×10⁶ cells?L^-1;两库的浮游植物群落具有明显差异,浮游植物密度分别在2019年5月和4月达到最高,相关性分析表明氮素是影响浮游植物群落结构变化的关键因子.本研究可为梯级水库河流的水生态环境保护提供一定的支撑和参考.     

N-TiO2/rGO纳米材料可见光下催化降解微囊藻毒素-LR的效果

以尿素、钛酸丁酯、氧化石墨烯为原料,采用水热法制备了N-TiO2/rGO复合纳米光催化剂,通过SEM、BET、XRD、Raman、FT-IR、UV-vis DRS等分析方法对催化剂进行了表征和分析,研究了该复合材料在可见光下对水中Microcystin-LR的降解动力学及相关反应机理.结果表明,相较未负载的N-TiO2...     

高铁酸钾破解剩余污泥的水解效能分析

为了有效提高污泥水解效率、缩短厌氧消化时间,以K₂FeO₄为氧化剂破解剩余污泥,考察K₂FeO₄投加量（50~500 g/kg,以干质量计）对污泥破解率的影响,分析水解液各项特征指标并对其可生化性能进行预测,探究该方法作为污泥厌氧预处理的可行性.结果表明:污泥水解效率随着K₂FeO₄投加量的增加而升高,当搅拌速率为500 r/min、反应时间为2 h、K₂FeO₄投加量为500 g/kg的条件下,可实现最高的污泥破解率（34.6%）.污泥水解液中有机物以多糖、蛋白质为主,并有少量挥发性有机酸;污泥破解过程也伴随着P和NH₄+-N的释放,上清液中ρ（TP）最高可达496 mg/L,且以正磷酸盐为主（约310 mg/L）,可对其进行回收.采用三维荧光体积积分的方法对污泥水解液的可生化性能进行预测,发现污泥经K₂FeO₄预处理后,水解液中RB（易降解有机质）和PB（难降解有机质）荧光强度均明显增加,当K₂FeO₄投加量为50 g/kg时,F_digestion（生物可降解性指数）达到最大值（4.75）,预测此时污泥的可生化性能最佳.以K₂FeO₄为氧化剂预处理污泥可有效提升污泥水解效率,但若作为厌氧消化预处理,应综合考虑污泥破解率和可生化性能.研究显示,搅拌速率为500 r/min、反应时间为2 h、K₂FeO₄投加量为50 g/kg预处理条件下污泥的可生化性能最佳.      

京沪高铁(徐州段)铁路噪声对沿线居住小区环境影响的初探

京沪高速铁路即将开工建设,铁路建设首先应遵循可持续发展的原则,而铁路沿线环境噪声污染与防治是高速铁路建设中的一个重要内容,在高速铁路建设过程中,应充分考虑到区域环境噪声的影响,提出噪声防治的措施.本文通过对徐州目前铁路噪声环境影响的分析,简要地介绍了铁路噪声排放的规律以及相应的辐射影响范围,针对京沪高铁建设中应采取的噪声防治措施阐述了自己的观点、主张,籍以本文对于京沪高铁建设中的环境影响做一个初步的探讨.     

4种二烷基次膦酸盐阻燃剂对斑马鱼胚胎的毒性研究

二烷基次膦酸盐(DPs)作为一种新型有机磷阻燃剂正在被大量合成并应用,但关于其毒理学效应的研究还十分匮乏。研究者首次以斑马鱼胚胎作为实验模型,初步探讨了2种新型DPs阻燃剂甲基环己基次膦酸铝(AMHP)、甲基环己基次膦酸钙(CMHP)和2种已市场化生产的DPs阻燃剂甲基乙基次膦酸铝(AMEP)、二乙基次膦酸铝(ADEP)对鱼类的急性毒性效应。结果表明,AMHP和CMHP对斑马鱼胚胎无明显毒性效应;500 mg·L~(-1)的AMEP和ADEP能显著增加斑马鱼胚胎死亡率,降低其出膜率。AMHP和CMHP的水解产物甲基环己基次膦酸在浓度为1 000 mg·L~(-1)时,可使斑马鱼胚胎出膜率下降,并导致胚胎死亡,推测DPs的水解产物二烷基次膦酸是造成斑马鱼胚胎死亡的主要因素。进一步比较去除卵膜后,DPs对斑马鱼胚胎的毒性效应,发现DPs主要通过影响斑马鱼胚胎的出膜进而造成胚胎的死亡。上述研究结果从水生生物毒性的角度为DPs阻燃剂是否能作为溴化阻燃剂和传统有机磷阻燃剂的替代品提供了实验依据。     

Impacts of regional development on emissions in China’s transport sector

Environmental Science and Pollution Research - The CO2 emissions in China’s transport sector increased from 349.00 Mt in 2005 to 723.87 Mt in 2017. Thus, a number of climate change policies...