催化湿式氧化中多相非贵金属催化剂的研究进展

催化湿式氧化（CWAO）法是一种利用溶解氧去除废水中高毒性、难降解污染物的新型水处理技术。在催化湿式氧化中应用的催化剂有贵金属催化剂和非贵金属催化剂两种。在零附加值的废水处理过程中,使用非贵金属催化剂替代贵金属催化剂,在经济上更具有优势。对近年来用于催化湿式氧化废水处理过程中的多相非贵金属催化剂进行了综述。     

Renewable Resources and Economic Sustainability: A Dynamic Analysis with Heterogeneous Time Preferences

In recent years there has been increasing interest in the study of economic sustainability and its relationship with natural resources. This paper attempts to shed some light on the issue by taking into account the individual variations in time preferences for consumption and resource amenity. We characterize the long-run steady state, analyze its asymptotic stability, and explore the transational dynamics from any initial state. The welfare implications of the optimal path are also discussed.     

Cu-ZnO双反应中心类芬顿催化剂降解水中碘乙腈性能与机制

多相芬顿催化虽然克服了均相芬顿pH适用范围窄,铁泥二次污染等问题,但还面临着稳定性差,H₂O₂利用率低的问题,从而限制了其实际应用。本文利用锌和铜的电负性差异制备了一种双反应中心催化剂Cu-ZnO,通过在催化剂表面构建贫富电子中心,从而诱导H₂O₂产生·OH降解污染物。采用TEM、EDS、XRD、FTIR、XPS以及EPR对催化剂进行表征,并研究了催化剂投加量、H₂O₂投加量、pH以及共存离子对碘乙腈降解效果的影响。结果表明,在催化剂投加量为1 g·L^-1,双氧水投加量为10 mmol·L^-1时,Cu-ZnO对碘乙腈的去除率在91%。大部分共存离子对催化剂的降解效果影响较小,且在酸性条件下催化剂稳定性较好,中性和碱性条件下金属离子基本无释放。催化剂诱导产生的•OH和HO₂^•/O₂^•−是碘乙腈(IAN)降解的主要活性物种,降解产物包括CO₂,H₂O,I^－和IO₃^- 等。     

沼渣生物炭基Fenton催化剂的制备及其高效降解吡虫啉农药废水的研究

以废弃物沼渣和含铁剩余污泥为原料,采用一步热解法制备沼渣生物炭基Fenton催化剂(以下简称催化剂),构建了非均相Fenton反应体系处理含吡虫啉模拟废水,考察了H2 O2和催化剂用量对吡虫啉去除率的影响.结果表明,非均相Fenton反应体系中,H2 O2最佳投加量为0.50 g/L,催化剂最佳投加量为1.00 g/L...     

Mn3O4催化臭氧化钻井废水的作用机理

通过静态实验,探讨了Mn3O4对钻井废水臭氧化过程的催化作用机理,考察了Mn3O4及Cl-对臭氧分解、水体湍动程度、羟基自由基抑制剂碳酸氢根和叔丁醇的加入对COD去除率的影响,分析了反应过程中TOC和pH的变化。结果表明,催化剂加量为100 mg/L时,臭氧分解率由单独臭氧时的38.2%增加到81.4%,Mn3O4对钻井废水中有机物的吸附去除率仅为2%,O3/活性炭体系对COD去除率与单独臭氧效果接近,说明臭氧在催化剂表面存在吸附作用,促进臭氧分解;水体不搅拌与搅拌速度增加为900 r/min时,COD去除率由52%增加到58%,搅拌程度对钻井废水COD去除效果影响不大;HCO3-浓度为100 mg/L时,COD去除率降低到41.2%,说明了体系中有羟基自由基产生;氯离子浓度为1 000 mg/L,臭氧的分解率降低了9.2%,证明了臭氧在催化剂表面的吸附作用;羟基自由基抑制剂叔丁醇的加入,使得COD去除率由54.3%降低为40.8%,证实了反应体系中存在羟基自由基。同时在反应过程中,体系的TOC 由191.9 mg/L降低至37.6 mg/L;pH由原来的11.2降低到6.3。实验现象说明,臭氧吸附在Mn3O4催化剂表面,分解产生羟基自由基,进而氧化去除钻井废水中有机物,这在某种程度上证明了Mn3O4催化臭氧化对有机物的降解遵循羟基自由基机理。     

多相催化技术的固液微界面调控原理及应用进展

多相催化氧化是一种很有前景的水深度处理技术,实际水环境中微量难降解有机污染物的去除通常受到水中共存物质如天然有机物（NOM）的影响.因此,在多相催化体系中,基于污染物与氧化媒介在催化剂表面的作用及转化过程调控催化剂的表面性质,对于复杂环境中污染物的高效靶向去除至关重要.本文主要综述了以过氧化氢、臭氧和光为媒介的多相催化氧化技术的固液微界面调控原理,以及基于固液微界面调控的水处理应用进展.重点阐述了催化剂表面性质对氧化媒介和目标污染物在表面分解和转化的影响,以及不同类型有机污染物在催化剂表面的作用原理.在此基础上,我们提出通过不同的手段极化催化剂表面,使表面电子分布不均匀,形成氧化位点和还原位点,使目标污染物失电子氧化同时活化表面吸附氧化媒介形成更多吸附态·OH,是促进复杂水环境中目标污染物高效去除的关键途径.     

科学大数据开放共享机制研究及其对环境信息共享的启示

科学大数据得以充分利用和增值的前提是开放共享,而影响数据开放共享的关键问题是共享机制.本文首先分析了科学大数据的产生方式、数据类型、投资方式、管理主体和服务定位及其与共享程度的关系.进一步在分析国内外自上而下和自下而上科学数据共享通用机制与原则的基础上,结合国家地球系统科学数据共享平台、全球变化科学数据出版等实践,提出了数据汇交、数据出版、数据联盟和服务激励四种数据共享机制,并分析了每种机制中的关键问题及具体做法.最后,结合云计算、"互联网+"等新一代信息技术和思维,对环境保护大数据共享机制提出四点建议,即:国家统一投资建设的环境保护核心业务数据强制汇交机制,其他部委、机构环境保护相关数据联盟交换机制,企业、科学家个人数据出版等激励机制,以及社会公众数据的"众创机制".     

具有双反应活性中心Cu-Al2O3-g-C3N4类芬顿催化剂及·OH选择性转化机理研究

采用水热合成法制备Cu-Al₂O₃-g-C₃N₄类芬顿催化剂,以扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、电子自旋共振（EPR）、拉曼光谱（Raman）对所制备的催化剂及反应过程进行表征.以染料亚甲基蓝（MB）和罗丹明B（Rh-B）及小分子有机物2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）、双酚A（BPA）和苯妥英（PHT）为目标污染物,研究催化剂在初始pH=7条件下的类芬顿催化活性.同时,探讨Cu掺杂量和有机物配体g-C₃N₄掺杂量对体系催化性能的影响,并验证晶格氧诱发与有机配体络合两种方式对催化剂活性和稳定性提高产生的影响.DMPO-EPR自由基测定实验及Raman光谱监测催化反应过程验证表明：Cu的晶格氧掺杂诱发了靠近铜晶格O₂^·-的富电子Cu中心,以及靠近铝晶格O₂^·-的缺电子Al中心;引入的g-C₃N₄以阳离子π作用形式通过σ-型Cu—O—C键桥将π体系上的电子转移至Cu,形成一个新的缺电子π中心.在H₂O₂存在的情况下,富电子Cu中心将电子传递给H₂O₂,使其被还原为·OH;同时,体系中H₂O的电子被缺电子中心剥夺,进而氧化为·OH.羟基自由基转化率TOFs值的进一步计算结果表明,Cu-Al₂O₃-g-C₃N₄体系中TOF值为0.516 s^-1,是传统均相芬顿体系TOF值（1.53×10^-2 s^-1）的33倍以上.     

含铁矿物与UV联合催化H2O2深度处理印染废水

分别以天然含铁矿物黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿为催化剂,构建了UV-异相类Fenton体系处理实际印染废水生化出水,确定了最优反应条件,并对反应机理进行了初步探讨。实验结果表明:最佳条件下,以黄铜矿、磁铁矿、磁黄铁矿为催化剂的3种异相UV-类Fenton体系对废水的COD去除率分别可达58.83%、57.41%和60.57%,UV254去除率均大于94%;3种天然矿物在重复使用5次后对废水COD的去除率仍保持在50%以上,光催化活性稳定;该体系产生·OH的途径主要有催化剂表面的Fe(Ⅱ)催化H_2O_2分解、H_2O_2光解、溶出的Fe~(2+)催化H_2O_2分解3种,以前两种方式为主。     

大型公共场所人群拥挤踩踏事故机理初探

近年来的事故灾害统计分析表明人群拥挤踩踏事故已逐步成为大型公共聚集场所的主要人为事故灾害类型之一.与火灾等常见人为事故灾害不同,人群拥挤踩踏事故的发生极其突然,社会影响重大.从人群拥挤踩踏事故的致因机理及承载体人群的运动规律开展相关研究,基于风险理论、事故突变等理论方法提出了人群拥挤踩踏事故风险(四阶段)理论,并构建了理论模型,对理论模型中的参数求解进行了阐述.人群拥挤踩踏事故风险理论研究可以为揭示人群聚集相关事故成因机制及形成演变规律提供一些有益的尝试及参考,其中的相关理论模型可供大型建筑(如奥运赛场)性能化设计、人群安全疏散及管理等工作参考.