镧掺杂TiO2/g-C3N4复合光催化剂的制备及其可见光催化活性研究

以工业二氧化钛(TiO_2)、硝酸镧(LaN_3O_9·5H_2O)、三聚氰胺(C_3H_6N_6)为原料制备了La掺杂TiO_2/g-C_3N_4复合光催化剂.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外(FT-IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等表征方法对光催化剂结构进行分析,表明复合样品中La以La~(3+)形式存在于TiO_2晶体中,并形成TiO_2/g-C_3N_4异质结构,其禁带宽度减小、吸收带边红移,光催化效率有明显提高.以亚甲基蓝为目标污染物评价其光催化活性,镧掺杂量为4%(质量分数)、煅烧温度为520℃、煅烧时间为2 h时,复合样品光催化活性最佳,在12 LED灯下,180 min后对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝溶液的去除率达97%.     

BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用水热法制备了BiPO_4-BiVO_4复合光催化剂,运用XRD,SEM,UV-Vis DRS技术对其进行了表征,并以亚甲基蓝为目标降解物考察了复合光催化剂在模拟太阳光下的光催化性能。实验结果表明:当BiPO_4与BiVO_4的摩尔比(磷钒比)为2∶8时BiPO_4-BiVO_4的光催化性能最优,光照180 min时对亚甲基蓝(初始质量浓度5mg/L)的降解率达96.20%,反应速率常数为0.018 1 min-1,明显优于单纯BiPO_4和BiVO_4。表征结果显示:单斜相的BiPO_4与BiVO_4晶粒实现了复合生长,BiPO_4-BiVO_4(磷钒比2∶8)的晶粒粒径比单纯BiPO_4和BiVO_4小;复合光催化剂在紫外光和可见光区均具有较好的光响应,且其禁带宽度较BiPO_4明显减小。     

钛铁柱撑膨润土吸附法处理亚甲基蓝的性能研究

以乙醇、钛酸丁酯与硝酸的混合液改性天然膨润土,制备出了钛铁柱撑膨润土。并以此土为吸附剂吸附亚甲基蓝溶液,研究了投土量、温度和吸附时间对吸附效果的影响。结果表明,投土量、温度、吸附时间对吸附效果都有较大影响。     

亚甲基蓝在污泥活性炭上的吸附

以剩余污泥为原料,氯化锌为活化剂制备污泥活性炭。研究了初始pH值、吸附温度及离子强度对污泥活性炭吸附亚甲基蓝效果的影响。采用高分辨电子扫描电镜(SEM)和氮吸脱附曲线对污泥活性炭进行了表征。结果表明,随着pH值的升高,吸附量增大,碱性条件下最好。在15～55℃的范围内,亚甲基蓝的吸附量先增加后降低,温度为35℃时吸附量达到最大值。加入氯化钠后的污泥活性炭的吸附能力变弱,但随着离子强度的增大,变弱的强度减少。污泥活性炭以中孔为主和污泥活性炭具有不规则结构,预示着污泥活性炭较高的吸附能力。污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Lang-muir等温吸附方程。污泥壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合二级反应动力学方程反应特征。     

黑曲霉对弱酸性艳兰RAWL的吸附动力学和热力学研究

借助吸附等温线比较了不同pH以及完整细胞与单细胞壁染料生物的吸附性能差异,化学修饰研究了菌体表面不同官能团对染料吸附的贡献,考察了不同温度下染料生物的吸附动力学,并进行了模型拟合.结果表明,黑曲霉的染料吸附较好地符合Freundlich方程( R2 ＞0.99),低pH值有利于染料吸附;染料吸附不仅发生在细胞壁,细胞内部也可发生;表面氨基作为主要的吸附官能团,其质子化导致的菌体正电荷和染料负离子间的静电引力作用是染料吸附的重要机理;吸附动力学可用拟二级速率方程描述( R2 =0.999 9);吸附活化能 Ea=5.21 kJ/mol,表明吸附具一定的活化性.     

信息家电远程控制系统及其安全

利用蓝牙技术构建信息家电网络,通过Internet或PSTN(公共交换电话网)对信息家电实现远程控制。笔者给出了基于蓝牙技术的信息家电网络的组成,设计了基于PSTN的远程控制系统。系统采用单片机控制,用户可使用固定电话或手机,根据系统提供的语音提示对其进行远程控制。输入初始密码,由双音多频收号器接收密码,并由系统进行验证,只有正确输入密码,用户才有权对系统进行操作,且可连续对信息家电系统中多个设备实施远程控制。初始密码验证通过后,用户可以根据语音提示很方便地进行密码的设置和修改。通过设置密码和蓝牙技术的安全机制,提供了信息家电网络和远程控制系统的安全保障。     

H4SiW12O40/TiO2/beads光催化降解亚甲基蓝的研究

以钛酸四丁酯为原料,空心微珠为载体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2/beads光催化剂载体,然后浸渍法制备出H4SiW12O40/TiO2/beads表面负载修饰型复合光催化剂,并运用SEM、XRD、FT-IR和DRS对催化剂进行表征和分析。研究了H4SiW12O40/TiO2/beads对亚甲基蓝降解的光催化活性,考察了光强度、pH值、曝气量、底物浓度和催化剂用量等对催化效率的影响。实验结果表明,在中性条件下,H4SiW12O40/TiO2/beads催化剂的投加量为0.25 g/L,浓度为7.5 mg/L的亚甲基蓝溶液在250 W的紫外灯和600 W的可见光灯下光照60 min降解率分别可达到94.5%和55%。     

水中单质磷测定方法的改进

探讨了《水质单质磷的测定磷钼蓝分光光度法(暂行)》(HJ593-2010)中存在的问题,并对方法进行了改进.确定测定目标组分为单质磷中的黄磷;改用酸性高锰酸钾氧化体系,去除了有机磷农药的干扰;改用抗坏血酸为还原剂,采用710 nm比色波长,提高了分析灵敏度;用10 mL甲苯一次萃取,对水中黄磷的检出限为0.002 mg/L.     

“绿水”的多角度评估及其管理研究

传统的水资源评估和管理忽视了在粮食生产和维护生态系统等方面都具有重要作用的绿水.本文引入绿水概念,并针对现有绿水评估研究中缺乏小尺度评估方法研究等问题,以碧流河上游地区为例,使用SWAT水文模型在小尺度建立了多角度评估绿水(包括绿水流和绿水贮存)的方法.并使用此方法估算得到了绿水量,绿水时空分布规律以及气候变化条件下绿水的响应规律,研究了引入绿水概念后传统水资源管理的重要革新内容.研究结果表明,使用SWAT水文模型评估流域绿水,是引入绿水概念后进行小尺度绿水评估的有效办法,值得在中国推广使用.绿水评估结果对水资源管理有重要的指导作用.绿水概念的引入为水资源的管理与决策提供了新的思路和更加科学的办法.     

艾比湖流域气溶胶光学厚度时空演变及影响因素

气溶胶光学厚度(AOD)描述了气溶胶对光的衰减作用,并在一定程度上反映区域大气污染程度.本研究以2000年～2015年长时间序列MOD09A1数据为本底,在生成查找表的基础上,采用深蓝算法(DB)对艾比湖流域2000年～2015年Landsat TM/ETM+/OLI数据进行AOD遥感估算,分析艾比湖流域AOD时空变化特征,结合环境变量选用随机森林模型(RF)对AOD进行预测及因子贡献度排序.结果表明:①艾比湖流域AOD呈现显著的季节性变化特征,AOD值春季(0. 414)夏季(0. 390)秋季(0. 287),其中春季变化幅度最大.②艾比湖流域平均AOD为0. 374,年际变化整体表现为上升趋势,但在2010～2015年间AOD增加较快,年际增幅达到32. 32%,表明该流域近15年间的大气污染不断加剧,近5年尤甚.③艾比湖流域AOD空间分布从艾比湖北部到南部呈阶梯式上升变化,其中,精河县污染最为突显,AOD值达到0. 483.④RF模型对AOD的预测效果较好,R~2=0. 866,RMSE=0. 042,其中蒸散发对艾比湖流域AOD影响最为显著.