CuO-TiO2/导电聚合物纤维复合材料的制备及其光催化性能

利用高压静电纺丝技术,制得含羧基的导电聚合物纤维(聚偏氟乙烯/苯乙烯-马来酸酐共聚物/纳米石墨).水热条件下在纤维表面原位合成了纳米级的TiO2,再通过水热法在TiO2表面制备了微米级的球形CuO颗粒,得到CuO-TiO2/导电聚合物纤维复合材料.运用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)和热失重分析(TGA)对复合材料的结构与性能进行表征,并利用氙灯模拟太阳光进行光催化降解次甲基蓝实验.结果发现,CuO-TiO2/导电聚合物纤维复合材料的降解效率高于CuO-TiO2/非导电聚合物纤维、CuO-TiO2粉体和Degussa P25,光催化降解3.5h时,次甲基蓝的残留率为4.7％.     

改性石墨烯对水中亚甲基蓝的吸附性能研究

对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性石墨烯用于水中亚甲基蓝(MB)的去除进行了研究.用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)对石墨烯和改性石墨烯性能进行表征.探讨了反应时间、pH、温度、剂量对石墨烯和改性石墨烯去除MB的影响.结果表明,在石墨烯制备过程中添加CTAB可以明显增大比表面积,提高MB的去除率.反应过程在前15 min内反应速率很快,并约在120 min内达到吸附平衡.吸附动力学符合伪二级动力学模型.最佳反应温度为293 K,吸附剂投加量的最适浓度为2 g·L-1,且吸附量的大小与溶液的初始pH值无关.通过Langmuir等温吸附方程得到改性石墨烯的最大吸附量86.43 mg·g-1,且为放热反应.     

新生态型聚硅酸铁锰处理染料废水的优化

为了提高混凝剂对染料废水的净化效率,本文利用硅酸钠、硫酸亚铁和高锰酸钾为原料合成了新型复配混凝剂聚硅酸铁锰(PSFM),分别以直接大红、分散蓝和活性黄染料废水为处理对象进行混凝模拟实验,研究了碱度和浊度等因素对PSFM混凝去除染料性能影响.结果表明,PSFM对直接大红和分散蓝染料废水具有较好的混凝净化效能,其色度和TOC去除率分别可达99.2%、95.4%和98.5%、93.8%,效果优于聚硅酸铁(PSF)、Al2(SO4)3和Fe Cl3等常规混凝剂,PSFM对活性黄染料废水色度和TOC去除率分别为56.3%和51.3%.浊度对PSFM混凝效能无明显影响.在碱度分别为50、0和75 mg·L~(-1)时,PSFM对直接大红、分散蓝和活性黄去除率分别达到最高.此外,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)等高级表征手段对PSFM进行了表征,对混凝过程中的混合液和絮体分别进行Zeta电位和絮体粒径在线监测,探索得PSFM混凝主要机制为Fe+与Mn+水解产生的带正电的多核配合物和聚硅的桥联聚合,同时还包括新生态水合二氧化锰和羟基氧化铁的吸附助凝作用.     

锰铝双氧化物改性生物炭减缓土壤重金属对黑麦草的毒性作用

电子垃圾拆解过程中引起的土壤重金属铜(Cu)和镉(Cd)复合污染现象成为一个严峻的问题,为了解决这一问题,利用废弃的螃蟹壳生物质与锰铝盐进行共沉淀后共热解制备了螃蟹壳生物炭(BC)和片状锰铝双氧化物改性的螃蟹壳生物炭(LDO/BC)材料.污染土壤经过BC和LDO/BC修复后,土壤pH、有效磷、速效钾和酶活性得到了提升,土壤中的DTPA-Cu和DTPA-Cd含量显著降低.微生物群落分析表明BC-1%能促进Gemmatimonadota(芽单胞菌)和Acidobacteriota(酸杆菌)相对丰度的上升,而LDO/BC-1%能促进Proteobacteria(变形菌)相对丰度的上升,且变形菌有利于减少Cd在植物中的积累作用.在修复后的土壤中种植黑麦草培养28 d,结果表明,经过投加量为5%BC和1%LDO/BC分别修复后土壤种植的黑麦草发芽率分别提高29%和60%,生长状况更佳,并且黑麦草植株内Cu和Cd的含量相对于未经生物炭材料处理的空白组显著降低.LDO/BC-1%处理组相对于其他处理组表现出更优异的修复效果,且负载在LDO/BC上的Mn可以有效地降低黑麦草吸收土壤中的重金属Cd.     

杭州湾南岸滩涂湿地多年蓝碳分析及情景预测

选取2003年、2017年杭州湾南岸遥感数据,利用ENVI软件和ArcGIS进行空间校正和图像处理,获得海岸带湿地数据,基于InVEST模型研究杭州湾南岸15年间滩涂湿地蓝碳及其价值的变化.结果显示:(1)2003~2017年总碳储存量和单位面积碳储量最大值均呈上升趋势,总碳储存量由0.223亿t上升到0.765亿t,增加0.542亿t.单位面积碳储量最大值也由451.27t/hm²上升到1775.42t/hm²,湿地碳汇潜力增加.(2)2003~2017年研究区域无碳损失,总体表现为碳积累,蓝碳总量为0.543亿t,单位面积净碳固定最大值为1324.12t/hm².(3)2003~2017年15年间杭州湾南岸海岸蓝碳总价值为4761.3亿元,单位面积蓝碳最大值为148.8万元,具有十分可观的生态价值.(4)滩涂蓝碳的储量同植被类型关系密切,研究区域芦苇作为优势种类,在提高本区域固碳能力中作用最大.(5)在预设的退塘还湿情景下,预测至2030年研究区固碳量和蓝碳价值增加明显.     

增蓝剂抑制藻类生长效果及对斑马鱼的急性毒性

增蓝剂溶水后降低水下光照度,减弱入射光中370~440nm和530~680nm波段透射光.分析增蓝剂在0.1,1,5mg/L浓度及0.4,0.7,1m水深条件下,对自然水体原生藻类生长抑制效果,并测定其生物毒性.结果表明:在增蓝剂作用下水下光照度衰减明显,衰减系数(k)从0.25m-1增至0.7m-1.水深为0.4,0.7m时,增蓝剂抑藻效果显著(P<0.05),0.1,1,5mg/L浓度对藻类抑制率在第6d后迅速上升,在15d后稳定在65%以上,增蓝剂在0.4m水深抑藻效果较好.当水深至1m时,21d抑藻效果较差.急性毒性试验表明,增蓝剂对斑马鱼96hLC50为442.8 mg/L.     

Seven years from the first application of polyaluminium chloride in the Czech Republic – effects on phytoplankton communities in three water bodies

This study determines the efficiency of polyaluminium chloride application on phytoplankton species as a consequence of five reservoir restorations in the Czech Republic during the years 2005 and 2008, including the first ever large-scale application. Although polyaluminium chloride has been used in water treatment plants across the world, information about its application toward cyanobacterial blooms in nature is poor. Although the application of polyaluminium chloride did not cause any fundamental long-term changes in the composition of phytoplankton species or phosphorus load, instead causing fast and acute removal of the phytoplankton community, it may act as an algicidal compound with fast removal efficiency. All treated water bodies described in our study remained unaffected by cyanobacterial blooms and the hygienic limit for the purposes of recreation was not exceeded in any particular season. This article should serve as notice of the advantages and disadvantages of polyaluminium chloride application, and also warn against the uniform usage of this chemical as a method of reducing phytoplankton species in all types of water bodies where cyanobacteria are present. Moreover, data about the effects on non-target (invertebrates) species and microcystin release from cyanobacterial cells are also mentioned.     

芬顿试剂法制备磁性碳纳米管及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用芬顿试剂法在碳纳米管纯化样品表面负载纳米磁性氧化铁颗粒,制备磁性碳纳米管杂化材料(MWCNTs/Fe2O3),该杂化材料具有较高的纳米氧化铁负载率(>50%)和优异的磁性能,制备过程中无需额外添加阳离子,不会对环境造成不利影响.将磁性碳纳米管杂化材料应用于染料废水处理中,结果发现MWCNTs/Fe2O3对亚甲基蓝染料吸附性能较好,吸附后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能研究表明,磁性碳纳米管对水溶液中亚甲基蓝的吸附在40 min内吸附容量迅速上升,其值达到最大平衡吸附容量的88%以上,60 min基本达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型(R2>0.999).磁性碳纳米管吸附亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度Ce的关系满足Langmuir(R2>0.999)、Freundlich(R2>0.97)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2>0.96)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知磁性碳纳米管对亚甲基蓝的最大吸附容量为69.98 mg.g-1,吸附过程为有利吸附,由D-R模型计算结果可以推断MWCNTs/Fe2O3对水溶液中亚甲基蓝的吸附机制以化学吸附为主.     

聚合氯化铝-壳聚糖复合絮凝剂的合成及在蓝藻沼液预处理中的应用

以聚合氯化铝(PACl)和壳聚糖(CTS)为主要原料合成了聚合氯化铝-壳聚糖(PACl-CTS)复合絮凝剂,考察了PACl与CTS的质量比、反应温度、反应液pH和反应时间等因素对PACl-CTS絮凝性能的影响,优化出PACl-CTS合成最佳工艺条件为:温度控制在70℃,m(PACl)∶m(CTS)=4∶1,反应时间1 h,pH值为4.通过红外图谱(IR)和扫描电镜(SEM)对PACl-CTS的微观结构进行了表征,表明PACl以一定的晶体结构镶嵌在CTS中,PACl和CTS之间存在一定的相互作用,而不是简单的复配.将合成的PACl-CTS应用于蓝藻沼液废水处理,结果表明,PACl-CTS对浊度、COD、TP具有良好的絮凝性能,当投加量为21.0 mg.L-1时,浊度、COD、TP的去除率分别达到了98.15%、67.78%和84.05%,可作为新型高效絮凝剂应用于蓝藻沼液废水预处理.     

亚甲基蓝光敏氧化处理造纸废水研究

以造纸废水为例,工业上对高浓度有机废水多采用H2O2及相关组合强化氧化法处理,成本高;尝试利用亚甲基蓝光敏氧化法处理高浓度造纸黄液,探讨其相关条件及处理潜力。实验发现,光解过程复合(太阳)光比利用紫外光效果好;在光敏剂的加入量仅为9．0mg/L,溶解氧含量高于2．0．mg／L,光照水力停留4h时,造纸废水的CODcr的去除率可达到26．8％,达到了H2O2质量浓度为1250．mg／L的Fenton试剂的处理效果。