2015年干季佛山一次重空气污染过程形成机理研究

2015年12月21-23日,广东珠三角佛山地区出现了一次PM_2.5重污染过程.利用佛山地区顺德、禅城、三水3个站点风廓线雷达、激光雷达和微波辐射计观测资料,结合地面气象观测数据和污染物浓度数据,分析研究了这次重污染过程的形成机理.结果表明：1形成这次污染过程的主要原因是近地层偏南风和偏北风对峙导致水平风速减小,大气水平输送能力变差;持续时间长且强度达到3℃·km^-1的强逆温抑制了污染物的垂直扩散;800 m以下超过90%的高相对湿度造成气溶胶粒子吸湿增长显著.2持续时间长且比较深厚的小风层是造成这次污染过程的直接原因,小风层厚度是预报空气质量变化的较好工具.与地面风速相比,PM_2.5浓度与小风层厚度的相关系数最多能提高0.36,且具有较长的预报时效.佛山地区小风层的风速阈值为3.8 m·s^-1.3这次污染过程存在两种不同的污染形成机制,污染前期（21-23日中午）主要以本地污染物累积为主,污染后期（23日下午）下风向地区（三水）的污染主要是受上风向地区（顺德和禅城）的污染输送影响.     

铁屑还原及微波铁屑诱导氧化降解偶氮染料历程的研究

研究了铁屑内电解还原及微波诱导氧化降解偶氮染料的反应历程,采用胶束毛细管电泳法对跟踪了2种不同降解方法下的中间产物变化.实验结果表明,染料的偶氮键(-N=N-)易被铁屑内电解还原,反应过程中有中间产物苯胺生成.微波诱导铁屑氧化偶氮染料的反应过程中未检测到其他芳环类化合物生成,在微波辐照2 min时脱色率已达90%以上,TOC去除率也高达78%,矿化较为彻底;在微波辐照铁屑诱导氧化降解污染物的同时,也使铁屑自身得以活化再生,提高了铁屑的内电解能力.     

微波强化CWPO工艺CuO_x-CeO_2/GAC催化剂的制备及其对二甲亚砜的降解

以颗粒活性炭(GAC)为载体、铜为活性组分、铈为助剂组分、草酸钠为沉淀剂,采用浸渍焙烧法制得CuO_x-CeO_2/GAC催化剂。以H_2O_2为氧化剂,微波强化催化湿式过氧化氢氧化(CWPO)处理二甲亚砜(DMSO)初始质量浓度为1 000 mg/L的废水,处理3 min后DMSO去除率达93.8%。催化剂第7次使用时DMSO去除率仍保持在75%以上。初始废水pH在3~9范围内,DMSO去除率均在85%以上。助剂Ce的加入提高了催化剂表面活性组分的分散性和稳定性,使催化剂的活性稳定性和使用寿命显著提高。     

微波辐射对生物质热解过程的影响

自行设计加工了微波热重实验装置,研究了在微波辐射下菜籽粕热解过程特征及其产物产出规律.在此基础上,对比分析了菜籽粕微波热解与电热热解产物产出率之间的差异.结果发现,在菜籽粕微波热解过程中,半纤维素的反应区间为180 ～ 370℃,其转化率可以达到87.0％;纤维素的热解反应区间为370 ～ 550℃,其热解转化率32.8％.表明在微波作用下,纤维素的热稳定性远高于半纤维素.在菜籽粕的微波热解过程中,冷凝液的产生主要集中在100 ～400℃的温度范围内,热解得到的生物质油类主要是菜籽粕的半纤维素热解生成的.不凝气的产生主要集中在300 ～ 600℃的温度范围内,并且主要为纤维素与木质素的热解反应产生的.与电热方式相比,菜籽粕的微波热解升温速率较快,菜籽粕微波热解生物质炭的产出率较高,冷凝液产出率相对较低.     

MnO_2/Al_2O_3吸附草甘膦及微波紫外耦合降解再生工艺

以掺混煅烧法制备Mn O2/Al2O3,并对草甘膦进行吸附,将吸附态草甘膦置于微波紫外耦合系统中进行降解和再生。研究并给出了Mn O2/Al2O3的最佳制备条件、最佳吸附条件和微波紫外耦合降解再生的最佳工艺参数。Mn O2/Al2O3最佳制备条件为Mn O2质量分数15%,煅烧温度500℃,煅烧时间2 h。在常温下,Mn O2/Al2O3对草甘膦的最大吸附量为75 mg/g。微波紫外耦合系统最佳工艺参数为功率500 W,时间25 min,空气量0.06 m3/h。在此操作条件下,Mn O2/Al2O3的再生率达到85%,并且可以多次再生利用,草甘膦最终降解产物为二氧化碳、氮氧化物、磷酸和水,矿化率为65%。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料,采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD,SEM,TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构,并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示,粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成,粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在,其孔穴和孔道大小分布均匀,致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g,平均孔径为3.779 nm,孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明,在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下,Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合,相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程,该吸附过程是单分子层吸附,主要是化学吸附,粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

微波消解-流动注射分光光度法测定总氮和总磷

以碱性过硫酸钾溶液为消解液,采用微波消解-流动注射分光光度法测定水中总氮和总磷。在碱性过硫酸钾溶液中氢氧化钠质量浓度为9.6g/L、微波功率为320W、消解管长度为16m的条件下,总氮和总磷的检出限分别为0.040m g/L和0.020mg/L,线性范围分别为0.040～3.500mg/L和0.020～2.500mg/L,相对标准偏差分别为1.6%和1.0%。微波消解-流动注射分光光度法应用于河水、湖水、化工废水等实际水样中总氮和总磷的测定,加标回收率分别为95.7%～98.1%和97.2%～102.2%。     

微波辐照热解废印刷电路板产物的分析研究

为了减少电子废弃物对环境的危害,实现其资源化回收利用,研究了微波辐照热解废印刷电路板的效果,并采用红外光谱、气相色谱质谱和X荧光光谱等方法对热解产物的组成及性质进行了分析.结果显示:微波热解得到的气体、液体、固体的产率分别为7%～33%、26%～45%、31%～51%,其中气体主要由CO、CO2、H2及有机烃类组成,可燃性气体占70%(体积分数)左右,可作为燃料气加以利用;液体分为水相及油相,经常压蒸馏后得到的120～250 ℃馏分主要为单酚化合物,苯酚高达50%(质量分数)左右,甲基苯酚和邻甲基苯酚为25%(质量分数)以上,是良好的化工原料;固体中除炭外,还含有许多金属如铅、锡和铜等,可以回收利用.说明微波热解技术处理电子废弃物可实现资源化回收利用.     

微波消解-分光光度法测定COD的研究

通过试验研究,提出了测定COD的新方法——微波消解-分光光度法。该方法准确度、精密度符合分析要求,与国标中回流法的测定结果没有显著差异。而且采用该方法测定COD可克服回流法、微波消解-滴定法及HACH-COD测定法的操作复杂、耗时长等缺点。     

微波联合消解流动注射光度法测定水中总氮和总磷

利用微波联合消解水样,采用流动注射分析技术,建立了在线测定水中总氮和总磷的快速分析方法.优化了试验条件,在线性范围内,总氮和总磷的工作曲线线性关系良好,检出限分别为0.03 mg/L和0.01 mg/L,相对标准偏差分别为1.5%和1.2%,加标回收率分别为96.7%～103%和98.8%～102%.