GO/AC/Ti复合电极的制备及其对甲基橙的吸附电解性能

吸附和电解是2种去除水中有机物的有效方法,为发挥吸附和电解对有机物的协同作用,将具有优良吸附导电性能的还原氧化石墨烯（RGO）与活性炭（AC）复合得到复合材料并将其黏附在Ti极片上,得到RGO/AC/Ti复合电极用于电解水中的甲基橙。利用SEM、FT-IR、BET、XRD、C-V、EIS等对复合材料及电极进行表征,考察了Ti、RGO/Ti和RGO/AC/Ti对甲基橙的电化学性能。结果表明:与RGO相比,RGO/AC的比表面积由318.1 m2/g增加到405.1 m2/g。相对于RGO/Ti,RGO/AC/Ti电极比电容值略有下降,但电容保持率提升。在电解质浓度为0.15 mol/L,极距为15 mm,电流为100 mA,pH为6时,Ti、RGO/Ti和RGO/AC/Ti电极对甲基橙的去除率分别达到48.1%、79.5%和88.8%,去除效果较好。     

高效降解菌耦合生物活性炭工艺深度处理化学合成类制药废水

生物活性炭工艺作为一种深度处理工艺,能够有效去除废水中的有机污染物,为了考察生物活性炭工艺对制药废水的深度处理效果,研究了高效降解菌对生物活性炭工艺污水处理效果的影响,并探讨了最佳运行参数。结果表明:高效降解菌的投加能够显著提高COD、氨氮等污染物去除效果。高效降解菌耦合生物活性炭工艺在填料填充度为80%,水力停留时间为10 h的工艺条件下,对COD、NH₃-N、AOX的平均去除率分别为38.2%、77.8%和84.3%,出水优于GB 8979-1996《污水综合排放标准》三级标准。     

磁性活性炭强化SBR脱氮除磷及微生物种群分析

为了提高传统活性污泥法脱氮除磷效率,改善污泥易膨胀等问题,在序批式活性污泥反应器（SBR）中,投加140目1.00g/L的磁性活性炭构建磁性炭基活性污泥系统（1^#）,同时,以不投加任何材料（单独活性污泥系统）为对照组（0^#）,研究磁性活性炭对活性污泥系统除污性能和主要微生物种群结构组成的影响,探讨了磁性活性炭强化活性污泥系统脱氮除磷机理.结果表明：1^#对TN和TP的平均去除率分别为68.59%和78.25%;而0^#对于TN和TP的平均去除率则为53.17%与54.10%,1^#出水NO₃^--N浓度平均降低了7.03mg/L,两系统对NH₄⁺-N和COD的去除效率差别不大,均在95.00%以上.典型周期内1^#中TN、NH₄⁺-N、TP、COD的下降速率快于0^#;0^#同步硝化反硝化效率为60.31%,反硝化速率为4.44mg/（L·h）,1^#同步硝化反硝化效率为80.74%,反硝化速率为6.13mg/（L·h）,实验组1^#脱氮速率明显快于空白对照组0^#.高通量测序结果表明,1^#内污泥的优势菌门为Saccharibacteria（38.74%）、Proteobacteria（22.52%）、Actinobacteria（18.54%）和Chloroflexi（8.40%）.此外,与0^#相比,1^#引发污泥膨胀密切相关的Actinobacteria菌门的微生物相对丰度显著下降;与脱氮除磷功能相关的Micropruina、Shinella、norank_f_Anaerolineaceae和norank_f_Xanthomonadaceae 4种菌属的相对丰度都明显上升.SBR系统中加载一定量的磁性活性炭既能抑制引起污泥膨胀微生物的生长,又能利于脱氮除磷微生物的富集,整个污泥系统表现出良好的稳定性和脱氮除磷性能.     

氯改性活性炭吸附单质铅(Pb0)的机理

利用量子化学中密度泛函方法系统研究氯改性活性炭吸附单质铅（Pb⁰）的机理,明确了氯改性对活性炭吸附Pb⁰的影响,计算得到吸附过程中各个吸附构型的吸附能、重要键长、对应的Mayor键级和铅的Mulliken原子电荷.几何优化选用B3LYP方法结合def2-SVP基组,单点能任务选用PWPB95双杂化泛函结合def2-TZVP基组进行计算.结果表明：对于扶手椅型（armchair）活性炭,氯改性将使活性炭对Pb⁰的吸附能降低74.034kJ/mol;对于锯齿型（zigzag）活性炭,氯改性基本不会改变活性炭对Pb⁰的吸附能力,因此氯改性总体上会减弱活性炭对Pb⁰的吸附作用,但是吸附类型依然为强烈的化学吸附.分别应用电子密度分布和Mayor键级进一步验证纯活性炭和氯改性活性炭对Pb⁰吸附类型,结果与吸附能分析一致.Mayor键级分析表明氯原子通过改变周围碳原子活性影响Pb⁰的吸附,而不是与Pb⁰直接作用.Mulliken原子电荷分析表明铅的原子电荷正相关于活性炭对其的吸附能,铅的原子电荷越大,对应的吸附构型的吸附能越高.此外笔者发现Pb⁰的引入对氯改性活性炭继续吸附Pb⁰有抑制作用.     

锆柱撑煤系高岭土对氟离子的吸附研究

由于炼铝、磷肥、钢铁等工业持续发展,水体氟污染逐渐成为一个全球性环境问题。吸附法因具有成本低、易操作、效果好、吸附材料来源广泛等优点,是一种相对成熟的除氟方法。煤系高岭土具有特殊的层状结构,可以通过柱撑改性表现出良好的吸附性能,用于吸附去除氟离子。对经预处理的煤系高岭土进行锆柱撑改性,制得柱撑煤系高岭土复合物,同时采用傅里叶红外光谱和X射线衍射分析对其进行表征,以分析其改性原理。此外,为了研究该柱撑煤系高岭土复合物的除氟性能,文章考察了吸附剂投土比、反应pH、吸附时间、溶液初始浓度等对吸附效果的影响,并分析了吸附去除氟离子的机理。实验结果表明,锆进入了煤系高岭土的层间结构,使其层间距增大,形成了具有特殊官能团的锆柱撑高岭土复合物,利于吸附去除氟离子。在吸附剂投加量为10 g/L、反应pH=4、氟溶液初始浓度为50 mg/g、吸附时间为3 h、温度为25℃的条件下,柱撑煤系高岭土复合物对氟离子的去除率可达98.2%。该吸附剂对氟离子的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可用准二级动力学模型描述,属于单分子化学吸附。     

中国近10年SO2时空格局变化遥感监测

开展近地表大气中的二氧化硫浓度长时序空间格局动态变化监测,对于保护生态环境、评估节能减排成效具有重要意义。该文利用OMI L3 SO_2产品数据分析2008-2017年近地表中国区域SO_2柱浓度的年际、季相、月际及空间变化特征,并与SO_2排放量统计数据进行对比分析,结果表明:(1)从年际变化来说,2008-2017年中国SO_2柱浓度总体呈下降趋势,于2016年下降至最低值,2017年SO_2柱浓度与2016年持平,2008-2017年OMI SO_2柱浓度与国内SO_2排放量相关系数可达0.74;(2)在空间分布上,中国中东部地区SO_2柱浓度较高,尤其是京津冀及其周边地区,而西部地区SO_2柱浓度普遍较低,如西藏、青海、新疆等地区;(3)从各年份SO_2柱浓度分布情况可以得出,自2012年起全国SO_2柱浓度高值区范围逐年缩小,京津冀及山东地区高值区范围缩小程度最为明显,至2015年全国已不存在SO_2柱浓度高值区;(4)从季相变化来看,SO_2柱浓度高低排序为:冬季>秋季>春季>夏季;SO_2柱浓度月均值呈现以年为周期的波动形式,SO_2柱浓度最低值一般出现在每年的5-7月,最高值一般出现在11、12、1、2月,与季度变化趋势相一致。近10年来中国制定了许多环保政策,加大了环保治理力度,如节能减排,淘汰落后产能,优化产业结构,近地表大气SO_2柱浓度不断下降的时序遥感监测结果充分证明了中国近年来在环保领域所取得的重大进步。     

基于卫星遥感的湖南省甲醛时空分布及影响因素分析

利用OMI遥感的甲醛逐日数据、MODIS传感器监测的NDVI数据以及湖南省能源消耗和氮氧化物排放量数据,对2009～2017年湖南省对流层大气中甲醛柱浓度时空变化特征及其影响因素进行了探究。结果表明：湖南省甲醛柱浓度总体空间分布具有西部山区低、北部洞庭湖平原和南部南岭地区高的特征;近九年湖南省甲醛柱浓度时间分布呈先增加后减小的趋势,最高值出现在2012年,最低值出现在2017年;年内甲醛柱浓度值夏季最高,秋季、春季次之,冬季最低,最低值出现在12月,最高值出现于9月;影响因素中地形与风向因素对甲醛柱浓度的空间分布有一定的影响,甲醛柱浓度与温度的相关性较高,降水次之,植被对甲醛的产生有很大的贡献,能源消耗与氮氧化物排放是湖南省甲醛柱浓度变化的重要人为因素。     

稻壳基活性炭催化剂的低温NH3-SCR抗硫性能

以稻壳基活性炭（DAC）为载体,利用等体积浸渍法制备了DAC负载Mn、Ce氧化物的Mn-Ce/DAC脱硝催化剂,并用于氨法SCR反应.采用N₂吸附、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）和程序升温吸附脱附（TPR/TPD）等手段对催化剂的物理化学性能进行了表征.结果发现与商业木屑基活性炭负载Mn、Ce氧化物催化剂（Mn-Ce/MAC）相比,Mn-Ce/DAC具有更高的Ce³⁺/Ce⁴⁺比率、表面化学吸附氧含量以及表面Brønsted酸性位点,这与其优良的低温SCR活性及抗硫抗水性能直接相关.原位红外光谱结果显示在含硫气氛中Mn-Ce/DAC表面的硫酸盐含量明显低于Mn-Ce/MAC,表明前者具有优良抗硫性能.     

阴极电场增强活性炭纤维-臭氧体系去除水中硝基苯

通过对电流强度、反应液初始pH值、电解质种类及浓度等因素分析,探究了电增强活性炭纤维-臭氧体系对水中硝基苯的去除效果和机制.结果表明,与活性炭纤维-臭氧体系比较,电增强活性炭纤维-臭氧体系对硝基苯的去除效率显著提升.电增强活性炭纤维-臭氧体系中电流强度对体系影响不显著,臭氧浓度对水中硝基苯的去除效率有一定影响,反应初始液的pH值对活性炭纤维催化臭氧体系的影响较大.水中无机盐如硫酸钠、硝酸钠及氯化钠的存在会抑制活性炭纤维催化臭氧.此外,单独臭氧对活性炭纤维有破坏作用,降低了活性炭纤维对反应的促进效果,外加阴极电场时,不仅活性炭纤维对有机物的去除效果显著提升,而且保证了活性炭纤维结构不被臭氧所破坏.     

重庆城区夏季降水对大气污染物的清除效果分析

利用2015年6—8月重庆市沙坪坝区大气污染物连续监测数据和LVCJY-02气象数据采集仪获得的同期降水数据,分析夏季降水对大气污染物的清除效果。结果表明:1)日降水强度对大气污染物的清除效果有影响。当日降水量小于5 mm时,降水对大气污染物清除能力较小;当日降水量大于5mm时,污染物清除效果随降水量增大而增大,日降水量越大,清除率越大,空气质量越好,最大清除率可达48.55%。夏季降水强度对各大气污染物平均清除率从大到小依次为PM_(10)、SO_2、 PM_(2.5)、NO_2和O_3。2)日降水时长对大气污染物的影响也存在差异。其中0~5 h时长降水对大气污染物平均清除率为负值;5~10 h时长降水对PM_(10)平均清除效果最好,为6.17%;10~15 h时长降水对NO_2平均清除率最大,为50.67%;15~20 h时长降水对SO_2平均清除率最大,为59.76%;夏季降水时长对SO_2平均清除率最高,随后依次为PM_(10)、NO_2、 PM_(2.5)和O_3。3)累积降水量与PM_(10)和 PM_(2.5)浓度多呈负相关,随着累积降水量的增加,大气颗粒物浓度会有降低,但累积降水量与气态污染物的相关性不如大气颗粒物。