二氧化钛悬浆体系太阳光催化降解甲基橙研究

利用太阳光作为光源，采用二氧化钛悬浆体系，考察了甲基橙溶液光催化降解反应中影响反应速度的相关因素．实验结果表明，太阳光强度、二氧化钛的投加量、反应器的Ａ／Ｖ值、溶液的初始浓度是影响反应速率的重要因素．在平均照度为９２６００ｌｘ的晴天，初始浓度为２０ｍｇ／Ｌ的甲基橙溶液，初始ｐＨ为３８８，反应器Ａ／Ｖ值为３６ｍ－１时，光照２ｈ后色度去除率达９０％以上，４ｈ后ＴＯＣ去除率接近７０％．实验结果证明了非聚焦开放式反应器构型和二氧化钛悬浆体系能很好地利用太阳能、有效地完成对甲基橙的脱色和有机碳的去除．各因素与甲基橙脱色速率的关系将作为进一步设计反应器的重要参数．     

CTAC改性膨润土吸附去除水体中高氯酸盐的离子交换性能研究

选用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)改性膨润土以提高膨润土对ClO4-的吸附能力.试验结果表明,CTAC改性能显著提高膨润土对ClO4-的吸附能力,在0.1～l mmol·L-1的C1O4-溶液中,6h内能迅速达到吸附平衡.有机膨润土对ClO4-的吸附最符合Langmuir等温吸附模型,其吸附容量可达0.48 mmol·g-1.pH值在4～10范围内变化对ClO-的吸附几乎没有影响.高的分配系数(Kd＞1.5×103cm3·g-1)表明有机膨润土对ClO4-有很高的选择性,各阴离子的分配系数从小到大的顺序为HPO42-＜ SO42-＜ NO3-＜ ClO4-,这与阴离子的自由水合能大小相一致.1 mol·L-1 HCl溶液对吸附剂的再生效率在96％左右,可直接使用,不用再改性.     

磁性纳米复合物对水中亚甲基蓝的吸附及其机理

利用正硅酸乙酯水解在磁性纳米锰锌铁氧体表面包裹SiO₂,制备了一种新型“核/壳”结构磁性纳米复合物材料Si-Fe-MNCs.采用N₂-吸附脱附法、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和傅利叶变换红外技术(FT-IR)分别对Si-Fe-MNCs的织构性能、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,该磁性材料对亚甲基蓝表现出良好的吸附性能,318K时平衡吸附量在40.31~184.1mg/g之间,120min可达吸附平衡,符合准二级动力学方程.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,热力学计算结果表明Si-Fe-MNCs对亚甲基蓝的吸附是以表面物理吸附为主的自发吸热过程,红外结果表明氢键是Si-Fe-MNCs表面官能团与亚甲基蓝之间的主要作用力.Si-Fe-MNCs采用H₂O₂进行再生,5次循环使用后,对MB的平衡吸附量仍可维持在93.64mg/g.     

双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附

以三嵌段共聚物F108为模板剂,苯酚/甲醛为碳源,在中性条件下制备了平均孔径为3.14 nm,最可几孔径分布为3 nm和8 nm,BET比表面积为1541 m2·g-1,孔容为1.01 cm3·g-1的双孔分布介孔碳.通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性,分析了初始浓度、溶液p H、温度对吸附量的影响,并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,溶液初始浓度、溶液p H以及温度对吸附量有较大的影响,介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、p H、温度的上升而增大,吸附为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行.实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g-1,相比于普通活性炭,双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能.亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型.计算得到的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 k J·mol-1,说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用.     

一株Ⅱ型甲烷氧化菌的筛选及培养条件

甲烷氧化菌能够以甲烷作为唯一碳源和能源物质生存.在甲烷氧化、氯代烃类污染物降解、相关化学品生产等方面具有重要的潜力.利用甲烷作为唯一碳源物质筛选分离得到一株甲烷氧化菌,并对其进行初步鉴定.在此基础上,利用单因子实验和Plackett_Burman实验等方法对获得菌株的培养条件:包括培养基条件(无机氮源种类和浓度、影响显著的金属离子及其浓度、p H值)以及培养温度进行优化.结果表明:经过16S r DNA鉴定,获得菌株与Methylocystis sp.SC2、Methylocystis hiersuta strain SV97等菌株的相似性达到99%,所以确定该菌株属于Methylocystis菌属(Ⅱ型甲烷氧化菌,甲基孢囊菌属),将本菌株命名为Methylocystis sp.M16.以1.0 g/L NH4NO3作氮源,1.0μmol/L铜离子,p H 7.00,温度30℃的条件下,甲烷去除率和菌体生物量最大.在各个因素的最优条件下,Methylocystis sp.M16菌液吸光值(A600 nm)均在0.5以上,甲烷去除率在95%以上.本研究分离得到一株Ⅱ型甲烷氧化菌Methylocystis sp.M16,并获得优化的培养基和培养条件,有望为M16菌应用提供理论参考.     

Bi（25）FeO40-g-C3N4磁性催化剂的制备及其可见光催化性能

采用水热法制备了铁酸铋(Bi25FeO40),将其与类石墨相氮化碳(g-C3N4)复合得到Bi25FeO40-g-C3N4磁性光催化剂,用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积分析、UV-Vis光谱和磁滞回线对该磁性光催化剂进行了表征.考察了Bi25FeO40-g-C3N4复合催化剂对亚甲基蓝的可见光催化降解效果.结果表明,Bi25FeO40-g-C3N4复合催化剂对亚甲基蓝的可见光催化降解效率远高于Bi25FeO40.此外,Bi25FeO40-g-C3N4表现出顺磁性,可通过磁选分离并回收.     

甲基硫菌灵生产废水处理的研究

采用沉淀-氧化-厌氧-好氧工艺处理甲基硫菌灵生产废水。研究结果表明,废水经沉淀一氧化预处理后,COD从10000～12000mg／L降至1000～1500mg／L,再经厌氧和好氧处理后COD最终降至70～80mg／L;从废水的第一、第三次沉淀中均可回收铜离子（可作为第二次沉淀用沉淀剂）,从废水的第二次沉淀中可回收硫氰化亚铜产品,该产品用途广泛、市场价值高,可显著降低废水处理的成本。     

苯酚降解菌生物转化吲哚及甲基吲哚的特性

为探索吲哚类废水的资源化处置效果,考察了苯酚降解菌对吲哚及甲基吲哚的生物转化行为,从土壤中分离筛选苯酚降解菌,结合16S rRNA序列分析对菌株进行鉴定;利用菌株休眠细胞对吲哚及甲基吲哚进行生物转化,采用液相色谱-质谱联用分析其转化产物,并结合响应曲面法对吲哚转化合成靛蓝的条件进行优化。结果表明：筛选得到的1株苯酚降解菌YC为Pseudomonas菌属;菌株YC的休眠细胞可对吲哚、5-甲基吲哚、6-甲基吲哚、7-甲基吲哚进行生物转化,生成靛蓝及甲基取代靛蓝。菌株转化吲哚合成靛蓝的最适条件为：生物量OD₆₆₀ 2.50,吲哚50.00 mg·L⁻¹,反应体系pH 8.00,在此条件下,靛蓝产量可达到29.78 mg·L⁻¹。综合上述结果,苯酚降解菌Pseudomonas sp. YC能较好地转化吲哚及甲基吲哚合成靛蓝类色素,在吲哚类废水生物修复中具有一定的应用前景。     

某水源水库嗅味来源及潜在产嗅藻分布特征解析

华东地区某水源水库近年来出现季节性嗅味问题。为解析嗅味产生来源及其成因,于2018年4月至2019年12月对该水库上游以及库内水体进行长期监测。监测结果表明,2-甲基异莰醇(2-MIB)是主要的土霉味致嗅物质,伪鱼腥藻是该水库潜在产嗅藻种,且其主要为外源输入。相关性分析结果表明,伪鱼腥藻的生长与水温及水下光照(透明度、浊度)等有关。为进一步解析水下光照因素驱动下伪鱼腥藻在水库水体中的分布特征,在水库高嗅期间开展了72 h连续监测,重点分析了伪鱼腥藻昼夜与垂向分布特征。结果表明,在08:00,伪鱼腥藻往表层迁移,在10:00—14:00,表层密度达到最高值,白天在水体中呈现明显的垂向迁移特征,而夜晚在水体中各层的分布无明显变化,这进一步说明水下光照对伪鱼腥藻生长的重要性。以上结果进一步提升了对实际水体中伪鱼腥藻分布规律的认识,可为水源地中伪鱼腥藻导致的嗅味问题提供借鉴。     

2-甲基-4-氯苯氧乙酸及其脱氯产物的光化学降解

紫外消毒工艺作为废水/给水处理的重要步骤,不仅可以有效控制水中的病原体,而且可使废水或水源水中存在的一些污染物发生化学降解作用,但目前对这一作用过程的研究尚不完善。本文针对一种典型的除草剂——2-甲基-4-氯苯氧乙酸（MCPA）及其脱氯产物二甲基苯氧乙酸（MPA）,研究了两者在紫外灯照射下的光化学行为,并进一步考察了波长、初始pH值、H2O2及水中其他共存物质对MCPA和MPA光降解效率的影响。研究结果表明,不同光源对MCPA的光降解速率大小为：254 nm波长紫外灯 > 365 nm波长紫外灯 > 可见光灯;低pH值不利于MCPA的光降解,但对MPA光降解的影响不大;在溶液中加入H2O2,会增大MCPA和MPA的光降解速率;MCPA的光降解过程符合一级动力学方程;腐殖酸（HA）会降低MCPA的光降解速率;MPA与MCPA呈现相似的光降解效应,但反应速率比MCPA略快,且在两者共存状态下会降低MCPA的光降解速率。