Al-MnO2/SBA-15催化剂的制备 及其催化燃烧甲醛的性能

以介孔分子筛SBA - 15为载体,分别浸渍Mn、Al等催化活性组分,制备了MnO2/SBA-15催化剂和Al-MnO2/SBA-15催化剂.采用X射线衍射、N2吸附-脱附对催化剂的结构进行了表征,在微型固定床反应器上对催化剂的低浓度甲醛催化燃烧性能进行了评价.实验结果表明:MnO2/SBA-15系列催化剂均具有SBA...     

Reactive oxygen species metabolism during the cadmium hyperaccumulation of a new hyperaccumulator Sedum alfredii （Crassulaceae）

Sedum alfredii Hance, a newly discovered hyperaccumulator, could serve as a good material for phytoremediation Cd polluted sites. Malondialdehyde (MDA), reactive oxygen species (ROS) and antioxidases (catalase (CAT); superoxide dismutase (SOD); peroxidase (POD)) in the leaf were determined when S. alfredii was treated for 15 d with various CdCl2 concentrations ranging from 0 to 800 μmol/L. The results showed that the production rate of 2′,7′-dichlorofluorescein (DCF), which is an indicator of ROS level, reached up to the maximum at 400 μmol/L CdCl2 and then declined with the increase of CdCl2 concentration, while MDA accumulation tended to increase. CAT activity was significantly inhibited at all tested CdCl2 concentrations and SOD activity was sharply suppressed at 800 μmol/L CdCl2. However, the enhancement of POD activity was observed when CdCl2 concentration was higher than 400 μmol/L. In addition, its activity increased when treated with 600 μmol/L CdCl2 for more than 5 d. When sodium benzoate, a free radical scavenger, was added, S. alfredii was a little more sensitive to Cd toxicity than that exposed to Cd alone, and the Cd accumulation tended to decline with the increase of sodium benzoate concentration. It came to the conclusions that POD played an important role during Cd hyperaccumulation, and the accumulation of ROS induced by Cd treatment might be involved in Cd hyperaccumulation.     

铁锰改性铜绿微囊藻对锑的吸附性能

利用生物质吸附去除水中重金属离子具有制备简单、成本低廉、环境影响小等优点,通过高锰酸钾-硫酸亚铁处理过程对铜绿微囊藻改性,制备了能够高效吸附水中锑(Sb)的铁锰改性藻粉复合材料。扫描电镜和X射线光电子能谱分析表明,改性藻粉中存在大量铁锰氧化物颗粒,铁锰的主要存在形式为Fe_2O_3和MnO_2。改性后的复合藻粉对Sb(Ⅲ)的吸附量从3.06 mg·g~(-1)增加到35.30 mg·g~(-1),对Sb(Ⅴ)的吸附量从3.07 mg·g~(-1)增加到4.37 mg·g~(-1),并且改性后的复合藻粉到达吸附平衡的时间更短。Langmuir模型可以很好地描述Sb在复合藻粉上的吸附行为,Elovich模型对藻粉吸附Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附过程拟合较好(R~2=0.957,0.943),而复合藻粉更适用准二级动力学模型(R2=0.953,0.961)。Sb(Ⅲ)主要通过氧化和吸附作用被去除,而Sb(Ⅴ)在复合藻粉表面形成表面络合物后被吸附。共存阴离子(SO_4~(2-)、CO_3~(2-)、PO_4~(3-))的存在对复合藻粉吸附Sb(Ⅲ)几乎没有影响,但是共存阴离子浓度越高,对Sb(Ⅴ)的吸附抑制越明显。     

沟渠化对三江平原湿地铁元素沉积过程的影响

沟渠化是湿地垦殖的标志性过程和景观.在三江平原洪河国家级自然保护区附近选择了一个典型四级排水沟渠系统,沿等级在沟渠底部布设沉积板,并以附近的河漫滩天然湿地为对照,连续两年定量采集了不同级别沟渠和天然湿地中的当年沉积物,分别计算了沉积通量和沉积物中的铁元素及其氧化物和生源要素含量.结果表明,各等级沟渠的枯落物、泥沙和总沉积通量都没有显著性差异,其均值分别为(57.00±16.90)、(3 997.57±798.98)和(4 054.57±792.91)g·(m2·a)-1,其中枯落物所占比例随沟渠等级增加而逐渐降低;天然湿地的枯落物沉积通量[(120.26±19.42)g·(m2·a)-1]显著高于沟渠,而泥沙[(35.41±11.15)g·(m2·a)-1]和总沉积通量[(155.67±20.75)g·(m2·a)-1]则显著低于沟渠;各级沟渠和天然湿地沉积物中的总铁含量没有显著性差异,但游离态铁含量显著低于天然湿地;农渠、斗渠和支渠沉积物的无定形铁和络合态铁含量都与天然湿地接近,且都高于干渠沉积物;各级沟渠沉积物中铁氧化物的游离度为天然湿地的60.2%,而络合度和活化度都没有显著性差异;各级沟渠沉积物中的总有机碳、总氮和总磷含量都没有显著差异,但都低于天然湿地,分别为天然湿地的14.6%、31.6%和41.0%.三江平原湿地垦殖形成的沟渠化对天然湿地的铁和生源要素沉积产生了显著影响,合理的农田用水管理才能避免由此带来的环境生态风险.     

Zn2+和Mn2+处理水钠锰矿后对Pb2+吸附量的影响

分别采用Zn2+和Mn2+处理锰平均氧化度较高的水钠锰矿,对比研究了经不同浓度的Zn2+和Mn2+处理后矿物的锰平均氧化度、d110面网间距、对Pb2+的最大吸附量以及吸附过程中Zn2+和Mn2+的最大释放量等的变化.同时,通过Zn2+和Mn2+与水钠锰矿表面反应行为的不同,进一步明确矿物结构中的八面体空穴数量与重金属吸附量的关系.研究结果表明,水钠锰矿经Zn2+和Mn2+分别处理后,矿物类型未改变,并具有相似的晶体形貌.Zn2+溶液处理水钠锰矿时,随着Zn2+浓度的增大,水钠锰矿的锰平均氧化度和d110面网间距不变,说明结构中空穴数量未改变,Zn2+通过占据部分吸附点位,导致其对Pb2+的最大吸附量从3190 mmol·kg-1减少为2030 mmol·kg-1.而Mn2+溶液处理水钠锰矿时,大多数Mn2+被氧化为Mn3+,这些Mn3+部分位于八面体空穴上下方的吸附位点,部分进入八面体空穴中.随着加入的Mn2+浓度增大,Mn2+被氧化为Mn3+而进入八面体空穴的数量增多,锰平均氧化度减小,d110面网间距从0.14160 nm增大至0.14196 nm,说明结构中空穴数量减少,对Pb2+的最大吸附量从3190 mmol·kg-1减少至1332 mmol·kg-1.对比研究结果表明,水钠锰矿结构中的八面体空穴数量对Pb2+的吸附量的大小起着非常重要的作用.     

Mn含量对Mn/ZSM-5催化剂脱硝和SO2氧化性能的影响

为研究不同Mn含量对Mn基催化剂上SO₂氧化特性的影响,采用湿式浸渍法制备了一系列不同Mn含量的Mn/ZSM-5催化剂,并研究了这些催化剂上SO₂的氧化及脱硝特性,利用一系列表征手段研究了Mn/ZSM-5催化剂的物化特性和SO₂氧化机理.结果表明：①在标准SCR（选择性催化还原）反应中,随着Mn含量和温度的升高,SO₂氧化率先增后减,并在300℃时达最大值.②在快速SCR反应中,NO₂会直接氧化SO₂,提高了SO₂的氧化率,300℃时SO₂氧化率达到最高值（0.76%）.③脱硝性能试验表明,随着温度的升高,NO_x转化率呈先升后降的特征,在快速SCR反应中NO₂促进了氧化还原反应的进行,9Mn（Mn含量为9%）催化剂在250℃时NO_x转化率达最大值（96.58%）,远高于标准SCR反应的NO_x转化率.④表征结果表明,增加Mn含量提高了晶格氧和Mn⁴⁺的含量,使SO₂氧化率和NO_x转化率均增加;但过高的Mn含量会导致催化剂表面活性物质积聚,导致晶格氧和Mn⁴⁺含量下降,从而降低锰基催化剂的氧化还原性能.研究显示,在实际运行温度范围（150~400℃）内,应选择合适的Mn含量的催化剂,保证较高的脱硝效率,降低SO₂的氧化率.     

不同铁氧化物对小麦幼苗镉积累的影响

小麦富镉(Cd)问题受到广泛关注,铁氧化物具备降镉潜力.通过盆栽小麦幼苗实验,分析了三氧化二铁(Fe2O3)、氢氧化铁[Fe(OH)3[及拜耳法赤泥(B-RM)3种铁氧化物的降镉能力.结果显示3种铁氧化物中,Fe(OH)3可显著降低小麦幼苗茎叶Cd含量,与对照相比降幅为16.3％～27.7％,投加量为0.5％时降Cd效...     

NTP协同双金属锰基催化剂降解氯苯的性能研究

以TiO₂为载体,采用共沉淀法制备了3种双金属催化剂（Co-Mn/TiO₂、Ce-Mn/TiO₂和Nb-Mn/TiO₂）,与低温等离子体（NTP）协同对氯苯进行降解,并通过XRD、SEM、TEM、BET、XPS、H₂-TPR和O₂-TPD手段表征其物化性质,以阐明不同催化剂对氯苯的等离子体催化降解差异.结果显示,与单独的NTP相比,双金属催化剂耦合NTP可显著提高氯苯的降解效率和矿化率,减少有毒副产物的产生.Co-Mn/TiO₂的催化活性优于Ce-Mn/TiO₂和Nb-Mn/TiO₂,在氯苯初始浓度为300 mg·m^-3,气体停留时间为2 s,放电电压为15 kV的工况条件下,Co-Mn/TiO₂耦合的NTP系统对氯苯的降解效率和CO₂选择性分别达78.14%和51.02%,其O₃的排放浓度为211 mg·m^-3.表征结果也验证了以上结论,3种催化剂的金属氧化物均在TiO₂表面高度分散,催化剂的比表面积为51~64 m²·g^-1.Co-Mn/TiO₂催化剂表面的高Mn⁴⁺/Mn³⁺比和O_ads含量呈现出更多的氧空位,增大了氧迁徙率,因而表现出最高的催化活性和催化氧化性能.研究表明,双金属锰基催化剂耦合NTP降解氯苯具有很好的应用前景.     

Scavenging of Cd through Fe/Mn oxides within natural surface coatings

The dynamics of Cd scavenging from solutions by Fe/Mn oxides in natural surface coatings （NSCs） was investigated under laboratory conditions. Selective extraction methods were employed to estimate the contributions of Fe/Mn oxides, where hydroxylamine hydrochloride （0.01 mol/L NH2OH-HCl ＋ 0.01 mol/L HNO3）, sodium dithionite （0.4 mol/L Na2S2O4） and nitric acid （10% HNO3） were used as extraction reagents. The Cd scavenging was accomplished with developing periods of the NSCs （totally 21 data sets）. The resulting process dynamics fitted well to the Elovich equation, demonstrating that the amount of Cd scavenged was proportional to the increments of Fe/Mn oxides that were accumulated in the NSCs. The amount of Cd bound to Fe oxides （MCdFe） and Mn oxides （MCdMn） could be quantified by solving two equations based on the properties of two extraction reagents. The amount of Cd scavenged by Fe/Mn oxides could also be estimated using MCdFe and MCdMn divided by the total amounts of Fe and Mn oxides in the NSCs, respectively. The results indicated that the Cd scavenging by Fe/Mn oxides was dominated by Fe oxides, with less roles attributed to Mn oxides. The estimated levels of Cd scavenging through Fe and Mn oxides agreed well with those predicted through additive-adsorption and linear-regression models.