二氧化钛固定化负载及其光催化性能

利用溶胶-凝胶法及浸提技术,进行二氧化钛的固定化负载.通过XRD和SEM对其物相和微观形貌进行分析;利用甲基橙为目标污染物,探究制备以及催化工艺对二氧化钛催化降解性能的影响及其重复使用效果.结果表明,随着浸涂次数的增加,不锈钢丝网表面二氧化钛薄膜的微观形貌有所变化,对甲基橙的光催化降解效率呈现先增大后减少的趋势.浸提7次所制备的二氧化钛光催化降解效率最高,搅拌条件下的4h紫外光降解率可达77.6％.     

气相色谱-质谱法分析饮用水源水中甲基汞

采用自动固相萃取-气质联用法分析饮用水源中的甲基汞,通过巯基棉小柱萃取大体积(5L)水样后,选择离子扫描方式(SIM)进行定量。实验对比国家标准方法具有更好的线性关系,实际操作简单快捷,灵敏度高。3个浓度水平进行加标回收实验,回收率分别大于71.0%、74.4%、76.0%。对10μg/L浓度重复进样6次,相对标准偏差(RSD)为4.8%。该方法检出限可达到3×10-4μg/L,满足饮用水源水中甲基汞标准限值要求。     

Selective sorptive removal of Methyl Red from individual and binary component solutions by mesoporous organosilicas of MCM-41 type

Organosilicas with chemically immobilized 3-aminopropyl and Methyl Red-containing surface groups were prepared by sol-gel condensation of tetraethyl orthosilicate and (3-aminopropyl)triethoxysilane in the presence of dye as part of the mixed micelles or dye-containing silane as silica source. The hexagonally arranged mesoporous structure of synthesized materials was confirmed by low-temperature nitrogen adsorption-desorption, x-ray diffraction, and TEM studies. Chemical composition of MCM-41-type organosilicas was established by FT-IR spectroscopy and chemical analysis of surface layer. Sorption of Methyl Red by organosilicas was studied from diluted phosphate buffer solutions in dependence of medium pH, duration of contact, and equilibrium concentration of dye. It was found that effective removal of Methyl Red takes place at pH values within a range of 2.5?5. Kinetic curves of Methyl Red sorption on organosilicas were analyzed by the Lagergren, Ho-McKey, and Weber-Morris kinetic models. It was found that the pseudo-second-order model fits the kinetics of Methyl Red sorption on all synthesized materials and the intraparticle diffusion is not the only one mechanism controlling the rate of Methyl Red sorptive removal. The parameters of equilibrium sorption of Methyl Red on organosilicas of MCM-41 type were calculated using Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, and Brunauer-Emmett-Teller models. Sorption of acid dyes with geometry similar or substantially different from Methyl Red on mesoporous silicas was studied from single and binary component mixtures in aqueous solutions with pH 4.8 and 5.5. It was found that selective sorption process is highly dependent on the structural characteristics and protolytic state of silica surface as well as acid dye.     

金属氧化物负载γ-Al_2O_3粒子电极对酸性橙Ⅱ的电催化氧化研究

以γ-Al_2O_3作为载体,采用浸渍热分解法制备了Sn、Mn、Cu、Pb单组分氧化物和Sn-Ce-Sb复合氧化物粒子电极。通过对酸性橙II(AOII)的降解实验,以及采用重复试验和扫描电镜(SEM)、紫外光谱扫描等方法,探讨了粒子电极材料的性能。研究结果表明:Sn/γ-Al_2O_3相比于Mn/γ-Al_2O_3、Cu/γ-Al_2O_3、Pb/γ-Al_2O_3等单组分氧化物粒子电极表现出了更好的电催化活性和稳定性。掺杂Ce、Sb后电极表面晶体粒径细小且分布均匀,有利于提高Sn/γ-Al_2O_3粒子电极的性能。电流密度为20 m A/cm2,曝气量0.5 L/min反应条件下,反应3 h后Sn-Ce-Sb/γ-Al_2O_3粒子电极对AOII的去除率为100%,TOC的去除率达84.2%,重复使用5次后TOC去除率仍保持在80%以上。表明Sn-Ce-Sb/γ-Al_2O_3粒子电极具有较好的应用前景。     

以一种黏土矿物材料为非均相类芬顿催化剂对甲基橙的降解

为实现以甲基橙为代表的偶氮类染料的高效降解,采用一种黏土矿物材料——Quantum Energy? Radiating Material（下称QE）为催化剂,系统分析了其在非均相类芬顿反应中的催化剂协同静态吸附作用,并考察了不同因素对甲基橙去除效果的影响,同时基于降解过程中Fe2+和总Fe析出量（以ρ计）、·OH等的变化过程,探讨了QE降解甲基橙的作用机制.结果表明,QE对甲基橙具有良好的吸附作用,同时,其作为非均相类芬顿催化剂对甲基橙的降解受到pH、温度、c（H₂O₂）、催化剂投加量等因素的影响.优化后的降解条件:初始ρ（甲基橙）为50 mg/L、QE投加量为5 g/L、c（H₂O₂）为100 mmol/L、pH为2、温度为60℃,在该条件下反应40 min后,甲基橙的去除率可达到99%.以叔丁醇作为·OH淬灭剂,随着c（叔丁醇）的增高,反应体系中甲基橙的去除率随之下降,说明·OH在该体系甲基橙降解中起重要作用;对在反应过程中Fe2+和总Fe析出量的监测数据表明,体系中QE对甲基橙的降解为均相芬顿反应、非均相芬顿反应和吸附作用协同作用的结果.研究显示,以QE为催化剂,通过吸附协同催化氧化作用可以有效处理含甲基橙的染料废水.      

CuO强化MFC活化过硫酸盐降解偶氮染料废水及同步产电研究

利用CuO强化微生物燃料电池(MFC)活化过硫酸盐(PDS),提高MFC对偶氮染料的降解率及同步产电性能.考察初始pH、CuO浓度、PDS浓度等因素对降解率及同步产电的影响.实验结果表明,最佳反应条件:初始pH为3.0,CuO浓度为0.6 mmol·L~(-1),PDS浓度为2 mmol·L~(-1)时,反应4 h后MO降解率达到99.3%.比未投加CuO时MO降解率提高12.8%;MFC最大输出功率密度从53.0 mW·m~(-2)增大到103.5 mW·m~(-2),输出功率密度提高1.95倍;对应的表观内阻从484.1Ω减小到318.6Ω,下降幅度达到34.1%.降解机理研究表明,MO降解过程中的主要活性物质为SO~-_4·和少量·OH.反应前后水样的紫外-可见光谱对比显示,MO降解过程中偶氮键率先断裂,然后生成含苯环类的中间产物,最终得到矿化.     

Ti/Sb-SnO2功能电极的制备及电化学处理废水的性能

采用热分解法制备了Ti/Sb-SnO2电极,并用XRD、SEM对电极涂层进行表征.研究了涂层次数对于析氧过电位的影响,应用阳极快速寿命测试法测试了Ti/Sb-SnO2电极的使用寿命,通过极化曲线考察了电极的析氧过电位.采用该电极对甲基橙模拟废水进行了电化学降解实验,并考察此电极处理实际废水的效果.研究表明,随着涂层次数...     

Zn-TiO2纳米管的光催化活性

采用水热合成-浸渍法制备锌掺杂TiO2纳米管(Zn-TiO2纳米管),透射电镜照片显示Zn-TiO2纳米管为两端开口形貌均一的中空管状结构,管径约6～8 nm,壁厚约1 nm,长度约50～200 nm。研究了Zn-TiO2纳米管对甲基橙的光催化性能,结果表明:掺杂适量锌提高了TiO2纳米管对甲基橙的光催化降解性能,0.4%Zn-TiO2纳米管的光催化性能最佳。同时还探讨了Zn-TiO2纳米管用量和初始pH值等因素对光催化降解甲基橙的影响,结果显示Zn-TiO2纳米管能有效地降解甲基橙。随着光催化反应进行,CODCr去除率和脱色率变化规律不完全相同,可能是由于芳基和烷基降解速率不同所致。     

改性稻壳生物炭对水溶液中甲基橙的吸附效果与机制

本文以废弃稻壳为原料,通过不同改性方法将其制成生物炭吸附剂,并用于水体中甲基橙(MO)的吸附.通过氮吸附、X射线衍射(XRD)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)、热重分析(TG)、透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等技术分析了改性剂种类、浸渍比和热解温度对生物炭的物理化学性质及对MO吸附量的影响,发现热解温度为400℃,以ZnCl_2为改性剂,浸渍比为2∶1时制备的生物炭Z2RT400对MO的去除效果最好.以Z2RT400为吸附剂,探究吸附剂添加量、吸附时间、初始污染物浓度、溶液pH等对甲基橙吸附效果的影响,结果表明,饱和吸附时间为420 min,吸附反应的最佳pH为4,当吸附剂用量为10 mg,初始甲基橙浓度为2 000 mg·L~(-1)时,Z2RT400对MO的最大吸附量可达1 967. 72 mg·g~(-1);当吸附剂添加量为80 mg时,去除率最高可达99. 52%.此外,对吸附机制进行分析,发现吸附等温线数据符合Freundlich模型,吸附动力学数据符合拟二级动力学模型,说明吸附以化学吸附为主,物理吸附为辅.因此,废弃稻壳为原料改性制备的生物炭可作为高效的有机染料吸附剂,并应用于水体中污染物的治理.     

气候变化对我国亚热带地区柑桔生态环境影响的研究

分析了柑桔的品质和产量与气候因子的关系，确定负积温（日最低气温＜０℃）∝≤－９０℃和极端最低气温≤－８℃为柑桔严重减产的低温指标；７～８月份平均降水量＜２０Ｏｍｍ是引起柑桔大量落果和影响果实膨大的水分条件。提出柑桔严重冻害周期在长江流域地区间差异大，预测到本世纪末，长江中、下游平原柑桔存在严重冻害；干旱和严重干旱在长江中、下游地区出现频率１２％～４５％以上。因此，避冻、抗冻、抗旱是本区柑桔生态环境中一个长期战略问题．