RGO改性介孔TiO2薄膜光催化同步去除Ni2+和SDBS

以钛酸四丁酯（TBT）、天然鳞片石墨为原料,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为介孔模板剂,通过浸渍-提拉法辅助热处理和紫外辐照还原制备介孔RGO-TiO₂薄膜,利用XRD、SEM、BET、UV-Vis DRS、FT-IR等对其结构、形貌及性能进行表征.以Ni²⁺和十二烷基苯磺酸钠（SDBS）为目标污染物,考察了介孔RGO-TiO₂薄膜光催化去除Ni²⁺和SDBS的反应性能,探讨了GO加入量及pH值对其催化性能的影响.在最佳条件下,进一步研究Ni²⁺/SDBS共存体系中Ni²⁺的光催化还原和SDBS的光催化氧化.结果表明：GO的加入量为1.0wt%时,介孔RGO-TiO₂薄膜对单一体系Ni²⁺和SDBS的光催化效率最高,在此条件下,pH=7.5时Ni²⁺还原效率最高,pH=6时SDBS降解效率最高.综合以上实验条件,设定GO加入量为1.0wt%,pH≈6时,Ni²⁺/SDBS共存体系中Ni²⁺和SDBS去除效率均优于Ni²⁺和SDBS单一体系,此时,Ni²⁺还原率为87.9%,SDBS氧化率为95.5%.分析协同光催化机制,TiO₂-SDBS表面复合物在紫外光激发下,SDBS被氧化同时,光生电子及SDBS氧化产物CO₂·^-自由基同步还原Ni²⁺.     

基于细菌学研究改性生物炭对抗生素的降解机制

分别选取3个裂解温度下制备的改性生物炭——MBC350,MBC500和MBC700,2种抗生素——磺胺甲噁唑（SMX）和氯霉素（CAP）,考察MBCs对SMX和CAP生物降解的影响及生物降解过程中Pseudomonas stutzeri和Shewanella putrefaciens的细菌学特征.结果表明,在低浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的生物降解;而在高浓度MBCs培养的细菌体系中,SMX和CAP的去除主要依靠MBCs的吸附.其主要是由于随着MBCs浓度的增加,对SMX和CAP的吸附量提高,同时促进细菌的繁殖,导致溶液中较少的SMX和CAP被细菌生物降解.MBCs提高了P.stutzeri细胞膜中饱和脂肪酸含量,抑制了S.putrefaciens中饱和脂肪酸的合成.特别是P.stutzeri中脂肪酸C10：0和C15：1,cis-10消失;而S.putrefaciens中逆式脂肪酸C14：1,cis-9和C15：1,cis-10生成.此外,应用基因绝对定量技术发现MBCs显著提高了细菌P.stutzeri的基因表达拷贝数,抑制了S.putrefaciens的基因表达拷贝数.但细菌P.stutzeri和S.putrefaciens的基因表达拷贝数均随着MBCs浓度的增加而增加.因此,本研究表明低浓度MBCs有利于SMX和CAP的生物降解,而高浓度MBCs促进细菌的生长量,脂肪酸和基因表达拷贝数.     

改性生物炭活化过硫酸盐对水中苯和氯苯的去除机制

采用传统的液相沉淀法合成铁盐改性花生壳生物炭（Fe-BC）,将其作为活化过硫酸盐（PS）的活化剂用于去除水体中的苯和氯苯.通过扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱、Boehm滴定法和BET测量对合成材料的结构和形态进行了表征,研究了pH值和水中阴离子对反应体系的影响以及材料的再利用性能.结果表明,在Fe-BC/PS体系中,反应3h后苯和氯苯的去除率均高达100%.Fe-BC/PS去除苯和氯苯协同机制包括BC的吸附、自由基的氧化等.在中性及酸性溶液中,苯和氯苯的去除率均能够达到100%.水中常见阴离子对反应体系具有不同程度的抑制作用,抑制强度依次为HCO₃^->HPO₄^->Cl^->NO₃^-.Fe-BC材料具有良好的再利用性能,是一种高效、廉价的PS活化剂.     

改性纳米级Fe3O4对地下水中氟的吸附性能研究

采用共沉淀法制备纳米级四氧化三铁,比较了酸改性前后纳米级铁氧化物对模拟地下水中氟离子的去除,研究了溶液pH值、吸附剂用量、反应时间、初始氟离子浓度、竞争离子、腐殖酸等因素对四氧化三铁吸附性能的影响。结果表明,改性纳米级四氧化三铁粒径大多20 nm。当氟离子初始浓度为5 mg/L,溶液pH为5,吸附剂用量为10 g/L,反应时间为150 min,氟去除率达84.8%。竞争离子和腐殖酸对改性四氧化三铁吸附氟离子的性能影响较小。酸改性的纳米级四氧化三铁对氟的吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学符合假二级动力学方程。     

纳米零价铁制备与应用的研究进展

近年来纳米零价铁因其比表面积大、表面活性高、还原性强、原材料丰富易得等优势而在废水处理中备受关注,是目前研究的热点。但其在实际应用中存在易团聚和易氧化等问题,因此需要采用适当的方法对纳米零价铁进行改性。该文主要介绍纳米零价铁的制备、改性方法、在废水处理中应用的研究进展,包括常用的制备方法和通过不同的机制降解各类环境污染物(如重金属、有机卤代物、硝酸盐、磷酸盐等);介绍了纳米零价铁在实际应用中尚需解决的问题及未来研究方向,应该着重于改进或者开发新制备方法以降低成本和拓展应用范围。     

聚脲弹性体在不同条件下的退化行为及改性研究进展

首先介绍了聚脲弹性体的合成原料和合成机理,然后根据合成原料的不同,对聚脲弹性体进行了分类,简述了不同种类聚脲弹性体的特点。在此基础上,总结了聚脲弹性在温度、紫外光、腐蚀介质等单因素条件作用下的退变行为和在氯盐浸渍、干湿循环、荷载作用和冻融循环等多因素耦合作用条件下的退化行为。综述了提升聚脲弹性体防腐性能、力学性能和附着力的改性研究进展,最后指出了当前聚脲弹性体退化行为研究中存在的不足,并展望了未来的研究趋势。     

椰纤维生物炭及其硝酸改性对稻田土壤中Pb钝化的影响

通过土壤培养实验,并结合扫描电镜(SEM)、 X射线光电子能谱(XPS)、同步辐射X射线荧光(μ-XRF)和傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)等光谱学技术,探明椰纤维生物炭(CFB)和硝酸改性椰纤维生物炭(NCFB)对稻田土壤钝化外源铅(Pb)的效果及其内在机制.与CFB相比,NCFB蜂窝状孔内壁更粗糙,且硝酸改性后CFB表面含C—O结构的醇酚醚类官能团量明显降低,含■结构的羧基类的官能团量明显增加.相较于培养150 d后的对照(不添加生物炭)稻田土壤,添加CFB和NCFB的稻田土壤中EDTA提取态Pb含量分别降低了39.7%和105.4%.添加NCFB的土壤中碳酸盐结合态和铁锰氧化物结合态Pb含量显著降低且有机结合态和残渣态Pb含量则显著升高,SRXRF扫描结果可知外源Pb在富含Ca和Cu元素的CFB颗粒微区大量富集,在富含Fe、 Mn和Ti元素的土壤团聚体微区富集相对较少.另外,培养实验中,相较于无外源Pb时A-CFB和A-NCFB,有外源Pb时A-CFB_Pb和A-NCFB_Pb中的羧酸盐特征峰(1 384 cm^-1)...     

绿色合成纳米铁镍去除水中Cr（VI）的动力学及机理

利用桉树叶提取液制备铁镍纳米颗粒（Fe/Ni NPs）,并将其用于去除水中六价铬（Cr（VI））.扫描电子显微镜-能量色散X射线光谱（SEM-EDS）分析表明Fe/Ni NPs与Cr（VI）之间发生了相互作用,但反应前后Ni的含量几乎没有变化. X射线光电子能谱（XPS）则表明反应后材料表面存在三价铬（Cr（Ⅲ））.循环伏安曲线证明Fe NPs与Cr（VI）反应有还原峰出现,Ni的掺杂加速了吸附剂与吸附质间的电子转移.吸附动力学模型拟合结果表明,Fe/Ni NPs吸附Cr（VI）的过程符合准二级动力学模型,说明吸附过程主要是化学控制的.Weber-Morris粒子内扩散模型 拟合结果表明,反应速度由液膜扩散和内扩散共同控制.还原动力学很好地符合准一级动力学过程.反应活化能E_a为41.137 kJ·mol^-1,表明 Fe/Ni NPs对Cr（VI）的吸附和催化还原过程主要由化学反应控制.     

碳化三聚氰胺海绵制备及其光热重油吸附研究

在氩气气氛下,经高温煅烧三聚氰胺海绵(MS),制备了碳化三聚氰胺海绵(HMS),利用SEM、XPS、FI-IR对HMS的碳化情况进行分析,测定了海绵碳化前后的密度、亲水性、孔隙率、吸收光谱及压缩回弹性能.结果表明,MS部分碳化形成HMS,疏水性增强且亲油性不变,孔隙率略有降低,具有优异的吸光性能及机械性能.HMS海绵对轻质油品和重油吸附实验的结果显示:HMS海绵对轻质油品饱和吸附体积为92.20cm³/g;在一个太阳光(1kW/m²)照射下,HMS海绵温度快速升高,有效降低底面接触的重油粘度并加快吸附重油速度,吸附量高达99.1g/g左右;利用HMS海绵重复对重油进行10次吸附-挤压脱附,发现其对重油的饱和吸附量可保持在81.00 g/g以上.这些特性使得HMS海绵成为一种有前景的高效节能、可重复利用的石油泄漏吸附剂.     

碳化改性硅藻土对四环素的吸附

为提高天然硅藻土对水体中有机污染物的吸附去除性能,以葡萄糖为碳源,通过一步低温热解法对天然硅藻土进行碳化改性。利用扫描电镜(SEM/EDX)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位等技术表征了碳化改性的硅藻土(CD₃₀₀)的结构特点和化学性质,并以四环素(TC)为目标污染物,对CD₃₀₀吸附TC的吸附动力学、吸附等温线和热力学进行研究分析。结果表明:在300℃下CD₃₀₀对TC的吸附效果最佳,较天然硅藻土的吸附性能提高了110.6%。表征结果证实了碳化产物成功负载至天然硅藻土表面且改性不会明显影响天然硅藻土的形貌结构。Elovich动力学模型表明,CD₃₀₀吸附TC以化学吸附为主。颗粒内扩散模型显示,CD₃₀₀对TC的吸附由液膜扩散和内扩散2个阶段控制,而内扩散阶段为主要的速率控制步骤。吸附等温线分析显示,Freundlich模型拟合效果更好(R2>0.966),表明吸附为多分子层吸附过程。热力学参数ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0,说明吸附过程为自发、吸热且混乱度增加。溶液初始pH值和离子影响强度实验证明,TC分子与CD₃₀₀间可能存在较强的外层结合,而静电作用在吸附过程中占据了主导作用。此外,碳化改性的硅藻土拥有良好的再生性能,表明其可作为一种高效吸附剂用于有机污染物的吸附去除。