P掺杂TiO_2纳米管的制备及其对光催化甘油水溶液制氢性能的影响

以P掺杂的TiO2纳米颗粒为前驱体,采用水热合成法制备了系列P掺杂的TiO2纳米管.用N2吸附-脱附、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等方法对光催化材料的表面形貌、颗粒尺寸、孔结构、表面构造、吸光性能进行了分析.研究结果表明,所制备的各样品均为两端开口的纳米管形貌,管长为几十纳米到几百纳米,管外径约10 nm,内径约4 nm,管壁为多层;P掺杂后的系列TiO2纳米管仍保持锐钛矿晶型;掺杂的P可以进入到TiO2的骨架中,并形成P—O—Ti键,在TiO2禁带内引入杂质能级,降低了禁带能量,提高了TiO2的吸光性能及光生电子和空穴的分离性能.光催化甘油水溶液制氢活性评价表明,P掺杂的TiO2纳米管表现出了远高于纯TiO2管以及相同掺杂量的纳米颗粒的光催化制氢性能,2%P掺杂的样品在紫外灯和氙灯辐射下,其最高产氢速率可分别达1850μmol·(h·g)-1和335μmol·(h·g)-1.P掺杂TiO2样品光催化活性的提高与其禁带能量降低以及光生电子和空穴的分离性能增加有关.     

一稻两鸭共作对稻田土壤养分动态的影响

鸭稻共作是有效减少化肥和农药施用的重要技术,对稻田土壤养分消耗具有一定的缓冲和调控作用。但在鸭稻共作有机生产模式中,外源性化肥投入的缺乏常常成为水稻高产的限制因素。为更好地解决有机种植中土壤养分供应的问题,对常规鸭稻共作进行了调整,建立了2种＂一稻两鸭＂共作生态农业模式。通过田间试验对常规稻作、常规鸭稻共作、一稻两鸭轮养及一稻两鸭套养4种种植模式下的土壤养分进行定位监测。结果表明：相对于常规稻作,3种鸭稻共作模式均能在一定程度上提高土壤全钾、全氮的含量,同时减小碱解氮的消耗。与比生产前期相比,生产结束后常规水稻种植模式下土壤有机质含量有所下降,而3种鸭稻共作模式下土壤有机质含量比生产前期均有不同程度的增加。4种种植模式下土壤全磷含量在生产结束后均有不同程度的下降,然而一稻两鸭套养和一稻两鸭轮养模式下土壤全磷含量的降低程度低于常规稻作。早稻生产结束后,一稻两鸭套养和一稻两鸭轮养模式下的土壤全磷含量比常规稻作分别高出13.53%和11.01%。与常规鸭稻共作模式相比,一稻两鸭轮养和套养模式增加了全氮以及全钾有机物的积累,同时减缓了碱解氮、速效磷、速效钾含量的下降。晚稻生产结束后,一稻两鸭套养模式下土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量分别比常规鸭稻共作模式高出3.7%,10.39%和7.59%。产量测定结果表明,早稻时期一稻两鸭套养模式下的水稻产量比常规鸭稻共作模式高12.90%,晚稻时期则比常规鸭稻共作高12.19%。一稻两鸭共作模式中,由于两批鸭子的存在,其排便和中耕作用几乎贯穿于水稻的整个生长发育过程,因此培肥效果与常规鸭稻共作相比有了进一步的提高,对系统内的养分循环利用起到了更好的促进作用。     

上流边光型反应器中负载型TiO_2光催化剂处理印染废水的研究

试验采用Fe3+-Ce4+双元素共掺杂改性的TiO2光催化剂在自制的边光上流型光催化反应器中处理人造丝织物印染废水。在成功地解决了催化剂与水分离的同时,达到了充分发挥双元素改性TiO2光催化剂性能的目的。试验结果表明,催化剂投加量、pH值、曝气量、反应时间等指标对光催化效果有影响。在上流型反应器中加入10 g/L双元素掺杂改性的TiO2光催化剂,曝气量0.5 m3/L,处理水样240 min后出水水质色度去除率为97.6%,COD去除率为73.9%,去除效果良好。     

硼掺杂介孔炭吸附四环素的效能与机制

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料（B-CSC）用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪（BET）、场发射扫描电镜（SEM）、X射线光子能谱仪（XPS）、拉曼光谱仪（Raman）以及Zeta电位仪（Zeta）对其微观结构及物化性质进行了表征分析.系统考察了初始pH值、不同金属阳离子以及不同背景水质条件对其吸附效果的影响.结合材料表征与相关分析等对其强化吸附机制进行了深入讨论与分析.结果表明,一步热解能够将硼掺入椰壳炭的表面及晶格,导致其拥有更大的比表面积和孔体积,引入硼的形态主要是H₃BO₃、B₂O₃、B和B₄C.B-CSC对四环素的吸附量达到297.65 mg·g^-1,是原始椰壳介孔炭（CSC）的8.9倍.同时,B-CSC对于水环境中常见污染物罗丹明B（RhB）、双酚A（BPA）和亚甲基蓝（MB）的吸附量分别高达372.65、255.24和147.82 mg·g^-1.B-CSC对四环素的吸附过程是物理化学作用共同主导的,主要涉及液膜扩散、表面吸附、介孔与微孔内扩散和活性位点吸附,H₃BO₃是其主要吸附位点.吸附强化机制主要是硼掺杂降低了其碳网络的化学惰性,增强了其与四环素分子的π—π相互作用和氢键作用.     

氯代有机溶剂共降解研究进展

本文综述了有机氯溶剂的微生物共降解过程。多种多样的微生物能够通过共代谢途径降解有机氯溶剂。共降解是由微生物细胞内的关键酶进行的。影响共降解的主要因素包括关键酶的诱导 ,毒性抑制和自我恢复以及能量供应等。本文对共降解过程的机理和相关的数学模型进行了综合分析。在此基础上 ,提出了一个能够揭示共降解过程各种因素之间内在逻辑关系的结构模型 ,对于从细胞和酶两个层次上认识共降解过程具有重要的指导意义。     

氯苯类化合物的生物降解

氯苯类生物降解机制可分为三类:氧化脱氯、还原脱氯和共代谢.氯苯类的氯化脱氯机制基本遵循一个相似的降解途径,即首先在双氯化酶攻击下形成二醇,此二醇脱氢形成氯代邻二酚.邻二酚开环产物是相应的氯化粘康酸,脱氯过程发生在此粘康酸内酯化过程中和内酯开环后;还原脱氯需要多种微生物共同参与,脱氯途径很不一样,这与不同微生物种群和不同的环境条件有关;共代谢作用降低了氯苯类化合物的生物毒性,使其更易为别的微生物同化.     

聚乙烯醇(PVA)厌氧生物降解特性试验研究

对聚乙烯醇 (PVA)的生物降解特性进行试验研究。结果表明 :厌氧颗粒污泥的微生物组成及粒径大小 ,对PVA的降解率影响最大 ,以产酸菌为主的颗粒污泥对PVA的降解能力最强 ,2 0d后PVA的降解率高达 70 % ,以甲烷菌为主的颗粒污泥对PVA的降解能力最差 ,2 0d后PVA的降解率仅为 6 3% ;pH对PVA的降解率影响不大 ,碱度过大对PVA的降解不利 ;PVA共基质试验结果表明 :以葡萄糖为碳源时 ,低浓度的葡萄糖会改变污泥的表面性质 ,使PVA迅速吸附到污泥表面 ,但随着降解时间的延长 ,PVA的浓度会回升 ,高浓度的葡萄糖对PVA的降解产生抑制 ;以淀粉为碳源时 ,产酸菌优先利用淀粉 ,PVA的降解率没有明显提高。在PVA浓度低时 ,在底物中添加一定的氮源可以提高PVA的降解率     

共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响

利用瓦呼仪测试法测试了呋喃等6种难降解有机物在单一基质和与苯酚共基质的条件下生物降解性能,研究共代谢对难降解有机物生物降解性能的影响。研究表明,共代谢对呋喃、喹啉、吲哚生物降解性能有明显提高,吡啶、联苯、三联苯在低浓度时,生物降解性能有所改善。     

Ge-Mn共掺杂对V-Mo-O/TiO2催化剂低温脱硝活性的影响

采用共沉淀法制备Ge-Mn共改性TiO₂载体,考察了V-Mo-O/Ge-x Mn-TiO₂催化剂的低温氨选择性催化还原(NH₃-SCR)活性和抗硫稳定性。Ge-Mn的加入可显著提高催化剂在低温窗口下的脱硝活性,且具有较高的N₂选择性和抗硫稳定性。当Ge:Mn:Ti的原子摩尔比为0.004:0.04:1,在140℃时脱硝活性为92%。催化剂的N₂吸附-脱附、NH₃-TPD、H₂-TPR、XRD和XPS分析结果表明：Mn加入使催化剂的介孔增加,表面总酸性位和中高强度酸性位量显著增加,从而增加了催化剂对NH₃的吸附活化和对SO₂吸附的抑制;Mn与V、Mo、Ge活性组分发生了强电子相互作用,使V⁵⁺含量增加,且使低温活性组分的氧化还原循环易于进行,进而增加了催化剂的低温脱硝活性。这说明增加的表面总酸性位和中高强度酸性位量、增加的V⁵⁺和由此形成的低温条件促...     

Cr3+离子掺杂对负载TiO2薄膜光催化活性的影响

以钛酸丁酯和CrCl3·6H2O为原料,采用溶胶-凝胶法在钛片、玻璃、釉面瓷砖、陶瓷、不锈钢和铝片六种载体上制备了Cr3 掺杂TiO2薄膜。讨论了不同Cr3 掺杂浓度下,不同载体表面上制备的TiO2薄膜对甲基橙脱色率的影响。试验结果表明:Cr3 对TiO2薄膜的掺杂效果与载体的类型密切相关,并且不同载体其Cr3 掺杂的最佳浓度也不同。Cr3 掺杂后,TiO2薄膜光催化活性提高最大的是釉面瓷砖,其次是玻璃、钛片、铝片、陶瓷,最差的是负载不锈钢。