电化学还原-氧化工艺降解4-氯酚的毒性研究

采用紫外光还原法制备了Pd-Fe/石墨烯催化阴极,并以Ti/IrO_2/RuO_2为阳极,构成三电极体系(双阴极)和两电极体系(单阴极)的电化学还原-氧化降解工艺,分别对4-氯酚进行降解.采用离子色谱、高效液相色谱、TOC仪对4-氯酚降解过程中中间产物及其浓度进行测定.根据公式计算降解过程中理论计算毒性值,应用发光细菌法测定降解过程中的实际毒性值,对理论计算毒性值与实际毒性值进行比较,分析不同体系下降解过程中毒性的变化规律.结果表明,两种工艺体系在最佳降解条件下,阴极室毒性均呈下降的趋势,由于降解过程中在阳极室生成高毒性的苯醌,阳极室毒性均先升高后降低.通过相关性分析得到,两种体系理论计算毒性与实际毒性在P=0.01水平下,相关性系数均为1,显著相关,表明降解过程中实际毒性的测定结果真实可靠.降解至120 min时,三电极体系毒性小于两电极体系,表明三电极体系优于两电极体系.据此提出实际毒性测定方法在电化学还原-氧化工艺降解氯酚类有机废水毒性测试的工业应用中有着广泛的前景.     

桉树叶提取液还原石墨烯电极提高微生物燃料电池产电性能的研究

将桉树叶提取液绿色还原氧化石墨烯(G-rGO)电极和微生物还原氧化石墨烯(B-rGO)电极依次作为微生物燃料电池(MFC)阳极,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所制备的电极进行表征,并采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对比2种电极的电化学性能.结果发现,G-rGO阳极的内阻为243.87Ω,应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为18.77 W·m~(-3)和760 mV,对照组B-rGO电极的内阻为299.11Ω,将其应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为13.16 W·m~(-3)和635 mV,对照组未修饰阳极的内阻为375.21Ω,最大功率密度和最大输出电压分别为8.97 W·m~(-3)和480 mV.研究表明,G-rGO电极电阻更小,导电性能更优越.     

纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的影响

采用室内暗培养试验分别探究了纳米银与石墨烯对土壤微生物及土壤酶的不同影响.将不同剂量的纳米银(0、10、100、150 mg·kg~(-1))与高纯石墨烯(0、10、100、1000 mg·kg~(-1))分别与等量棕壤充分混匀,然后进行暗培养.在第3、7、15、30和60 d时取样,测定土壤脲酶、土壤碱性磷酸酶、土壤脱氢酶和土壤过氧化氢酶的活性及土壤细菌、真菌和放线菌的数量,并在培养期间测定土壤呼吸速率及CO2累积量.结果表明,所有纳米银处理均抑制土壤的呼吸作用,并且剂量越高,抑制作用越明显;而石墨烯处理未对土壤呼吸产生显著影响.10 mg·kg~(-1)纳米银处理下,土壤真菌数量在整个培养期内均显著低于对照,土壤细菌在第60 d时也被显著抑制,但土壤放线菌数量无变化;与对照相比,100和150 mg·kg~(-1)的纳米银处理显著降低了土壤细菌、真菌、放线菌的数量.10和100 mg·kg~(-1)的石墨烯处理下,土壤细菌、真菌、放线菌数量则均无显著变化.1000 mg·kg~(-1)的石墨烯显著增加了土壤中细菌与真菌的数量,却对土壤放线菌数量无影响.纳米银处理显著抑制土壤脲酶、脱氢酶活性,却对土壤过氧化氢酶与磷酸酶活性基本无影响.10和100 mg·kg~(-1)石墨烯处理对土壤脲酶有一定的促进作用,1000 mg·kg~(-1)石墨烯处理对土壤过氧化氢酶和脱氢酶有一定的促进作用,而不同剂量的石墨烯在培养后期均对碱性磷酸酶产生抑制作用.总体来说,纳米银在一定程度上对土壤酶及土壤微生物结构产生了负面影响,而石墨烯对土壤酶及土壤微生物结构的影响不明显.     

金属氧化物降解六氯苯的活性比较及催化机理研究

以氧化铝(α-Al_2O_3、γ-Al_2O_3)、氧化钙(CaO)、过渡金属氧化物(Mn O_2、α-Fe_2O_3、γ-Fe_2O_3、Ni_2O_3、CuO)为催化剂,考察了催化剂种类、添加比例等因素对六氯苯(Hexachlorobenzene,HCB)降解效果和产物组分的影响.结果表明,催化效果随催化剂添加比例的提高显著增加.在反应温度为350℃,反应时间1 h,金属氧化物添加比例为100∶1的条件下,碱土金属氧化物CaO及过渡金属氧化物中的α-Fe_2O_3和Ni_2O_3降解活性较好,这3种氧化物对HCB的降解率分别达到65.5%、100.0%和100.0%,脱氯率D_1分别为54.4%、81.9%和77.5%.HCB降解有机产物分析结果显示,8种金属氧化物与HCB样品反应产物中均存在低氯代苯,在α-Fe_2O_3和Ni_2O_3的催化作用下有2~4氯代低氯苯检出,说明在降解过程中存在明显的逐级脱氯/加氢反应;与CaO反应后的产物中低氯代苯较少,经拉曼光谱定性分析,有无序碳的检出,说明除了脱氯/加氢还存在脱氯缩合反应.     

磁性氮掺石墨烯活化过硫酸钾降解水中亚甲基蓝

活化过硫酸盐产生硫酸根自由基的高级氧化技术在水环境污染物治理中引起了广泛的关注和研究.本研究采用水热法制备磁性氮掺石墨烯(M-N-G)作为催化剂.利用SEM、BET、XRD和VSM等手段表征材料,系统研究了该材料活化过硫酸盐降解亚甲基蓝的效能.结果表明:M-N-G的比表面积为94.35 m2·g-1,磁性Fe3O4分布在材料表面,能有效的活化过硫酸钾降解亚甲基蓝.当催化剂的用量为200 mg·L~(-1),过硫酸钾浓度为0.4~0.5 mmol·L~(-1)时,在p H=3~6时对10 mg·L~(-1)亚甲基蓝的降解率达90%以上.体系温度在15~32℃时,降解速率常数在0.0227~0.0488 min-1,反应活化能为33.7 k J·mol-1.EPR分析及自由基漼灭实验证明了体系中有羟基自由基和硫酸根自由基产生.TOC分析结果表明:TOC去除率可达50%.M-N-G经过简单的稀硫酸和水洗后,可高效重复利用4次.该技术方法简单、高效、无二次污染,能为有机污染物废水处理提供一种新的方法选择.     

Spatial variability of arsenic concentration in soils and plants, and its relationship with iron, manganese and phosphorus

Spatial distribution of arsenic (As) concentrations of irrigation water, soil and plant (rice) in a shallow tube-well (STW) command area (8 ha), and their relationship with Fe, Mn and P were studied. Arsenic concentrations of water in the 110 m long irrigation channel clearly decreased with distance from the STW point, the range being 68-136 μg L⁻¹. Such decreasing trend was also noticed with Fe and P concentrations, but the trend for Mn concentrations was not remarkable. Concerning soil As, the concentration showed a decreasing tendency with distance from the pump. The NH₄-oxalate extractable As contributed 36% of total As and this amount of As was associated with poorly crystalline Fe-oxides. Furthermore only 22% of total As was phosphate extractable so that most of the As was tightly retained by soil constituents and was not readily exchangeable by phosphate. Soil As (both total and extractable As) was significantly and positively correlated with rice grain As (0.296 ± 0.063 μg g⁻¹, n = 56). Next to drinking water, rice could be a potential source of As exposure of the people living in the As affected areas of Bangladesh.     

NOx分解还原催化研究进展

介绍和评价了ＮＯ_ｘ分解还原的３类催化剂：贵金属催化剂、氧化物催化剂、金属离子置换的分子筛。在ＮＯ_ｘ的碳氢化合物选择性催化还原反应（ＨＣ－ＳＣＲ反应）中,同样有３类催化剂,即金属氧化物、贵金属和分子筛。由于Ｃｕ－ＺＳＭ－５是目前最有希望投入实际使用的一种,故本文重点介绍了它对ＮＯ_ｘ的ＨＣ－ＳＣＲ反应的催化机理,以及温度、Ｏ_２含量、Ｃｕ~（２＋）的置换度、不同种类ＨＣ及ＨＣ含量等各种因素对Ｃｕ－ＺＳＭ－５的影响,并对其工作台试验进行了评价,指出了其存在的问题及当前的研究热点。     

钙钛矿型催化剂催化湿式氧化处理煤气化废水纳滤浓缩液

采用溶胶-凝胶法制备了Mn掺杂钙钛矿型催化剂LaFexMn1-xO3,并以其为催化剂催化湿式双氧水氧化处理煤气化废水纳滤浓缩液。采用XRD,SEM,FTIR技术对催化剂进行了表征。表征结果显示：制备的催化剂均具有标准的钙钛矿型结构,其中,LaFe0.9Mn0.1O3的结构稳定,比表面积大。实验结果表明：制备的催化剂中LaFe0.9Mn0.1O3的催化活性最高,且稳定性好,连续使用5次后催化活性未见明显减弱;在H2O2投加量3.0 g/L、n（H2O2）∶n（LaFe0.9Mn0.1O3）=12∶1、反应温度160 ℃、反应压力1 MPa、浓缩液pH 3、反应时间60 min的最优条件下,COD、UV254和TOC的去除率分别达到80.9%、95.2%和68.0%,BOD5/COD由0.02提升至0.40,可生化性大幅提高。     

纳米铁氧化物吸附处理重金属废水的研究进展

概述了用于吸附重金属的主要纳米铁氧化物的种类及其吸附效果,介绍了常见的纳米铁氧化物制备方法及改性方法,讨论了影响纳米铁氧化物吸附重金属的主要因素,并对纳米铁氧化物在水环境保护领域中的研究方向提出了展望:如发展绿色、高效的纳米铁氧化物制备工艺,探讨纳米铁氧化物结构调控和表面功能化对其吸附性能的影响等。     

300MW锅炉低NOx燃烧系统改造效果分析

针对日益严重的环境污染、锅炉热效率低等问题,阐述了燃煤锅炉炉内空间分级燃烧技术、煤粉浓淡高效分离技术改造项目和特点,提出了对燃烧器系统、一次风管道、二次风系统和空预器系统等系统进行具体的低氮改造措施。分析了300 MW燃煤锅炉低氮改造后的热经济性和安全性。经试验验证,1号锅炉低氮改造后,锅炉NOx 排放量大幅减少,排放浓度降到了280 mg／m3。