Photocatalytic activity of Fe-doped CaTiO3 under UV-visible light

The photocatalytic degradation of methylene blue（MB） over Fe-doped CaTiO3 under UV-visible light was investigated. The as-prepared samples were characterized using X-ray diffraction（XRD）, scanning electron microscope（SEM） equipped with an energy dispersive spectrometer（EDS） system, Fourier transform infrared spectra（FT-IR）, and UV-visible diffuse reflectance spectroscopy（DRS）. The results show that the doping with Fe significantly promoted the light absorption ability of CaTiO3 in the visible light region. The Fe-doped CaTiO3 exhibited higher photocatalytic activity than CaTiO3 for the degradation of MB.However, the photocatalytic activity of the Fe-doped CaTiO3 was greatly influenced by the calcination temperature during the preparation process. The Fe-doped CaTiO3 prepared at500°C exhibited the best photocatalytic activity, with degradation of almost 100% MB（10 ppm）under UV-visible light for 180 min.     

石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究

建立了一种超声辅助共沉淀法制备磁性Fe3O4/氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米粒子.透射电镜和磁滞回线研究表明,该复合物具有小的颗粒尺寸和超顺磁性.该磁性纳米材料可以吸附废水中的染料亚甲基蓝,实验研究了溶液pH值、吸附剂的用量、时间和温度对亚甲基蓝去除率的影响.结果表明,pH值在6~9范围内,Fe3O4/GO都能高效地吸附亚甲基蓝.反应过程在前25 min反应速率很快,到180 min内达到吸附平衡.该磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程,吸附过程是一个自发和吸热过程.该吸附材料对亚甲基蓝吸附容量高,在313 K时Fe3O4/GO的饱和吸附量为196.5 mg·g-1.另外,可以方便地通过外部磁场分离回收吸附剂,利用过氧化氢可以再生重复使用,是一种优良的吸附染料废水的材料.     

亚甲基蓝分光光度法测定废水硫化物的不确定度评定研究

分析了应用亚甲基蓝分光光度(GB/T16489-1996)测定废水硫化物测试过程中不确定度影响因素,主要来源为硫化物标准溶液、标准曲线拟合、随机效应、分光光度计和取样体积这五部分。本测量合成相对标准不确定度0.025 9;其中由测定样品质量引入的不确定度为0.024 7;由样品体积引入的不确定度为0.007 7。本次废水中硫化物测量结果为:0.110±0.006 mg/L,k=2(包含概率约为95%)。     

我国人为源气态活性氮排放时空变动特征分析

随着粮食和能源需求的增加,农业生产和化石燃料燃烧带来的活性氮污染越来越成为影响我国环境和人民健康的重要因素之一.通过对2000、2005及2010年全国31个省(直辖市、自治区)的人为源气态活性氮排放总量、单位GDP及单位人均排放量的Moran's I指数和GetisOrd G*i指数进行空间分析,探讨了气态活性氮排放及其强度的时空变动特征.结果表明,全国的气态活性氮排放及其强度呈现明显的空间集聚特征.在空间分布特征上,全国活性氮排放表现为高值集聚分布,其热点主要位于华北平原和长江中下游平原地区;排放强度方面则为高值聚集和低值聚集兼备.通过对3个年份的冷热点比较分析发现,排放强度的冷点地区变化较小,热点地区变化较大.其中,单位GDP排放强度方面,冷点地区处于东南沿海地区,热点地区则由西北地区缩小到四川、甘肃两省;而单位人口排放强度方面,冷点地区范围有所缩减,热点地区则由分散转变为集中分布于京津冀及周边的山西、内蒙古和辽宁等.分析人为源气态活性氮时空分布格局和特征及其形成原因,可为评估和减缓气态活性氮排放对生态环境的影响提供科学基础.     

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.     

沉淀分离富集-分光光度法测定海水中痕量活性磷酸盐

十六烷基三甲基溴化铵(cetyltrimethylammonium bromide,CTAB)可与磷钼蓝(phosphomolybdenum blue,PMB)生成水难溶的PMB-CTAB离子缔合物沉淀,从而分离富集水溶液中的PMB。该沉淀易溶于硫酸乙醇溶液,溶液在700 nm有强吸收,基于此建立了沉淀分离富集-分光光度法测定海水中痕量活性磷酸盐的新方法。对溶剂酸度、试剂用量、反应时间与温度等实验参数进行了优化选择,并考察了盐度对测定结果的影响。实验结果表明,PMB可被CTAB有效地定量沉淀;盐度在15~45范围内,对测定结果无影响。在优化的实验条件下,以盐度为35的人工海水为基底,做空白加P标实验,方法的线性范围为0.30~8.00μg/L,平均回收率为95.0%,方法检测限为0.10μg/L。对实际海水中痕量活性磷酸盐进行测定,相对标准偏差(RSD)为4.4%~7.1%,与广泛采用的MAGIC法比较,置信度为99%时结果无显著差异。新方法具有消耗试样体积少、测定速度快等优点。     

丝瓜瓤固定无花果曲霉吸附活性艳蓝KN-R的脱色研究

利用植物载体丝瓜瓤对无花果曲霉(Aspergillus ficuum)进行固定,并对活性艳蓝KN-R进行脱色研究探讨了固定化菌体的菌龄、pH、温度、菌量对染料脱色的影响.比较了固定化菌体与菌丝球对活性艳蓝KN-R的脱色效果,研究了该固定化菌体的重复利用和动力学实验,并进行了实际废水的脱色研究.结果表明,最佳脱色条件为菌龄3d,温度33℃,pH为6.0,菌量对染料脱色的影响依次为2%＞1%＞0.5%;固定化菌体对活性艳蓝KN-R的脱色效果优于菌丝球,且它对实际染料废水的脱色率均达80%以上;丝瓜瓤固定无花果曲霉对不同初始浓度(25～186mg·L-1)活性艳蓝KN-R的脱色过程遵循二级动力学方程;经6次重复利用后的该固定化菌体,其脱色率仍达80.79%.     

用水解酸化池-膜生物反应器处理活性艳红X-3B废水

采用水解酸化池-膜生物反应器处理含活性艳红X-3B的模拟废水,研究了水力停留时间（HRT）对水解酸化池废水处理效果的影响,考察了水解酸化池-膜生物反应器对废水的处理效果及膜生物反应器中污泥沉降性能对膜污染的影响。实验结果表明：水解酸化池HRT为16h时,废水的可生化性最好,挥发性脂肪酸质量浓度与COD比值为0．5;HRT为17h时,废水脱色率达69％,而COD的去除率受HRT影响较小;膜生物反应器主要起去除废水中COD的作用;水解酸化池-膜生物反应器处理后废水的脱色率和COD去除率分别为83％和97％;膜生物反应器中活性污泥沉降性能的变化直接影响膜污染的速率。     

玻璃弹簧负载镶嵌纳米粒子TiO2膜光催化降解活性深蓝K-R

以玻璃弹簧负载镶嵌纳米粒子的TiO2膜降解活性深蓝K-R模拟废水,考察了pH值和温度对脱色率的影响以及CODCr去除率与脱色率之间的关系,并用XRD和SEM对催化剂进行了表征.结果表明,pH值和温度对脱色率均有显著影响,CODCr去除率与脱色率的比值约为70%左右;XRD表明,TiO2矿相主要为锐钛型,SEM表明,镶嵌TiO2粒子均匀,粒径约50nm.     

基于连通法的甲烷简化机理构筑研究

采用连通法,针对甲烷复杂反应机理,成功地进行了不同水平的机理简化研究。通过建立组分依赖关系的正规化Jacobian矩阵,精确地查明了燃烧组分之间的耦合关系,分别构造出仅包含重要化学路径的两个动力学简化模型,获得的简化机理分别包含227和138个反应,分别涉及39和26种组分。通过对层流预混火焰结构的模拟,所得简化机理和原详细反应动力学机理关于火焰结构的计算吻合很好,计算结果显示,两个简化机理具有较高的模拟精度。