Property-performance relationship of core-shell structured black TiO2 photocatalyst for environmental remediation

● Properties and performance relationship of CSBT photocatalyst were investigated. ● Properties of CSBT were controlled by simply manipulating glycerol content. ● Performance was linked to semiconducting and physicochemical properties. ● CSBT (W:G ratio 9:1) had better performance with lower energy consumption. ● Phenols were reduced by 48.30% at a cost of $2.4127 per unit volume of effluent. Understanding the relationship between the properties and performance of black titanium dioxide with core-shell structure (CSBT) for environmental remediation is crucial for improving its prospects in practical applications. In this study, CSBT was synthesized using a glycerol-assisted sol-gel approach. The effect of different water-to-glycerol ratios (W:G = 1:0, 9:1, 2:1, and 1:1) on the semiconducting and physicochemical properties of CSBT was investigated. The effectiveness of CSBT in removing phenolic compounds (PHCs) from real agro-industrial wastewater was studied. The CSBT synthesized with a W:G ratio of 9:1 has optimized properties for enhanced removal of PHCs. It has a distinct core-shell structure and an appropriate amount of Ti³⁺ cations (11.18%), which play a crucial role in enhancing the performance of CSBT. When exposed to visible light, the CSBT performed better: 48.30% of PHCs were removed after 180 min, compared to only 21.95% for TiO₂ without core-shell structure. The CSBT consumed only 45.5235 kWh/m³ of electrical energy per order of magnitude and cost $2.4127 per unit volume of treated agro-industrial wastewater. Under the conditions tested, the CSBT demonstrated exceptional stability and reusability. The CSBT showed promising results in the treatment of phenols-containing agro-industrial wastewater.     

3,4-二氯苯胺与取代芳烃联合毒性的定量构效关系研究

采用细菌生长抑制实验测定了取代芳烃及其混合物对长江水中混合细菌的急性毒性,得到17种单一化合物的半数抑制浓度(IC50)及22组混合物的半数抑制浓度(IC50mix).采用毒性单位法和混合毒性指数法对联合毒性效应进行了定性评价,3,4-二氯苯胺与胺类化合物的联合效应以简单相加或部分相加作用为主,而3,4-二氯苯胺与酚类化合物的联合效应则多表现为协同作用.以化合物的辛醇/水分配系数(lgP)和分子最低空轨道能(ELUMO)为结构描述符,分别建立了单一毒性和联合毒性的定量构效关系(QSAR)模型.所得模型对极性麻醉型化合物和反应性化合物的毒性都具有较强的预测能力,不仅能预测3,4-二氯苯胺与取代芳烃不同配比的二元混合物的联合毒性,也能预测三元和四元混合物的联合毒性.     

酚类化合物气相色谱保留指数的定量结构相关性研究

应用偏最小二乘回归技术建立了102种酚类化合物气相色谱保留指数与分子全息结构间的相关模型,在最佳建模条件下得到非交叉验证相关系数(r2)为0.965,交叉验证相关系数(q_LOO2)为0.963. 从102种酚类化合物中随机选出68种作为训练集,其余作为测试集,来验证分子全息QSRR模型的预测能力和稳健性. 在最佳建模条件对训练集进行偏最小二乘回归分析,r2为0.967,q_LOO2为0.927. 用训练集数据所建立的QSRR模型预测测试集中酚类化合物的色谱保留指数,结果表明,基于训练集所建立的QSRR模型具有很高的预测能力和稳健性,可以对测试集酚类化合物的气相色谱保留指数进行很好的预测. 此外,利用最佳全息定量结构保留关系(HQSRR)模型的色码图,探讨酚类化合物中的不同侧链基团对其色谱保留性质的影响,及其在固定相上的色谱保留机理.      

人地关系的危机和性质及协调思维

人地关系危机的本因是人类意识和社会经济行为与其生存环境的潜在利用方向、可承载量之间存在的巨大不整合和全面失衡,其核心是资源问题。人地关系的性质是多种人地关系因子共同作用的区间对应的函数关系。人类应当采取“多管齐下、本标兼治”的协调战略,树立资源中心论观念,着力于改善资源利用结构和效率,改进人地关系的关联方式和复合作用效应,建立多层次的人地协调工程,推动人与自然的根本和解和全面合作,最终实现两者的整体同一化和共生协调化。人与自然的关系是人类思考和认识的永恒主题。目前,人地关系呈现出历史性和全球性的危机,已成为人类生存和发展的根本障碍。探讨危机产生的根源,研究人地关系的性质,并从中确定调控人地关系的基本思维和方式,无疑具有重大的现实意义和理论价值。     

黄河流域城市群工业增长与碳排放脱钩关系研究

采用Tapio脱钩模型和LMDI分解法,在城市群尺度开展黄河流域工业增长、能源消费和碳排放耦合关系研究,以探索城市群与工业低碳转型和高质量协同发展。结果表明：呼包鄂榆城市群的工业经济与碳排放近似同步增长约23倍,关中平原和中原城市群则表现出明显的不同步现象;呼包鄂榆城市群的脱钩状态自2014年后由增长连结转为扩张型负脱钩,关中平原城市群脱钩状态自2007年后由增长连结转为弱脱钩,中原城市群始终处于弱脱钩状态;工业规模始终是3个城市群碳脱钩的主要抑制因素,能源强度对关中平原、中原城市群碳脱钩始终起到促进作用,但对呼包鄂榆城市群的影响自2014年后从促进转为抑制作用。建议结合国家2030年前碳达峰行动方案,制定差异化的城市群工业绿色转型与碳减排政策措施,进一步遏制呼包鄂榆城市群“两高项目”盲目发展,加快工业结构升级和节能改造,提高关中平原和中原城市群工业能效和减碳能力。

     

有机磷类杀螺增效剂在土壤中的吸附行为

通过测定16个有机磷类杀螺增效剂在安徽省宿县土壤中的有机硕吸附系数（Koc),研究了该类化合物的环境行为;并用碎片分子连接性指数（FMCIs)和线性溶剂化能参数（LSERs)结构描述符,与土壤有机碳吸附系数之间进行了定量结构-性质相关（QSPR）分析,所得到的两组预测方程,可用于该类化合物的生态风险评价。     

用电性拓扑态预测苯砜基乙酸酯对发光菌的毒性效应

应用电性拓扑态(Electrotopological State, E-state)指数模拟分析了a-取代苯砜基乙酸酯类化合物对发光菌的毒性(15min-EC50, mmol/L),构建了一个4变量QSAR模型.模型的相关系数(R²a_dj)和标准偏差(SD)分别为0.944和0.062,模型具有较高的预测能力和可靠性.模型分析表明,砜基和酯基是该类化合物的活性中心;化合物的疏水能力以及化合物与受体分子间的偶极/极化作用和氢键效应对化合物毒性起着重要影响.     

Quantitative structure - activity study on the reductivedehalogenation potency of the halogenated aromatics

Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ａｃｔｉｖｉｔｙｓｔｕｄｙｏｎｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｖｅｄｅｈａｌｏｇｅｎａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｃｙｏｆｔｈｅｈａｌｏｇｅｎａｔｅｄａｒｏｍａｔｉｃｓＨｕａｎｇＱｉｎｇｇｕｏ；ＷａｎｇＬｉａｎｓｈｅｎｇ；Ｈａｎ...     

北方农田镉污染土壤玉米生产阈值及产区划分初探

为探究我国北方镉(Cd)污染农田中玉米安全生产的土壤阈值以及产区划分,于部分北方玉米主要产区(含不同程度Cd污染)收集了 129套点对点的土壤-玉米样品,分析了土壤理化性质与土壤、玉米籽粒Cd含量之间的相关性,利用多元线性回归法和物种敏感度分布曲线法(SSD)推导不同土壤情景下土壤Cd的生态阈值,并进行了玉米宜产、限...     

鄱阳湖典型湿地地下水—河湖水转化关系

选取鄱阳湖典型洪泛湿地为研究对象,分析了2018年4～10月降水、湖水、河水和湿地地下水的氢氧同位素变化特征,利用δ18O～δD关系确定了不同水文时期湿地各类水体的转化关系,并结合同位素端元混合模型估算了不同水源对湿地地下水的贡献分量.结果表明,研究区降雨δ18O和δD值在6～7月份偏小,其余月份较高,存在明显季节变化...