煤低温氧化的实验研究及动力学分析

运用热分析的技术研究阳泉煤的氧化热解反应。将实验煤样进行连续加热氧化到一定温度再恒温和分别加热到一定温度然后恒温这两类实验,对比分析该煤样的低温氧化受热情况并进行动力学分析。得出:两类实验中的热重曲线位置的改变陡缓度不一样,试样量越大,气体的扩散阻力越大,相应的热重曲线位置的改变也越显著;煤低温氧化属于一级化学反应,煤低温氧化反应的活化能随着煤的反应过程的深入而增加,而且煤氧化反应过程是个分阶段的、多步反应以及相互联系促进的过程。     

釜式反应器反应失控的温度与压力预测

釜式反应器因反应失控导致爆炸、火灾和有毒物料泄漏事故时有发生.对其反应失控内在规律的研究有助于采取针对性防范措施.本文从事故案例中分析和总结了化工生产中反应失控火灾爆炸事故的原因和事故特征.利用反应系统热量平衡原理和物料气-液相平衡原理,分别对间歇、半连续和连续式釜式反应器建立了反应失控所达到的最大温度和压力预测方法.结合釜式反应器的操作,应用此预测方法计算表明,半连续釜式反应器失控时继续加料,反应失控的绝热温升最大,连续和间歇釜式反应器次之,而半连续釜式反应器失控时停止加料绝热温升值较小;反应器内液体物料的蒸气压以比温升速度更大的速度上升.     

海泡石黏土矿物对Cu2+的吸附动力学研究

研究分析了海泡石黏土矿物对铜离子的吸附性能和动力学特征,结果表明,海泡石黏土矿物对Cu~(2 )吸附的最佳pH值为6.0左右,随着pH值的增大,吸附作用减弱;在[Cu~(2 )]=100mg·l~(-1),溶液pH值为6,吸附时间为2h时,添加0.1 g海泡石,海泡石对Cu~(2 )的吸附去除率仅为39.5%,当海泡石用量提高至0.4 g时,其对Cu~(2 )的吸附去除率提高到94.8%;实验结果同样显示,18min内有90%的Cu~(2 )被海泡石吸附,随着吸附时间的增加,吸附作用趋于稳定,2h可达到吸附平衡。该吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程.同时,分别采用拟一级模型和拟二级模型考察了吸附动力学,并计算了这些动力学模型的速率常数.实验数据和拟二级模型计算结果之间有较好的相关性.     

酸性条件下可变电荷土壤表面Pb~(2+)-H~+反应动力学特征

研究了酸性条件下Pb在可变电荷土壤表面的反应动力学.结果表明,在酸性条件下,从一级动力学方程拟合的参数可知,三种土壤的最大吸附量依次为砖红壤>赤红壤>红壤,Pb最大吸附量随酸度的增加显著下降.红壤、赤红壤和砖红壤在pH 5.5处理的半反应时间(t1/2)分别为231 min,266 min和182min;pH 3.3处理的t1/2分别为43 min,26 min和32 min.用Elovrich方程和抛物线扩散方程常数(b)解释离子的表观扩散速率,三种土壤的b值依次为砖红壤>赤红壤>红壤,且随酸度的增大而降低.在Pb的吸附过程中,pH值为5.5和4.3时,红壤和赤红壤流出液中有质子释放;当原液pH值为3.3和3.8时,都存在质子的消耗.三种土壤H+的消耗过程有较大的区别,砖红壤快速消耗的H+量远远大于红壤和赤红壤.反应初期,H+的消耗是快速反应,主要包括土壤交换阳离子的缓冲作用、土壤表面的质子化及硫酸根专性吸附释放的羟基中和H+;而后反应中H+对矿物的溶解是一个缓慢过程.     

二甲亚砜作探针试剂研究Fenton反应条件

随着高级氧化技术成为废水处理的研究热点,羟基自由基的产生、测定及测定条件等相关问题的探索,成为发展高级氧化技术的重要条件及其重要组成部分。以分光光度法为主要分析方法,以二甲亚砜作为·OH的探针试剂,对Fenton反应及其反应的最佳条件进行研究。结果表明,在实验条件下,H2O2初始浓度为11.5mmol/L,Fe2+/H2O2的浓度比值在1:23左右,pH范围为3～4时,·OH产率最高。     

北江河水中抗生素抗性基因污染初步研究（Preliminary Studies on the Pollution Levels of Antibiotic Resistance Genes in the Water of Beijiang River, South China）

环境中细菌的耐药性,尤其是对抗生素的耐药性已成为影响生态环境的重要因素.论文采用抗生素抗性平板法调查了北江河水中四环素、红霉素及磺胺类这3类抗生素耐药性细菌的存在,采用定性PCR及荧光定量PCR方法分别研究了该水域sul1和sul2这2种磺胺类抗生素抗性基因(ARGs)的存在和含量水平.结果表明,所采集北江水域的9个样品中有5个对四环素有耐药性,7个对红霉素有耐药性,8个对磺胺二甲嘧啶有耐药性;定性PCR实验并经基因测序结果证实,5个样品含有sul1,4个样品含有sul2.进一步的PCR定量分析结果显示,7个样品中均检出sul1和sul2磺胺抗性基因,它们与内对照基因16S-rRNA表达量比值分别在10-2.56~10-0.52及10-3.25~10-1.24范围内,该结果显著高于美国科罗拉多州北部河流的研究结果.此外,数据分析也发现,sul1和sul2磺胺抗性基因的含量水平与该区域水中磺胺含量分布具有一定的相关性,表明外源性抗生素对河流的污染是诱导抗性基因的重要因素.     

铁钛共掺杂氧化铝诱发表面双反应中心催化臭氧化去除水中污染物

多相催化臭氧化技术因能有效去除水中有机污染物而受到广泛关注.然而,基于单一位点氧化还原的金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤,使活性受到抑制,极大地限制了多相催化臭氧化技术的实际应用.为解决这一瓶颈,以过渡金属物种Fe和Ti对金属氧化物γ-Al₂O₃基底进行晶格掺杂制备出新型双反应中心催化剂FT-A-1 DRCs.通过XRD、TEM和XPS等技术对其形貌结构和化学组成进行了表征分析,证明Fe和Ti对于Al的晶格取代,形成表面贫富电子微区（富电子Fe微中心和缺电子Ti微中心）.FT-A-1 DRCs被用于催化臭氧化过程,对布洛芬等一系列难降解有机污染物的去除表现出优异的活性和稳定性.利用EPR和电化学技术揭示了界面反应机制.发现在催化臭氧化过程中,O₃/H₂O在富电子微中心被定向还原产生·OH,而污染物可在缺电子微中心作为电子供体而被氧化,为反应体系持续提供电子.这一反应过程利用污染物自身的能量实现了污染物的双途径降解（·OH攻击和直接电子供体）,突破了金属氧化物催化臭氧化过程存在速率限制步骤.     

缺氧/好氧交替连续流的生活污水好氧颗粒污泥运行及污染物去除机制

室温下接种成熟的好氧颗粒污泥于由独立的缺氧池和好氧池组成的缺氧/好氧交替连续流系统中,以实际生活污水为进水基质,探究曝气强度和水力停留时间对连续流系统的影响.研究表明在回流比为2,较小的曝气强度（0.6mL·min^-1）和适当的水力停留时间（9 h）条件下更有利于污染物的去除,此时TP平均去除率为80.43%,TN平均去除率为83.6%,COD平均去除率为90.39%,污泥浓度为2100 mg·L^-1左右,污泥体积指数保持在50 mL·g^-1以下,颗粒粒径在700~800 nm之间.用EEM-PARAFAC模型对不同阶段的EPS表征结果表明,EPS组成成分随着运行参数的改变而改变,水力停留时间对连续流系统有更大的影响.此外通过高通量测序的方法评估连续流系统中的微生物多样性,建立污染物去除模型,并在系统中发现了与脱氮除磷相关的11种主要功能菌.     

三种典型纳米颗粒物造成的人体肺细胞氧化应激和炎症效应(Oxidative Stress and Inflammatory Effect on A549 Cell Line Induced by Three Typical Nano-Particles )

采用体外细胞暴露实验研究了人肺腺癌细胞系(A549)单层细胞暴露于50和500μg·mL-1两种浓度纳米氧化钛、纳米氧化硅、碳纳米管和晶体石英砂等四种颗粒物后产生的氧化应激和炎症反应.用细胞活度、细胞内活性氧总量和细胞上清液中白细胞介素8(IL-8)表达量表征暴露效应.研究结果表明,纳米氧化钛、纳米氧化硅和碳纳米管在体外暴露实验过程中均发生不同程度的聚集;细胞暴露48h后,三种纳米颗粒物均使A549细胞活度下降,诱导细胞产生过量活性氧,同时刺激细胞IL-8表达量增高;三种纳米颗粒物中,纳米氧化钛和纳米氧化硅对细胞活度影响较大,碳纳米管诱发的炎症效应较另两种纳米材料强.     

Release of elements from municipal solid waste incineration fly ash

The element-release behavior of municipal solid waste incineration fly ash was explored through leaching test with continuous set-point pH (pH_stat test) and serial single reaction cell (SSRC) tests. First, the relationship between element release and acid neutralizing capacity (ANC) consumption was examined with a pH_stat test. Four types of release behaviors were identified which are characteristic for different elements: (1) release curves that were almost linear with ANC consumption (Ca, Zn, and Cd); (2) release that was significantly faster than ANC (Na, K, and Cl); (3) curves that featured a strong increase with ANC consumption, after a transient release, followed by an almost equal decrease (Si and S); and (4) release that is strongly retarded compared with ANC consumption (Cr, Cu, and Pb). In the SSRC system, it the existence of a pH front and a wash-out phenomenon is demonstrated. Combining the results from the SSRC test with the kinetic analysis of the ANC system in the pH_stat test, it was inferred that less than one-third of the ANC measured from a batch pH titration plays a neutralization role in a field situation. The methodologies described may provide a powerful set of tools for systematic evaluation of element release from solid wastes.