直接利用葡萄糖的液流催化燃料电池改进

液相催化燃料电池（LCFC）可直接处理生物质并产电,而电池结构等因素对电池性能有明显影响,但目前还缺乏上述方面的研究。通过系列产电实验考察了温度和酸化条件对Nafion115膜性能的影响、不同氧化条件下石墨毡的改性效果以及电池内部导流槽在不同葡萄糖浓度条件下的影响。结果表明：质子交换膜适宜以80 ℃酸化处理,该条件下电池功率密度达到5.39 mW·cm-2;石墨毡改性适宜以50 mL·min-1干空气流速在420 ℃条件下对其进行煅烧,该条件下电池功率密度进一步提升至6.21 mW·cm-2;葡萄糖浓度显著影响电池性能,当浓度为2.0 mol·L-1时,导流槽结构会降低电池性能,当浓度为1.0 mol·L-1和0.50 mol·L-1时,导流槽结构使电池性能更优,并且也更加稳定。     

温度对离子液体支撑膜捕集CO2的影响

传统CO2的捕集方法存在设备投资大、环境污染严重、再生能耗高等缺点,利用新型绿色工质离子液体负载于聚偏氟乙烯上制备离子液体支撑膜可以较好地解决该问题。在压力为0.2 MPa、流量为50 mL·min-1、温度在298~318 K范围内变化时,测定了CO2在1-乙基-3甲基咪唑双三氟磺酰亚胺盐（[Emim][Tf2N]）和1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐（[Emim][AC]）2种离子液体支撑膜中的渗透系数、溶解度和扩散系数,采用Van’t Hoff方程对溶解度数据进行关联、Arrhenius方程对渗透和扩散系数的数据进行关联。实验结果表明,CO2在2种离子液体支撑膜中的渗透和扩散系数随着温度的升高而增大,溶解度随着温度的升高而降低。[Emim][Tf2N]离子液体支撑膜对CO2的捕集性能优于[Emim][AC]支撑膜,CO2在[Emim][Tf2N]支撑膜中的溶解度最大值为0.447,在[Emim][AC]离子液体支撑膜中的最大溶解度为0.253,由此可确定离子液体支撑膜分离CO2的最佳工作温度,为其在工业应用中奠定良好的基础。     

离子液体辅助水热法合成锡酸锌及其光催化性能

采用离子液体辅助水热法制备锡酸锌,考察了离子液体添加量对锡酸锌晶相、形貌及光催化性能的影响。通过XRD、TEM分别对锡酸锌的晶相和形貌进行研究。通过在紫外光照射下光催化降解亚甲基蓝溶液对锡酸锌的光催化性能进行表征。当[Emim]BF4添加量为0.5 mmol时,制得的八面体锡酸锌结晶度高且对染料亚甲基蓝有较高光催化降解能力。自由基捕获实验证明羟基自由基是光催化反应的主要活性物种。     

Fe3O4/纤维素纳米复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

采用化学沉淀法与液相复合方法联合制备磁性无机-有机Fe3O4/纤维素复合材料。采用扫描电镜及红外光谱对其进行结构表征,以亚甲基蓝溶液为模拟废水,考察了接触时间、溶液初始pH及反应温度等因素对其吸附性能的影响,分别用准一级动力学和准二级动力学方程对数据进行拟合。结果表明,温度为22℃,溶液初始pH为7.55,Fe3O4/纤维素纳米复合材料加量为0.67 g·L-1,接触时间2 h,30 mg·L-1亚甲基蓝脱色率达99.20%,准二级动力学模型能更好地描述Fe3O4/纤维素复合材料对亚甲基蓝的吸附行为。同时,Fe3O4/纤维素纳米复合材料具有较强的磁性,可通过简单的磁铁吸引作用进行分离。     

磺胺类制药废水中苯系物的快速同步检测

磺胺类制药废水是一类难降解有机废水,其中含有苯磺酰胺、苯磺酸、苯酚等苯系物,对这些物质的快速检测十分必要,针对这3种物质建立了基于高效液相色谱的快速同步检测方法。采用C₁₈柱为分离柱,比较了乙腈/水、甲醇/水和甲醇/缓冲盐3种流动相体系的分离效果,优化了230、240、250和260 nm 4种检测波长等条件。结果表明,V_甲醇∶V_{磷酸二氢铵溶液}(0.5%,pH=3.5)=50∶50作为流动相时,基线稳定,峰形较好,3种目标物在11 min内即可实现有效分离,且浓度为5~100 mg·L⁻¹时,3种目标物峰面积与质量浓度的线性关系良好(R²>0.999),检出限为15.0~29.4 μg·L⁻¹,相对偏差为0.05%~1.56%(n=5),该方法能同时检测苯磺酸、苯酚和苯磺酰胺,具有简便、灵敏、准确等优点,可为制药废水的快速检测和磺胺类药物降解机理的分析提供便利。     

氯自由基介导的BDD电极选择性氧化脱氮

为实现氨氮的高效选择性转化,设计了一个氯自由基介导的电化学体系。该电化学体系以稳定性好、氧化能力强的掺硼金刚石(BDD)电极为阳极,以Pd-Cu修饰的泡沫镍材料(Pd-Cu/NF)为阴极,以氯化钠为电解质,对BDD电极选择性电催化氧化性能与机理进行了研究。结果表明：在4.0 V电压下,体系中的Cl⁻原位可转化成氯自由基(Cl·),Cl·可选择性地将氨氮转化为N₂和少量$ {\rm{NO}}_3^ - $,副产物$ {\rm{NO}}_3^ - $在Pd-Cu/NF阴极被高效还原为N₂;分别探究了阴极材料、电场强度、电极间距、溶液pH和电解质种类对氨氮转化性能的影响。通过电子顺磁共振和自由基捕获实验,证实了Cl·在氨氮转化过程中发挥了重要作用。在最优条件下,可实现40 min内100%的氨氮转化率和25 mg·L⁻¹的N₂生成量,以上研究结果可为解决水体中氨氮的污染问题提供参考。     

混合型乳化液膜萃取分离处理工业化纤废水

为了去除工业化纤废水中的水溶性污染物,采用混合型乳化液膜法对废水样品进行了处理,以紫外吸收值和COD去除率为指标。结果表明,不同的表面活性剂、废水浓度、反应时间、液膜组成及处理工艺(包括内相酸浓度、油水比、乳水比)等对处理效果都会产生影响;其中T-152是最合适的表面活性剂,当体系pH=4,油内比为1:1, 乳水比为1:3,废水初始COD为1 000 mg/L左右,表面活性剂的量:溶剂煤油的量:膜固定剂(TOA)三者体积比为5:25 000:1时,搅拌处理30 min,废水中紫外吸收光谱的最强吸收峰红移且峰强减小,COD的去除率达到96.5%,出水COD小于100 mg/L;处理后,废水的色度和浊度均得到显著降低,去除率达到98%以上,达到了排放要求。     

Fe3+和Cu2+对饮用水氯消毒副产物三卤甲烷形成的影响

为了研究水中存在Br-的情况下,Fe3+和Cu2+对三卤甲烷(THMs)的生成及CHCl3、CHBrCl2、CHBr2Cl、CHBr3 4种消毒副产物相对分布的影响,以腐殖酸模拟氯消毒过程中的前体物进行实验。结果表明,在pH为6、7和9 3种条件下,Fe3+抑制了THMs的生成,pH=6时只有CHCl3生成量随着Fe3+浓度的增加逐渐减少,其余3种消毒副产物均在增加,pH=7时4种消毒副产物浓度均减小并在Fe3+浓度为2 mg/L时生成量最低,pH=9时的生成趋势与pH=6时类似。Cu2+能促进THMs的生成,在pH为6、7和9时,当加入0.5 mg/L Cu2+时,THMs总量分别增加了16.7%、22.6%和2.5%,随着pH增加,THMs总量增加。在3种pH环境中,Cu2+对THMs生成的影响大于Fe3+,在偏酸性环境中,Fe3+影响THMs生成,产生的致癌风险高,当金属离子浓度为2.5 mg/L时,致癌风险相差最高为15%,在中性和偏碱性环境中,Cu2+影响THMs生成,产生的致癌风险高。     

低温碱溶脱除液晶显示器(LCD)玻璃基板粉末中的硅和铝

为了提高氯化法回收LCD中铟的效果,降低SiO2和Al2O3对氯化过程的干扰,采用NaOH对液晶显示器玻璃基板粉末中的硅和铝进行了预先溶出规律研究.首先分析了LCD粉末中SiO2和Al2O3的含量、形貌以及铟的浸出变化,然后计算了SiO2和Al2O3的脱除效率.在条件实验基础上通过正交实验设计得出优化实验条件.研究表明,在液固比为90:2、温度95℃、溶出时间2 h、碱度0.56 g/L的最佳工艺条件下, SiO2的脱除率为80.88%、Al2O3的脱除率为 83.30%、二者总的脱除率为81.30%,洗涤液中没有发现铟的溶出,碱溶后的物料表面产生大量均匀的孔状结构.这将对液晶显示器玻璃基板粉末的资源化与铟的富集有重要意义.     

基于不同自由基的高级氧化技术对水中诺氟沙星的去除效果

抗生素在水中的赋存浓度较低,难以被常规的城市污水处理系统有效去除。考察了紫外光联合氯(UV/氯)、双氧水(UV/H2O2)、过硫酸盐(UV/PS) 3种高级氧化体系对诺氟沙星(NFX)的去除效果。结果表明:UV/氯体系降解NFX相比于其他2种具有显著的高效性,当溶液初始pH为7、氯浓度为30 μmol/L时,NFX在2 min内的去除率可达98.67%,相同氧化剂浓度下,UV/H2O2和UV/PS体系10 min内对NFX的去除率仅为41.41%和65.73%;对于UV/氯体系,NFX的去除率随氯浓度的升高而上升,同时考虑成本,最优氯浓度为30 μmol/L;pH影响3种体系对NFX的去除速率,但效果不同,对于UV/氯体系,强碱性条件有利于NFX的去除,对于UV/H2O2和UV/PS体系,中性及弱碱性更有利于NFX的去除;水体基质Cl-对UV/氯体系去除NFX有抑制作用,但对UV/H2O2和UV/PS体系影响不大; HCO 3 - 对3种体系去除NFX均有抑制作用。