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.     

罗丹明染料荧光猝灭法分别测定痕量二氧化氯和亚氯酸根

在碱性条件下,ClO2氧化罗丹明染料发生荧光猝灭可选择性地测定ClO2的含量,而ClO2-不干扰测定;在酸性条件下可测量ClO2与ClO2-共同产生的荧光猝灭强度,利用差减法可求出ClO2-的含量.对于罗丹明S,罗丹明G,罗丹明B及丁基罗丹明B四体系,ClO2浓度分别在0.00840-0.53μg·ml-1,0.0930-3.15μg·ml-1,0.215-2.610μg·ml-1及0.0825-1.096μg·ml-1范围内,与四体系的荧光猝灭强度呈线性关系;亚氯酸根浓度分别在0.00950-0.711μg·ml-1,0.0940-2.36μg·ml-1,0.473-4.73μg·ml-1及0.473-2.36μg·ml-1范围内,与四体系的荧光猝灭强度呈线性关系.另外,选择罗丹明S荧光猝灭法分别测定了饮用水中ClO2及ClO2-,获得了满意的结果.     

微米气泡强化臭氧氧化的作用机理研究

采用微米气泡系统(平均粒径约为58 μm)和普通的鼓泡系统进行对比研究微米气泡对臭氧氧化的强化作用机理.在相同的进气流率下,采用微米气泡体系臭氧在水中的传质系数和利用率是鼓泡系统的1.6-2.7倍和2.3-3.2倍.利用臭氧氧化模拟活性艳蓝KN-R废水(100 mg·l-1)的实验结果表明,染料在微米气泡体系中的脱色速率高于鼓泡系统,二者达到99%脱色效率所需的时间分别为30 min和60 min.在同样的脱色速率下,染料在微米气泡系统中的TOC去除率较大,说明微米气泡不仅能够提高臭氧的传质速度,而且可以强化臭氧的氧化能力.     

水溶液中活性成分对壬基酚聚氧乙烯醚光降解的影响

采用长波紫外灯(UV365)和模拟日光灯研究光化学活性成分对水溶液中壬基酚聚氧乙烯醚(NPEOs)光降解效率的影响,并讨论了光降解导致NPEOs成分分布的变化.研究表明,在UV365辐射下,亚硝酸根,Fe(Ⅲ),H2O2和腐殖酸(HA)等的存在对NPEOs96h的降解效率有较明显的促进作用;在模拟日光下,Mn(Ⅱ),Fe(Ⅲ),H2O2等对NPEOs的光降解也有一定的促进,而此条件下HA的存在则表现为对光降解的抑制作用.此外,还考察了NPEOs在不同比例的Fe(Ⅲ)-HA和Fe(Ⅲ)-H2O2复合体系中的光降解效率.除了导致光降解效率的提高外,活性成分的存在也会导致降解后NPEOs成分分布的变化.以在UV365辐射下为例,H2O2(1000 μmol·l-1)或Fe(Ⅲ)(10和100 μmol·l-1)的加入使反应后短链NPEOs所占比例从初始的22.52%明显提高至29.75%,29.89%和51.89%.这种成分分布的变化可能是由于长链NPEOs在降解过程中发生EO链衰减,从而使短链NPEOs成为其降解中间产物;或是由于长链NPEOs比其短链同系物具有更高的敏化降解速率所导致的.     

铂载钴钼二元硫化物对H_2S电催化活性研究

为考察溶胶凝胶法制备的Co-Mo二元硫化物对H_2S气体的电催化活性,通过循环伏安法和Tafel曲线分析对铂载不同Co、Mo掺杂比的电催化剂进行表征.结果表明,不同阳极电催化剂交换电流密度J_0由大到小依次为,铂载n(Co):n(Mo)=2:3、铂载n(Co):n(Mo)=2:1、铂载n(Co):n(Mo)=1:1和铂,即铂载n(Co):n(Mo)=2:3阳极电催化剂具有较好的活性,这与循环伏安曲线测试结果一致.电解质溶液pH值为6～7时,随着温度的升高铂载n(co):n(Mo)=2:3阳极电催化剂活性呈现上升的趋势.优化后的Co、Mo掺杂原子比约为0.66,此类电催化剂在操作温度80℃下,交换电流密度为1.318mA/cm~2,表观活化焙值为616.6 kJ/mol .研究表明,铂载钴钼二元硫化物适合作为低温H_2S燃料电池阳极电催化剂,其中Co、Mo掺杂比对电催化活性影响较大.     

Non-UV based germicidal activity of metal-doped TiO2 coating on solid surfaces

A stain-based screening method was developed to screen different catalyst coatings for their germicidal activity. A Baclight dead/live bacteria viability kit （invitrogen, molecular probes） was used for staining the cell. The screening was carried out following a standard procedure. This included loading cell suspension to solid surface and maintaining contact for 30 min, then staining with a mixture containing dyes. The stained cells were observed using an epifluorescent microscope and photographed with a CCD camera under UV. Metal-doped TiO2 coatings on AI plates were prepared and tested for non-UV germicidal activity without using UV. It was tested using model microorganisms such as Bakers Yeast （Saccharomyces cerevisiae）, Bacillus subtilis, Pseudomonas putida, and Escherichia coli. On the basis of the germicidal activity of catalyst and the degree of damage caused to the cells, the stained cells may appear green （viable）, green with red or yellow nuclei and yellow （compromised） or red （nonviable）. According to their stained color, cells were counted to calculate the percentage of dead, live, and compromised cells. Compromised cells are cells that grow very slowly after reculturing indicating a degree of reversible cell damage. Screening the germicidal activity using this staining method is accurate and efficient, and requires less time than the culture-based method. A modification to the procedure for measuring germicidal activity of rough surfaces or fibrous coatings was developed. Both TiO2 and metal-doped TiO2 （Ag, Pt, Au, Cu） possess non-UV based germicidal activity. The germicidal activity of TiO2 was found to be related with its wetting property and can be improved by UV irradiation before testing. It is not greatly affected by contact time, indicating a fast acting germicidal activity.     

长江经济带城市黑臭水体空间分布格局及影响因子

满足人民群众对优美生态环境的需要是建设美丽中国的核心要务,而城市黑臭水体是危害城市居民生产生活和身心健康的重要污染源。该研究以长江经济带城市黑臭水体为研究对象,综合运用GIS技术与地理探测器方法,识别其空间特征及分布规律,探究不同因子对黑臭水体空间格局的影响差异并提出整治建议。研究表明:(1)长江经济带城市黑臭水体空间分布呈凝聚型分布,且空间分异较为明显。核密度表现为多单核中心独立、次级中心带状及零星分布特征。(2)黑臭水体重心位置处在湖北和湖南省中部城市区域,其系统具有明显无标度区,分形特征显著,空间结构复杂性强。(3)不同类型黑臭水体均属正值空间相关性,呈"上游冷、中下游热"的冷热点区差异格局。(4)空间结构的地理探测影响因素在全域范围内贡献力不明显,分区影响因子匹配凸出。工业废水排放量、居民生活用水量、排水管道长度等是显著影响因素。建议应从严守生态规矩、建立黑臭水体治理体制机制、完善识别评定技术标准体系、创新实践整治、丰富理论研究等方面推进城市黑臭水体治理和消除。     

长江口潮滩沉积物中活性重金属的空间分异及控制机制

利用盐酸羟氨-25%醋酸溶液,提取了长江口潮滩沉积物中活性重金属含量。研究发现,长江口潮滩沉积物中活性重金属占总量的百分含量依次为Cu 26%,Pb 36%,Fe 7%,Mn 49%,Zn 32%,Cr 14%和Al 16%,沉积物基本未受到Cr污染,其余重金属污染程度处于中等偏下水平。除Zn、Cr外,其余活性重金属在夏季沉积物中的含量明显低于春季,其主要原因是夏季风暴潮将大量细颗粒泥沙及其富集的重金属带离潮滩进入了河口水体中。受点源污染排放及沉积物粒度影响,活性重金属在长江口南岸的浒浦、顾路和浦东机场出现峰值含量,且高潮滩含量明显高于中、低潮滩。在垂向上,重金属一般在沉积物表层或亚表层形成富集。在口门附近的滨岸潮滩沉积物中,Cu、Pb的空间分异主要受早期成岩作用的控制,在污染较为严重、水动力作用相对较弱的潮滩沉积物中,Cu、Pb的空间分异主要受沉积物中有机质含量变化的控制.     

24个CMIP5模式对长江流域模拟能力评估

根据1961~2005年长江流域气象站点的实测月降水量和气温数据,采用第5期全球耦合模式比较计划CMIP5(the Fifth Phase of Coupled Model Intercomparison Project)中24个全球气候模式(GCM)的模拟结果,通过计算模拟变量和观测变量平均值的相对误差、归一化的均方根误差、时间和空间相关系数,采用M-K趋势分析方法,分别选用在长江流域模拟气温和降水较好的5个模式进行集合平均,从时间的演变规律和空间的分布特征两方面,检验该模式集合对长江流域模拟气温和降水的能力。研究结果表明:各个模式模拟气温的能力要明显好于模拟降水的能力,但模拟气温较好的模式模拟降水的能力并不一定突出;模式集合的结果表明:在时间尺度上,模式集合平均结果与观测值拟合程度较好,且模式集合的结果振荡幅度较观测值小;在空间尺度上,模式集合的空间分布趋势与观测值大致相同,说明采用的模式集合结果用于预估未来长江流域降水的时空分布特征和演变规律是可行的。     

壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B动力学研究

采用仿生矿化法制备了壳聚糖/纳米CdS复合颗粒光催化剂,并用于可见光光催化降解猩红B染料模拟废水,研究了猩红B初始浓度、pH、催化剂投加量和催化剂重复使用次数等因素对猩红B光催化降解的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,壳聚糖能有效负载CdS纳米微晶.采用Langmuir-Hinshelwood模型描述壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B反应动力学行为,在猩红B初始质量浓度较低(≤20 mg/L)时,光催化降解过程符合假一级动力学方程.降低猩红B初始浓度和溶液pH都可显著增大光催化降解速率常数;催化剂投加量小于0.7 g/L时,光催化降解速率随其增加而增大,但催化剂投加量过大会使光催化降解速率减小;催化剂重复使用第5次时,猩红B光催化降解速率常数仍为第1次使用时的63.4%.