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.     

不同生物质炭对酸雨及氧化性沉降下花生生长及累积砷镉的影响

通过温室盆栽试验,研究了普通生物质炭和铁基生物质炭对酸雨及氧化性沉降下不同生育期花生生长及累积砷、镉(As、Cd)的影响.结果表明,酸雨及50μmol·L-1H2O2沉降处理对处于花期及成熟期中花生的生物量、根瘤数和瘤干重的影响不显著(p0.05),但却显著增加了花生籽粒中Cd的含量和花生壳中As的含量(p0.05).其中,铁基生物质炭可显著降低酸雨及氧化性沉降下花生地上部、根部、籽粒、壳中累积As、Cd含量(p0.05),且作用效果明显强于普通生物质炭.由此可知,酸雨及氧化性沉降增加了花生对土壤重金属As、Cd的富集,而施加铁基生物质炭可有效降低作物的As、Cd累积,为有效防控酸雨及氧化性沉降区域的花生砷、镉重金属污染具有重要现实意义.     

厌氧-Carrousel氧化沟处理亚麻沤制废水的试验研究

亚麻沤制废水是一种高浓度有机废水,经厌氧处理后,出水仍不达标.采用厌氧-Carrousel氧化沟进行后续处理试验,并引进了ACF32微生物制剂进行污泥培养,出水CODCr值在200 mg/L左右,TN值维持在22 mg/L左右,TP值维持在3 mg/L以下,最后讨论了试验中影响处理效果的主要因素.     

寸草塔二矿注氮防灭火数值模拟研究

为明确不同注氮条件对遗煤自燃的影响,利用矿井束管监测系统测得某工作面采空区“三带”范围,并采用Fluent模拟软件,建立该工作面采空区不同注氮条件下的自燃“三带”迁移模型,以确定最佳注氮位置、注氮温度、注氮流量,并在寸草塔二矿开展现场试验,验证该模型的科学性和有效性。结果表明：注氮出口位置距工作面30 m时,回风侧氧化带宽度最小值为25 m,注氮效果最佳;氧化带宽度随注氮流量的增加呈减小趋势,当注氮流量达到900 m³/h,对采空区氧化带范围整体控制效果较好;注氮气体温度越低,覆盖氧化带范围越广,且对采空区有一定降温效果;在该工作面开展注氮防灭火现场应用过程中,采空区氧化带最大宽度由40.4 m降低至15.2 m,氧化带最大宽度降低61.4%,防灭火效果显著。     

坡缕石负载Mn-Cu催化剂催化燃烧甲苯研究

作者采用浸渍法制备了一系列不同温度焙烧的Mn-Cu/Pal-T催化剂,用于甲苯催化燃烧反应。结合XRD、BET、SEM、H2-TPR、NH3-TPD、XPS多种测试手段来分析催化剂的表面结构和化学态。结果表明,焙烧温度对催化剂催化燃烧甲苯性能有重要影响,因为其会导致催化剂物化性质的变化。在400℃焙烧制得的催化剂拥有最佳的催化氧化甲苯活性,甲苯完全转化温度仅需335℃。Mn-Cu/Pal-400催化剂拥有相对大的比表面积,CuO和Mn₂O₃活性物种在其表面高度分散。同时,拥有最佳的氧化还原性、最高比例的路易斯酸、最多的氧空穴和活性氧物种,这些均有利于甲苯深度氧化。相比之下,700℃下焙烧的催化剂Mn-Cu/Pal-700呈现最小的比表面积和路易斯酸比例、最少的活性氧物种和最差的氧迁移性,这无疑会导致最差的甲苯氧化性能。     

用于电化学水处理技术的电极材料研究进展

电化学技术对水中污染物具有出色的去除效果,在解决传统净水技术的局限性方面有巨大潜力。该文综述了电絮凝、电氧化、电还原和电吸附技术去除水中污染物的原理以及各技术主要电极材料的最新研究进展。指出了在水处理领域电化学电极材料的发展方向,认为未来研究主要集中在产生混合金属氢氧化物絮体、较强吸附性能、具有高催化活性和高稳定性的电极材料上。最后指出了电极材料研究需要面临的挑战。     

磁铁矿-葡糖糖氧化酶联用去除水中三氯乙烯

开发活性氧原位生成技术对Fenton氧化的实际应用具有重要意义。文章通过葡萄糖氧化酶与葡萄糖的反应可原位生成H₂O₂,与共沉淀法制备的磁铁矿形成非均相Fenton体系,用于水中三氯乙烯(TCE)的氧化降解。研究了反应物剂量对TCE降解动力学的影响,结果显示,磁铁矿投加量为200 mg、葡萄糖浓度为2.5 mmol/L、葡萄糖氧化酶浓度为10 U/mL时TCE去除效果最佳,96 h时初始浓度为10 mg/L的水溶液中TCE去除率达到68.0%,且H₂O₂利用率远高于磁铁矿-H₂O₂体系。同时对反应体系中主要活性氧物种H₂O₂和羟基自由基·OH的原位生成进行了监测。通过酶反应生成的H₂O₂被磁铁矿完全分解,从而在96 h产生累积浓度约67.4μmol/L的·OH。活性氧淬灭实验结果表明,·OH是该体系中降解TCE的主要活性氧物质。     

厌氧氨氧化细菌铜氧化酶异源表达及酶学分析

厌氧氨氧化细菌是在地球生物氮循环过程中具有重要意义的一类微生物,利用其脱氮性能发展的厌氧氨氧化工艺是目前最具前景的污水生物脱氮技术,但是厌氧氨氧化细菌对环境变化敏感限制了实际工程的应用,因此有必要研究参与厌氧氨氧化细菌应激机制的功能蛋白。铜氧化酶是细菌中参与细胞应激反应的一类蛋白,能够帮助细菌抵抗多种因素(如过氧化物、金属离子等)对细胞的侵害。该研究克隆了来自厌氧氨氧化细菌的铜氧化酶基因,并将其转入大肠杆菌BL21(DE3)中过量表达,培养温度30℃,异丙基-β-D-硫代半乳糖苷终浓度0.2 mmol/L为最佳诱导条件。对以包涵体形式存在的铜氧化酶进行纯化,经10%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,得知目的蛋白分子质量约为35 kD。优化了铜氧化酶的复性条件,获得了具有漆酶活性的目的蛋白,针对漆酶底物2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐的最适pH值是3,最适温度是35℃,在最适反应条件下,K_m为1 538.91μmol/L,V_max为17.76μmol/(L·min),k_cat为1.09 s^-1     

活性氧降解水中乐果效率及机理分析

近年来农药厂搬迁后残留厂区土壤及水体中有机磷农药污染已经成为广泛关注的环境问题,有机磷农药在水体中的毒性持久性、中间产物高毒性等对环境生态和人体健康造成危害。该文采用实验室臭氧高级氧化技术降解水中乐果,由于臭氧在水中与部分有机物等形成多种自由基,该方法降解效率高、无二次污染风险,是绿色高效的降解方式。结果表明,臭氧通入纯水中,可以产生各种自由基等活性氧,通气20 min内可以降解水中近89.72%的乐果,但是过长时间的通气,臭氧降解并不能达到更高的降解率。在乐果污染程度越低的水体中,短时间的臭氧处理即可达到较高的降解效率。根据试验结果推测,臭氧产生的活性氧等对水中乐果的降解过程主要分为4种,包括P=S键的断裂、P-S键的断裂、S-C键的断裂和C-N键的断裂,形成相应的中间产物,再进一步氧化成相应的氧化物,C原子彻底氧化成CO₂。可以将活性氧用于进一步降解土壤地下水中有机磷农药的降解和污染治理。