高效负载型光催化剂制备及其加铂修饰技术

通过光催化氧化五氯苯酚钠实验,结合对催化剂晶型结构、比表面积的表征分析,优化钛酸四丁酯水解制备TiO₂负载型催化剂并加铂修饰的制备条件:R值、烧结温度、粘合剂添加量、空心玻璃珠粒径大小及催化剂中铂含量,从而制备出高效、实用的负载加铂修饰型半导体光催化剂.实验结果表明,当R=10,温度为650℃烧结1h,TiO₂∶硅酸钠∶空心玻璃珠=10∶2.5∶20(W),铂在催化剂中的重量百分比为1.4%～1.6%,空心玻璃珠的粒径为0.5mm时,所制备的加铂修饰负载型催化剂催化活性、使用寿命和牢固度均比较理想.用该催化剂做光催化实验,当反应液初始五氯苯酚钠浓度为100mg/L、pH值为6.5,催化剂投加量为2g/L,通氧气量为1.6mL/s,光照强度为30kW/m²时,五氯苯酚钠2 h光催化氧化率达92.0%.     

聚丙烯酸酯反相破乳剂制备条件优化及性能评价

以甲基丙烯酸(MAA)和丙烯酸乙酯(EA)为原料,通过乳液聚合制备了聚丙烯酸酯类反相破乳剂P(EA-MAA)。通过单因素实验考察了各因素对产物分子量、乳液粒径中值、聚合物凝胶残渣以及产物除油性能的影响,实验结果表明：在单体总质量分数为10%、单体配比(EA﹕MAA)为1:1,单体加入顺序为先EA后MAA,反应温度70℃,引发剂用量为1‰(占单体总质量分数),反应时间为6h的条件下,制备的P(EA-MAA)分子量大,粒径中值小,聚合物凝胶残渣少,除油率达到94.7%。     

广州番禺大气成分站一次典型光化学污染过程PAN和O3分析

通过对广州番禺大气成分站（GPACS）的光化学相关污染物（O₃、PAN、VOCs、NO₂、NO）以及气象要素进行观测,分析2010~2016年期间发生在广州地区一次典型光化学污染过程.结果表明,该光化学污染过程期间,O₃和PAN总体体积分数比较高,最大O₃小时体积分数为140.6×10^-9,而最大PAN小时体积分数为4.7×10^-9.NO整体体积分数较低,对O₃的化学滴定和PAN的去除影响较小.NO₂整体体积分数较高、辐射较强和风速较低则有利于O₃和PAN的形成和积累.PAN和O₃具有一定的线性关系（R²=0.55）,而形成PAN和O₃前体物VOCs物种不完全相同影响着它们的线性关系,在生成PAN的VOCs物种中,乙烯、丙烷、异戊二烯和甲苯所占的比例较大,而对臭氧生成潜势较大的物种有异戊二烯、1,3,5-三甲苯、丙烯、间,对-二甲苯以及甲苯.对PA自由基体积分数进行估算,发现它的日均值体积分数在0.11×10^-12~0.16×10^-12范围变化,远高于其它地区,表明此次发生的光化学反应较为强烈.     

活性污泥中PHA合成优势菌的筛选及产物结构分析

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一种具有广阔应用前景的生物可降解塑料,活性污泥中存在大量PHA合成菌,通过好氧/微好氧/沉淀的方式对污泥进行驯化,使PHA占污泥MLVSS的比例提高到21.19%。用BOX-PCR、ERIC-PCR和REP-PCR指纹图谱技术,对驯化前后污泥样品的菌群组成进行比较分析,结合尼罗蓝荧光平板法和菌落原位杂交技术,筛选得到活性污泥中PHA合成的优势菌株CAMP11。分类鉴定表明CAMP11属于芽孢杆菌属,FT-IR与NMR碳谱分析表明其合成的产物为羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物(PHBV)。将菌株CAMP11回注入污泥驯化液,可使PHA占污泥MLVSS的比例进一步提高到32.08%。     

反硝化除磷系统中PHB红外光谱解析及其与磷去除率的相关性

为快速、准确测定生物除磷系统中微生物细胞内w(PHB)(PHB为poly-β-hydroxy butyrate,聚-β-羟基丁酸酯)并及时预测PO₄3--P去除率,采用红外光谱法对微生物细胞内PHB的转化规律进行解析,并结合气相色谱法建立w(PHB)的快速测定模型,研究w(PHB)减少量与PO₄3--P去除率的相关性. 结果表明:反硝化除磷系统中微生物细胞内PHB的特征峰位于波数1 730 cm-1处,PHB特征峰的吸光度与w(PHB)的增减趋势相同. 采用PLS(partial least squares,偏最小二乘法)对反硝化除磷系统中微生物细胞内PHB特征峰吸光度与w(PHB)建立PLS模型,对w(PHB)的校正和预测时的相关系数(R2)分别达到0.963 0、0.951 4,其均方根误差分别为0.031 0、0.037 9. 根据预测结果,进一步建立了反硝化除磷缺氧段w(PHB)减少量与PO₄3--P去除率的相关关系,相关系数为0.979 0. 研究表明,利用PLS模型对反硝化除磷系统中PHB红外光谱解析能够快速、准确地表征反硝化除磷系统中微生物细胞内w(PHB)的变化,并能进一步预测PO₄3--P去除率.      

泡沫塑料黄原酸酯的制备及其对含铜废水的处理研究

采用聚氨酯泡沫塑料制备得到了黄原酸酯.将其用于含铜废水的处理.实验结果表明泡沫黄原酸酯的用量、处理体系的pH、搅拌时间和沉降时间是影响铜离子去除效果的重要因素.经过聚氨酯泡沫黄原酸酯处理的含铜废水能够达到排放标准的要求.     

碱热-酸热法合成二氧化钛-钛酸纳米管复合纳米材料对Cd(Ⅱ)和苯酚的同步去除

以P25型Ti O2为原料,经碱热和酸热反应合成了Ti O2/TNTs复合纳米材料,该材料皆具钛酸纳米管(TNTs)和Ti O2晶相.Cd(Ⅱ)在Ti O2/TNTs上的吸附动力学过程很快,30 min即可达到吸附平衡,此外,Langmuir等温模型拟合所得最大吸附量达120.34 mg·g-1,其主要吸附机制为Cd2+与复合材料中TNTs层间Na+/H+的离子交换.Ti O2/TNTs对苯酚的吸附量较低(0.36 mg·g-1),因此光催化反应以实现苯酚的降解是必需的.构建的吸附-光催化系统可实现Cd(Ⅱ)和苯酚的同步有效去除,180 min时二者的去除率分别可达到99.6%和99.7%.Cd(Ⅱ)的去除源于暗室下复合材料中TNTs相的吸附,而苯酚的去除在于后续复合材料中Ti O2相的光催化.Cd(Ⅱ)的共存可提高苯酚的光催化降解效率,原因在于Cd(Ⅱ)吸附进入材料层间后有助于材料光催化性能的提升.共存Na+对Cd(Ⅱ)和苯酚在Ti O2/TNTs上的同步去除影响极小;而共存Ca2+由于竞争吸附和促进材料团聚的原因,会轻微抑制Cd(Ⅱ)在Ti O2/TNTs上的吸附,但对苯酚的光催化降解影响较小.此外,Ti O2/TNTs可有效循环利用,经HNO3解吸和Na OH再生后,3次循环后材料对Cd(Ⅱ)和苯酚的去除率依然可达91.7%和98.1%.该研究提供了一种合成皆具吸附和光催化性能的钛系材料的方法,对于应用纳米材料实现水体环境中重金属和有机物的同时去除具有一定的借鉴意义.     

国庆期间南岭背景大气中PAN的浓度特征与来源

为了评估华南地区国庆期间频发的大范围区域光化学污染事件对华南背景大气的影响,2018年国庆节前后（9月19日~10月19日）,在广东南岭国家大气背景站对光化学污染的代表产物过氧乙酰硝酸酯（PAN）开展了连续在线观测,并对PAN的浓度特征和来源进行了分析.结果表明,研究期间南岭PAN的平均体积浓度为（0.66±0.54）×10^-9,最大值为2.33×10^-9,显著高于国内外其他背景站点（（0.21~0.44）×10^-9）,且PAN的夜间浓度一直维持在较高的水平;PAN和O₃（r=0.90）、NO₂（r=0.87）的相关性较强,通过PAN和O₃的线性拟合估算出O₃的大气背景体积浓度为（46.22±0.65）×10^-9,表明南岭光化学反应十分活跃;受区域光化学污染事件的影响,国庆期间南岭PAN的浓度显著升高,达到（1.18±0.45）×10^-9,而同期NO/NO₂比值降低,导致PAN大气寿命延长,有利于PAN的本地累积;结合气团后向轨迹,潜在源贡献分布以及前体物NO₂的全国分布特征分析,发现国庆期间高浓度PAN主要来自湖南,湖北、河南、江西等华中地区.     

重金属对海岸带沉积物中菊酯生物降解的影响

通过考察Cu2+、Cd2+对渤海海岸带沉积物中甲氰菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯的缺氧生物降解的影响,发现:外加Cu2+和Cd2+均对渤海海岸带沉积物中甲氰菊酯、氯氰菊酯和溴氰菊酯的缺氧生物降解有抑制作用,且随着外加金属离子浓度的增大,抑制作用更为明显。与Cu2+相比较,Cd2+对渤海沉积物中拟除虫菊酯缺氧生物降解的抑制作用更大,这跟Cu、Cd在渤海海岸带沉积物中的存在形态和对生物的毒性不同有密切的关系。     

低聚丙烯腈和乙烯碳酸酯分子间作用的量子化学研究

以低聚丙烯腈(PANX,X=1,2,4,6)作为聚丙烯腈模型物,采用量子化学从头算的HF/3-21G方法研究PANX和乙烯碳酸酯(EC)分子间的作用.研究表明,聚丙烯腈基体与增塑剂EC分子间存在相互作用,其中N原子和O原子是主要的作用原子,形成了C-H桯…N、C-H桯…O(＝C)、C-H…O(-C)3类氢键,同时PANX与EC分子的几何参数发生了明显变化.PANX和EC分子的静电势分析表明,PANX桬C体系分子间作用存在静电力.本研究有助于合理选择增塑剂的种类及优化用量,提高聚合物锂离子电池的安全性;有助于了解锂离子在聚合物电解质中的输运机理,提高聚合物电解质的离子电导率.