异相Fenton光催化对有毒有机污染物的降解

以蒙脱石-K10(Montmorillonite K10)作为Fe3 的载体制备异相Fenton催化剂(Mot-Fe),并用此催化剂在可见光(λ>420 nm)照射下研究其降解染料罗丹明B(Rhoda-mine B,RhB)和2,4-二氯苯酚(2,4-Dichlorophenol,DCP)。研究表明,选定的Mot-Fe/H2O2体系能有效地降解RhB,反应300 min脱色完全,总有机碳(TOC)去除率达85.2%,反应过程中主要涉及到.OH自由基的产生和参与。可见光照射下,对DCP/Mot-Fe/H2O2体系,TOC的去除率达到51.6%。催化剂具有比较好的稳定性,能够重复使用。     

纳米TiO2低温制备及光催化降解有毒有机污染物

通过设计不同的实验方案低温（180℃）制备得到纳米TiO2,并在紫外光（λ≤387nm）照射下利用有机染料罗丹明B（Rhodamine B,RhB）光催化降解为探针反应,以有机污染物降解活性最佳为目的,优选低温制备得到纳米TiO2最佳方案．结果表明以Ti（SO4）2为原料,在低温条件下通过蒸汽热法制得TiO2为最佳方案．对制备高催化活性的纳米TiO2利用透射电子显微镜（TEM）,X射线衍射仪（XRD）对其进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了纳米TiO2制备时反应温度和反应时间对其粒径大小、晶型转变以及光催化活性的影响．实验结果表明：在以紫外光（λ≤387nm）照射下的探针反应有良好的光催化降解效果为条件,优选低温制备得到纳米TiO2最佳反应温度为180℃,最佳反应时间为12h．通过紫外-可见光谱（UV—vis）、红外光谱（FTIR）和总有机碳（TOC）的测定分析,发现UV／TiO2体系在pH=3．00的条件下,能使RhB发生有效的降解和矿化,矿化率达到93．2％．     

NaF浸泡处理对BiOBr光催化降解有机染料罗丹明B的影响

以五水硝酸铋(Bi(NO_3)_3·5H_2O)和溴代十六烷基吡啶(CPB)为原料,通过水热法合成溴氧化铋(BiOBr)光催化剂,并在pH=3.3的条件下分别用0.01 mol/L、0.1 mol/L、0.3 mol/L NaF溶液对其进行浸泡氟化处理得新催化剂BiOBr-F_(0.01)、BiOBr-F_(0.1)和BiOBr-F_(0.3).运用XRD(X-射线衍射)、SEM(扫描电镜)、UV-Vis DRS(紫外-可见漫反射光谱)、XPS(X-射线光电子能谱)、FL(荧光光谱)等技术对催化剂的物理结构及性质进行表征并研究了其在可见光(λ≥420 nm)下对有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的催化降解活性.结果表明,随着NaF浓度增加,催化剂的结构及性质均发生一定程度的改变.氟化使得BiOBr对RhB的矿化能力减弱;但BiOBr-F_(0.1)使RhB褪色加快.RhB在降解过程中涉及到超氧自由基(O_2~(·-))、羟基自由基(·OH)及空穴(h~+)氧化,矿化率减小归因于活性物种产量降低,BiOBr-F_(0.1)使褪色加速则是加快了RhB的脱烷基过程,使最大吸收峰快速蓝移.     

高效降解苯酚和苯胺菌株的选育

从污水中通过选择性富集和驯化培养，分离得到两株分别以苯酚、苯胺为惟一碳源的菌株．经初步鉴定这两种菌株均为假单胞杆菌属（Pseudomonas sp．）．通过对两菌株在不同温度、pH值以及相应苯酚、苯胺底物浓度下的生长和降解情况的研究，确定了最佳降解苯酚、苯胺的工艺条件为pH7．0，温度30℃，好氧．当苯酚、苯胺底物浓度不超过1000mg／L时，两菌株对其去除率可达到95％以上．     

掺氮TiO2可见光降解有机污染物的比较研究

用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的N/TiO₂复合纳米粉末, 采用X射线衍射(XRD)、扫描透镜(TEM)、紫外-可见反射吸收光谱(UV-vis)对催化剂进行了初步表征. 通过X射线光电子能谱(XPS)、元素分析仪(EA)测定其含氮量. XPS分析结果显示TiO₂晶格中的氧被氮原子取代, N/TiO₂表面存在Ti^3＋离子; 紫外-可见反射吸收光谱测得不同掺杂量的N/TiO₂的禁带宽度(E_g), 推测在TiO₂价带上方生成了由N诱导产生的中间带, 当氮、钛摩尔比为0.0880时N/TiO₂的E_g最小, 为2.50 eV. 在可见光下, 以酸性桃红(SRB)和无色小分子对氯苯酚(4-CP)作为可见光活性实验的探针反应, 确定了最佳掺杂比为n_N/n_Ti＝0.0880. 结果表明, 最佳掺杂量下N/TiO₂能显著降解SRB和4-CP, 通过测定ESR, IR, TOC, COD, 重点比较了TiO₂在掺杂N前后在降解SRB和4-CP时的差异, 包括氧化物种、矿化率、最终产物等, 证明在可见光下, N/TiO₂的降解机理为电子从独立的N 2p轨道激发到Ti 3d轨道, 产生羟基自由基等氧化物种, 达到降解有机物的目的.     

TiO_2负载四羧基苯基卟啉光催化降解有机污染物

分别采用水热法和机械搅拌方式制备了TiO2负载四羧基苯基卟啉(TCPP)光催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP,运用红外吸收光谱(IR)和紫外可见漫反射吸收光谱(DRS)及X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征.Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP分别通过共价键和氢键的方式使TCPP有效负载在TiO2上,它们循环降解RhB五次的降解率仍能分别达到92.0%和68.3%.两种负载型催化剂Hydro-TiO2@TCPP和Stir-TiO2@TCPP较TiO2均有更高的可见光催化活性,光照1.5h使RhB完全褪色,Stir-TiO2@TCPP催化光照6h使BA降解92.7%.实验还考察了降解过程中羟基自由基(OH·)和H2O2的变化,发现降解是由于OH·的进攻所致.     

超氧化物歧化酶对TiO2光催化损伤DNA的影响

以小牛胸腺DNA为对象, 在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)存在下, 研究了纳米二氧化钛(TiO₂)光催化对DNA损伤特性及SOD对TiO₂光催化损伤DNA的影响. 采用凝胶电泳和高效液相色谱(HPLC)分析法, 探讨了DNA的损伤程度. 运用生物标准样8-羟基脱氧鸟苷(8-hydroxy-2 -deoxyguanosine, 8-OHdG)为内标物并通过高效液相色谱-电喷雾离子化串联质谱联用技术(HPLC-ESI-MS/MS)对DNA损伤产物进行了跟踪分析, 采用过氧化物酶催化分光光度法及顺磁共振技术(ESR)跟踪测定TiO₂光催化DNA损伤过程中H₂O₂和氧化物种的变化, 探讨了DNA氧化损伤机理. 结果表明, 在实验条件下紫外光照(UV, λ＝200～275 nm), Dark/TiO₂和UV/TiO₂体系中, DNA氧化损伤程度为UV/TiO₂＞UV＞Dark/TiO₂. 光催化260 min DNA损伤99%, 反应动力学常数K＝7.82×10^－3 min^－1. 抗氧化剂SOD具有清除光催化体系中超氧自由基( )的能力, 可以抑制DNA的损伤, 反应动力学常数K＝2.27×10^－3 min^－1. 8-OHdG为DNA损伤中鸟嘌呤氧化的特异产物, UV及光催化体系对DNA损伤主要涉及 及羟基自由基(•OH)历程, 光催化体系对DNA损伤伴随有深度氧化(矿化)过程, 实验条件下12 h DNA矿化75.06%.     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化微囊藻毒素亮氨酸精氨酸的水解

以3-氨基-1，2，4-三氮唑-5-羧酸(Hatz)和1，3，5-苯三甲酸(H₃btc)为配体，制备了模拟基质金属蛋白酶(MMPs)结构的纳米片状 Zn(Ⅱ)金属有机骨架 Zn-MOF-1-NS。Zn-MOF-1-NS 能模拟 MMPs 的催化作用，成功实现对微囊藻毒素亮氨酸精氨酸(MC-LR)肽键的水解。在常温条件下，7.5 h内Zn-MOF-1-NS催化水解了82.6%的MC-LR(k=0.23 h^-1)，远高于目前报道的具有最高水解效率的菱铁矿(k=0.04 h^-1)。研究发现，在该体系中即使添加 10倍剂量的腐殖酸，也不会显著阻碍 MC-LR的水解，证明Zn-MOF-1-NS对MC-LR的水解具有显著的选择性。通过原位衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)分析、理论计算以及与非羧基对应物的比较，发现Zn-MOF-1-NS表面Zn(Ⅱ)位点和羧基共同参与了MC-LR肽键的水解。     

模拟酶催化反应用于环境样品中苯酚的测定

以氯化血红素(Hemin)作为过氧化物模拟酶,4-氨基安替比林(4-AAP)和苯酚(Phen)为氢供体底物,通过模拟酶催化反应活化H2O2显色反应原理,建立了酚类化合物的测定方法。结果表明,在pH 11.2条件下,苯酚浓度在0~7.38×10-6mol/L范围内与吸光度有良好的线性关系,苯酚的表观摩尔吸光系数为1.73×105L.mol-1.cm-1。以污水为样品,采用加入回收法测定了酚类化合物的含量,结果满意。     

掺氮TiO2可见光降解有机污染物的比较研究

用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂量的N/TiO₂复合纳米粉末, 采用X射线衍射(XRD)、扫描透镜(TEM)、紫外-可见反射吸收光谱(UV-vis)对催化剂进行了初步表征. 通过X射线光电子能谱(XPS)、元素分析仪(EA)测定其含氮量. XPS分析结果显示TiO₂晶格中的氧被氮原子取代, N/TiO₂表面存在Ti^3＋离子; 紫外-可见反射吸收光谱测得不同掺杂量的N/TiO₂的禁带宽度(E_g), 推测在TiO₂价带上方生成了由N诱导产生的中间带, 当氮、钛摩尔比为0.0880时N/TiO₂的E_g最小, 为2.50 eV. 在可见光下, 以酸性桃红(SRB)和无色小分子对氯苯酚(4-CP)作为可见光活性实验的探针反应, 确定了最佳掺杂比为n_N/n_Ti＝0.0880. 结果表明, 最佳掺杂量下N/TiO₂能显著降解SRB和4-CP, 通过测定ESR, IR, TOC, COD, 重点比较了TiO₂在掺杂N前后在降解SRB和4-CP时的差异, 包括氧化物种、矿化率、最终产物等, 证明在可见光下, N/TiO₂的降解机理为电子从独立的N 2p轨道激发到Ti 3d轨道, 产生羟基自由基等氧化物种, 达到降解有机物的目的.