水相中POPs光化学降解研究进展

综述了近年来12种持久性有机污染物(POPs)在水体中光化学降解行为,从水体中POPs的光解途径、光解机理和定量结构-性质关系(QSPR)三个方面探讨了POPs在水体中的光化学行为,展望了水体中POPs光化学行为的研究前景.     

可见光照射下具有增强光催化活性的Bi_2WO_6量子点-超薄纳米片(0D/2D)同质结结构（英文）

随着工业的快速发展,环境污染问题成为全球性的挑战.为了解决这些问题,迫切需要开发用于环境污染治理的环保、可再生技术.在各种提出的技术中,基于半导体的光催化引起广泛关注.我们在前期研究中通过简单的水热法成功制备了新型可见光响应Bi_2WO_6量子点(QDs-BWO)/Bi_2WO_6纳米片(N-BWO)同质结催化剂,并以可见光照射下4-氯苯酚(4-CP)和罗丹明B(Rh B)的降解实验研究了QDs/N-BWO材料的光催化性能.结果表明,相比纯QDs-BWO和纯N-BWO,我们制备的QDs/N-BWO同质结材料具有更高的光催化活性.然而,QDs/N-BWO催化剂光催化性能提高的原因尚不清楚.本文在上述研究的基础上,采用透射电子显微镜(TEM)、N_2吸附-脱附实验、电子自旋共振(ESR)、荧光分光光度计(PL)和电化学实验等表征手段研究了QDs/N-BWO同质结催化剂光催化性能提高的原因.TEM测试结果表明,大量的QDs-BWO均匀附着在N-BWO表面,意味着成功形成了0D/2D同质结结构.同质结结构可促进电子-空穴对的分离,提高光催化性能. N_2吸附-脱附实验结果表明,在将QDs-BWO沉积到N-BWO上之后, BET比表面积增加.BET表面积的增加有利于更多污染物分子在材料表面上吸附,从而改善了光催化活性.此外,ESR测试结果表明,相同条件下,QDs/BWO同质结催化剂产生了更多的超氧自由基(·O_2~–)和羟基自由基(·OH),这也表明QDs-BWO和N-BWO之间形成的同质结有助于减少光生电子-空穴对的复合.荧光分光光度计和电化学实验的测试结果也充分验证了这一点.另外,为了研究光催化过程中的主要活性自由基,我们进行了捕获实验.结果表明,超氧自由基和空穴在Rh B光催化降解中起主要作用,这与之前报道的结果一致.总之,我们成功制备了QDs/N-BWO(0D/2D)同质结光催化剂.QDs/N-BWO同质结光催化剂的光催化性能在可见光照射下显著提高.量子点和纳米片之间形成的同质结显著提高了电子-空穴对的分离效率,提高了光催化性能.     

水中金属纳米颗粒对细菌的光致毒性机理

金属纳米颗粒由于具有特殊的理化性质,被广泛应用于化学、光学和生物学等领域,使其在应用的过程中不可避免地释放到水体中。近年来,金属纳米颗粒对生态系统和人类健康造成了潜在危害,引起了日益广泛的关注。本文对目前水环境中存在的纳米颗粒的种类、来源、理化性质及金属纳米颗粒对细菌光致毒性的影响因素(光源波长、粒径大小、天然有机质和介质组分)进行了详细介绍,并通过有毒金属离子释放、活性氧自由基(羟基自由基、超氧阴离子自由基和单线态氧)产生以及粒径变化等光化学现象,阐述了金属纳米颗粒物对细菌的光致毒性机理。最后总结了目前金属纳米颗粒在环境行为和光致毒性研究中面临的主要问题,并在此基础上提出将来金属纳米颗粒光致毒性的研究方向(如金属纳米颗粒的定量结构-活性关系,其他污染物与金属纳米颗粒的复合光致毒性效应等)。     

二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)马来酸酯的合成新工艺

受阻胺类高分子合成材料光稳定剂(简称HALS)具有高效、耐热、耐抽提、无毒等优异特性,且与酚类抗氧剂有协同作用,广泛用于聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚氨酯、丙烯酸树脂、环氧树脂等高分子材料合成中,是当前世界受人注目、发展较快的一类光稳定剂[1...     

超声-光催化降解水中有机污染物

超声-光催化是一项近年发展起来的废水处理的新型高级氧化技术。该技术利用超声的空化效应、自由基效应以及机械效应强化光催化的催化效能,实现超声和光催化对水中有机污染物的协同降解。本文从水中有机污染物的超声-光催化降解机理、降解动力学、影响因素（光催化剂类型和投加量、超声频率和强度、溶液pH值、温度、反应物初始浓度、溶解性气体和离子强度）和反应器类型（悬浮型、固定床型）4个方面介绍了相关研究进展,提出了目前存在的主要问题,并展望了超声-光催化降解水中有机污染物的发展方向。     

C60甲苯介质聚结动力学研究

应琦琮等[1]研究了C60-溶液的聚结动力学,发现在质量浓度0.78～1.29 mg*mL-1和室温(23 ℃～27 ℃)时为慢聚结.用分形理论得到维数为2.1;流体力学半径Rh＝(0.64±0.01) nm;Meidine等[2]用X射线测定C60苯溶剂化的单晶(结构是C60*4C6H6,苯环平行于C60分子表面),溶剂苯中心到C60的距离为0.67～0.68 nm,与文献[1]的结果很接近.     

Ti(Ⅳ)掺杂Bi_2O_3电子结构和可见光催化活性的原理

密度泛函理论(DFT)计算对掺杂体系新型环境光催化剂设计开发具有指导意义.基于DFT框架下的第一性原理平面波超软赝势方法(USPP),对α、β、γ、δ-Bi2O3晶体几何结构分别进行了优化计算,从理论上得到了Bi2O3的总体态密度(TDOS)和Bi、O原子的分波态密度(PDOS).在此基础上对Bi2O3超晶胞进行Ti(IV)的掺杂计算,讨论了Ti(IV)掺杂对各种Bi2O3的电子结构和光吸收特性的影响.结果表明Ti(IV)掺杂Bi2O3晶体后,Ti(IV)的3d轨道进入禁带并与O2p、Bi6p轨道作用,使禁带宽度(Eg)变小,Bi2O3的吸收边红移,从而有助于Bi2O3光催化活性的改善.通过水热合成法制备的Ti(IV)掺杂Bi2O3样品的紫外-可见光漫反射光谱验证了计算的结果.在光催化降解有机染料结晶紫的实验中,光催化剂活性的改善进一步得到证实.     

电化学酶传感器在环境污染监测中的应用

电化学酶传感器是一种应用广泛的生物传感器,它将酶及其底物相互作用的特异性与电化学的强大分析功能相结合,已经被广泛应用于药理学、临床、食品、农业以及环境监测中。制备电化学酶传感器的关键步骤是酶的固定化,选择用于制备电化学酶传感器的合适的酶固定化方法,在传感器电子转移动力学、稳定性和重现性等方面起着主要作用。本文在阐述电化学酶传感器工作原理的基础上,简要介绍了用于电化学酶传感器制备过程中的酶固定化方法,重点讨论了电化学酶传感器在监测环境中广泛存在的有机污染物、无机污染物和重金属等方面的应用,并对电化学酶传感器的发展方向进行了展望。