富Mn鸢尾生物炭的制备及在类Fenton体系中的应用

通过在N₂气氛围下热裂解富集Mn的鸢尾可得到Mn/生物炭(BC)材料, 并按植物叶(Leaf)和根部(Root)分别将其分别命名为BC-L0, BC-L1, BC-L2, BC-R0, BC-R1和BC-R2. 采用扫描电子显微镜(SEM)、 能谱分析(EDS)仪、 X射线衍射(XRD)仪、 X射线光电子能谱(XPS)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 原子吸收光谱(AAS)和比表面积分析(BET)仪等对Mn/生物炭材料的Mn含量、 化学组成与形貌进行了表征, 发现鸢尾叶部为Mn主要富集部位, 最大富集量为13.0 mg/g, 且Mn以Mn₂O₃薄片存在于生物炭表面. 利用Mn/生物炭与H₂O₂构建了类Fenton体系, 在中性条件下BC-L2-H₂O₂体系对有机污染物罗丹明B(RhB, 3×10 ^-5 mol/L)的降解率达到50%(180 min), 表明该体系具备氧化去除RhB的能力, 并推测了该体系对RhB的催化氧化机理. 结果表明, 先将Mn超富集植物转化为Mn/生物炭材料, 再通过添加H₂O₂能构建具有氧化能力的类Fenton体系, 可用于对有机污染物的降解, 实现“以废治废”的绿色循环思路, 为Mn富集的植物后续处理提供一种新的转化及应用方式.     

Zn(Ⅱ)金属有机骨架作为基质金属蛋白酶模拟物催化水解微囊藻毒素-LR

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能成功实现对微囊藻毒素（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（in-situ 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。     

黏土矿物表面羟基介导的分子氧活化机理

天然黏土矿物表面羟基(Me-OH,Me=Al,Si,Fe)对分子氧(O₂)活化机制目前尚不明晰.本文通过在N₂气氛中对红黏土(R-Clay)进行不同温度热处理,调控其表面Me-OH位点数及形态,使其不同程度地活化O₂,进而降解水中四环素(TC).研究结果表明,随着温度的升高,R-Clay内高岭土结构逐渐被破坏,Fe₂O₃结构更加突显.其中,红黏土R-Clay₄₀₀表面Me-OH以Al-Al-OH和Al-Si-OH形态存在,可高效降解(86.36%)和矿化TC(40%,6 h).在可见光照射下,R-Clay₄₀₀ Si-O-Al上氧原子和TC分子均可作为电子供体,它们将光生电子(e^-)转移给吸附在R-Clay₄₀₀表面的O₂生成超氧自由基(~·O₂^-)及单线态氧(¹O₂),实现对TC的...     

磁性纳米颗粒Fe3O4的醇改性制备机理及应用

利用化学沉淀法, 以乙二醇(EG)、 聚乙二醇(PEG)和甘露醇(D-M)分别为表面改性剂制备了改性的Fe₃O₄颗粒(分别命名为E-Fe₃O₄, P-Fe₃O₄和D-Fe₃O₄). 实验结果显示, 醇类分子能成功地修饰在Fe₃O₄颗粒表面, 但 未改变其形貌、 大小、 晶相和磁性．采用傅里叶变换红外光谱、 离子选择性电极法、 Zeta电位和接触角等 手段研究其改性机理, 发现P-Fe₃O₄和D-Fe₃O₄样品表面醇修饰与水分子介导的氢键有关, E-Fe₃O₄则通过表面羟基直接与乙二醇形成了更稳定的氢键, 即使经热处理(120 ℃)乙二醇分子仍被固定在Fe₃O₄表面. 表面带有疏水基团的E-Fe₃O₄具有适中的亲水性(接触角32.92°)和水中分散性(粒径200~300 nm). 带负电荷的E-Fe₃O₄被应用于水中阳离子染料结晶紫(CV)的吸附和磁性分离, 对CV吸附量为19.33 mg/g, 是未改性前(8.41 mg/g)的2.3倍, 通过外加异丙醇可以促进CV脱附．     

制备高活性纳米零价铁的甘露醇改性机理

纳米零价铁(Nano zero-valent iron,nZVI)被广泛应用于水污染治理,高纯度且分散性良好的nZVI的制备方法一直是研究热点.本文采用含不同羟基数目的醇(乙醇、乙二醇、赤藓糖醇、甘露醇和山梨醇)作为改性剂,分别制备得到n ZVI-EA,nZVI-EG,nZVI-ER,nZVI-M和nZVI-S样品.将上述样品应用于水中微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR)的还原去除.结果表明,随着改性剂羟基数目的增多,改性nZVI的抗氧化能力和分散性增强,对MC-LR的降解反应速率也随之提高.nZVI-M去除MC-LR的表面积校正特征速率常数(79.35×10^-5L·m^?2·min^?1)是nZVI-S(8.55×10^-5 L·m^?2·min^?1)的9.3倍,是未改性样品nZVI₀(1.30×10^-5 L·m^?2·min^?1)的61.0倍.通过X射线衍射...     

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。