负载型双金属铁钯纳米催化降解微囊藻毒素-LR

探讨膨润土负载双金属铁钯(B-Fe/Pd)纳米材料催化降解微囊藻毒素-LR(MC-LR)的效果和机理.结果表明,在5mgL-1的MC-LR溶液中加入0.1g的纳米B-Fe/Pd,初始pH为6.86,振荡速度为250rmin-1,温度为298K的条件下,经过180min后对MC-LR的降解效率达96.86%.降解溶液的UV-vis和HPLC结果表明,MC-LR在238nm的特征峰消失.通过SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS技术对B-Fe/Pd降解前后的样品进行表征,结果显示,降解后纳米B-Fe/Pd中的Fe形成了Fe的氧化物与氢氧化物.降解过程的动力学拟合结果显示,B-Fe/Pd降解MC-LR符合伪一级动力学,活化能为12.77kJmol-1.根据降解、表征和动力学结果分析其反应机理,推断是MC-LR首先吸附在B-Fe/Pd颗粒表面,接着纳米铁与水反应产生的氢气在Pd的催化作用下产生大量的氢自由基,并与MC-LR发生链式还原反应,使得MC-LR中最具毒性的共轭双键断开而降解.     

掺氮二氧化钛可见光照射降解微囊藻毒素-LR

采用溶胶凝胶法制备了N掺杂TiO2(N-TiO2)纳米粉体光催化剂,利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外可见反射光谱及透射电镜(TEM)分析测定,对光催化剂N/TiO2进行了结构表征.发现N掺杂TiO2相对纯TiO2禁带宽度变窄,可见光区有明显吸收.在可见光照射下,利用纳米N/TiO2作为光催化剂降解微囊藻毒素(Microcystin-LR,MC-LR),通过高效液相色谱仪(HPLC)跟踪检测降解过程MC-LR浓度变化,液质联用仪(LC-MS)检测MC-LR降解中间产物变化.利用电子自旋共振法(ESR)及过氧化物酶催化氧化方法跟踪定性定量测定光催化过程中氧化物种的种类变化.采用总有机碳(TOC)测定仪测定了MC-LR光催化深度氧化矿化效果.结果表明,可见光(λ420nm)照射可有效激发光催化剂N-TiO2活化分子氧降解MC-LR,在反应条件下,光催化反应14h,MC-LR降解率达到100%,20h矿化率达到59%.其光催化反应体系中氧化物种主要为羟基自由基(·OH).质谱检测到13种降解产物,主要反应机理为光催化反应产生·OH进攻MC-LR结构四个易氧化部位,以及一些氨基酸之间的肽键的水解.     

微囊藻毒素-LR免疫亲和层析柱的研制和应用

用CNBr-activated Sepharose4B和微囊藻毒素-LR的单克隆抗体制备了免疫亲和层析柱,测得抗体偶联率在75.7%~94.1%之间。制得的免疫亲和层析柱最大柱容量在76~95ng之间,柱空白为0,回收率在90.8%~105.1%之间。柱子再生重复使用6次后,回收率不低于75%。建立了免疫亲和层析柱-高效液相色谱测定水样中的微囊藻毒素-LR的方法。该法检出限为5ng/L;线性定量范围为10~500ng/L。实验结果显示,免疫亲和层析柱特异性好,一次净化能除去绝大部分干扰物,净化效果明显优于现有的固相萃取柱。     

微囊藻毒素-LR阻抗型电化学免疫传感器的研究

基于1,6-己二硫醇自组装技术和纳米金吸附作用相结合的方法固定微囊藻毒素抗体,采用循环伏安法及交流阻抗法研究了该修饰电极的电化学性质,并优化了微囊藻毒素-LR(MC-LR)的测定条件.结果表明,在优化条件下,阻抗变化值与MC-LR标准品质量浓度分别在0.25 ～2.0 μg/L和2.0 ～95 μg/L 范围内呈良好的线性关系,其线性相关系数分别为0.994 4和0.997 2,检出限达0.085 μg/L(S/N=3);电极的重现性及稳定性较好,连续测定12次,相对标准偏差为7.8%;4 ℃下储存60 d后阻抗响应信号无明显变化;应用于饮用水中MC-LR的测定,样品的回收率为93% ～118%;检测时间为15 min.该传感器无需标记、灵敏度高、稳定性好,可用于快速检测饮用水源水中的MC-LR.     

化学氧化法去除微囊藻毒素的研究进展

有害藻类水华污染已经成为世界范围性的环境难题。微囊藻毒素是藻细胞释放的一种毒性物质,具有极强的肝毒性和致癌性。当水源水受到藻类污染时,高效的微囊藻毒素去除技术十分必要。氧化法包括氯化、臭氧、高锰酸盐等化学氧化以及芬顿和基于紫外线的高级氧化,已经成功应用于微囊藻毒素的降解去除。本文综述了各种化学氧化法去除藻毒素的动力学、影响因素、降解机制和产物毒性等方面的研究进展,比较分析了各种氧化法的优、劣以及适用范围,并对未来藻毒素去除技术研究进行了展望,为微囊藻毒素的有效去除提供参考。     

基于环状DNA-银纳米簇荧光探针对微囊藻毒素-LR的传感检测

以新型环状DNA为模板, 制备了环状DNA-银纳米簇(Circular DNA-AgNCs)荧光探针, 构建了一种无酶无标记检测微囊藻毒素-LR(MC-LR)的荧光传感分析方法. 设计的环状DNA由MC-LR适体链(Apt)和适体链的互补链(cDNA)杂交形成, 且cDNA可作为DNA模板用于合成AgNCs. 利用透射电子显微镜(TEM)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和荧光光谱(FL)表征了AgNCs的形貌和光学特性.结果表明, 当存在目标物MC-LR时, 由于MC-LR与环状DNA中Apt高特异性和高亲和力结合, 导致环状DNA解体, 释放出的cDNA-AgNCs在610 nm处呈现强荧光. 在优化实验条件下, 环状DNA-AgNCs荧光探针对MC-LR检测的线性范围为0.005~500 μg/L, 检出限为1.7 ng/L(S/N=3). 该荧光探针具有制备简单、 无需任何标记和灵敏度高等特点, 为环境水样中微囊藻毒素-LR的快速和准确测定提供了一种简单、 可靠和有效的方法.     

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。     

异相Fenton催化水污染控制

高级氧化技术(AOPs)是当前水处理研究领域的热点问题。异相Fenton催化氧化是一种极具代表性的高级氧化技术,其反应过程中产生的羟基自由基(·OH)等活性氧物种可以无选择性地攻击有机污染物,将有机大分子逐步分解为小分子物质,从而达到高效去除废水中有毒有害污染物的目的。相比均相Fenton反应,它具有pH响应范围广、不产生铁泥、催化剂可循环利用等优点。然而,由于固相催化剂的本征特性和局限性,当前所研究的异相Fenton催化剂仍存在中性条件下活性低、过氧化氢(H₂O₂)利用率低、Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)转化速率不高等问题,难以实现异相Fenton催化在环境修复领域的大规模应用。本文综述了不同活性氧物种参与的异相Fenton反应机理,总结了多种异相Fenton催化剂及其在有机污染物控制方面的应用,为继续开展异相Fenton催化水污染控制研究提供参考。     

活性碳纤维阴极电芬顿反应降解微囊藻毒素研究

以具有高比表面积的活性碳纤维作为阴极,通过电芬顿反应降解水中微囊藻毒素(MCRR,MCLR)的电化学方法系统考察了电流密度、pH值和Fe2+浓度等因素对微囊藻毒素降解效果的影响.实验结果表明,在Fe2+浓度为1.0mmol/L和电流密度为6.6mA/cm2条件下,电化学处理60min,MCRR(8.81mg/L)去除率为75%,MCLR(6.36mg/L)去除率为94%.证明过氧化氢可以通过电化学还原在活性碳纤维阴极表面高效产生,微囊藻毒素可被高效降解去除.     

官厅水库蓝绿藻及藻毒素初步研究

聚苹果酸最初是由微生物学家在研究青霉菌的过程中发现的,聚苹果酸的人工合成由逐步聚合法开始,但由于苹果酸单体具有3种功能基,因此得到的是支化的聚苹果酸,随后人们改用苄酯基保护一端羧基的苹果酸单体,以DCC为缩合剂,进行缩聚,但这种方法只能得到聚苹果酸低聚物。     

Fenton及Photo-Fenton非均相体系降解有机污染物的研究进展

Fenton及photo-Fenton氧化法是一种有效的应用于环境污染物处理领域的高新氧化技术之一,对Fenton试剂的固定化可以减少铁离子的二次污染,提高催化能力和光利用率,及扩展pH等优势。本文综述了近年来Fenton及photo-Fenton非均相体系氧化降解有机污染物的研究状况。引用文献57篇。     

Ruthenium Complex Immobilized on Mesoporous Silica as Recyclable Heterogeneous Catalyst for Visible Light Photocatalysis

Aldehyde group-functionalized [Ru（bpy）2L]（PF6）2 catalyst was prepared and immobilized onto the mesoporous silica nanoparticles to act as a heterogeneous catalyst for the selective oxidation of thioanisole to methyl phenyl sulfoxide under visible light.The heterogeneous catalyst can be easily recovered by simple centrifugation without chemical treatment,exhibiting comparable catalytic efficiency with homogeneous ones and no decrease in catalytic efficiency after at least 5 cycles.     

Surfaced-modified TiO2 Nanofibers with Enhanced Photodegradation Under Visible Light

Asynchronized surface modification method based on coaxial electrospinning was developed to fabricate high-efficiency photodegradative nanofiber for water purification. TiO₂ nanoparticles assembled uniformly on the surface of polycaprolactone(PCL) nanofibers to form composite nanofibers through one step process. The maximal content of Ti element was 25.6%(mass fraction) in the PCL/TiO₂ composite nanofibrous membrane, which exhibited hydrophilicity and excellent photodegradation under visible light in water. The Rhodamine B dye degraded 96.17% in 120 min under visible light by the PCL/TiO₂ composite membrane. The adsorption behavior fitted Langmuir model well and indicated chemical related adsorption. This PCL/TiO₂ composite nanofibrous membrane has super degradation properties and displays great application potential to environmental protection.     

氧化石墨烯调控钼酸铋在可见光下选择性光催化降解环境水中的抗生素

以氧化石墨烯(GO)作为增强光催化剂活性的调节剂, 采用一步水热法制备钼酸铋/氧化石墨烯(Bi₂MoO₆/GO)异质结光催化剂, 其可见光响应拓展至570 nm, 带隙能降至2.56 eV. 当m_Bi2MoO6/m_GO=100∶1时, Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂在可见光的辐射下, 对水溶液中四环素和喹诺酮类抗生素选择性的高效催化降解去除能力为Bi₂MoO₆的2.1倍. Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂活性的提高依赖于范德华力作用下的二维Bi₂MoO₆纳米片-二维GO纳米片界面的紧密接触. 有效的界面接触改善了光生电子的转移和光生载流子的分离. 自由基清除实验结果表明, ?OH起主要作用. 结合高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)法对降解产物的分析, 提出了不同光催化剂催化降解恩诺沙星具有相似的降解途径和降解产物.     

可见光/Fenton光催化降解有机染料

采用Fenton试剂(Fe³⁺/H₂O₂)在可见光条件下(λ＞450nm)光催化降解目标染料化合物罗丹明B(RhodamineB,RhB).在pH＜3.0体系中用可见光照射,能使RhB染料在光敏化作用下有效降解,反应160min后矿化率达到71.8%.采用ESR和溴甲酚绿(Bromocresolgreen,BCG)法跟踪测定活性氧化物种,通过对RhB降解过程的紫外-可见光谱、红外光谱分析及总有机碳量(TOC)跟踪测定,结果表明,Fe³⁺/H₂O₂/RhB体系在可见光照射下主要的活性氧化物种为羟基自由基,能有效地降解RhB.     

可见光化的半导体光催化剂

光解水制氢能否实用化取决于太阳光的有效利用率, 研究开发可见光化的光催化剂成为当前光催化剂研究中的重要课题.本文介绍了利用 光解水制氢的反应机理,综述了近年来半导体光催化剂在利用可见光方面的研究进展,重点描述了这些光催化剂的结构,并对该领域今后的研究方向进行了展望.     

Reactivation of a Poisoned Metallocene Catalyst by Irradiation with Visible Light

Both oxygen and carbon dioxide are efficient catalyst poisons, remarkably reducing the ethylene polymerisation rate, increasing the molecular weight of the resulting polyethylene, and broadening its molecular weight distribution (MWD). By introducing visible light into the contaminated polymerisation system, the catalyst activity was totally recovered. The molecular weight and MWD became similar to those of a non‐poisoned system, supporting the formation of new active sites during poisoning that are responsible for the lower activity and broader MWD.     

The rGO/BiOBr/Bi4O5Br2 Composites with Stacked Nanosheets for Ciprofloxacin Photodegradation under Visible Light Irradiation

The rGO/BiOBr/Bi₄O₅Br₂ nanocomposite powders with stacked nanosheets were fabricated by one‐step solvothermal method. The components, morphologies, optical properties and the separate of photo‐induced carriers were explored by XRD, FT‐IR, SEM, TEM, UV/Vis DRS and PL experiments. The results manifest that the reduced graphene oxide (rGO) plays a vital part in transmitting and evacuating electrons, which promotes the separate efficiency of photo‐induced carriers and enhances the photodegradation efficiency of ciprofloxacin. The influences of synthesis conditions were also explored, which cover rGO content, solvent thermal reaction pH, temperature and time. In addition, a feasible photocatalytic mechanism over ciprofloxacin photodegradation under visible light irradiation was proposed.     

新型仿生光催化剂HMS-FePcS催化孔雀绿在可见光下的降解历程

在可见光照射下,采用合成的新型仿生光催化剂HMS-FePcS催化降解孔雀绿模拟染料废水.由不同反应时间段反应液的HPLC谱和MS谱中产物峰的变化可知,孔雀绿的催化降解过程为先脱色后矿化.采用固体萃取法对孔雀绿降解的中间产物进行了富集和分离,并使用GC-MS对所得的中间产物进行了鉴定,确定出10余种中间产物.在此基础上对孔雀绿的降解历程进行了推测,指出孔雀绿的光催化降解主要从中心碳原子与二甲氨基苯基之间的C-C键处断裂,4-二甲氨基苯甲酮是此反应最常见的中间产物.当4-二甲氨基苯甲酮被羟基自由基进攻时,生成苯甲酸、对二甲氨基苯甲酸及对二甲氨基苯酚等化合物.这些小分子芳香类中间产物进一步发生羟基化反应,开环生成小分子脂肪酸类化合物.