聚苯胺/凹凸棒石负载纳米铁降解水溶液中甲基橙

以聚苯胺/凹凸棒石(PANI/ATP)为载体,采用液相还原法合成了负载型纳米零价铁(nZVI),用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X射线光电子能谱分析仪(XPS)等技术手段对纳米复合材料进行表征,考察了反应时间和pH值对甲基橙降解性能的影响,对降解过程进行了动力学分析,探讨了nZVI/PANI/ATP复合材料对甲基橙的降解机理。 结果表明,nZVI/PANI/ATP复合材料在较大pH值范围内能有效降解水中甲基橙并具有降解长效性,当催化剂用量1.0 g/L,降解体积50 mL,甲基橙的浓度20 mg/L,降解时间30 min时,复合材料对甲基橙的降解率达到95.8%以上,对甲基橙的降解过程符合准二级动力学模型。     

光催化甲胺磷降解效率和降解机理的研究

本文以自制的纳米TiO2为光催化剂,研究了光催化条件(溶液pH值、催化剂浓度及甲胺磷浓度)对甲胺磷在水中降解率的影响。结果表明:通过优化催化条件,可以大大提高甲胺磷的降解率。在甲胺磷浓度为20 mg/L,反应液起始pH为10.00,催化剂用量为0.5 g/L,光照时间为3 h的条件下,甲胺磷的降解效率可达到71.8%。通过化学计算模拟了甲胺磷的分子构型,并结合离子色谱的检测结果初步探讨了甲胺磷光催化降解的反应机理。     

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.     

克雷伯氏菌和伯克霍尔德氏菌复合菌群催化三硝基甲苯降解

 通过摇瓶实验研究了克雷伯氏菌 (S1) 和伯克霍尔德氏菌 (S2) 复合菌群 (简称 S) 降解三硝基甲苯 (TNT) 的特性和机理. 结果表明, 在外加碳源和氮源时, 100 mg/L TNT 在 16 h 内可被菌群 S 完全去除. 只外加碳源时, TNT 的最高去除率为 80%; 只加入氮源时, 仍可除去 12% 的 TNT. 在 S1 催化体系中检测到较高活性硝基还原酶的存在, 该酶催化 TNT 转化为缩合中间产物二硝基双偶氮甲苯, 其分子量为 326. 但是只有 S1 和 S2 共存才能产生高活性的甲苯双加氧酶和邻苯二酚 2,3-双加氧酶, 两类酶共同催化中间产物的开环分解. 伴随着二硝基双偶氮甲苯的开环分解, 硝基脱落生成 NO2–, 后者进一步氧化生成 NO3–. 通过 S1 和 S2 的协同作用, 实现了 TNT 的好氧开环和硝基脱落, 该结果表明在 TNT 生物催化降解中复合菌群比单一菌株更具优势和潜力.     

Mn3O4/金属有机骨架材料活化过一硫酸盐降解水中难降解有机污染物罗丹明B

锰氧化物是一类环境友好型材料,可以有效活化过一硫酸盐(PMS)降解水中难降解有机污染物.但是锰氧化物在单独使用时容易出现严重的团聚现象,进而降低其对PMS的催化活性,不利于水中污染物的降解.因此,人们通常将锰氧化物负载于多孔的载体材料上.金属有机骨架材料(MOFs)因具有巨大的比表面积和温和的制备条件而广受关注.本文采用温和的溶剂热法首次成功制备了Mn3O4与MOF的复合材料Mn3O4/ZIF-8,并通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和红外光谱等手段对其进行了表征,探究了Mn3O4/ZIF-8的形成机理.考察了Mn3O4负载量对Mn3O4/ZIF-8催化性能的影响,以及Mn3O4/ZIF-8投加量、PMS投加量、初始罗丹明B(RhB)浓度和反应温度对RhB去除效果的影响,同时探究了Mn3O4/ZIF-8的重复使用性能,分析了RhB的降解途径、去除机理以及最终的降解副产物.结果表明,边长为50?150 nm的片状Mn3O4均匀分散在粒径为250 nm的六边形ZIF-8的外表面;当Mn3O4负载量为0.5时,所制备的复合材料0.5-Mn/ZIF-120活化PMS对RhB的降解效果最好,反应60 min时RhB降解率可达到99.4%,且Mn的浸出量可以忽略不计.在该体系中,RhB的降解过程符合一级动力学反应方程,其降解速率常数随催化剂和PMS投加量的增加、反应温度的提高和初始RhB浓度的减小而增大.在0.5-Mn/ZIF-120催化剂投加量为0.4 g/L、PMS投加量为0.3 g/L、初始RhB浓度为10 mg/L、初始溶液pH为5.18及室温(23oC)条件下,水中RhB的降解率在40 min时即可达到98%.淬灭实验表明,该体系中HO?起主导作用,而其主要来源于活化PMS所产生的SO4–?.此外,通过简单的二次水冲洗方式对0.5-Mn/ZIF-120催化剂进行回收使用,在连续5次循环使用后仍然可见较高的催化活性和稳定性,RhB的去除率保持在96%以上,且Mn的浸出百分率始终低于5%.     

氟铌酸钾的低温固相法合成及其对甲基橙的光催化降解性能

以草酸铌、草酸钾和氟化钾为原料,采用改进的固相法在较低温度(600℃)下合成了层状K2NbO3F;测定了其对甲基橙光催化降解的催化作用,并基于紫外-可见漫反射光谱分析和X射线衍射分析初步探讨了甲基橙在自然光照条件下的光催化反应过程及降解机理.结果表明,合成的K2NbO3F与微量H2O2作用后,在自然光照条件下几乎可以使甲基橙染料完全降解;当反应温度为45℃,催化剂投加量为1g/L,H2O2用量为0.33%(体积分数)时,2h内可将初始浓度为15mg/L的甲基橙溶液几乎完全降解.就甲基橙的光催化降解机理而言,·OH自由基在其降解过程中起重要作用.     

超临界水中甲酸降解过程实验研究

在550℃~650℃,24 MPa~30 MPa,反应停留16 s~46 s的条件下,对初始浓度0.05 mol/L~0.70 mol/L的甲酸溶液在超临界水中的降解过程进行实验研究。结果表明,甲酸降解的气体产物为H2、CO2和CO,其中H2、CO2为主要产物。高温有利于甲酸降解和H2生成。温度较高(600℃)时,压力变化对甲酸降解无明显影响。在一定范围内延长反应时间可提高气体产物中H2的体积分数和碳气化率。甲酸初始浓度对甲酸降解机理有重要影响,浓度较低(0.1 mol/L)时,甲酸降解主要包含脱羧反应和脱羰反应两条反应路径,其中脱羧反应为主反应路径;浓度较高时则有许多副反应发生。碱性添加剂不利于甲酸降解生成H2。     

Mn_3O_4/金属有机骨架材料活化过一硫酸盐降解水中难降解有机污染物罗丹明B（英文）

锰氧化物是一类环境友好型材料,可以有效活化过一硫酸盐(PMS)降解水中难降解有机污染物.但是锰氧化物在单独使用时容易出现严重的团聚现象,进而降低其对PMS的催化活性,不利于水中污染物的降解.因此,人们通常将锰氧化物负载于多孔的载体材料上.金属有机骨架材料(MOFs)因具有巨大的比表面积和温和的制备条件而广受关注.本文采用温和的溶剂热法首次成功制备了Mn_3O_4与MOF的复合材料Mn_3O_4/ZIF-8,并通过X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、X射线光电子能谱和红外光谱等手段对其进行了表征,探究了Mn_3O_4/ZIF-8的形成机理.考察了Mn_3O_4负载量对Mn_3O_4/ZIF-8催化性能的影响,以及Mn_3O_4/ZIF-8投加量、PMS投加量、初始罗丹明B(RhB)浓度和反应温度对RhB去除效果的影响,同时探究了Mn_3O_4/ZIF-8的重复使用性能,分析了RhB的降解途径、去除机理以及最终的降解副产物.结果表明,边长为50-150 nm的片状Mn_3O_4均匀分散在粒径为250 nm的六边形ZIF-8的外表面;当Mn_3O_4负载量为0.5时,所制备的复合材料0.5-Mn/ZIF-120活化PMS对RhB的降解效果最好,反应60 min时RhB降解率可达到99.4%,且Mn的浸出量可以忽略不计.在该体系中,RhB的降解过程符合一级动力学反应方程,其降解速率常数随催化剂和PMS投加量的增加、反应温度的提高和初始RhB浓度的减小而增大.在0.5-Mn/ZIF-120催化剂投加量为0.4 g/L、PMS投加量为0.3 g/L、初始RhB浓度为10 mg/L、初始溶液pH为5.18及室温(23oC)条件下,水中RhB的降解率在40 min时即可达到98%.淬灭实验表明,该体系中HO·起主导作用,而其主要来源于活化PMS所产生的SO_4–·.此外,通过简单的二次水冲洗方式对0.5-Mn/ZIF-120催化剂进行回收使用,在连续5次循环使用后仍然可见较高的催化活性和稳定性,RhB的去除率保持在96%以上,且Mn的浸出百分率始终低于5%.     

基于含铬革屑制备吸附-降解型胶原/ZnO复合材料

危险废弃物含铬革屑的资源化利用是制革行业面临的一大难题.含铬革屑的主要成分胶原可作为吸附材料,但存在稳定性差、需解吸等问题,限制了其在水处理领域的应用.本文通过酸法从含铬革屑中提取胶原纤维并原位负载纳米氧化锌(ZnO)制备了吸附-降解型胶原/ZnO复合材料.红外光谱及X射线衍射谱图显示,ZnO成功负载且呈片状,具有六角纤锌矿晶型,负载到胶原纤维上后并不会影响其自身的光响应范围,禁带宽度为3.20 eV.当锌前驱体溶液浓度为0.12 mol/L、胶原纤维分散液pH值为8、胶原海绵质量为60 mg时,复合材料光催化性能最佳;在160 min内对10 mg/L亚甲基蓝(MB)的降解率达95.2%;循环5次后,降解率依然可达到87.5%.动力学模型拟合结果显示,复合材料对MB的吸附更符合拟二级吸附动力学模型,受化学吸附控制;MB的光催化降解过程符合一级降解动力学方程,降解速率最高为0.0172 min^-1.此外, ZnO的引入提高了复合材料的抗菌性和热稳定性.     

超声波-二氧化钛光催化耦合法降解高效氯氰菊酯

采用超声波-TiO2光催化耦合法降解高效氯氰菊酯,考察了高效氯氰菊酯初始浓度、降解时间、溶液pH、催化剂用量等对高效氯氰菊酯农药残留的降解效果,并利用水果进行了实物模拟.结果表明:利用超声波-TiO2光催化耦合法能够有效地降解高效氯氰菊酯农药残留.在弱酸环境中,当纳米TiO2投放量为1.2g/L时,经2h超声催化降解,不同浓度的高效氯氰菊酯农药稀释液均被有效降解,降解率最高可达98.3%.     

Removal of methyl orange from aqueous solution using bentonite-supported nanoscale zero-valent iron

Zero-valent iron (ZVI) nanoparticles tend to agglomerate, resulting in a significant loss in reactivity. To address this issue, synthesized bentonite-supported nanoscale zero-valent iron (B-nZVI) was used to remove azo dye methyl orange (MO) in aqueous solution. Batch experiments show that various parameters, such as pH, initial concentration of MO, dosage, and temperature, were affected by the removal of MO. Scanning electron microscopy (SEM) confirmed that B-nZVI increased their reactivity and a decrease occurred in the aggregation of iron nanoparticles for the presence of bentonite (B). Using B-nZVI, 79.46% of MO was removed, whereas only 40.03% when using nZVI after reacting for 10 min with an initial MO concentration of 100 mg/L (pH=6.5). Furthermore, after B-nZVI reacted to MO, XRD indicated that iron oxides were formed. FTIR showed that no new bands appeared, and UV-vis demonstrated that the absorption peak of MO was degraded. Kinetics studies showed that the degradation of MO fitted well to the pseudo first-order model. A degradation mechanism is proposed, including the following: oxidation of iron, adsorption of MO to B-nZVI, formation of Fe(II)-dye complex, and cleavage of azo bond. Finally, the removal rate of MO from actual wastewater was 99.75% when utilizing B-nZVI.     

Dechlorination of carbon tetrachloride by Nanoscale Nickeled Zero‐Valent Iron @ Multi‐Walled Carbon Nanotubes: Impact of reaction conditions,kinetics and mechanism

The nanoscale nickeled zero‐valent iron @ multi‐walled carbon nanotubes (NF@MWCNTs) were synthesized, characterized and used to dispose carbon tetrachloride (CT) in aqueous solution. Scanning electron microscopy (SEM), X‐ray energy dispersive spectroscopy (EDS), X‐ray diffraction (XRD) and Brunauer–Emmett–Teller (BET) gas sorptometry measurements were conducted to characterize the microstructure of the NF@MWCNTs. And batch experiments under different operation parameters were conducted to investigated the activity of NF@MWCNTs on degrading CT, including the content of NF@MWCNTs composites, temperature, catalyst dosage, initial pH and different anions. The experimental results showed that 4% nickel content of Ni/Fe bimetal and 2:1 doping ratio of Fe/MWCNTs were the wise choices in this study, which provided excellent degradation efficiency of CT when compared with nanoscale zero‐valent iron (nZVI) (97.44% and 55.28%, respectively). That was benefited from the fact that MWCNTs as an excellent support material could reduce the activation energy of 7.952 kJ/mol, and the nickel metal further reduced the reaction activation energy of 11.022 kJ/mol as presented in the conceptual model. Beyond that, NF@MWCNTs showed good reusability after five times consecutive reaction. Based on these, the reaction mechanism and degradation pathway also had been discussed.     

双萘酰亚胺衍生物用于检测水溶液中的苦味酸

设计合成了一个新的双1,8-萘酰亚胺衍生物(Bis-Nph), 并通过核磁共振波谱和高分辨质谱鉴定了其结构. Bis-Nph呈现出典型的分子内电荷转移(ICT)和聚集诱导增强发射(AIEE). 该化合物可以作为荧光探针检测水溶液中的苦味酸(2,4,6-三硝基苯酚, TNP), 检出限为5.8×10^-7 mol/L. 作用机制为TNP的质子转移到Bis-Nph, 有效地阻断了其ICT发射, 使荧光发生显著猝灭. 另外, Bis-Nph的细胞毒性较低, 可做成试纸进行TNP的快速检测.     

两亲性嵌段共聚物mPEG-b-PCL/FA的合成及其药物释放性能

以苯甲醇为引发剂,在辛酸亚锡催化下引发ε-环己内酯(ε-CL )开环聚合,合成了聚己内酯(PCL).分别利用端甲氧基聚乙二醇(mPEG)、PCL及叶酸(FA)与三氯三嚎中不同的氯反应,得到两亲性嵌段共聚物mPEG-b-PCL/FA;采用傅立叶变换红外光谱仪和核磁共振谱仪等表征了mPEG-b-PCL/FA的组成和结构;采...     

天然膨润土负载纳米铁的制备及其对阿莫西林的降解性能

采用液相还原法制备膨润土负载纳米铁（B-nZVI）用于降解水体中的阿莫西林（AMX）.通过SEM、XRD、FT-IR、BET等表征手段,对其微观结构和B-nZVI与阿莫西林反应前后进行了表征,还进行了其对阿莫西林的降解实验.研究表明,制成的B-nZVI材料中的纳米铁多数以30～90nm球形颗粒为主,均匀地分散在膨润土中,从而提高了纳米铁的反应活性,对阿莫西林的去除率要比单独使用纳米铁（nZVI）高,其降解过程符合表观一级反应动力学.基于表征和降解动力学的依据,B-nZVI对阿莫西林的可能降解机理是内酰胺键被零价铁还原作用而打开.     

低功率超声增强碘帕醇氯氧化的效果和路径

研究了低功率超声(US, <38 W)对NaClO氧化非离子型碘代X射线造影剂—碘帕醇(IPM)的增强作用及机理, 考察了NaClO添加浓度和超声功率的影响, 分析并计算了体系中的主要活性物种及其贡献. 采用高效液相色谱/串联质谱(HPLC/MS/MS)对降解产物进行分析, 推测IPM的降解路径. 结果表明, 低功率US显著增强了NaClO对IPM的氧化效果, 在25 ℃, pH=5.8, NaClO浓度为0.12 mmol/L条件下, 10 mg/L IPM在60 min的降解率达到85.8%. 其中NaClO氧化、 HO·和活性氯自由基(RCSs)是US/NaClO增强IPM降解的主要原因, 自由基分析计算它们的贡献率分别为15.82%, 4.65%和79.53%. NaClO浓度在0~0.24 mmol/L范围内, IPM的降解率随NaClO浓度升高而增加, 60 min后降解率由4.75%增加到91.12%; 超声功率为28.5 W, 降解率达到最高. 在 15~45 ℃温度范围内, IPM的降解过程符合表观一级反应动力学, 反应活化能(E_a)为59.03 kJ/mol. HPLC/MS/MS共检测出5种中间产物, 结合密度泛函理论(DFT)计算结果, 初步推测了IPM在US/NaClO体系中的降解途径和机理.     

评价表面活性剂溶液泡沫性能的方法—真球气泡法北大核心CSCD

通过真球气泡法测定了不同价数和浓度的无机盐体系下十二烷基硫酸钠(SDS)表面活性剂溶液的表面张力和表面扩展黏度;通过Ross-Miles法测定了相应同一溶液的发泡力和泡沫稳定性;结果表明:SDS溶液的表面张力值随着各种无机盐浓度的增加而减小至不变,此时的无机盐浓度作为相对浓度100%来考察时,发现临界胶束浓度(CMC)值与添加盐的种类无关,只随无机盐的相对浓度的增加而减少;即CMC值随着无机盐的相对浓度的增加从不含无机盐时的8.3 mmol/L均收敛至最小值3.0 mmol/L;表面张力值和对应的发泡力值呈负线性关系,由此推断表面张力值可以评价发泡力;表面扩展黏度值和对应的泡沫稳定性值呈正线性关系,由此推断表面扩展黏度可以评价泡沫稳定性;无机盐种类对SDS表面活性剂发泡力和泡沫稳定性的影响力随阳离子价数(Na^(+)、Cu^(2+)、Fe^(3+))增加而增加。     

Photocatalytic Decomposition of 2，4-Dichlorophenoxyacetic Acid over Amorphous Titania Modified Pt（IV）under Visible Light

Amorphous microporous metal oxides of titanium（AMM-Ti）which can induce photocatalytic reactions under visible light irradiation was prepared by using Na2PtCl6 according to the sol-gel procedure affording high specific surface areas of 160-200 m2/g. The most active photocatalysts contained 3.0% P（t Ⅳ）. According to extended X-ray absorption fine structure（EXAFS）results,isolated PtCl4 molecules were homogeneously distributed in an almost exclusively amorphous matrix of titania. During the photocatalytic degradation of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid（2,4-D）in aqueous solution containing a suspension of AMM-Ti,it was found that 2,4-dichlorophenol was the major intermediate. The initial rate of photo-degradation was studied as a function of the initial concentration of reactants by the linearised form of the Langmuir-Hinshelwood equation,by which rate constants k and equilibrium adsorption constants K were evaluated. The postulated charge separation mechanism at Pt （Ⅳ）/ AMM-Ti and photocatalytic degradation mechanism of 2,4-D were also proposed.