Abstract ：

开发光催化材料被认为是缓解能源短缺与环境污染的有效策略之一,然而,同时实现高效、长期稳定和具有宽响应范围的催化剂仍然是光催化领域一个具有挑战性的目标.采用"一锅热聚合法"成功合成一种对光响应良好的硼化氮化碳/二氧化锡异质结.研究结果表明,硼化氮化碳/二氧化锡异质结材料可表现出优异的光催化活性,在模拟太阳光照射40 min时,对亚甲基蓝(methylene blue,MB)的降解率可达到 94.8%.原因为异质结构和B掺杂的协同优化作用,优化作用主要表现为使其光学带隙减小而增强其可见光吸收特性,以及降低电子-空穴对的复合,优化其光催化活性.此外,还通过实验构建异质结界面能带结构模型,对光催化降解反应中的活性物种与反应机理进行了深入辨析与讨论.

Keyword ：

有机物降解 g-C3N4 异质结 B掺杂 光生载流子 光催化

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随着汽车尾气对空气质量的负面影响日益严重,光催化技术在环保领域的应用逐渐受到重视.因此,基于二氧化钛(Tio2)和石墨相氮化碳(g-C3N4)的光催化性能,制备了一种g-C3N4/TiO2复合光催化剂,旨在提高汽车尾气的降解效率,即:选用三聚氰胺(C3H6N6)、双氰胺(C2H4N4)和尿素(CH4N2O)作为前驱体制备g-C3N4,通过质量损失和尾气降解实验分析筛选出最佳前驱体,并设计了不同质量比的g-C3N4/TiO2复合光催化剂;通过对比分析单体和复合光催化剂的光催化性能,确定了复合光催化剂的最佳质量比.实验结果表明:制备g-C3N4的最佳前驱体为C3H6N6,当复合光催化剂的最佳质量比为C3H6N6∶TiO2=2∶1时,复合光催化剂的降解效率达到最佳;g-C3N4/TiO2复合光催化剂在60 min内对HC、CO和NOx的降解率分别为16.12％、16.87％和45.37％,其降解效率明显高于单体TiO2.该研究结果为进一步优化光催化技术提供了有益的参考,有助于推动其在环保领域的应用和发展.

Keyword ：

石墨相氮化碳 光催化 TiO2 汽车尾气降解

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一种利用抑菌剂为厌氧氨氧化稳定提供底物的方法，属于污水生物处理技术领域。将全程硝化活性污泥接种入序批式生化反应器中，在曝气结束后使用对氯间甲酚对活性污泥进行浸泡处理，对氯间甲酚使用浓度为70‑100mg/L，浸泡时间为24‑36h。活性污泥浸泡处理并洗泥排除干扰后，反应器恢复正常运行，当氨氮降解率大于80％，同时亚硝积累率大于90％，认为短程硝化启动成功。本发明利用一种抑菌剂实现短程硝化，该抑菌剂可以通过抑制亚硝酸盐氧化持续稳定地为厌氧氨氧化提供底物，推进经济节能脱氮技术的发展。

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通过静电纺丝制备了 Fe和N掺杂改性的碳纳米纤维(Fe-N-CNF),研究了该催化剂活化过一硫酸盐(PMS)降解双酚A(BPA)的性能.以聚丙烯腈为前驱体通过添加FeCl3、尿素、NH4Cl、均苯四甲酸二酐等配制溶胶进行静电纺丝,预氧化并高温碳化后获得Fe-N-CNF,研究了 Fe-N-CNF投加量、PPMS投加量、溶液初始pH对BPA降解效果的影响.结果表明,当Fe-N-CNF投加量为1 g·L-1,PMS投加量为2 mmol·L-1,初始pH为5时,30 min内对初始浓度为20 mg·L-1 BPA的降解率可达100％.自由基淬灭实验和电子自旋共振波谱(ESR)分析证明,该体系中起主要作用的活性氧物种是O2·-和1O2.同时研究了 Fe-N-CNF/PMS体系对多种有机污染物的降解效果.

Keyword ：

双酚A 静电纺丝 过一硫酸盐(PMS) 碳纳米纤维(CNF)

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一种利用非那西汀快速启动与稳定维持城市污水常温短程硝化的方法，属于污水生物处理技术领域。方法为：将全程硝化活性污泥接种到序批式生化反应器中，用非那西汀对反应器中的活性污泥进行浸泡处理，采用的非那西汀浓度为4‑20mg/L，浸泡时间为12‑30h。全程硝化活性污泥经非那西汀浸泡处理，反应器的氨氧化活性可以快速恢复，而亚硝酸盐氧化活性会受到持续性抑制，当氨氮降解率(ARE)达到90％以上且亚硝积累率(NAR)达80％以上时，城市污水常温短程硝化正式启动。

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采用热聚合法制备并优化了不同铁掺杂比的铁掺杂类石墨相氮化碳(Fe-g-C3N4)类芬顿光催化剂,铁元素可完全掺杂进入类石墨相氮化碳(g-C3N4)结构中并组成Fe—N配位键,最佳的Fe掺杂比为10％(质量分数).Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解速率和降解率均远高于g-C3N4的,反应10 min时降解率已达到87.9％,反应过程中起主要作用的活性基团为羟基自由基,超氧自由基和空穴电子也有一定作用.在pH值为3～9范围内,Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化对罗丹明B的降解率均高于90％,大幅度拓宽了适用范围;H2O2的投加量会显著影响Fe-g-C3N4类芬顿/光催化氧化的降解效能,H2O2最佳投量范围为1.0～1.5 mmol/L.

Keyword ：

类芬顿 罗丹明B 铁掺杂类石墨相氮化碳 光催化氧化

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低温等离子体协同催化降解甲苯过程中,在降解污染物的同时活性氧原子聚合生成臭氧。本文研究比较了不同催化剂、放电能量水平、催化段长度和气速条件下的臭氧浓度变化和甲苯降解情况,探究了低温等离子体协同催化降解甲苯过程中臭氧的生成情况。研究表明,将7.5%Mn/堇青石催化剂置于放电区时能有效抑制臭氧生成,促进甲苯降解,提高系统能效,臭氧最高浓度相比无催化剂时降低63.32mg/m~3;而0.2%Pd-0.3%Ce/堇青石催化剂对甲苯降解和抑制臭氧的性能较差。随着系统能量水平的提高,甲苯降解率和臭氧生成浓度逐渐升高。臭氧生成浓度与催化段长度呈正相关关系,与气速的关系则相反。在不同的外加电压条件下,臭氧生成...

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催化氧化 臭氧 甲苯 低温等离子体

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低温等离子体协同催化降解甲苯过程中,在降解污染物的同时活性氧原子聚合生成臭氧.本文研究比较了不同催化剂、放电能量水平、催化段长度和气速条件下的臭氧浓度变化和甲苯降解情况,探究了低温等离子体协同催化降解甲苯过程中臭氧的生成情况.研究表明,将7.5%Mn/堇青石催化剂置于放电区时能有效抑制臭氧生成,促进甲苯降解,提高系统能效,臭氧最高浓度相比无催化剂时降低63.32mg/m3;而0.2%Pd-0.3%Ce/堇青石催化剂对甲苯降解和抑制臭氧的性能较差.随着系统能量水平的提高,甲苯降解率和臭氧生成浓度逐渐升高.臭氧生成浓度与催化段长度呈正相关关系,与气速的关系则相反.在不同的外加电压条件下,臭氧生成浓度呈先上升后下降的趋势,当外加电压为13kV条件时臭氧浓度最高,当电压升高至16kV时臭氧浓度降为零.

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低温等离子体 臭氧 催化氧化 甲苯

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有机硫化合物对位酯生产废水具有COD高、含硫酸盐和有机硫高以及碳硫比低的特点,针对单一厌氧反应器在处理废水时只能在较低COD容积负荷(OLR)下运行的问题,在提高有机硫对位脂生产废水产甲烷反硝化效能的基础上,采用微电场-零价铁联合方式处理该类废水.实验结果表明:OLR(以COD计)为6.67 g·(L·d)-1,进水COD为20 000 mg·L-1时,复合床的COD去除率为70％,产甲烷率为1.41 L·(L·d)-1,反硝化率为87％,对位脂降解率为74％;在COD/TSO42-(总硫酸盐)为1.57时,COD去除率、产甲烷率和反硝化率可分别能稳定在60％、1.18 L·(L·d)-1和79％;在COD/TSO2-为0.88时,产甲烷菌受到中等程度的抑制;当COD/TSO2-恢复为1.57时,厌氧系统在7d后恢复,说明联合系统有很强的恢复能力.综合上述结果,与单一的UBF处理相比,采用微电场-零价铁能显著提高UBF的运行负荷和同步产甲烷反硝化能力,同时也能使反应器承受更低的碳硫比.

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对位脂生产废水 微电场-零价铁-UBF 同步产甲烷反硝化 COD/TSO42- 有机硫化合物

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从实验室A2/O小试设备中分离纯化出一株具有高亚硝酸盐氮(NO2--N)积累率的反硝化菌株ZY04,经过16SrDNA鉴定和基因比对后,初步鉴定为Acinetobacter johnsonii.使用Logistic模型可以很理想地拟合菌株ZY04的生长特性曲线,得到生长方程常数a=0.6588,b=24.08,k=0.2413.在维持初始基质中硝酸盐氮(NO3--N)浓度为100mg/L的条件下,改变碳源乙酸钠的浓度,使碳氮比(TOC/TN)为3.5,4.5,5.5,6.5,研究菌株ZY04部分反硝化性能,发现该菌株在不同碳氮比条件下均能够保持95％以上的NO3--N降解率,在碳氮比为3.5和4.5时,17h后NO2--N积累率达到70％以上;在碳氮比为5.5和6.5时,NO2--N积累率在更快的11h后达到85％以上,碳氮比为5.5时达到最高NO2--N积累率91％.使用Aiba,Edwards和Andrews模型对菌株的基质抑制动力学进行拟合,结果表明,3种模型均可以很好的拟合NO3--N和乙酸钠对菌株的单基质抑制动力学,在双基质抑制的9种组合中,有6种模型成功拟合了NO3--N和乙酸钠对菌株的双基质抑制动力学,得到了相关半饱和参数和基质抑制参数,相关系数(R2)可以达到98％.

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基质抑制 约氏不动杆菌 双基质动力学 部分反硝化

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