纳米零价铁去除地下水中亚硒酸盐的动力学及机理

为解决地下水中亚硒酸盐(Se(IV))污染问题,采用纳米零价铁为还原剂,考察溶液的pH、Se(IV)初始浓度以及溶液温度等因素对Se(IV)去除效果的影响．结果表明:纳米零价铁在厌氧条件下能够在短时间内将Se(IV)完全去除,速率常数随pH和初始硒浓度的升高而降低,随温度的升高而升高,利用阿伦尼乌斯方程得到其反应活化能为26.26 kJ·mol-1．X射线吸收近边结构谱(XANES)进一步证明了在不同pH和浓度下,还原产物以Se(0)为主．水中Se(IV)的去除由吸附和还原引起,反应过程是水中Se(IV)先吸附到纳米铁表面,随后被还原为零价硒．纳米零价铁还原是一种有效去除水体中Se(IV)的方法．     

Pilot study on combined process of catalytic ozonation and biological activated carbon for organic pollutants removal

A combined process of catalytic ozonation in the presence of a novel heterogeneous catalyst and biological activated carbon was investigated for the removal of priority control organic pollutants, the reduction of genotoxicity, and the improvement of biodegradable dissolved organic carbon (BDOC). Results confirm that the catalytic ozonation has higher effectiveness for the removal of refractory harmful organic pollutants, the reduction of genotoxicity and the increase of bio-degradability of organics than ozonation alone, which results in lower pollution load for subsequent biological activated carbon process, and then leads to less organic pollutants penetrating biological activated carbon. The novel catalytic ozonation with this combined process exhibits excellent performance to guarantee the safety of drinking water.     

仿生材料的构建及其在水环境化学领域中的研究进展

仿生材料是模仿生物形貌或分子结构并具有相似功能的合成材料,在水环境化学领域的研究中被广泛关注。综述了仿生材料在该领域的研究现状。首先,总结了仿生材料的构建方法,包括生物活性单元负载或重构、活性中心结构仿生、催化环境仿生和形貌仿生。其次,梳理了仿生材料在水中污染物的氧化去除、还原去除以及检测方面的研究进展。总体而言,其独特的结构、作用机制与优异效能使其具有较强的实际应用潜力,其微观结构与效能的相关关系及最优化结构的可控合成方法是后续研究要关注的关键问题。最后,论述了水环境化学领域中仿生材料研究所面临的挑战和未来的发展方向。     

过硫酸盐强化零价铁还原去除硝基苯的实验研究

考察了过硫酸盐（PS）强化零价铁（ZVI）对水中硝基苯去除的性能。结果表明在单纯利用ZVI还原去除硝基苯过程中,初始pH 3.0时初期去除硝基苯速率较快,初始pH 4.0～7.0时随pH的升高反应速率减慢,而ZVI投量的增加对去除速率有较大提升作用。向体系中投加PS能显著促进零价铁去除硝基苯的速率,在达到相同去除效果的情况下,外加PS的成本远远小于提升ZVI投量所引起的成本增加。综合固体产物的XRD表征得知,PS提高ZVI去除硝基苯的效果主要是通过促进ZVI的腐蚀和改变ZVI腐蚀产物的种类来实现。通过FTIR表征可知,外加PS仅对硝基苯去除过程起加速作用,而不改变其还原路径。GC-MS的结果则验证了硝基苯被ZVI/ZVI-PS降解的主要产物为苯胺。     

新疆油田高盐含氧体系缓蚀剂的性能研究

为解决油田氧腐蚀问题，以反式对甲氧基肉桂醛、3-氨基苯甲酸为主要原料合成了具有多个吸附位点的席夫碱缓蚀剂TMCAM。首先，通过动态失重法评价了不同浓度的席夫碱缓蚀剂TMCAM在60℃含氧油田模拟配水中对Q235钢的缓蚀性能。结果表明，在TMCAM质量浓度为60 mg/L时，Q235钢的腐蚀速率为0.062 4 mm/a，满足现场要求；TMCAM投加质量浓度为100 mg/L时，Q235钢腐蚀速率仅为0.036 8 mm/a，缓蚀率可达到90%。其次，采用扫描电镜、电化学法、接触角测试等表征技术评价了TMCAM的缓蚀性能并分析其缓蚀机理。结果表明，TMCAM是一种偏阴极的混合型缓蚀剂，TMCAM分子与Fe之间的吸附能力强，且TMCAM可在钢表面形成疏水膜，减少了含氧污水与管道的接触时间，减缓了腐蚀，进而保护了管道。最后，通过分子模拟技术从理论角度分析了缓蚀剂的缓蚀性能与缓蚀剂分子构型之间的关系，结果显示TMCAM分子结构具有较强的吸附能力，高于文献报道的其他席夫碱缓蚀剂。