阿特拉津降解菌Pseudomonas sp. ZXY-1的分离鉴定及降解动力学

为深化微生物修复技术在阿特拉津降解中的应用,从受农药污染的土壤中分离出一株高效阿特拉津降解菌株ZXY-1.经鉴定(形态特征、生理生化特征、16s rRNA序列分析)ZXY-1为假单胞菌属(Pseudomonas).研究表明,ZXY-1在11 h内可完全降解初始质量浓度为100 mg/L的阿特拉津,降解效率为9.09 mg/(L·h).同时,实验得到ZXY-1的最适生长条件分别为温度30℃、pH 8.0、摇床转速150 r/min、接种量3%.在最适生长条件下,阿特拉津初始质量浓度20~80 mg/L内,菌株ZXY-1的降解符合一级动力学方程;在100~250 mg/L内,菌株ZXY-1的降解符合零级动力学方程.随着初始阿特拉津质量浓度的升高,菌株ZXY-1的生长受到抑制作用,在降解过程中菌株细胞的生长符合Haldane生长抑制模型,其相关动力学参数为μ_(max)=0.696 h~(-1),K_s=98.55 mg/L,K_i=142.6 mg/L.本研究菌株可为含有阿特拉津工农业废水的生物修复提供可行性选择.     

AMF对美人蕉修复水体除草剂污染的影响

阿特拉津在水体中的残留对水生环境和人类健康具有重大的威胁,植物修复是针对环境中阿特拉津的有效原位修复方法.采用水培盆栽试验研究丛枝菌根真菌对美人蕉植物修复阿特拉津的影响,结果表明:在接种丛枝菌根真菌30 d后,美人蕉与丛枝菌根真菌形成稳定的共生关系,美人蕉根系的菌根侵染率达(22.1±4.6)%;丛枝菌根真菌缓解了阿特拉津对美人蕉生长的抑制作用,提高了在阿特拉津胁迫下美人蕉的株高、根长和生物量,菌根效应在美人蕉的生长上作用显著,并且在阿特拉津质量浓度为5 mg·L~(-1)时,菌根效应达到最大值;接种丛枝菌根真菌可以显著提高美人蕉对阿特拉津的降解速率,减小阿特拉津的半衰期,并且提高美人蕉植物修复阿特拉津的适用质量浓度范围.接种丛枝菌根真菌的美人蕉是阿特拉津污染修复的理想选择,本研究为阿特拉津水体污染原位修复提供一种可行的解决方案.     

Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2阳极电催化降解含环己酮废水的研究

高浓度、组成复杂的工业有机废水难以直接用普通的生物处理法处理，因此，需要探索经济有效的废水处理方法.电化学氧化法是比较有效的处理该类废水的方法.采用Ti/SnO₂-Sb₂O₅/PbO₂电极作为阳极，探索利用阳极电催化氧化法处理含环己酮废水的方法，采用紫外-可见分光光度法对降解反应过程进行监测, 对降解反应机理进行了探讨,对电解反应条件进行了优化.实验结果表明，用Ti/SnO₂-Sb₂O₅/PbO₂电极电催化降解处理含环己酮的有机废水是一种有效的方法，并与生物处理法联用，产生了节约废水处理费用的良好方法.     

物质结构对芳香有机物电催化降解的影响

目的 探讨不同物质结构的难生物降解芳香化合物的电催化降解规律.方法 依据电化学高级氧化的机理,通过静态试验,分别对酚类和胺类芳香污染物进行电化学氧化降解,分析不同取代基对降解效果的影响.结果 电催化氧化技术可有效处理水中的芳香化合物,处理2 h,苯酚、苯胺和甲苯胺接近完全去除,对氯苯酚和对氯苯胺的去除率超过90%,对硝基苯酚和2,4-二氯酚的去除率也达到70%左右.甲苯胺、苯胺、苯酚和对氯苯胺废水的COD去除率超过50%,对氯苯酚废水的COD去除率为40%,对硝基苯酚和2,4-二氯酚的COD去除率很低.结论 苯环上取代基对有机物的电催化降解活性有很大影响,带有供电子取代基团的芳香化合物的电催化降解速率比带有吸电子取代基团的芳香化合物的电催化降解速率快,取代基的数量越多影响越大.     

Ti4O7多孔膜电极降解橙黄Ⅱ的效果与催化机制

为开发高效、低成本的电催化氧化系统,在制备Ti₄O₇多孔膜电极的基础上构建穿流-电催化氧化系统,采用X-射线衍射、压汞法、电子顺磁共振波谱等对Ti₄O₇多孔膜电极进行表征,分析穿流和非穿流模式下橙黄Ⅱ的电催化降解动力学,探究穿流模式下管道压力、电流密度、初始污染物浓度和溶液pH对橙黄Ⅱ电催化降解的影响,验证Ti₄O₇多孔膜电极的循环稳定性和电催化机制。结果表明：Ti₄O₇多孔膜电极具有晶体纯度高、比表面积高（10.18 m²/g）、孔径分布集中（0.1～1.0μm）、析氧电位高（2.2 V vs. SHE）等特点;穿流模式可以增强污染物向电极表面的液相传质,进而加速污染物的电催化降解,穿流模式下橙黄Ⅱ的降解率可达91.03%,电流效率为88.77%;穿流模式下,管道压力、电流密度与橙黄Ⅱ的电催化降解速率呈正相关,不同初始质量浓度的橙黄Ⅱ（10～50 mg/L）在穿流模式下均可以被有效降解,最...     

电催化氧化甲胺磷农药废水实验

以活性炭-纳米二氧化钛为电催化剂,对甲胺磷溶液的电催化氧化降解规律进行了研究.考察了催化剂量、槽电压、pH值、反应时间等因素对处理效果的影响.实验结果表明,该工艺能有效的去除废水中的有机物,纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著,去除机制主要是电致H2O2、*OH对有机物的氧化、降解.通过ESR检测了电催化系统处理废水过程中产生的羟基自由基.     

电催化氧化甲胺磷农药废水实验

以活性炭-纳米二氧化钛为电催化剂,对甲胺磷溶液的电催化氧化降解规律进行了研究.考察了催化剂量、槽电压、pH值、反应时间等因素对处理效果的影响.实验结果表明,该工艺能有效的去除废水中的有机物,纳米二氧化钛催化剂的催化效果显著,去除机制主要是电致H2O2、.OH对有机物的氧化、降解.通过ESR检测了电催化系统处理废水过程中产生的羟基自由基.     

粗糙化银电极上3,4,5,6-四氯吡啶甲酸的电催化还原

用电化学氧化还原法(ORC)制备了粗糙化银电极.采用原子力显微镜(AFM)对粗糙化银电极表面结构进行了表征,用循环伏安法和大幅度电势阶跃法研究了碱性水溶液中粗糙化银电极对3,4,5,6-四氯吡啶甲酸(3,4,5,6-TCP)的电催化还原特性.结果表明:用电化学氧化还原法(ORC)制备得到的粗糙化银电极表面交错分布了棉絮状微晶和圆柱状晶枝,对3,4,5,6-TCP脱氯反应显示了很高的电催化活性;该脱氯反应是受扩散控制的不可逆反应,求得传递系数α为1.51nα-1,扩散系数D为0.820×10-6(cm2·s-1).     

修饰石墨基二氧化铅电极电催化氧化降解苯胺

选择石墨作为基体,采用电沉积的方法制备出掺杂镧元素修饰的二氧化铅电极.通过对该电极进行XRD和SEM测试,发现电极的表面主要成分为β-PbO2,底层为α-PbO2;镧金属的氧化物嵌入到PbO2晶格当中,使晶形发生显著改变;电极表面致密均匀,空隙率大,利于对目标有机物吸附和发生电催化氧化反应.以该修饰电极为阳极,石墨电极为阴极,对苯胺模拟废水进行电催化氧化处理,分别考察了阴离子种类、电流密度、进水质量浓度、反应初始pH值对苯胺和COD去除率的单因素影响.该修饰二氧化铅电极对苯胺的电化学氧化降解反应基本符合一级反应动力学规律.     

UV/H2O2法降解水中阴离子表面活性剂

目的研究UV/H2O2(光催化氧化)法对水体中的阴离子表面活性剂的降解效果.方法以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)溶液为模型污水,通过静态试验研究H2O2投加量、初始质量浓度、pH值、反应时间等对UV/H2O2光催化氧化降解水体中SDBS效果的影响.结果改变反应体系的H2O2投加量及pH值对氧化降解SDBS的效果影响很大,在水中SDBS初始质量浓度为100 mg/L时,控制反应条件为pH值6.5,加4 mL的H2O2,反应1h后,SDBS降解率可达80%以上.结论UV/H2O2法能够有效降解水中的SDBS,H2O2投加量低,无二次污染.     

Investigation on the electrocatalytic characteristics of SnO<Subscript>2</Subscript> electrodes with nanocoating prepared by electrodeposition method

SnO₂ electrodes have many advantages in the degradation of toxic or bio-refractory organic wastewater, and SnO₂ is a kind of anode material which has the potential to be widely used. Electrocatalytic efficiency and service life of TiSnO₂ electrodes are key factors that can influence its applications. In order to enhance the electrocatalytic characteristics of TiSnO₂ electrodes, a type of electrocatalytic electrode with nanocoating was prepared by direct current (DC) electrodeposition method and thermal oxidation technique. With phenol as the model pollutant, the electrochemical degradation efficiencies of electrodes with nanocoating and non-nanocoating were investigated. It was demonstrated that the electrodes with nanocoating have higher efficiency than that of electrodes with non-nanocoating. The degradation time was decreased 33.3% for the same amount of phenol’s degradation. The crystal structure of surface coating, the micrograph of electrode surface and the chemical environment of Sn and Sb in the electrode surface were analyzed with the help of XRD, SEM and XPS. The results showed that the surface of electrode was mainly SnO₂ crystal with rutile structure and that much adsorbed oxygen in nanocoating was the dominant factor for enhancing the electrocatalytic characteristics. Supported by the Excellence Young Teacher Foundation of China Education Ministry and Research Foundation for Outstanding Young Scholars of Heilongjiang Province (Grant No. JC-02-04)     

磷掺杂碳纳米管负载镍催化剂的小分子电氧化性能研究

镍基催化剂作为碱性溶液中高催化活性和稳定的非贵金属催化剂,广泛用于小分子电催化氧化领域研究。以磷掺杂碳纳米管为载体,将负载镍/氧化镍核壳的纳米粒子用于甲醇小分子的电氧化,获得了良好的稳定性及催化活性。在仅有3%的低负载量时,在氧化峰电位,其质量活性为6 800 mA/mg,未掺杂碳纳米管载体上负载的纳米粒子活性仅为2 070 mA/mg。而且,与CNTs相比,PCNTs为载体时甲醇电氧化的起始电位及氧化电位均有一定程度的负移。该高催化性能归因于镍/氧化镍核壳纳米粒子的小粒径,以及磷掺杂碳纳米管载体与金属之间的相互作用。     

Pt-TiO_2-La_2O_3/石墨电极对CO氧化的电催化作用

采用溶胶-凝胶法制备了Pt-La2O3-TiO2/石墨电极.通过循环伏安法、XRD衍射和扫描电镜等现代方法测试了Pt-La2O3-TiO2/石墨电极对吸附在电极表面上和溶解在0.2 mol/L Na2SO4溶液中CO的氧化的电催化活性.实验结果表明,氧化镧掺入Pt-TiO2/石墨电极中可以将吸附在电极上的CO和溶液中溶解的CO的氧化电位由0.47 V降低到0.40 V(vs.SCE),改善了对CO氧化的电催化活性.     

基于氧化铝模板亚甲基蓝修饰电极的电化学性质及对抗坏血酸的催化氧化

采用电化学方法制备聚亚甲基蓝（PMB）修饰阳极氧化铝（Anodic alumina oxide,AAO）纳米电极（PMB/AAO）,并研究该电极的电化学性质和对抗坏血酸（AA）的催化氧化.结果表明：PMB/AAO纳米电极对AA有明显的催化氧化作用,其催化活性强于PMB/Au电极的催化作用.同时,应用线性扫描伏安法（Linear Sweep Voltammetry,LSV）对AA进行定量分析,其氧化峰电流与AA的浓度在5.0×10-6～1.0×10-3 mol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为1.0×10-6 mol/L.该电极重现性良好,并将PMB/AAO用于维生素C片剂中AA的测定,结果令人满意.     

电氧化光芬顿组合工艺处理垃圾渗滤液膜浓缩液研究

预处理+生化法+膜处理"的组合工艺是常用的垃圾渗滤液处理工艺，虽然能够快速稳定地削减渗滤液中各类污染物，但产生的渗滤液膜滤浓缩液富集了更高浓度的难降解有机物、盐分和其他无机物，难降解有机物的去除是渗滤液浓缩液处理的难题。以深圳某填埋场垃圾渗滤液膜浓缩液为研究对象，分别研究了三维电氧化、紫外芬顿（UV/Fenton）以及三维电氧化-UV/Fenton-电催化氧化组合工艺对垃圾渗滤液膜浓缩液的处理效果。在实验操作条件下，电氧化2 h，UV-Fenton处理1.5 h，电催化氧化2 h，COD、氨氮、总氮的去除率分别为97.6%、98.8%和93.5%，出水基本满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889-2008）直接排放限值要求，每吨垃圾渗滤液膜浓缩液的处理成本为93.2元。     

CdTe量子点碳糊修饰电极的制备及多巴胺测定

在碳糊中加入CdTe量子点制成修饰电极(CdTe/CPE),并研究了多巴胺(DA)在该修饰电极上的电化学行为.实验结果表明:在pH 7.0 PBS缓冲液中,电极上的CdTe量子点对DA的氧化还原呈现明显的电催化作用,电催化过程为表面吸附控制过程.闭路吸附时间为60s达到饱和,此电极可用于测定DA,响应迅速(1.5 s).峰电流与DA浓度在4×10-4-5×10-5 mol/L范围内呈线性关系,灵敏度高达0.061 9 A·L/mol,检测极限可达1.4 × 10-6mol/L.     

基于纳米钯/石墨烯增敏效应对双酚A的电化学检测

利用纳米钯/石墨烯材料构建一种测定双酚A的高灵敏电化学传感器. 本实验在石墨烯基底上电沉积钯纳米颗粒,得到纳米钯/石墨烯-壳聚糖复合物修饰玻碳电极（Pd/GR-Chit/GCE）,并通过扫描电子显微镜和电化学技术对其进行表征. 研究了双酚A（BPA）在Pd/GR-Chit/GCE上的电化学行为,发现其氧化峰电流在Pd/GR-Chit/GCE表面得到显著的增强,表明修饰电极对BPA表现出明显的电催化效果. 优化了钯纳米颗粒的沉积条件、石墨烯的滴涂量、pH值、富集电位和富集时间等测定参数,建立了一种快速简便测定BPA电化学新方法,实验结果显示,在pH 7的磷酸盐缓冲溶液中,BPA峰电流与其浓度在1.0×10^-7 mol/L~6.0×10^-5 mol/L范围内呈良好的线性关系,检测限可达到1.0×10^-8 mol/L.     

电化学氧化降解氯嘧璜隆

为了建立操作简便、有效的电化学氧化处理氯嘧璜隆废水的工艺方法,采用循环伏安法和恒电流电解法研究了传质因素对氯嘧璜隆在Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极电化学氧化降解过程中的影响,并对各种影响传质和氯嘧璜隆降解反应中的因素进行了优化.采用循环伏安和紫外-可见光谱法初步研究了氯嘧璜隆在Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极上的电化学氧化机理;采用高效液相色谱法(HPLC)对电解反应过程中c(氯嘧璜隆)进行监测;采用重铬酸钾法对化学需氧量(COD)去除效果进行评价.实验结果证明,废水的性质、电解操作条件、废水传质条件等因素对氯嘧璜隆在Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极上的电化学降解都具有显著的影响,同时也证明了采用Ti/SnO2-Sb2O3/PbO2阳极电化学氧化处理含氯嘧璜隆废水的可行性.     

中空Pd/C催化剂的合成及其对甲酸氧化电催化性能

为了提高Pd/C催化剂对甲酸电化学氧化的电催化性能和降低催化剂的成本,以XC-72碳为载体,通过金属置换反应制备中空结构的Pd/C催化剂,并用X-射线衍射（XRD）,透射电镜（TEM）和X-射线电子散射能谱（EDX）对催化剂微观形貌和结构进行表征.结果显示中空Pd纳米粒子的平均直径为27.3 nm, 电化学活性比表面积为116 m²/g,远远高于用硼氢化钾还原制备的实心Pd/C催化剂的.中空的Pd/C催化剂对甲酸氧化的电催化活性显著高于实心Pd/C催化剂,同时中空Pd/C催化剂的催化活性稳定性也优于实心Pd/C催化剂.     

溶胶凝胶法制备纳米二茂铁微粒及其电催化性能研究

采用溶胶凝胶法制备了二茂铁微粒后,将所得二茂铁微粒超声分散于甲基三甲氧基硅烷形成的溶胶结构中,得到了溶胶凝胶固载的二茂铁纳米粒子,并制成化学修饰碳糊电极.采用扫描电镜(SEM)方法对制得粉体微粒进行表征,并通过循环伏安实验与计时安培实验测试修饰电极的电催化活性.结果表明:采用溶胶凝胶法分散的二茂铁纳米粒子,粒径约为300nm,将二茂铁固载于SiO2的凝胶结构中有效地提高了修饰电极的稳定性与二茂铁的分散性.在优化的实验条件下,修饰电极对抗坏血酸(AA)的氧化具有明显的催化作用,安培法检测AA的线性范围为3.0×10-6～2.5×10-3 mol/L,检出限为1.0×10-6 mol/L(3sb,n=10).