基于NaHSO3活化KMnO4原位生成三价锰的有机污染物降解

为研究NaHSO₃活化KMnO₄过程中短时间内生成的非络合态三价锰对不同污染物的反应活性,结合停留光谱仪和动力学模型,分析三价锰氧化苯酚的表观二级速率常数,并通过相对速率法计算出三价锰氧化其余23种新兴污染物的表观二级速率常数,结果显示大部分常数介于1.14×10⁶~4.38×10⁶L/(mol·s)。通过定量构效关系分析新兴污染物与三价锰的反应机理,并对NaHSO₃活化KMnO₄过程中降解不同结构新兴污染物的效能进行预测,结果显示酚类化合物氧化速率与其官能团氧原子电荷呈负相关关系,与Hammett常数呈负相关关系,与最高占据分子轨道呈正相关关系,表明三价锰是一种亲电氧化剂,倾向于氧化具有富电子官能团的有机污染物。本研究结果有助于推动NaHSO₃活化KMnO₄工艺在水处理领域中的应用。     

光-臭氧催化氧化型SiC泡沫陶瓷的制备及其在左氧氟沙星降解中的应用

针对抗生素难以降解而造成环境污染问题，以左氧氟沙星(Levofloxacin,LEV)为目标污染物，制备Ce-TiO₂/SiC泡沫陶瓷复合材料，并由此构建光催化臭氧氧化耦合体系(CeTiO₂/SiC+LED+O₃).结果表明，该耦合体系能有效降解LEV，去除率为99%，化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD)降解率高达85.9%.该耦合体系体现了较高的协同效应，其一级反应动力学速率常数大于臭氧氧化(O₃)与光催化(Ce-TiO₂/SiC+LED)之和.另外，CeTiO₂/SiC泡沫陶瓷的稳定性实验表明，在5次重复使用实验后，光催化臭氧氧化活性基本不变.     

吲唑类PI3Kδ选择性抑制剂活性 理论模型的构建

吲唑类PI3Kδ选择性抑制剂是一类新的靶向抗癌药物,有的已开始应用于临床.为了研究PI3Kδ抑制剂的活性pIC50与结构之间的定量结构-活性关系,在分子拓扑理论的基础上,计算了47个PI3Kδ抑制剂分子的分子形状指数和电性拓扑状态指数,筛选了分子形状指数的K_1,K_3,K_4和电性拓扑状态指数的E_7,E_(16),E_(19)共6种结构参数,建立了这些PI3Kδ抑制剂分子的活性与K_1,K_3,K_4,E_7,E_(16),E_(19)这6种结构参数的定量结构-活性相关性多元回归模型,并将这6种参数作为神经网络输入层变量,47个PI3Kδ抑制剂分子的活性为输出层变量,采用6∶4∶1的网络结构方式,建立了预测能力强的神经网络模型,其总相关系数r为0.979 4,利用该神经网络模型计算得到的预测活性值与实验值的平均相对误差为1.92%.结果表明,PI3Kδ选择性抑制剂的活性与6种分子结构参数之间有良好的非线性关系,基团的类型、基团的连接位置以及相互之间的作用均能影响PI3Kδ选择性抑制剂的活性.     

汽车尾气中碳烟在钛酸钾上的催化氧化性能及动力学研究

采用溶胶-凝胶法合成了K₂ T_i4O₉ , K2 Ti₆O₁₃ 和K₂ Ti₂O₅ 钛酸钾型催化剂。利用X 射线衍射 (XRD)、智能重量分析仪(IGA)等手段进行了表征, 同时采用固定床对钛酸钾催化脱除柴油机尾气中碳烟颗粒的性能进行了测试, 并对钛酸钾催化氧化碳烟的动力学进行了研究。结果表明, 钛酸钾与传统催化剂相比具有更高的碳烟颗粒氧化性能, 在松散接触下依然能保持良好的活性, 且钾钛物质的量比为1 ∶1 的钛酸钾催化剂的脱除碳烟颗粒的效果最好。钛酸钾作用下碳烟的氧化为一级动力学反应, 且所建立的碳烟燃烧动力学方程与实验数据拟合较好。     

取代芳烃抑制黄瓜种子发芽率毒性拓扑模型

基于分子拓扑邻接矩阵的分子形状指数mK及电性拓扑状态指数Ef,计算了29种取代芳烃的Kier指数.通过多元线性回归法,建立了拓扑指数与取代芳烃抑制黄瓜种子发芽率的毒性pC50的定量结构-活性相关模型,该模型相关系数R2为0.874,标准偏差S为0.116,计算值与实验值基本吻合.经Jack-knife逐一剔除法检验,所建模型具有良好的预测能力与稳健性.利用该模型探讨了取代芳烃抑制黄瓜种子发芽的毒性机理,证明这些化合物属于极性麻醉或反应性毒物.     

煤气废水有机污染物缺氧生物降解性能及机理

为考察煤制气废水3种典型有机污染物(喹啉、吡啶、邻苯二酚)的缺氧生物降解性能及降解途径,利用缺氧驯化污泥作为接种污泥,以硝态氮为电子受体,考察了3种有机物的缺氧降解过程,并利用UV-Vis和GC/MS分析3种物质缺氧降解机理.结果表明:3种污染物对缺氧微生物抑制与毒害作用随初始质量浓度增加而增强;缺氧降解48 h后,剩余底物质量浓度随初始质量浓度增加而增大;3种污染物缺氧生物降解速率常数大小顺序为吡啶邻苯二酚喹啉.缺氧降解中污染物未被完全氧化成CO2和H2O,部分生成了较底物自身降解性更差的中间产物.葡萄糖共基质可以提高难降解污染物缺氧降解性能,且共代谢作用对自身生物降解性差的污染物降解性能的提高更显著.利用UV-Vis和GC/MS分析了污染物缺氧生物降解途径,结果表明,喹啉和吡啶的降解均始于分子羟基化反应.污染物定量结构-生物降解性关系(QSBR)研究表明,3种物质的缺氧降解速率常数Ks与分子连接性指数1Xv和前线最高占据轨道能EHOMO有很好的相关性.     

超声(US)/Fe-Ni-Ce复合催化剂降解甲基橙废水的性能研究

以硝酸盐为原料,γ-Al₂O₃为载体,采用浸渍法制备一系列铁基复合催化剂。采用高级催化氧化法,H₂O₂为氧化剂,将制备的催化剂用于降解甲基橙废水。并对该降解反应的动力学及热力学进行探究。结果表明:制备的铁基催化剂均具有良好的催化活性,其中,以三元催化剂Fe-Ni-Ce的活性最好:在298 K,pH=6的条件下,反应40 min,甲基橙的降解率达到了98.99%。降解反应符合一级动力学方程,且降解反应为放热反应,表观活化能Ea=14.92 k J/mol。超声对高级氧化反应有良好的促进作用,催化剂不易失活,可循环使用。 更多还原     

Fe掺杂g⁃C3N4光催化活化过硫酸钠降解偶氮染料

以硝酸铁为铁源,通过浸渍法制备Fe?C₃N₄复合材料。采用FT?IR对Fe?C₃N₄材料进行了表征分析。结果表明,Fe掺杂不改变g?C₃N₄的骨架结构,可以增加g?C₃N₄材料的光催化性能。以橙黄II为目标污染物,在可见光下Fe?C₃N₄催化活化过硫酸钠降解偶氮染料,考察了过硫酸钠物质的量、Fe?C₃N₄质量浓度、橙黄II质量浓度及pH对降解效果的影响,并对反应进行了动力学研究,分析了所制备的催化材料的稳定性。结果表明,在Fe?C₃N₄质量浓度为2.0 g/L、过硫酸钠与污染物物质的量比为1 200∶1和pH=3的条件下,降解效果最好,降解率为77.8%;Fe?C₃N₄/过硫酸钠体系对偶氮染料的降解满足准二级动力学方程;Fe?C₃N₄材料具有可重复利用性。     

反蛋白石型黑TiO2光子晶体的制备与光催化性能

采用硬模板法制备了反蛋白石型TiO₂光子晶体,对其氢化处理后得到黑TiO₂光子晶体(H-IO TiO₂)。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析等手段,确定了H-IO TiO₂表面存在大量Ti³⁺和O空位缺陷,导致吸收光谱的红移。催化剂的光催化活性采用有机染料的光催化降解来评价。发现染料罗丹明B(RhB)的降解符合拟一级动力学,H-IO TiO₂表现出最强的光催化活性(速率常数0.033 min^-1),分别是是未热处理催化剂TiO₂(速率常数0.014 min^-1)和空气热处理催化剂(速率常数0.028 min^-1)活性的2.4和1.2倍。自由基淬灭实验证实：H-IO TiO₂在光照下能够产生更多的活性氧化基团,特别是·O^-₂和·OH自由基;证实了H-IO TiO₂表面...     

臭氧-生物活性焦工艺对二级出水净化效果

为进一步探索再生水水质安全性保障技术，搭建臭氧氧化-生物活性焦过滤中试系统（O₃-BACK）,考察其对城市污水处理厂二级出水有机污染物、病原菌的去除效果，以及对发光菌综合生物毒性的影响。结果表明，活性焦滤柱由吸附饱和向生物活性焦发展的过程可分为3个阶段。较BACK单独过滤，O₃前处理单元的引入，使后续BACK滤柱稳定期对COD_Cr的平均去除量与去除率分别提升了20.81%和28.35%。BACK滤柱出水COD_Cr、UV₂₅₄、色度、浊度分别维持在12.74 mg/L、0.04 cm^-1、2度、0.75 NTU附近。O₃氧化对腐殖质、芳香族蛋白质类荧光组分和微量有机污染物均有较好的去除效果。除全氟辛酸外，BACK出水中磺胺甲恶唑等11种微量有机物质量浓度均降至10 ng/L以下。O₃对粪大肠菌群（FC）有近2log的灭活，BACK出水FC浓度为31～504 MPN/L,满足观赏性景观环境用水FC<1 000 ...     

金属离子掺杂氧化钛的溶胶-凝胶法制备及其高效光催化染料降解应用（英文）

水污染问题一直是我们生活中的一大难题。光催化降解水中的有机污染物是一种绿色环保且节约有效的处理方法。氧化钛(TiO₂)是最受欢迎的光催化剂之一,具有高氧化能力和优异的稳定性。为了打破宽带隙对光吸附的限制,我们通过溶胶-凝胶法合成了金属离子掺杂的TiO₂。掺杂的TiO₂在光催化降解亚甲蓝中表现出优异的催化活性与稳定性。在所制备的一系列材料中,V/TiO₂和Mo/TiO₂对亚甲基蓝的光降解性能最为优异。通过对催化机制的进一步研究,发现V/TiO₂和Mo/TiO₂的带隙减小,对可见光的响应程度增强。此外,有效光生载流子的产生有助于自由基的生成,进而实现亚甲基蓝的氧化分解。     

生物滴滤器降解氯苯废气的动力学模型研究

本文以气-液相间传质与生物降解过程的有机结合为基础，建立生物滴滤器(BTF)净化有机废气的气-液-生物膜三相稳态动力学模型；模拟不同工况下BTF对氯苯废气的降解过程并加以验证.试验结果表明：前期研究获得的混合菌对氯苯的降解行为符合Michaelis-Menten方程，最大比降解速率ν_max=0.165 g/(g·h³);BTF稳定运行期不同进气质量浓度(ρ_in)与空床停留时间(T_E)下试验值与三相模型预测值吻合度较高，ρ_in>0.25 g/m³时，二者平均偏差为4.56%;在进气负荷小于80 g/(m³·h)时，该模型可较好地模拟BTF对有机废气的净化过程.运用该模型对不同工况下沿填料层高度氯苯的质量浓度进行预测，可有效指导BTF的设计和净化性能的预测.     

超声波、多相光催化协同作用在废水处理中的研究现状

以自由基反应为主的高级氧化工艺是处理有机污染物的新型技术,具有良好的拓展和应用环境。超声氧化和紫外光催化工艺都属于高级氧化工艺,许多研究者发现单独使用这些工艺降解有机污染物效果不够理想,更有效的方法是联合使用。本文系统地介绍了超声波和光催化单独作用的机理及协同降解有机污染物的机理和研究现状。     

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...     

芳氧基取代的邻苯二腈衍生物的合成研究

芳氧基取代的邻苯二腈衍生物是制备金属酞菁的重要前体.以硝基取代的邻苯二腈和对叔丁基苯酚的芳香族亲核取代反应为模型反应,研究芳氧基取代的邻苯二腈衍生物的合成方法.重点考察溶剂、碱、温度、反应物物质的量的比和时间对芳香族亲核取代反应的影响,优选条件为：3-硝基邻苯二腈为底物时,DMF为溶剂,K₂CO₃作碱,n(3-硝基邻苯二腈)∶n(对叔丁基苯酚)∶n(K₂CO₃)=1∶1.1∶2,65℃,反应时间为6 h; 4-硝基邻苯二腈为底物时,DMF为溶剂,K₂CO₃作碱,n(4-硝基邻苯二腈)∶n(对叔丁基苯酚)∶n(K₂CO₃)=1∶1.05∶2,55℃,反应时间为6 h.通过上述优选条件,高收率地合成了6个邻苯二腈衍生物,并通过核磁氢谱进行表征.此外,讨论了芳香族亲核取代反应的机理.     

机械活化天然黄铜矿强化非均相Fenton催化降解废水中四环素（英文）

废水中有机污染物是环境领域亟待解决的难题之一,非均相高级氧化工艺是降解有机污染物的高效方法,然而,非均相高级氧化工艺受限于高效催化剂的开发。天然矿物具有廉价、资源丰富、环境友好等优点,用于非均相Fenton催化降解废水中有机污染物受到越来越多的关注。天然矿物的催化活性较低、如何提高天然矿物的催化活性是亟待解决的问题。本文提出机械活化提高天然黄铜矿的催化性能,通过非均相Fenton降解四环素评估催化活性变化。球磨10、30、60和120 min的天然黄铜矿对四环素的降解率分别为55.52%、68.97%、77.79%和86.43%,反应速率常数分别为0.0079、0.0109、0.0137和0.0192 min^-1,表明机械活化能显著提高天然黄铜矿的催化性能。通过表征分析发现,机械活化使黄铜矿的颗粒减小、比表面积增加、晶格尺寸减小、晶格畸变以及表面硫氧化。通过分析催化活性与黄铜矿不同参数的线性关系表明,催化活性提高主要归因于机械活化造成的比表面积增加与表面氧化。本研究表明机械活化能够提高天然矿物的催化活性,为开发天然矿物基高效非均相Fenton催化剂提供新的见解。     

高级氧化技术及应用研究

高级氧化技术比其它常见的氧化剂（F2除外）具有更高的氧化能力,使水中的有机物质迅速被氧化而得到降解,对水中高稳定性、难降解的有机污染物尤为有效.介绍了包括Fenton法、O3氧化法、湿式氧化技术、超临界水氧化法、纳米光催化氧化法、电化学催化降解法及超声降解法等高级氧化技术.     

锰砂/H2O2/O3体系预处理高浓度甲醛废水的中试研究

为了解决石灰法处理甲醛废水产污量多、管道易结垢及出水色度高等问题,采用锰砂/H₂O₂/O₃催化氧化体系对某药业公司高浓度甲醛废水进行中试研究,考查影响催化效果的反应条件。结果表明：在臭氧量为100 g/h、pH=5、反应时间为2 h、双氧水投加量为0.30%、反应温度为40℃、锰砂投加量为容器体积的60%条件下,处理效果达到最佳,甲醛去除率可达87.3%,化学需氧量去除率可达60.0%,色度去除率可达95.0%。该体系利用锰砂和双氧水联合催化臭氧氧化处理甲醛废水,降低有机污染物的含量,具有氧化效率高、操作简便、无二次污染等优点,以期为高浓度甲醛废水处理提供参考。     

不同高级氧化法对ABS树脂生产废水的降解特性

为了优化得出丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的聚合物(ABS)生产废水的最佳预处理方法,采用不同的高级氧化法处理该废水.在定性分析ABS废水中特征污染物的基础上,采用气质联用色谱检测分析经不同高级氧化法处理后出水中主要特征污染物的变化, 研究不同高级氧化法对废水中有毒特征污染物的降解特性.结果表明：ABS树脂生产废水中含有约10种特征污染物,主要为苯系物和有机腈类污染物,其中苯系物的相对质量分数最高,占有机物总量的75.3%;芬顿试剂法的氧化降解能力最强,其处理后出水中仅残留2种少量的有机腈类化合物,即芬顿法为ABS废水的最佳预处理方法.     

微波强化Fenton试剂降解苯酚动力学研究

研究了在微波强化Fenton试剂(MW/Fenton)氧化系统下苯酚的降解效果、机理和动力学,并且探讨了主要影响参数.较佳条件:初始pH为5,n(H2O2)∶n(Fe2+)=10∶1,[Fe2+]=8.82×10-4mol/L,反应温度30℃.苯酚在单独微波处理、Fenton试剂氧化和MW/Fenton催化氧化系统下的降解均符合表观一级动力学.在MW/Fenton系统中苯酚的降解有显著提高,拟一级动力学速率常数增强因子可达到2.92,表明存在明显协同效应.