Vis/LaFeO3/PDS复合高级氧化体系降解亚甲基蓝的机制

采用超声辅助溶胶-凝胶法制备对可见光(Vis)有良好响应性的LaFeO₃晶体,将其与过二硫酸盐(PDS)结合,构建Vis/LaFeO₃/PDS复合高级氧化体系,用以降解亚甲基蓝(MB)。结果表明:在PDS浓度为0.5 mmol/L、LaFeO₃投加量为0.5 g/L时,Vis/LaFeO₃/PDS体系30 min对质量浓度为30 mg/L的MB的去除率可达92.4%;复合体系对pH值有较强的适应性,Vis、LaFeO₃、PDS三者复合,通过提高光生电子-空穴对的分离效率,促进Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原循环和氧空位向活性氧自由基的转化,提高了空穴(h⁺)、SO^-₄·、单线态氧(¹O₂)等活性物质的产生效率和氧化活性能力的发挥。Vis/LaFeO₃/PDS体系是光催化和过硫酸盐高级氧化技术的高效结合,其协同效应在废水中难降解有机物的治理方面具有较好的应用前景。     

高COD洗舱含油废水混凝破乳-芬顿氧化预处理工艺研究

船舶洗舱废水直接排放会污染环境,排放前必须经过各种处理工艺的净化,而含油废水处理是其中的重点和难点。实验选取重庆某公司洗船中心最不利工况下的高COD洗舱含油废水,通过混凝破乳和芬顿氧化进行处理,分析了混凝破乳过程中混凝剂种类、投加量、pH值和搅拌时间等影响因素,确定了芬顿氧化过程的适宜条件,包括H₂O₂浓度、Fe²⁺浓度、反应时间等,并通过正交实验确定了洗舱含油废水预处理的最优条件。结果表明：PAC为适宜的无机混凝剂,其混凝破乳适宜的投加量为75 mg/L、初始pH值为8、搅拌时间为3 min;芬顿氧化适宜的H₂O₂和Fe²⁺浓度分别为12 500和1 250 mg/L、反应时间为120 min。在最优条件下,实验水样的COD总去除率可达70%,TP和石油类几乎全部去除。本研究成果为长江沿岸某城市港口洗舱废水处理项目的预处理工艺提供了工程设计和调试运行的理论指导。     

基于响应面法的Fe~0/S_2O_8~(2-)体系氧化垃圾渗滤液去除UV_(254)研究

为提高Fe~0/S_2O_8~(2-)体系氧化垃圾渗滤液去除有机物的效果,试验采用响应面法优化反应条件,借助响应面法的中心组合试验设计了以紫外吸光度UV_(254)的去除率为响应值的二次回归模型,分析零价铁(Fe~0)投加量、初始pH值和S_2O_8~(2-)与12COD_0的质量比3个因素的交互作用,确定最优反应条件。结果表明在Fe~0投加量为31.3mmol/L、初始pH值为4.4,ω(S_2O_8~(2-)/12COD_0)为1.14条件下,UV_(254)的去除率达到最大值72%。     

饮用水处理中超滤与砂滤技术特性的比较试验

对超滤工艺的运行特性及其对浊度、COD_Mn、UV₂₅₄等水质指标的去除效果进行了试验。结果表明:超滤对浊度的去除率可达97%～99%,对COD_Mn的平均去除率约为10.36%,对UV₂₅₄的平均去除率约为9.06%。与砂滤工艺的运行数据相比,超滤工艺对污染指标的去除率更高,且通量、跨膜压差等技术性能较好,出水水质更加稳定、安全。     

潜流人工湿地进水pH值对系统COD与NH3-N的去除效果影响

研究在不同进水pH值条件下，垂直流潜流人工湿地对生活污水中COD 和NH₃-N的净化效果。结果表明：当pH<9.5时，模拟人工湿地对COD去除率随pH增大而增大，pH>9.5时，去除率随pH增大逐渐减小，在pH>10.0之后，去除率呈直线下降态势。NH₃-N与COD情况类似，只是NH₃-N去除率在pH>10.5之后，才呈现直线下降态势。     

Cu2+对水生植物水鳖生理特性和光合作用的影响

用含不同浓度铜离子的1／2 Hoagland 培养液培育水生植物水鳖,研究含不同浓度铜离子的培养液对水鳖生物量、水鳖叶绿素浓度、水鳖叶绿素a／b值的影响,以及所引起的水鳖净光合速率、气孔导度、胞间CO²浓度、蒸腾速率的变化情况。结果显示,随着培养液中铜离子浓度的增加, 水鳖生物量呈下降趋势,水鳖生物量在ρ(Cu²⁺)=5.0mg/L的培养液内一直呈负增长,水鳖叶绿素浓度也呈下降趋势。说明随着培养液中铜离子浓度的升高,水鳖的正常生长受到影响,叶绿素的合成减少,从而使水鳖的净光合速率和气孔导度呈下降趋势。     

O3/TiO2/γ-Al2O3协同降解苯酚的研究

采用催化臭氧化技术对降解苯酚进行研究。考察了进气流量、苯酚初始浓度、催化剂投加量、pH值及温度等因素对苯酚降解的影响。研究结果表明:在一定范围内,随着进气流量的增加、温度的降低,苯酚的降解速率加快;溶液pH值对催化臭氧化有比较重要的影响,在pH值为8~10时,苯酚的去除率最高。     

正交-响应面法在PBM细观参数标定中的应用

数值模拟作为研究岩石力学特性、再现细观裂纹演化的主要途径,已受到大量关注。现有的数值模拟参数标定方法主要为试错法及正交试验法,但二者都未能充分考虑细观参数交互作用的影响,模拟精度欠佳且宏观破坏形态与室内试验存在较大差异。因此,采用正交-响应面法相结合的数值分析方法,首先通过正交试验筛选出具有显著影响的平行黏结模型(PBM)细观参数,其次应用响应面法(RSM)研究其交互作用对模型试样宏观参量的影响规律,最后结合岩石宏观破坏形态提出一套PBM参数标定流程。结果表明：有效模量E^*与刚度比k_n/k_s对弹性模量E影响显著;k_n/k_s、接触摩擦系数μ、最小颗粒半径R_min对泊松比ν影响显著;黏聚力c与法向黏结强度σ_c及其交互作用对单轴抗压强度UCS影响显著,应用响应面法计算分析得出的细观参数的模拟值与试验值误差绝对值小于7%,且二者应力应变曲线力学特征相似,宏观破坏形态相同,证明所提出的PBM细观参数标定流程具备科学性和可靠性。     

基于改进U2-Net与迁移学习的无人机影像堤防裂缝检测

为准确便捷地从大范围背景复杂的堤防表面获取裂缝的形态信息,提出了一种基于改进U²-Net(U²-ADSNet)的裂缝检测方法。该方法在U²-Net中融合深度可分离卷积和扩张卷积,扩大了原有模型的感受野,增强了对细节特征的学习能力,降低了模型参数;在少量无人机实测影像数据基础上,利用裂缝开源数据集进行迁移学习,降低了训练成本;通过切片预测实现对大范围无人机影像的裂缝检测,利用连通域搜索去除可能的误检。将U²-ADSNet与FCN、SegNet、U-Net和DeepCrack等语义分割模型在堤防裂缝数据集上进行对比,验证了U²-ADSNet的有效性,该模型经过迁移学习后交并比达到78.55%,综合评价指标值为87.87%,可用于堤防裂缝的检测。     

汽轮发电机调速系统附加H∞鲁棒分散控制

利用H_∞控制理论的干扰抑制方法提出一种汽轮发电机调速系统附加鲁棒分散控制(GAHDC)策略。理论分析表明：通过提取发电机输出有功功率波动（ΔP_e）的变化量，使GAHDC只对故障后的功率振荡有抑制作用；利用ΔP_e作为输入扰动变量，避免了发电机方程的非线性问题；GAHDC只包含发电机调速系统的参数，与发电机的运行状态以及系统参数无关；在多机系统中，GAHDC不会对其他发电机的稳定性有危害作用，即GAHDC不存在参数协调和安装地点选择问题。3机和无穷大系统的三相短路仿真实验结果说明：故障后不稳定的系统在GAHDC作用下成为稳定；在惯性时间常数大的发电机上安装GAHDC，抑制振荡的速度较快；当系统中所有发电机都装设GAHDC时，故障后系统中功率振荡持续的时间是最少的。GAHDC实现了发电机的分散稳定控制。     

生物炭/铁酸锰对Zn^2+和Cu^2+的吸附性能试验

为探求吸附效果好、回收方便的吸附剂以解决重金属污染废水的处理难题,以玉米秸秆和铁酸锰为原料,通过溶胶-凝胶法以蛋清为络合剂经热解制备了一种生物炭/铁酸锰(BC/FM)复合材料,在对该复合材料扫描电子显微镜(SEM)和磁滞回线分析的基础上,进行了去除废水中Zn^2+、Cu^2+的吸附试验。结果表明,铁酸锰可有效地负载到生物炭上,形成官能团丰富、磁性良好的复合材料;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的吸附最佳pH值分别为5和6,并均在90 min达到吸附平衡,准二级模型能更好地描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附过程;Langmuir模型拟合曲线和Freundlich模型拟合曲线分别适用于描述BC/FM对Zn^2+、Cu^2+的等温吸附过程,且均为自发吸热反应;BC/FM对Zn^2+、Cu^2+吸附机制主要为络合反应。     

FeS矿活化H2O2降解水中对氯苯胺的实验研究

以对氯苯胺(PCA)为目标污染物,研究了常温下Fe S矿活化H2O2非均相类Fenton体系对难降解有机物的去除效果。分析了初始p H值、催化剂和H2O2投加量等重要因素对PCA降解率的影响。当PCA浓度为0.2×10-3mol/L,溶液初始p H值为3.0,H2O2投加量为3.2×10-3mol/L,Fe S矿用量为0.4 g/L,反应20 min时,PCA去除率可达100%,且反应进行到40 min后,已达到完全脱氯效果。在此基础上,通过对Cl-、SO42-、Fe3+等中间产物离子和总有机碳(TOC)变化规律的测定,探讨了有机物降解机理。研究结果表明:Fe S矿对催化H2O2氧化具有很强的催化活性,能提高H2O2的利用效率,相比于单一含铁矿物具有更好的催化性能,并且催化剂易于沉淀分离,回收利用。     

改性玉米芯对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学和热力学的实验研究

用酒石酸改性玉米芯,利用改性玉米芯吸附水中的Cu2+和Pb2+。实验结果表明:吸附过程更加能够符合准二级动力学方程,且随温度的升高,吸附越容易进行,吸附过程表观活化能较小,说明该过程具有物理吸附的属性。吸附规律能够更好地用Freundlich方程所描述,且ΔG0,ΔH0,ΔS0,说明吸附是自发、吸热、熵增的过程,温度的升高有利于吸附反应的进行。再生实验结果表明玉米芯再生性能良好。本实验对于重金属的去除具有一定的参考价值。     

F/Ce掺杂Bi2WO6可见光光催化氧化甲基橙

针对新型光催化剂Bi2WO6在可见光条件下光生电子-空穴分离效率低的问题,本文采用液固相水热反应的方法制备了F/Ce掺杂改性的Bi2WO6光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和紫外-可见漫反射(UV-vis DRS)等分析表明,F/Ce掺杂Bi2WO6光催化剂具有明显的层状结构,可有效降低电子-空穴的复合率,且改性后的Bi2WO6吸收波长发生红移。光催化氧化处理甲基橙降解实验结果表明:F和Ce共掺杂下Bi2WO6在可见光下具有最高的光催化活性,主要活性物质为羟基自由基(·OH),甲基橙的降解率在50 min后可以达到97%,催化活性比纯Bi2WO6提高了近2倍。本研究为研发水环境中高浓度有机废水,特别是难降解有机污染物的高效治理技术提供了基础数据。     

金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2的制备及其光催化性能研究

以三水硝酸铜为铜源,通过调控水热温度合成出高结晶度的金属有机骨架Cu3(BTC)2材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和热重(TG)手段对所制备的样品进行表征,同时以甲基橙和罗丹明B作为目标降解物研究Cu3(BTC)2材料的光催化性能。光催化降解结果显示:Cu3(BTC)2材料对罗丹明B有较好的降解效率,水热温度对Cu3(BTC)2材料的结构及光催化效率影响较大,水热温度为140℃制备的Cu3(BTC)2样品具有较高的光催化效率。这主要是由于高的结晶度可以产生更多的光生电子空穴对和提供更多的反应活性位,这将在处理环境污染物方面有着巨大的潜在的应用前景。     

不同pH值条件合成纳米Bi2WO6及其可见光下活性研究

以水热法合成了Bi_2WO_6纳米花状球,并考察了不同pH值的制备条件下对Bi_2WO_6晶形、形貌、孔径分布、光学性质及催化性能的影响。表征和催化结果表明:在pH值为1的制备条件下,Bi_2WO_6样品为内部有致密空隙的花球,随着pH值的升高,Bi_2WO_6的内部孔径变得越来越疏松,当pH值达到7时变为片状;在pH为1、3、5、7条件下合成出的Bi_2WO_6的带隙能在2.14~2.26 e V范围内;光降解Rh B的性能从大到小顺序为pH=7,pH=5,pH=3,pH=1,主要是由于在pH=7制备条件下制备出的Bi_2WO_6衍射峰最强,粉体的晶型发育完整,结晶度高,对Rh B的降解率最高。     

海南岛滨海地区浅层地下水Ca2+的分布和阳离子交换分析

作为主要的地球化学要素,地下水钙离子具有重要的水-岩作用意义。在环海南岛滨海地区进行了地下水潮周期连续取样和化学综合测试。分析表明:受地下水交换和海水侵入的影响,测井钙离子含量高低不一,变化程度不等,呈现波动性,钙离子发生了一定的富集现象,具有非保守性以及活跃性;模拟提取了钙离子等的化学物种和矿物,结果显示为CaSO_4、Ca HCO_3~+、CaCO_3、CaOH~+、CaHSO_4~+5种,以游离态占绝对优势。带电粒子活度以游离态受到影响最大,含钙矿物主要有硫酸盐类和碳酸盐类共5种,海水侵入有促进前者溶解和后者饱和的效应;以游离态阳离子相对含量为基础,用统计方法分析阳离子竞争和数量的交换关系,显示Ca-Na交换为主,随海水进退而具有相向可逆性。总体上,交换的相对强度以东北部测井最大,绝对强度以西南部和西北部测井最大。可见,华南滨海地区虽然风化强烈、岩性松散,但局部环境又存在差异,受到陆区淡水和高矿化度海水的不同性质水体共同作用,阳离子行为表现不一,需要多加予以关注。     

Ti/SnO_2电极在苯酚废水降解中的应用

采用热分解法制备了Ti/SnO_2电极,以苯酚为目标污染物,研究苯酚废水在电极上电解的最佳条件、电解一定时间后的电压以及电极的寿命。结果表明,在电流密度为190 A/m2和pH值为2的条件下,苯酚溶液初始质量浓度为70 mg/L,电解350 min后,苯酚和COD的降解效率最高,分别为96.80%和40%,苯酚被降解为中间产物,没有被彻底矿化为CO_2和H_2O,此时的电压为8 V。在25℃,0.5 mol/L的H_2SO_4水溶液中、恒流500 A/m2条件下对电极的寿命测试,电极寿命仅仅为8 h,寿命较短。     

Degradation of phenol by TiO2-based heterogeneousphotocatalysts in presence of sunlight

This paper reports the results of a study on the titanium dioxide Anjatox^®, which shows very interesting photocatalytic activity. Produced for commercial purposes as a white pigment, its features make it very interesting in the field of heterogeneous photocatalysis. The results obtained with this photocatalyst are compared with the behavior of the well-studied and widely used TiO₂ Degussa P-25^® under identical conditions. The degradation experiments showed that the photocatalytic efficiency of Anjatox^® is comparatively close to that of Degussa P-25^®. Both Anjatox^® and Degussa P-25^® show optimum degradation efficiency at a certain loading rate. The particle crystallite size and the BET surface area of the Anjatox^® TiO₂ are also compared with Degussa P-25^®. Moreover the XRD study showed that TiO₂ Anjatox^® was more crystalline than the TiO₂ Degussa P-25. The particle size histogram of TiO₂ Anjatox^® was found to be comparatively uniform like TiO₂ Degussa P-25^®. The use of TiO₂ Anjatox^® in heterogeneous photocatalysis is more desirable when high photocatalyst loading is required because of its low cost. The cost of Anjatox TiO₂ was INR.110.00/Kg and the cost of Degussa P-25 was INR 1000/Kg (Jan 2006).     

Fe掺杂A-TiO_2在溴甲酚绿中的可见光催化活性及动力学

以FeCl_3·6H_2O为Fe源,采用水热法制备了Fe掺杂锐钛型TiO_2(A-Ti O2)光催化剂。以溴甲酚绿为降解对象,考察溴甲酚绿的初始浓度、催化剂用量、掺Fe量等因素对自制催化剂可见光催化降解反应的动力学方程的影响。结果表明:在40 W白炽灯照射下,当溴甲酚绿初始浓度为10 mg/L(pH=7)、催化剂的用量为0.6 g/L、掺Fe量为4%(摩尔分数)、室温下反应时间为3 h时,溴甲酚绿的降解率最大为76.05%。溴甲酚绿光催化降解曲线符合一级反应动力学方程,于上述最佳条件下其表观反应速率常数k达到最大值,为0.389 7 h-1。