废墨粉碳化阴极电芬顿降解水中磺胺嘧啶研究

为降低电芬顿体系中H₂O₂的无效降解，以废墨粉为原料制备了含铁电芬顿阴极，同时探究了Pt和掺硼金刚石(BDD)电极作为阳极时电芬顿体系对磺胺嘧啶(SDZ)的去除效率。结果表明，制备的催化剂含有Fe₃O₄,修饰的阴极可以促进氧的两电子转移有利于阴极原位生成H₂O₂。以BDD为阳极时，通电60 min后对SDZ的去除率达到90%以上，降解速率是Pt作为阳极时的2.55倍。此外，修饰阴极具有良好的稳定性。为处理含抗生素废水提供了电化学氧化协同阴极电芬顿反应的研究基础。     

微电流电解产H2O2抑制铜绿微囊藻生长研究

为了探究微电流电解过程对铜绿微囊藻生长的影响，以铂钛作为阳极，碳黑聚四氟乙烯(C/PTFE)气体扩散电极为阴极，在微电流电解体系中可产生对铜绿微囊藻生长具有选择性抑制作用的活性物质H₂O₂。探究不同电解时间、电流密度和气体流量对藻细胞生长的影响，结果表明：微电流电解的最佳条件为100 mL细胞密度为5×10⁵个/mL的藻液在10 mA/cm²的电流密度下以0.4 L/min的气体流量电解60 min。藻细胞光密度OD₆₈₀从0.035降至0.003,表明藻细胞的生长完全受到抑制。测定电解处理前后藻细胞的叶绿素荧光参数F_v/F_m、Y(Ⅱ)、Y(NO)等可知，电解处理后藻细胞的光合作用机制已遭到完全破坏。测定电解过程中产生H₂O₂的质量浓度为79 mg/L,并且经过6次循环实验后，C/PTFE气体扩散电极产生H₂O₂质量浓度仍为首次使用产生H_...     

HAP/Ag3PO4纳米复合物的制备及其对水体有机污染物的降解

以固体废弃物牡蛎壳为原料,利用水热法制备出高纯度的纳米羟基磷灰石(HAP),负载磷酸银(Ag₃PO₄)制备出具有高效光催化性能的HAP/Ag₃PO₄纳米复合物。采用FT-IR、XPS、XRD和SEM对其晶型、化学结构和形貌进行了表征,证实Ag₃PO₄被成功负载在源于牡蛎壳的HAP上。在此基础上研究了HAP/Ag₃PO₄纳米复合物在水污染治理领域的应用,发现模拟日光照射4 min、纳米复合物用量为1.5 g/L、对初始质量浓度为20 mg/L的罗丹明B溶液的降解率达到94.2%,表明制备的HAP/Ag₃PO₄纳米复合物是一种高效光催化剂,可以快速高效地降解水中的有机污染物。     

水中常见离子对Fe(Ⅱ)∕PS降解碘海醇及碘代消毒副产物生成影响研究

选取医学上常用的碘化X射线显影剂(ICM)的典型代表碘海醇(Iohexol),研究水中常见的7种无机阴离子(Cl-、Br-、I-、PO34-、HCO-3、SO24-、NO-3)在Fe2+∕PS体系中对其降解的影响.然后考查其中三种卤离子(Cl-、Br-、I-)对Fe2+∕PS预氧化后氯(胺)化顺序处理过程中碘代三卤甲烷...     

臭氧/双氧水/活性炭深度处理中试工艺效能评估

为评估双氧水在给水厂深度处理改造中的应用潜力，依托中试装置分析了臭氧/双氧水/活性炭工艺中氧化剂投加量和投加比对工艺处理效能的影响，结果表明：与臭氧/活性炭工艺相比，臭氧/双氧水/活性炭工艺对中试装置进水中的COD_Mn、土臭素、2-MIB、甲砜霉素和氟甲砜霉素均有更高的去除率，且对于水中富里酸类物质、溶解性微生物代谢产物及自生源组分的削减幅度更大，试验条件下的最优工况为O₃投加量1.0 mg/L,O₃/H₂O₂质量比2∶1。在水厂常规的臭氧投加规模下(0.5～1.5 mg/L),臭氧/双氧水/活性炭工艺出水基本没有双氧水残留的问题。     

不同氧化剂对铜绿微囊藻及其嗅味物质氧化作用研究

比较H₂O₂与常用氧化剂NaClO和KMnO₄对铜绿微囊藻的氧化作用,研究典型氧化剂对藻细胞光合活性、藻细胞完整性和嗅味物质的氧化作用效果和机制。结果表明,NaClO投加量为1.0 mg/L时可使藻细胞丧失完整性,对胞内β-环柠檬醛(β-Cyc)具有良好的去除作用。但较高剂量会导致胞内β-Cyc和β-紫罗兰酮(β-Ion)大量释放,其释放量与氧化剂投加量呈正比。KMnO₄在超过5.0 mg/L后,藻细胞完整性较明显受损;KMnO₄导致胞内β-Cyc较多释放,β-Ion在胞内有少量二次生成,但不会在胞外积累。H₂O₂的投加量大于17.0 mg/L时,完全抑制藻细胞光合活性,部分损伤藻细胞完整性,受损程度与氧化剂投加量呈正比;H₂O₂作为预氧化剂对β-Cyc具有优异的去除效果,会导致胞内β-Ion的二次生成与释放,其释放量远小于NaClO的作用。     

超声/臭氧协同处理煤气化废水污染物

煤气化废水含有机污染物，可生化性极差。分别从超声功率、超声频率和O₃进气量考察了对废水中臭氧浓度的影响，确定O₃浓度最优条件；进一步对比超声和O₃协同处理煤气化废水各主要水质指标的变化，从结果看，超声/臭氧协同作用对煤气化废水进行氧化，多种污染物都可以降解，COD、氨氮、总硬度等指标均有效降低；通过自由基淬灭试验和EPR试验确定羟基自由基的存在，并建立动力学方程。结果表明：超声可增强臭氧传质，在一定范围内增加O₃在水中的浓度；US、O₃、US+O₃均可产生羟基自由基，US+O₃可增大量羟基自由基产率，超声/臭氧协同作用有助于提高污染物降解效率，且可提高废水可生化性，超声/臭氧作用1 h后的B/C值提高到了0.40;超声/臭氧处理对有机物降解符合二级反应动力学，对氨氮符合一级动力学反应，从脱除率增强因子计算结果，也说明超声和O₃耦合对有机物和氨氮降解具有增强作用。     

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。     

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。     

氯化钙溶液对红黏土渗透系数变化的影响

为探究CaCl₂溶液对红黏土渗透系数的影响，通过X射线衍射(XRD)试验、渗透试验、热分析试验和扫描电镜(SEM),对红黏土试样受不同浓度(0.0、0.1、0.3、0.5、1.0 mol/L)的CaCl₂溶液饱和后的渗透性进行了试验分析。结果表明：当孔隙溶液浓度从0.0 mol/L增加到0.5 mol/L时，红黏土的渗透系数先降低后升高；此后随着孔隙溶液浓度的增加，渗透系数呈下降趋势；利用热分析试验，得到红黏土在加入不同浓度CaCl₂溶液后强结合水的含量，其强结合水含量的变化与红黏土渗透系数的变化有着紧密的联系；利用扫描电镜(SEM)观测了不同浓度CaCl₂溶液下土样的微观结构，Ca²⁺增大了红黏土矿物结合水膜厚度，导致土的有效孔隙减少，从而降低了土体的渗透性。该研究成果可为红黏土作为隔离墙隔离污染物提供数据参考。     

基于透水混凝土渗灌不同灌水量对低丘红壤区蜜桔生长的影响

为研究不同灌水量对丘陵红壤区蜜桔生长的影响,对南丰县大田蜜桔进行透水混凝土渗灌试验。在实验地设置3 个不同灌水量水平(H₁低水,H₂中水,H₃高水)的灌溉处理,结果表明：土壤水分垂向分布大致呈先增大后减小的趋势,当透水混凝土灌水器埋深在 30cm 时土壤含水量到达峰值;在整个生育期内 H₂灌水处理枝长增长率最大;同时灌水量越大,果型指数基本呈现减小的趋势;各灌水处理蜜桔糖分随时间的增长而升高,H₃处理组果实糖分最高。综合蜜桔生长规律及枝长增长率、果实横纵径、果型指数、蜜桔糖分等 4 个指标对水分调控的响应,得出对低丘红壤透水混凝土渗灌条件下 H₃为最佳灌水处理。     

微米和纳米Al2O3对水泥基材料力学与耐久性的影响

为了明确微米和纳米Al₂O₃对水泥基材料力学性能与耐久性的改性作用,采用细度分别为1 μm和10 nm的Al₂O₃替代水泥,制备低水胶比水泥基材料。通过宏观和微观测试手段,分析微米和纳米Al₂O₃对水泥基材料力学性能与耐久性的影响规律,并探析其作用机理。试验表明:掺量为0.5%~4.0%的微米Al₂O₃和纳米Al₂O₃能增强水泥基材料的力学性能,降低其干燥收缩;0.5%~2.0%微米Al₂O₃和0.5%~4.0%纳米Al₂O₃能降低水泥基材料的渗透系数,但4.0%微米Al₂O₃会增大水泥基材料的渗透系数。相对而言,纳米Al₂O₃对水泥基材料的改性作用优于微米Al₂O₃。电镜扫描和文献研究结果发现,纳米Al₂O₃和微米Al₂O₃在水泥基材料水化、硬化过程中发挥尺寸效应、填充效应和表面活性效应,进而达到增强水泥基材料的力学性能和耐久性的目的。研究成果为水泥基材料的改性提供试验基础。     

磷酸盐和氟盐对水泥凝结特性的影响及作用机理

为揭示磷酸盐与氟盐延缓水泥水化的作用机理,向硅酸盐水泥中分别掺入易溶性和难溶性的磷酸盐和氟盐,利用XRD、微量热仪等微观测试手段,研究了不同胶凝体系的凝结特性和水化特性。试验结果表明,P₂O₅与氟当量掺量在0.5%~1.5%范围内时,易溶性的Na₂HPO₄,Na₃PO₄与难溶性的CaF₂会显著延缓水泥的凝结时间,而难溶性的CaHPO₄,Ca₃(PO₄)₂与易溶性的NaF则不会产生明显的缓凝,甚至还会出现速凝。微观测试表明,易溶性的Na₂HPO₄,Na₃PO₄和难溶性的CaF₂是通过延长水泥的水化诱导期导致凝结时间延长。其中,Na₂HPO₄,Na₃PO₄主要通过降低液相pH值、形成铝相水化产物以及硅酸盐固溶体等多重效应叠加,CaF₂则是通过与水泥颗粒表面水化产物的H⁺形成氢键产生的吸附效应,延缓水泥的水化。     

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。     

化学成分对红黏土界限含水率的影响

为研究桂林地区红黏土中化学成分Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂含量对其界限含水率的影响,分别采用蒸馏水和乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)浸泡红黏土土样,对不同浸泡时间的土样进行化学成分XRF测定,同时进行界限含水率测试和比重试验。通过回归分析和路径分析,建立了以Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂含量为变量的红黏土界限含水率和相对密度的非线性回归模型,红黏土液限与塑限之间、塑性指数与液限之间以及相对密度与塑限之间的线性回归模型,红黏土Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂含量与液限、塑限、塑性指数和相对密度之间的路径模型,并分析了化学成分对红黏土界限含水率的影响。     

PVA纤维-纳米SiO2对混凝土抗疲劳性能的影响及机理分析

为研究PVA纤维和纳米SiO₂的掺入对混凝土抗疲劳性能的影响，设计了单掺PVA纤维(P组)、单掺纳米SiO₂(S组)和混掺PVA纤维与纳米SiO₂(SP组)3组试件，对其展开疲劳后的单轴压缩试验，以经历疲劳荷载后混凝土试件的相对动弹性模量和抗压强度，作为分析评价不同掺料方式对混凝土疲劳性能影响的评价指标，并利用SEM电镜扫描试验研究了掺合料的微观作用机理。结果表明：3组混凝土较普通混凝土在抗疲劳性能上都有明显的提升，S组在提高混凝土强度方面表现最为明显；而SP组能够更有效地抑制混凝土内部劣化损伤的发展。从作用机理上来讲，PVA纤维是通过提高混凝土各单元间的抗拉能力，有效降低了混凝土在疲劳荷载作用下的损伤破坏，相当于延长了混凝土的破坏过程；而纳米SiO₂则是通过参与反应生成C-S-H(水化硅酸钙)凝胶填充混凝土薄弱区，提高了混凝土的抗压强度，相当于提高了混凝土在疲劳荷载作用下的破坏起点。研究成果对混凝土结构抗疲劳设计有参考价值。     

水库疏浚底泥絮凝沉降室内试验研究

泥浆絮凝沉降效率是影响湖库疏浚工程进度的重要因素。为探索不同絮凝剂(有机、无机)对疏浚泥浆絮凝沉降效率的影响,以通济桥水库疏浚底泥为研究对象,通过室内试验先分析1种有机絮凝剂(PAM)和5种无机絮凝剂(PAC,FeCl₃,Na₂CO₃,Na₂SiO₃·9H₂O,KAl(SO₄)₂·12H₂O)单独作用下疏浚泥浆的絮凝沉降效果及上清液水质的优劣情况,然后对有机、无机絮凝剂进行优化组合试验,确定絮凝沉降效果和上清液水质最优的设计配比方案。试验结果表明:①PAM可以有效促进疏浚泥浆土颗粒的絮凝沉降,但对上清液的去浊率较低;CO₃^2-可以促进细颗粒絮凝结合成大颗粒,提高颗粒的沉降速率;Fe³⁺,Al³⁺具有改善上清液浊度的作用,但对促进泥浆絮凝沉降效果有限。②每1 000 mL疏浚泥浆中采用10 mL PAM+2 g PAC+2 g Na₂CO₃的有机-无机絮凝剂组合为最佳方案,既能快速促进疏浚泥浆的絮凝沉降,又能有效降低上清液的浊度。试验成果可为类似疏浚工程中选择絮凝剂最佳配比方案提供参考。     

纳米SiO2和碳酸钙晶须制备水泥基材料性能试验

采用纳米SiO₂和碳酸钙晶须制备水泥基材料，利用SEM、XRD和TG-DSC等技术手段对水泥基材料的水化产物、微观结构和热稳定性等进行有效表征，并试验研究了双掺0%、1%、2%、3%、5%、10%的碳酸钙晶须和1%纳米SiO₂保温水泥砂浆的力学性能和导热性能。研究结果表明：纳米-毫米两种尺度材料掺入水泥浆内部后，纳米SiO₂与水泥水化产物Ca(OH)₂晶体发生二次水化反应，生成C-S-H凝胶体，有效地填充水泥基体孔隙、细化水泥基内部孔径尺寸，碳酸钙晶须具备纤维和微粒双重作用，可以在水泥基中产生纤维的桥联效应，两者材料结合起来，可在水泥基内部形成密实网状絮凝结构；纳米SiO₂和碳酸钙晶须掺入后可以提高砂浆的强度，3%碳酸钙晶须和1%纳米SiO₂配制的保温水泥砂浆抗压和抗折强度分别为25.6 MPa和6.19 MPa,导热系数为0.456 7 W/(m·K),强度和导热性能兼顾。     

水氮调控对枸杞苜蓿系统农田N2O排放及产量的影响

针对甘肃引黄灌区农业生产中存在的水氮配施不合理和N₂O排放过量等问题。试验设计4个灌水水平(W0,45%～55%θ_FC;W1,55%～65%θ_FC;W2,65%～75%θ_FC;W3,75%～85%θ_FC;θ_FC为田间持水量)和4个施氮水平(N0,0kg/hm²;N1,150kg/hm²;N2,300kg/hm²;N3,450kg/hm²),分析水氮调控对枸杞‖苜蓿系统N₂O排放及产量的影响。结果表明：适宜的灌水量和施氮量可显著降低N₂O排放,提高枸杞苜蓿产量。W3N2条件下枸杞和苜蓿总产量最高,分别较W3N0提升41.3%和22.3%,W3N2条件下N₂O排放总量较W3N3降低10.5%。甘肃引黄灌区枸杞‖苜蓿系统较优的水氮组合为灌水量75%～85%θ_FC和施氮量300kg/hm     

纳米Fe_3O_4/Co_3O_4催化H_2O_2氧化降解亚甲基蓝

纳米四氧化三钴(Co3O4)催化剂对废水中有机物具有良好的催化降解活性,但纳米催化剂难从溶液中分离的缺点限制了其应用.通过将不同量的纳米Co3O4催化剂自组装在纳米四氧化三铁(Fe3O4)上,制备出了一系列不同纳米Co3O4催化剂含量的纳米Fe3O4/Co3O4,并将该系列纳米Fe3O4/Co3O4用于双氧水(H2O2)氧化降解亚甲基蓝的反应来测试其催化性能和回收再利用性能.实验结果表明,尽管纳米Co3O4催化剂的含量对于纳米Fe3O4/Co3O4的催化性能有所影响,但该系列纳米Fe3O4/Co3O4相对纯纳米Co3O4催化剂仍表现出很好的催化活性和回收再利用性.