纳米PbO2/TiO2催化电极的制备及其对己二醛氧化的电催化性能

用电解法在乙二醇溶液中制备铅和钛醇盐配合物PbTi₂(OCH₂CH₂OH)_12-x, 将其电解液水解、 真空干燥后于450 ℃煅烧2 h, 得到纳米级PbO₂/TiO₂粉体, 通过溶胶 凝胶法在钛丝表面得到纳米PbO₂/TiO₂电极. 电解产物通过红外光谱(FT IR)和Raman光谱表征, 纳米PbO₂/TiO₂粉体使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征, 并采用循环伏安法在盐酸和己二醛溶液中考察电极的氧化还原行为及电催化活性. 实验结果表明: 有机体系电解法得到的纳米PbO₂/TiO₂粉体颗粒
分散较理想, 粒径为100~150 nm; 纳米TiO₂掺杂PbO₂电极的氧化峰电流密度为157 mA/cm², 氧化还原峰电位差明显减小, 具有较高的电催化活性, 催化合成己二酸的电流效率和产率分别为89.2%和97.4%.     

贵金属氧化物电极电解处理有机废水

对经热分解法制备所得Ti基IrOr-Ta2O5涂层电极及掺杂Sn，Pb的三元氧化物电极电解处理染料厂废水及模拟有机废水进行了研究．COD测试结果表明，使用IrO2-Ta2O5／Ti电极可以电解去除废水中的有机物．随电解时间增加废水COD值降低，高COD值时电解效率高，COD值很低的有机废水中加入NaCl对电解去除有机物有很好的促进效果．电极掺杂第三元素Sn，Pb可以促进电解去除废水中的有机物，与IrO2-Ta2O5/Ti相比，PbO2/IrO2-Ta2O5／Ti电极电解废水的COD去除率提高了11．2%。     

铁掺杂TiO2纳米粒子光催化氧化庚烯的研究

采用新的合成路线制得掺铁TiO₂纳米粒子, 通过光催化降解庚烯研究其气固复相光催化性能, 用XRD, UV-vis和XPS等方法研究了掺铁TiO₂纳米粒子的晶体结构、 光吸收特性及表面化学形态. TiO₂纳米粒子掺杂Fe³⁺后, TiO₂的光吸收阈值发生红移, 向可见光区拓展; Fe³⁺掺杂浓度和焙烧温度对掺铁TiO₂纳米粒子的气 固复相光催化降解活性有很大影响, 实验结果表明, 掺铁量为0.5%(摩尔分数), 焙 烧温度300 ℃时光催化降解活性最好.     

火山渣对地下水中Cd2+的吸附效果

针对水体中Cd²⁺污染问题, 采用生态安全型火山渣进行吸附低温水体中Cd²⁺的实验研究, 分析火山渣吸附Cd²⁺的效果及影响因素. 结果表明： 火山渣是一种具有潜在应用价值的Cd²⁺吸附剂, 1.00 g火山渣对10 ℃,0.5 mg/L水体中Cd²⁺的去除率达97.10%; 接近中性环境有利于吸附Cd²⁺; Ca²⁺,Mg²⁺,NO^-₃对火山渣吸附Cd²⁺有抑制作用, Fe²⁺和 Mn²⁺的抑制作用较小; 当NH⁺₄和NO^-₂的质量浓度低于50 mg/L时, 对吸附无影响, 当其质量浓度大于50 mg/L时, 对吸附有抑制作用; SO^2-₄对吸附作用无影响; 质量浓度较大的HCO^-₃对吸附Cd^2+有促进作用.     

南水回补区地下水水质敏感指标识别及关联性研究

基于北京市通州区2011—2019年地下水位及水质数据,构建了区内南水北调回补前后多个水质指标的ROC曲线;通过识别受回补影响的、AUC>0.7的高度敏感性指标Fe³⁺质量浓度,以及AUC为0.6～0.7的中度敏感性指标NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度后发现:Fe³⁺在回补后总体质量浓度变小;NO₃^-、NO₂^-和F^-质量浓度变大.以F^-为例,构建了R-V copula模型,结果表明:与F^-敏感性密切相关的指标分别为Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、Cl^-质量浓度和pH;关联性的具体表现是Ca²⁺质量浓度与F^-质量浓度明显负相关,区内地下水回补后Ca     

Ce改性Ti基PbO_2电极的制备及电催化氧化4—氯酚的研究

采用电沉积法制备了Ti基PbO2电极(Ti/PbO2)和Ce改性Ti基PbO2电极(Ti/PbO2—Ce).利用扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法对改性前后的电极进行表征,并考察电极的电催化氧化能力.实验结果表明:Ti/PbO2—Ce电极具有比Ti/PbO2电极更小的晶粒尺寸和更高的电催化氧化降解有机物污染物能力.Ti/PbO2—Ce电极电催化氧化降解4—氯酚(4—CP)2 h后,溶液的BOD5/COD值由0.03升高到0.48,有效地提高了4—CP废水的可生化性.     

第一性原理计算研究氟化钙钛矿热稳定性

为深入研究氟化作用对卤铅钙钛矿基发光材料热稳定性的影响,文中通过第一性原理计算,分别对F^-表面掺杂和体相均匀掺杂的钙钛矿型CsPbBr_3-δF_δ材料的晶体结构、能带结构、热稳定性进行研究与探讨.由第一性原理计算结果可知,F^-取代Br^-可以有效调节和控制发光材料CsPbBr_3-δF_δ的晶格常数、电子结构、配体阴离子与Pb²⁺之间的电子转移过程和材料的热稳定性.随着F^-取代Br^-数量的增加,材料的晶格常数逐渐减小,禁带宽度逐渐变大.通过对比态密度强度可以发现,F^-取代分布在CsPbBr_3-δF_δ晶格表面的Br^-可显著增多电子占据能级的数量,这可极大增强配体离子与发光中心的电子转移过程,进而提升卤铅钙钛矿基发光材料的发光性能;另一方面,源于F^-和Br^-     

稀土氧化物掺杂对TiO2/沸石光催化性能的影响

以钛酸丁酯和稀土氧化物为原料, 采用溶胶 凝胶法制备了镧、 钕和镱稀土离子掺杂TiO₂/沸石光催化剂. 通过XRD和IR方法对样品进行表征, 研究了不同沸石粒径及不同稀土氧化物掺杂量(质量分数)对农药敌敌畏光催化降解性能的影响. 结果表明, 当沸石最佳粒径为0.15 mm, La³⁺掺杂量质量分数为3.0%时（以TiO₂质量计）, 稀土离子的掺杂可显著提高TiO₂//沸石的光催化降解性能.     

ZnB2O4 ∶Eu3+,Yb3+的发光性质及能量传递

采用高温固相法制备ZnB₂O₄ ∶Eu³⁺,Yb³⁺近红外发光材料, 通过X射线衍射(XRD)和荧光光谱研究其制备条件及Eu³⁺和Yb³⁺掺杂对材料发光性能的影响, 并考察了反应时间及Eu³⁺和Yb³⁺掺杂摩尔分数对发光强度的影响. 实验结果表明, ZnB₂O⁴ ∶]Eu³⁺,Yb3+材料中的近红外发光是通过Eu³⁺和Yb³⁺间的能量传递实现的.     

Ti/PbO2阳极在氯化钠溶液中电解生成活性氯的研究

对Ti/PbO₂阳极在氯化钠稀溶液和浓溶液中电氧化生成活性氯进行了研究. 实验表明, 氯离子浓度、 温度、 电流密度、 pH值、 电极材料、 隔膜等因素对活性氯的电解生成有很大影响, 且在氯化钠浓溶液和稀溶液条件下差别很大. 实验中发现, 溶液中活性氯的生成采用Ti/Ru-Ti-Sn氧化物涂层阳极优于Ti/PbO₂阳极.     

Co4S3纳米片的制备以及Fe3+掺杂对其电催化析氧性能的影响

采用溶剂热和超声剥离相结合的方法制备了超薄Co₄S₃纳米片,通过透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X-射线衍射分析（XRD）、拉曼光谱（Raman）等手段对其进行了结构和形貌的表征,并研究了其电催化产氧性能。结果表明,Co₄S₃纳米片在电流密度为10 mA/cm²下的过电势为377 mV,塔菲尔（Tafel）斜率为64.47 mV/dec;溶剂热过程中反应温度和溶剂比对产物的析氧反应（OER）催化活性影响不大,但是Fe³⁺的掺杂可以显著降低Co₄S₃纳米片的析氧过电势和Tafel斜率,提高材料的电催化稳定性。最后通过X-射线光电子能谱（XPS）分析了Fe³⁺的掺杂对Co₄S₃纳米片OER性能影响的机理。     

介质离子强度对Cu2+在针铁矿和δ-MnO2表面吸附影响的红外光谱

应用红外光谱研究不同离子强度(c(NaNO₃)=0.01～1.0 mol/L）条件下, 针铁矿和δ-MnO₂吸附Cu²⁺前后表面羟基结构及其特征吸收峰的变化. 结果表明： 表面游离羟基参与了针铁矿和δ-MnO₂对Cu²⁺的吸附, 其Fe-O-（H）和Mn-O-（H）结构中的H⁺被Cu²⁺取代, 转变为Fe-O-
（Cu）和Mn-O-（Cu）; 随介质离子强度的增加, NaNO₃的NO^-₃能以-NO₂的形式参与吸附反应并缔结在两种氧化物表面; δ-MnO₂吸附Cu²⁺后特征吸收峰未发生明显变化, 而针铁矿则相反.     

电催化氧化法处理亚麻废水的研究

 以自制的Ti/SnO₂-Sb₂O₃/RuO₂/Ce和Ti/SnO₂-Sb₂O₃/α-PbO₂/β-PbO₂为阳极,采用掺Ru活性炭颗粒作电极间填充剂的三维电极法,电催化氧化处理经预处理后的亚麻废水.研究了填充剂的用量、支持电解质种类和浓度、体系温度、槽电压、电解时间等因素对废水化学耗氧量(COD)去除率的影响,确定了适宜反应条件.经先Ti基RuO₂类电极,后Ti基新型PbO₂电极的连续电解处理后效果为:COD,BOD₅质量浓度均达GB8978—1996二级排放标准,NH₃-N质量浓度达一级排放标准,亚麻废水COD总去除率为97.4%,电催化氧化阶段COD去除率达93.6%.     

金属离子活化过硫酸钠降解靛蓝胭脂红的研究

以搅拌釜为反应装置,直接染料靛蓝胭脂红（IC）为目标污染物模拟染料废水,比较了Mn²⁺、Fe²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Ag⁺、Mg²⁺ 6种金属离子活化过硫酸钠降解IC的效果。研究结果表明Fe²⁺对过硫酸钠的活化效果最好。通过对Fe²⁺活化过硫酸钠处理IC的条件进行优化发现,当温度为25℃、pH为7.3、IC质量浓度为200 mg/L、Na₂S₂O₈浓度为0.8 mmol/L、Fe²⁺的浓度为0.8 mmol/L时,靛蓝胭脂红的脱色率可在5 min内达到100%。     

Ti/PbO2电极电催化氧化处理含盐有机废水的研究

为了考察电催化氧化法处理含盐有机废水过程中工艺参数对污染物去除能力的影响，对电极材料进行了对比选择，随后采用网状Ti/PbO₂电极作为优势阳极，钛板作为阴极处理含盐有机废水.通过正交实验，考察了电流密度、流量、初始pH、板间距、处理时间5个因素对化学需氧量(COD_cr)、氨氮、总有机碳(TOC)、总氮(TN)的处理效果.实验结果表明，在电流密度为20 mA·cm^-2、流量125 mL·min^-1、pH为6～7、板间距为2.2 cm、处理时间为5 h的条件下，COD_cr、氨氮、TOC、TN去除率分别为71.2%、98.5%、54.3%、93.6%.     

碳钢渣处理煤矿酸性废水及其去除机理

根据阳泉市山底河流域煤矿酸性废水的特点配制了低pH值、高Fe²⁺和Mn²⁺质量浓度的煤矿酸性废水，利用碳钢渣对其进行处理，研究了碳钢渣对去除率的影响因素，并且着重探讨了去除机理。结果表明：碳钢渣对Fe²⁺去除率最高可达98.72%,对Mn²⁺的去除率最高仅为39.79%;处理煤矿酸性废水后碳钢渣表面生成了新物质Fe(OH)₃,但没有生成含Mn的新物质，证明碳钢渣对Fe²⁺的去除以化学反应为主，对Mn²⁺的去除以吸附作用为主。     

新型生物炭材料对TNT生产废水去除性能

合成了新型含持久性自由基（PFRs）的生物炭(BC_PFRs)及其复合材料nZVI/BC_PFRs,考察了BC_PFRs在添加氧化剂(BC_PFRs/Fe²⁺/H₂O₂和BC_PFRs/Fe³⁺/H₂O₂)和不添加氧化剂(nZVI/BC_PFRs)条件下对TNT生产废水的去除性能.结果表明nZVI/BC_PFRs的去除效果最显著,对总有机碳（TOC）的去除率为58%,对总氮（TN）的去除率为78%,Fe²⁺/H₂O₂的矿化能力和Fe³⁺/H₂O₂的脱氮能力在BC_PFRs的诱导下分别提高了8.4%和17.4%.对处理前后的废水进行毒性分析,结果表明nZVI/BC     

Fenton试剂氧化法预处理LDPE g-MAH工艺废水

采用Fenton氧化对聚乙烯（PE）悬浮接枝马来酸酐（MAH）工艺废水进行了降解试验研究,通过单因素试验确定了Fenton试剂降解废水的最佳操作条件。结果表明:分批投加质量分数为30%的H₂O₂,投加量10 mL,n（H₂O₂）/n(Fe²⁺)=15,反应初始pH为4.0,反应时间为40 min是Fenton反应体系的最佳操作条件,化学耗氧量（COD）的去除率可达到89.03%。     

三维电极-电Fenton耦合法降解硝基苯废水

采用三维电极-电Fenton耦合法处理硝基苯废水,考察了废水中有机物降解的影响因素及废水处理效果,并与三维电极法、普通电Fenton法去除硝基苯的效果进行了对比.结果表明:随电解时间的延长和初始pH值、极板间距、槽电压、Fe2+投加量、曝气量的增加,硝基苯废水中的化学需氧量(COD)和硝基苯的去除率均呈先增后降或趋于平缓的态势;最佳试验参数为电解时间2.0h、初始pH值为3.0、极板间距6 cm、槽电压30 V、Fe2+投加量1.0g/L、曝气量0.8m3/h;在此条件下,COD及硝基苯的去除率分别为93.1%和96.5%.文中还通过对中间产物进行气相色谱/质谱联用分析,探讨了硝基苯的降解机理,并进一步证明了三维电极-电Fenton耦合法较三维电极法、普通电Fenton法具有更好的硝基苯类物质去除效果.     

Meso-四(对-羟基苯基)卟啉和溶菌酶的相互作用机理

在模拟生理条件下, 利用荧光光谱和同步荧光光谱法研究Meso-四(对-羟基苯基)卟啉(THPP)与溶菌酶的相互作用. 结果表明: THPP对溶菌酶的猝灭过程为静态猝灭; 291 K时, THPP与溶菌酶的结合常数为5.97×10⁴ L/mol; 疏水作用力为THPP与溶菌酶的主要作用力; 金属离子Fe²⁺,Fe³⁺,Cu²⁺,Mg²⁺,Ca²⁺和Zn²⁺的存在不影响THPP与溶菌酶的结合常数; THPP与溶菌酶的结合距离为3.35 nm; THPP可使色氨酸残基周围的极性减弱, 疏水性增强.