ZIF-67的制备及其活化过一硫酸盐降解左氧氟沙星

室温条件下制备了金属钴有机骨架材料ZIF-67，并采用扫描电子显微镜、X射线衍射光谱和傅里叶变换红外光谱进行表征。将ZIF-67用于活化过一硫酸盐(peroxymonosulfate,PMS)去除水溶液中左氧氟沙星(levofloxacin,LEV)，研究了不同的LEV初始浓度、催化剂剂量、PMS浓度以及初始pH值对去除LEV的影响。结果表明：ZIF-67能有效活化PMS降解水体中有机污染物LEV，在中性pH条件下，30 min内PMS/ZIF-67体系可降解92.0%的LEV。自由基淬灭实验和电子顺磁共振波谱实验表明，该体系中起决定性作用的活性氧物质为¹O₂。另外，水基质中Cl^-和CO₃^2-对该体系中LEV的降解有较强的抑制作用，而NO₃^-、HPO₄^2-以及腐殖酸对LEV的降解没有影响。研究表明MOF材料作为PMS催化剂在水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

硫代硫酸钠辅助磷掺杂生物炭活化过硫酸盐降解扑热息痛

近年来，个人药品和护理品等新兴污染物的去除技术备受关注.本研究选用硫代硫酸钠(TS)辅助磷掺杂生物炭活化过硫酸盐(PS)技术实现了常用解热镇痛药扑热息痛(PAT)的快速去除.结果表明，磷掺杂生物炭不能有效活化过硫酸盐，但TS的加入显著提高了PAT的去除效率，PS、TS和磷掺杂生物炭之间存在显著的协同效应.磷源对生物炭的效能存在显著影响，与磷酸氢二铵相比，磷酸氢二钠改性生物炭表现出更好的活化PS作用.在一定氯离子浓度(0～10 mmol·L^-1)和pH(4.0～10.0)范围内，PAT的降解去除率均达到80%以上.淬灭实验、电子顺磁共振(EPR)测定和离子分析表明，体系中自由基(SO₄^·-和·OH)和单线态氧均不是主要的活性物种，电子转移等非自由基路径可能是导致PAT降解的原因.这种新体系的发现为PAT的降解及高级氧化技术的发展提供了新思路.     

应用SEM-EDX和PXRD分析生活饮用水中水垢成分及其赋存形态——以某城市一供水点生活饮用水为例

探明饮用水中水垢成分及赋存形态对于评价和保障饮用水水质量具有重要的意义． 本研究首次联用扫描电镜-能谱仪( SEM-EDS) 和粉晶 X 射线衍射仪( PXRD) 定性分析了生活饮用水中水垢成分及其赋存形态． SEM-EDS 分析显示: 水垢中的主要元素有 C、O、Si、S、Mg、Ca、Fe 和 Zn 以及少量的 Cl、Cu、Co、Cr 和 V 元素,生活饮用水中悬浮物( SS) 有 B、C、O、Na、Al、Si、S、P、Ti、Mg、K、Ca、Mn、Fe 和 Zn 等元素,水中溶解性总固体( TDS) 中有 C、O、Si、S、Cl、Na、Mg 和 Ca 等元素; PXRD 进一步分析显示: 水垢中的晶体成分是 Ca SO₄·2H₂O 和 Ca CO₃·H₂O; TDS 中含有 Ca^{2 +}、SO₄^{2 -}、HCO₃^{2 -}、Mg^{2 +}、Na⁺、Cl     

微波辅助羟胺降解全氟辛酸

通过微波辅助羟胺降解方法, 实现快速高效降解持久性有机物全氟辛酸(PFOA)。设置微波的功率为1200 W, 在羟胺浓度为1.0 mM, 微波加热温度为200°C, pH=3.92的条件下, 50 mg/L PFOA溶液在反应6分钟后的降解效率达到82.22%。微波透过反应器壁均匀加热反应体系, 反应体系中的羟胺在微波条件下选择性地吸收微波能量, 产生“火锅”效应, 促进自由基的生成, 提高降解效率。通过自由基淬灭实验, 得到羟胺降解PFOA的主要活性物质为超氧阴离子自由基(O₂^.–)。O₂^.–先攻击PFOA的羧基官能团(-COOH), 导致C—O键断裂脱羟基(-OH), PFOA脱-OH后不稳定, 继续断裂, 逐步脱除CF₂, 最终降解为F^－和CO₂。微波辅助羟胺降解PFOA可为开发新型持久性有机污染物的处理技术提供理论依据。     

碳酸盐体系中砷酸复盐选择性沉砷研究

针对碳酸盐体系下常规金属砷酸盐沉淀法无法高效选择性除砷这一难题,提出通过砷酸复盐选择性沉淀实现砷酸盐与碳酸盐选择性分离的方案。基于25℃时Mg²⁺-NH₄⁺-AsO₄^3--CO₃^2--OH^--H₂O体系的热力学平衡图,研究通过砷酸复盐(MgNH₄AsO₄)沉淀实现砷酸盐和碳酸盐选择性分离的理论基础,并结合具体砷酸复盐沉砷实验,分析体系中CO₃^2-,Mg²⁺和NH₄⁺初始质量浓度对最终除砷效率及砷渣品位的影响。研究结果表明：增大CO₃^2-质量浓度会降低砷酸复盐除砷率和砷渣品位,增加Mg²⁺初始质量浓度虽可提高除砷率,但会增加砷渣中MgCO₃的摩尔分数,进而...     

WO42-插层的Zn-Al层状双氢氧化物对水性涂料防腐性能的提升

利用离子交换法制备了WO₄^2-插层的Zn-Al层状双金属氢氧化物（LDH-WO₄^2-）,并将其添加到水性环氧树脂中以改善水性涂料的屏蔽性能与耐腐蚀性能。利用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）和扫描电子显微镜（SEM）对LDH-WO₄^2-进行了表征,结果表明成功制得结构完整、尺寸均一的LDH-WO₄^2-。使用盐雾试验和浸泡试验研究了添加不同浓度LDH-WO₄^2-的水性涂料的耐腐蚀性能。结果表明,在水性涂料中添加适量的LDH-WO₄^2-可以有效提高水性涂层的屏蔽性能与耐腐蚀性能,当LDH-WO₄^2-的添加浓度为3%（LDH-WO₄^2-占水性环氧树脂的质量分数）时,水性涂层的防护性能最好。     

山东枣庄陶枣煤田裂隙岩溶水水质评价研究

矿山闭坑后大量被污染的矿坑水对裂隙岩溶水具有潜在的影响.对陶枣煤田裂隙岩溶水水质评价发现区域内水质较差和极差级别分别占到总数的25.64%和41.03%,说明岩溶水总体水质较差.通过对岩溶水水化学特征分析得知,区内岩溶水阴离子类型有4种,分别为HCO^-₃型、HCO^-₃·SO₄^2-型、SO₄^2-·HCO^-₃型和SO₄^2-型,阳离子可划分为Ca²⁺、Ca²⁺·Na⁺和Ca²⁺·Mg²⁺或Mg²⁺·Ca²⁺3类型.通过对1991至2017年水化学动态特征分析发现区内地下裂隙岩溶水受煤矿开采影响较大,基于聚类分析法发现区内主要存在2种污染途径,分别为地表水渗透污染和矿坑水串层污染.     

模拟太阳光/ClO2高级氧化技术降解卡马西平及其水环境适用性

基于ClO₂光解的高级氧化技术在微污染物去除方面得到了广泛研究,一般通过ClO₂光解产生的活性物种(Cl·、ClO·、¹O₂、O₃和HO·等)来实现水体中目标污染物的降解.抗癫痫药卡马西平(CBZ)难以被生物降解和自然光降解,在水环境中具有持久性.该文系统研究了模拟太阳光/ClO₂体系中活性物种对CBZ去除效率及降解路径的影响,同时评估了水基质(如pH的变化及Cl^-、HCO₃^-、腐殖酸和富里酸等的存在)对污染物降解效率的影响.研究结果表明¹O₂、O₃和HO·等在CBZ降解过程中发挥重要作用,模拟太阳光/ClO₂体系中CBZ降解效率随着pH的增大而减小,Cl^-的存在对CBZ降解影响较小,HCO₃^-的存在不利于CBZ降解,天然有机质中的腐殖酸对...     

生物模板辅助水热合成介孔氧化镁及其除氟性能

针对水中氟离子污染问题,提出利用生物模板辅助水热合成介孔氧化镁脱氟材料。以香蒲绒为生物模板,MgCl₂为镁源,尿素为沉淀剂,通过水热-煅烧后,得到介孔氧化镁脱氟材料。对材料进行SEM、BET、XRD、FT-IR等表征,考察吸附剂用量、溶液pH值、共存阴离子等因素对脱氟效果的影响。结果表明,当氟离子浓度为50 mg/L时,在吸附剂用量为1.2 g/L、反应时间为90 min、pH=2～11、25℃条件下,脱氟效果均能达到98%以上,受共存离子Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、HCO₃^-、CO₃^2-影响不大,受PO₄^3-影响较大。吸附过程符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学,饱和吸附量为109.82 mg/g,属于单分子层的放热过程。经5次循环吸附实验后,氟离子的去除率降至55.65%。     

Mn-Bi25FeO40催化活化过硫酸盐高效降解抗生素磺胺嘧啶的研究

活化过硫酸盐的高级氧化工艺因其可以生成活性氧已经成为当前降解抗生素的前沿性技术，而开发新型高效的催化剂又是此技术发展的关键。向 Bi₂₅Fe O₄₀中掺杂 Mn 元素，采用水热法合成 Mn-Bi₂₅Fe O₄₀复合材料，并将其作为一种高效的 PDS 活化催化剂，用于快速降解磺胺嘧啶。结果表明，掺杂 Mn²⁺后的 Bi₂₅Fe O₄₀催化剂，可在 25 min内将磺胺嘧啶的降解效率从 60.72%提升到 97.69%。通过自由基猝灭实验发现 Mn-Bi₂₅Fe O₄₀/PDS 体系降解 SDZ 时产生了·OH、SO₄·^-、O₂·^-和¹O₂四种活性物种，其中，·OH 和 SO₄·^-自由基在该体系中发挥主要作用。     

矿井水在循环冷却系统中的结垢规律

针对火力发电循环冷却水系统以矿井水为补充水引起的结垢问题,进行了结垢规律实验。以挂片沉积法模拟循环冷却水系统换热表面的结垢过程,采用重量法对所得的结垢产物进行分析,系统地考察了模拟矿井水中无机离子、温度、pH以及接触时间对结垢的影响,揭示了循环冷却水系统换热表面的结垢原理。实验结果表明：Ca²⁺、HCO₃^-、Mg²⁺、SO₄^2-的浓度增大对结垢量的增多有显著影响。同时,随着温度的上升、pH的提高、接触时间的增长,结垢量都有不同程度的增加。SO₄^2-浓度的增大会导致硬垢量增多。同时发现,SO₄^2-含量较低时,虽然Ca²⁺、Mg²⁺浓度增大,但生成的硬垢量也减少。SO₄^2-含量是形成硬垢的主要因素。该实验为进一步防止结垢,有针对性地进行水质处理奠定了基础。     

近红外比率荧光探针双重响应SO2衍生物和ONOO-(英文)

同时检测生物体内二氧化硫衍生物(HSO₃^-/SO₃^2-)和过氧亚硝酸根(ONOO^-)对深入研究相关疾病的发生和发展具有重要意义。本文合成了一种双响应比率荧光探针(NI),用于HSO₃^-/SO₃^2-和ONOO^-的双重检测。在该探针中,半花菁被选为荧光发色团,碳碳双键被作为识别单元。NI发射的近红外荧光(746 nm)可分别切换至绿光(582 nm)和蓝光(406 nm),以分别响应HSO₃^-/SO₃^2-和ONOO^-。研究结果表明,该探针具有较强的特异性和较高的灵敏度,可以用于肝癌细胞HepG2中HSO₃^-/SO₃^2-和ONOO^-的双重检测。     

Ag掺杂Co3O4催化活化过硫酸盐降解双酚A研究

考察了 Ag-Co₃O₄复合材料催化活化过硫酸盐降解双酚 A 的效能与机制。研究发现银离子的质量分数为 2.5%、水热反应时间为 8 h 和水热反应温度为 180℃时的催化剂(Ag-Co₃O₄)活化过硫酸盐对双酚 A 的降解效率最佳。研究了水环境共存阴离子(Cl^-、NO₃^-、HCO₃^-和 SO₄^2-)对双酚 A 降解效果的影响。通过实际水环境的模拟实验和稳定性实验发现，催化剂在过硫酸盐体系下对含双酚 A 的水体表现出较强的降解效能与更稳定的特性。在猝灭实验中，在过硫酸盐体系下，该催化剂降解双酚 A 的活性氧化物种类型为羟基自由基、硫酸根自由基、超氧自由基和单线态氧。     

水自由基阳离子化学的研究进展

对水自由基阳离子及其团簇离子((H₂O)_n^+·)反应的研究可更好地理解某些自然过程的机制,如水溶液中的质子转移、氢键形成、 DNA等生物大分子的破坏以及发现新的气相反应和产物.此外,(H₂O)_n^+·在放射生物学中以及作为初级反应离子在选择性电离和提高分析灵敏度等分析领域均具有广阔的应用前景.目前,质子化水团簇和水合电子成键及结构研究较多,但对具有超高的反应活性和极短寿命的(H₂O)_n^+·的分离和理化性质研究较少.近期,质谱技术、分子光谱-质谱联合技术和高精度量子化学理论计算发展迅速,基于此综述有关(H₂O)_n^+·的形成方法与产生机制、结构理论模拟与实验验证、化学性质分析以及应用研究等方面的进展.     

高原富锂水盐体系相平衡及热力学性质研究进展

 中国西部高海拔青藏高原腹地拥有众多盐湖,这些盐湖以富含锂而闻名世界。其卤水组成可用Li⁺,Na⁺,K⁺,Mg²⁺//Cl^-,SO₄^2-,CO₂^3-,borate-H₂O表示。开展多组分复杂盐湖卤水体系相平衡及热力学性质研究,不仅对该种类型盐湖卤水的成因和成矿规律及化学行为的揭示具有重要意义,而且对于盐湖卤水盐类资源综合利用具有指导意义。本文重点归纳总结了国内外高原富锂水盐体系的稳定相平衡、介稳相平衡及热力学性质的研究进展,指出了含锂水盐体系相平衡及热力学性质研究存在的问题及未来研究发展方向。     

AFm阴离子类型对普通硅酸盐水泥水化产物钙矾石稳定性的影响

将碳酸钙、硝酸钙和氯化钠分别掺入到普通硅酸盐水泥中,采用XRD分析、热分析、净浆线性膨胀率及胶砂抗压强度测试,研究了它们对水泥水化及宏观性能的影响。结果显示,这3种组分所引入的阴离子会参与水泥水化,生成相应的AFm相,且能够增加钙矾石含量,从而提升净浆线性膨胀率,并在一定范围提升胶砂抗压强度。研究表明,CO₃^2-、NO₃^-或Cl^-都能够提高钙矾石稳定性,从而改善水泥性能,对钙矾石稳定性的提升能力顺序为Cl^->NO₃^->CO₃^2-,但Cl^-仅起早强作用,会抑制7 d之后龄期强度发展。     

新冠肺炎疫情管控对武汉市空气质量的影响分析

为探究武汉市疫情管控期间的空气质量状况,将管控时期(2020.01.24—2020.04.08)的AQI (air quality index)、水溶性无机离子(NO₃^-, NH₄⁺, SO₄^2-, C1^-, K⁺, Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺)浓度均值与近6年相同时段的相应数据进行统计对比分析;以旬期为时间尺度,运用相关性分析法着重探讨管控期间AQI、水溶性无机离子与气象因素之间的关系.结果表明,管控期间空气质量较往年同时段好,优良率达到98.7%,首要污染物主要为PM2.5和O3-8 h. NO₃^-、SO₄^2-、NH₄⁺为管控以及历年相同期间水溶性无机离子的重要组分,管控期间NO₃     

化肥厂高浓度氨氮废水的处理和回用

在实验室规模研究了通过生成鸟粪石（磷酸铵镁, MAP）去除氨氮工艺条件的影响. 加入磷酸和MgO产生MAP沉淀, pH值对其影响很大, pH值为9.0时氨氮去除效果最好. PO₄^3-, Mg²⁺, NH₄⁺的摩尔比为1 ∶1.5 ∶1时, 氨氮去除率较大并且可较好地回收氨生成鸟粪石. 此外, 物料的加入次序严重影响氨氮的去除. 两步沉淀工艺氨氮去除率达99.1%, 氨回收率为80.1%.     

富电子材料促进芬顿反应中Fe3+还原的研究进展

芬顿反应作为一种高效的高级氧化技术,可以通过反应过程中产生的羟基自由基等活性物种无选择性地将水中的有机大分子物质降解为小分子物质,甚至完全矿化去除。传统的芬顿反应过程会产生大量铁泥等固体废弃物沉淀,限制了其大规模应用。针对这一问题,本文首先深入论述了芬顿反应过程中铁泥的产生原理,主要是由于Fe²⁺催化H₂O₂产生羟基自由基之后,自身被氧化成Fe³⁺而失去催化活性并从反应体系中沉淀作为固体废弃物排出。为使芬顿体系维持持续高效的催化性能,减少铁泥固体废弃物的产生,大量的研究采用向芬顿反应体系中引入富电子材料来促进Fe³⁺向Fe²⁺的转化,包括零价铁、碳材料、金属有机框架材料(metal-organic frameworks, MOFs)、羟胺、醌氢醌类、有机酸类和硼等。这些富电子材料在芬顿反应过程中能够为Fe³⁺还原提供电子,促进Fe³⁺/Fe²⁺循环,提高芬顿反应效率,减少固体废弃物产生。本文...     

西藏班戈湖淡化湖水的自然蒸发和析盐规律

 全球气候变暖给青藏高原的湖泊带来极大的影响,湖泊面积的扩大使湖水淡化严重,针对淡化碳酸盐型盐湖的研究意义重大。现场自然蒸发实验以班戈湖淡化碳酸盐型盐湖为研究对象,以Na⁺、K⁺/Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2--H₂O五元体系298 K介稳相图为指导,探讨了湖水的pH值变化以及碱金属元素含量对矿物析出的影响。实验结果显示,淡化湖水在自然蒸发过程中需要经历更长的时间才能出现矿物沉淀。湖水的pH值在经历一个缓慢的降低过程后,在蒸发后期又迅速升高,这主要与湖水中的CO₃^2-、HCO₃^-和OH^-含量有关,且与之正相关。在影响淡化湖水酸碱性质的主要碱金属元素中,Na的作用大于K,最后是Li。与之对应的矿物也由中性向碱性转变,表现出的矿物析出顺序为芒硝、石盐、钾芒硝、碳酸钠矾和天然碱。利用不同矿物的析出特性可以分阶段进行回收提取,对盐湖资源开发具有现实意义。