雙良環(huán)境最新科研動態(tài)(2021-04)

2021-04-01 15:10:30 0 雙良環(huán)境

1.中文標(biāo)題：可見光驅(qū)動異質(zhì)結(jié)構(gòu)g-C3N4/Bi-TiO2懸浮光催化劑對銅綠微囊藻的光催化滅活
引自：Visible-light-driven heterostructured g-C₃N₄/Bi-TiO₂ floating photocatalyst with enhanced charge carrier separation for photocatalytic inactivation of Microcystis aeruginosa.Song Jingke, Li Chenyang, Wang Xuejiang, et al. Frontiers of Environmental Science & Engineering, 2021,15(6)
藍藻水華發(fā)生率和嚴(yán)重程度的增加正引起越來越多的關(guān)注；此外，釋放到水中的微囊藻毒素LR的毒性作用也影響人類和動物的健康。本文采用簡單的溶膠-凝膠法，即在Al₂O₃改性膨脹珍珠巖（簡稱CBTA）表面包覆g-C₃N₄和Bi摻雜TiO₂，制備了一種用于有害藻類銅綠微囊藻（M.aeruginosa）光催化滅活的浮動光催化劑。研究了不同Bi/Ti摩爾比對CBTA的影響。結(jié)果表明，Bi摻雜抑制了TiO₂光生電子空穴對復(fù)合。在可見光照射6 h時，加入2 g/L的CBTA-1%（即Bi/Ti摩爾比=1%），可去除75.9%的銅綠假單胞菌（初始濃度=2.7×10⁶個細胞/L）和83.7%的微囊藻毒素LR（初始濃度=100µg/L）。光催化失活過程中的關(guān)鍵活性氧（ROSs）是h⁺和?OH。Bi⁴⁺/Bi³⁺物種的引入可以縮小TiO₂的帶隙，捕獲電子，提高CBTA-1%在共存環(huán)境物質(zhì)溶液中的穩(wěn)定性。

2.中文標(biāo)題：設(shè)計氮磷共摻雜石墨烯量子點/g-C₃N₄異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料提高可見光和紫外光催化活性
引自：Zengsheng Guoa,1, Shengnan Nia,1, Hao Wua, Jianfeng Wena, Xinyu Lia, Tao Tanga,*, Ming Lia,*, Min Liub,*. Designing nitrogen and phosphorus co-doped graphene quantum dots/ g-C3N4 heterojunction composites to enhance visible and ultraviolet photocatalytic activity. Applied Surface Science 548 (2021) 149211

在無機金屬g-C₃N₄基材料中，光激發(fā)載流子的快速復(fù)合限制了其光催化活性。本論文首次合成了一種新型的雙原子摻雜石墨烯量子點（GQDs），即氮磷共摻雜GQDs（NP-GQDs），并將其負載于g-C₃N₄表面，得到了NP-GQDs/g-C₃N₄復(fù)合光催化劑。在可見光和紫外光照射下，NP-GQDs/g-C₃N₄的MO光降解率分別高達97.5%和96%，是純g-C₃N₄的1.71倍和1.85倍。光降解活性的顯著提高主要歸因于NP-GQDs的引入可以促進光激發(fā)載流子的形成、傳輸和分離。此外，光催化劑在三次重復(fù)測試后，光催化活性沒有顯著降低，具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。本研究對雙原子摻雜石墨烯量子點在光催化體系中的作用有了新的認(rèn)識，為開發(fā)高效的g-C₃N₄基光催化劑提供了新的前景。 3. 中文標(biāo)題：Ag /氧化石墨烯/ TiO₂復(fù)合材料光催化性能的形態(tài)學(xué)研究引自：Chabaiporn Junin, Attera Worayingyong, Chanapa Kongmark. A Morphological Investigation of Ag/Graphite Oxide/TiO₂ Composites for Photocatalysis: Solid State Phenomena 1662-9779, Vol. 302, pp 9-17
二氧化鈦及其復(fù)合材料的高級氧化工藝(AOP)在處理水中持久性有毒有機污染物方面得到了廣泛的應(yīng)用。通過實施有效的電荷轉(zhuǎn)移來提高TiO₂的光催化活性。本文研究了Ag/氧化石墨烯(GO)/TiO₂的合成。購買了德固賽 P25 TiO₂(金紅石:銳鈦礦為85:15,99.9%，20nm)納米粉體。采用改性Hummer法制備了氧化石墨烯，采用光還原和超聲處理法制備銀納米粒子(AgNPs)。利用X射線衍射(XRD)確定了Ag- GO- TiO₂的形成，即GO峰、AgNPs峰、TiO₂ P25的銳鈦礦相和金紅石相。利用背散射掃描電鏡對AgNPs/GO/TiO2復(fù)合材料中不同成分的AgNPs進行了表征。透射電鏡用于高分辨率圖像觀察納米材料的大小和形狀。利用銀L₃邊緣的X射線吸收近邊結(jié)構(gòu)(XANES)光譜確定了零價AgNPs。本研究中表現(xiàn)最好的光催化劑是5Ag0.5GoTiO₂, 光照2小時后RhB的降解率為78.86%。AgNPs呈球形，尺寸約為2-10納米，均勻分布在GO/TiO₂基體中。

4. 由生銹的廢鐵和還原鐵粉強化發(fā)酵后的污泥殘渣制備的生物炭去除氨氮和磷
引自：Lu Zhang，F(xiàn)eng Deng，Zhongkai Liu，Lexian Ai.Removal of ammonia nitrogen and phosphorus by biochar prepared from sludge residue after rusty scrap iron and reduced iron powder enhanced fermentation. Applied Journal of Environmental Management Volume 282, 15 March 2021, 111970.

生銹的廢鐵（RSI）或生銹的廢鐵與還原鐵粉的混合物（RSI-RIP）可用作外源添加劑，以增強污水污泥的厭氧發(fā)酵。為了合理利用發(fā)酵殘渣，本研究對強化發(fā)酵后的污泥進行熱解制備生物炭，將其用于厭氧發(fā)酵液中氨氮和磷的吸附。實驗結(jié)果表明，用RSI和RIP強化發(fā)酵后，污泥生物炭的孔結(jié)構(gòu)得到了極大的改善。在600°C下制備的RSI-RIP共增強發(fā)酵生物炭表現(xiàn)出更高的吸附能力，可與商業(yè)活性炭媲美。在吸附過程中，優(yōu)選中性或弱堿性環(huán)境。在合適的pH條件下，氨氮和總磷去除率分別達到91.3％和98.6％。另外，通過用無氨水簡單洗滌來再生飽和的生物炭。在三個循環(huán)后，氨氮和總磷的去除效率分別保持在71.3％和83.2％。結(jié)果，由RSI-RIP增強的發(fā)酵污泥制備的生物炭可用作有前途的低成本吸附劑。

5. 中文標(biāo)題：紫外光和TiO2對水中微生物的光催化滅活
引自：[1] Taheri F , Amini A , Kouhsari E , et al. Photocatalytic inactivation of microorganisms in water under ultraviolet C irradiation and TiO2[J]. Reviews in Medical Microbiology, 2020, 31.

圖一用于光催化反應(yīng)的反應(yīng)器示意圖
微生物污染是許多中草藥制劑生產(chǎn)過程中最重要的問題之一。這項研究的目的是使用納米顆粒和紫外線輻射，這在先前的一些實驗室研究中被考慮過。將污水運進入光催化反應(yīng)器，在不同停留時間(0 ~ 90 min)和不同濃度(0.1、0.2、0.4、0.8、1和2 mg/ml)的TiO2納米顆粒條件下，分別考察了TiO2在單獨的條件下和紫外光存在下的微生物去除效果。在紫外光存在下，反應(yīng)效率隨停留時間的延長而增加。紫外線和納米TiO2顆粒同時處理受污染的水也得到了類似的結(jié)果。然而，在高濃度的TiO2存在下，微生物的濃度僅略有降低?？紤]到納米顆粒顯著的抗菌作用，建議使用動物模型對這些化合物的作用進行類似的研究。通過進一步了解此類化合物的其他抗菌特性，可以將它們用于去除微生物表面污染，特別是在臨床環(huán)境中。

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