雙良環(huán)境最新科研動(dòng)態(tài)(2021-08)

2021-08-01 16:04:15 0 雙良環(huán)境

中文標(biāo)題：合親磷金屬氧化物改性硅藻土及回收廢水中磷的性能差異研究引自:Performance difference of hydrated phosphorophilic metal oxides in modifying diatomite and recovering phosphorus from wastewater ,Li Shuaishuai, Zeng Wei, Ren Ziyan, et al. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 623 (2021) 126763

利用水合親磷金屬氧化物改性多孔材料制備吸附劑是一種很有前景的從廢水中回收磷的方法。在本研究中，通過(guò)相同條件下負(fù)載Fe(III)、Zr(Ⅳ)和La(III)到硅藻土上，制得三種吸附劑，分別稱(chēng)為D-HFO、D-HZO、D-HLO。探討了三種吸附劑在實(shí)際廢水中的性能差異和磷吸附行為差異。表征結(jié)果表明，三種金屬主要以納米結(jié)構(gòu)的水合氧化物形式負(fù)載在硅藻土上。在吸附實(shí)驗(yàn)中，D-HFO、D-HZO在酸性條件下的吸附容量較高，而D-HLO在中性或弱堿性環(huán)境下吸附磷的效果較好。D-HFO、D-HZO、D-HLO對(duì)廢水中磷的最大吸附量分別為13.22、20.25、148.31mg/g。然而，在固定床柱實(shí)驗(yàn)中，D-HLO顆粒由于其高化學(xué)能而團(tuán)聚，并且D-HFO、D-HZO、D-HLO的最大恢復(fù)床體積（BV）分別為120、315、210 BV。Langmuir-Langmuir擬合結(jié)果表明，DHFO、D-HZO、D-HLO對(duì)磷吸附的化學(xué)沉淀貢獻(xiàn)率分別為83.5%、63.8%、86.2%。配體交換和表面絡(luò)合是三種吸附劑從實(shí)際廢水中回收磷的主要機(jī)理。

2. 中文標(biāo)題：固定基質(zhì)上的二氧化鈦光催化降解染料廢水
引自：WoottikraiChairungsri, ArisaSubkomkaew, PimluckKijjanapanich，YothinChimupala. Direct dye wastewater photocatalysis using immobilized titanium dioxide on fixed substrate.Chemosphere Volume 286, Part 2, January 2022, 131762光催化是一種很有前途的技術(shù)，可以應(yīng)用于染料廢水的降解。在光催化過(guò)程中，二氧化鈦（TiO₂）由于其成本低和應(yīng)用廣泛，常被用作催化劑。然而，使用 TiO₂粉末會(huì)存在回收困難的問(wèn)題。因此，在本研究工作中，研究了 TiO₂在兩種不同基材（包括玻璃珠和鐵珠）上的固定化使用。通過(guò)將分散液噴涂到基材上制備復(fù)合材料，然后將材料在不同溫度（600-750℃）下煅燒。在700°C的煅燒溫度下，SEM 和 EDS分析表明 TiO₂ 顆粒均勻分布在基板上。重要的是，沉積的 TiO₂ 顆粒是混合相銳鈦礦和金紅石結(jié)構(gòu)，這兩種結(jié)構(gòu)都被認(rèn)為有利于光催化過(guò)程。最終，復(fù)合材料在 700°C下煅燒，光照4小時(shí)，對(duì)染料的降解效率達(dá)到 64.0%。重復(fù)使用的催化劑在第二次循環(huán)中的降解效率沒(méi)有明顯變化，表明具有可重復(fù)利用的能力。另外第二次使用后，二氧化鈦在固定基板上的穩(wěn)定性仍然很高。

圖1

3. 中文標(biāo)題：受氧化還原電位和pH影響的浸水土壤中鐵的轉(zhuǎn)化
引自：[1] Gotoh S , Patrick W . Transformation of Iron in a Waterlogged Soil as Influenced by Redox Potential and pH1[J]. Soil Science Society of America Journal, 1974, 38(1):66-71.

圖2 用于控制氧化還原的裝置圖示

在嚴(yán)密控制氧化還原電位和pH的條件下，研究了浸水土壤中不同形式的鐵的分布。氧化還原電位和pH值的降低有利于水溶性和可交換鐵的增加。鐵還原后的氧化還原電位在pH值為6和7時(shí)介于+100 mV和+300 mV之間，在pH值為8時(shí)為-100 mV，而在pH值為5時(shí)，在+300 mV時(shí)發(fā)生了明顯的還原。水溶性和可交換鐵部分之間的分布高度依賴(lài)pH值，在給定的氧化還原電位下，pH 值的降低會(huì)增加土壤溶液中亞鐵的相對(duì)量，但交換復(fù)合物中的亞鐵量會(huì)減少。固相羥基氧化鐵和水溶性鐵 (Fe^₂₊) 之間平衡的熱力學(xué)方法表明它主要受 Fe^₂₊- Fe(OH)₃系統(tǒng)控制，其中氫氧化鐵是針鐵礦和非晶物質(zhì)的混合物。

4.中文標(biāo)題：通過(guò)消毒滅活水中與健康相關(guān)的微生物
引自：[1]MD Sobsey. Inactivation of health-related microorganisms in water by disinfection processes[J]. Water Science & Technology, 1989, 21(4):179-195.
研究了近年來(lái)有關(guān)水、廢水中與健康相關(guān)的微生物消毒的文獻(xiàn)?，F(xiàn)在有相當(dāng)多的證據(jù)表明，水和廢水質(zhì)量的傳統(tǒng)微生物指標(biāo)，如總大腸菌群和糞便大腸菌群，不足以預(yù)測(cè)幾種重要的、新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌、病毒和原生動(dòng)物病原體的存在或消毒反應(yīng)。這篇綜述強(qiáng)調(diào)了對(duì)水傳播微生物病原體消毒的反應(yīng)以及最近認(rèn)可和公共衛(wèi)生關(guān)注的潛在指標(biāo)。這些微生物包括異養(yǎng)平板計(jì)數(shù)(HPC)細(xì)菌、空腸彎曲桿菌、腸結(jié)腸炎耶爾森菌、非結(jié)核分枝桿菌、軍團(tuán)菌等明顯的和機(jī)會(huì)性的細(xì)菌病原體;大腸桿菌指標(biāo)和腸道病毒病原體，如甲型肝炎病毒、輪狀病毒和諾瓦克病毒;原生動(dòng)物病原體，如藍(lán)氏賈第蟲(chóng)、隱孢子蟲(chóng)和自由生活的變形蟲(chóng)。本文綜述了這些微生物對(duì)廣泛使用的傳統(tǒng)消毒劑(如游離氯和化合氯)以及對(duì)臭氧、二氧化氯和紫外線等新出現(xiàn)的消毒劑的反應(yīng)。本文還試圖找出影響消毒效率的各種因素，特別是干擾消毒的因素。顯然，傳統(tǒng)的微生物指標(biāo)，如總大腸菌群和糞便大腸菌群，比最近關(guān)注的病原體如分枝桿菌、腸道病毒和原生動(dòng)物包囊更敏感。因此，必須繼續(xù)努力尋找更可靠的消毒方法和微生物水質(zhì)指標(biāo)，以便改進(jìn)水和廢水的消毒方法。

5.中文標(biāo)題：加入TiO2氧化石墨烯提高聚酰胺膜的凈水效率
引自：Enhanced efficiency of polyamide membranes by incorporating TiO2-Graphene oxide for water purification.AQ Al-Gamal, WS Falath, TA Saleh. Applied Journal of Molecular Liquids，Volume 323, 1 February 2021, 114922.

圖3
基于膜的分離工藝在飲用水凈化和廢水處理等多種應(yīng)用中非常有效。聚合物-無(wú)機(jī)復(fù)合反滲透膜是一種強(qiáng)大的方法，可以將無(wú)機(jī)材料的不同特性（如機(jī)械和熱穩(wěn)定性）與有機(jī)聚合物的特性（包括可加工性和柔韌性）結(jié)合起來(lái)。本工作旨在通過(guò)同時(shí)摻入氧化石墨烯 (GO) 和 TiO ₂復(fù)合材料來(lái)改性芳族聚酰胺膜表面，以提高膜的脫鹽率和過(guò)濾性能。1, 3, 5-苯三羰基氯、TiO₂-GO復(fù)合材料和m-苯二胺在多孔聚砜載體表面聚合。應(yīng)用傅里葉變換紅外光譜、X射線光電子能譜和X 射線衍射來(lái)確認(rèn)膜表面上存在TiO₂-GO復(fù)合物。進(jìn)行配備能量色散X射線和原子力顯微鏡的掃描電子顯微鏡來(lái)分析表面形態(tài)并揭示改性膜表面的平滑度。進(jìn)行水接觸角測(cè)量以可視化改性膜的親水性改進(jìn)。使用實(shí)驗(yàn)室設(shè)置評(píng)估膜的性能參數(shù)，包括滲透通量、鹽截留率和油截留率。TiO₂的摻入由于膜表面電荷、粗糙度和親水性的變化，膜基質(zhì)中的 -GO 復(fù)合物增強(qiáng)了膜性能，達(dá)到了62 LMH (Lm -2 h -1 ) 滲透通量、97% 的鹽截留率和 100% 的油截留率。
6. 中文標(biāo)題：半導(dǎo)體光催化基本原理的新見(jiàn)解引自：Baoshun Liu,^* Hao Wu, and Ivan P. Parkin. New Insights into the Fundamental Principle of Semiconductor Photocatalysis. ACS Omega 2020, 5, 14847−14856光催化作為一種能夠有效解決能源和環(huán)境問(wèn)題的方法已經(jīng)被研究了許多年，但其原理研究仍不透徹，在光催化研究中仍存在一些混淆和誤解。本研究旨在闡述對(duì)半導(dǎo)體光催化基本原理的一些新的理解。從熱力學(xué)的基本定律出發(fā)，我們首先定義了光催化的熱力學(xué)勢(shì)。因此，提出了一個(gè)描述光催化動(dòng)力學(xué)的概念——吉布斯理論。光催化被定義為光驅(qū)動(dòng)的化學(xué)反應(yīng)，在光和熱發(fā)揮不同的作用并相互作用的情況下，仍然需要熱的激活。光催化應(yīng)具有與光和熱共同作用的活化能。在熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩個(gè)層面上，光和熱的作用是相互關(guān)聯(lián)和相互抑制的，因此不可能發(fā)生內(nèi)在的光熱協(xié)同作用。進(jìn)一步提出了兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定光催化中固有的光熱協(xié)同作用，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)計(jì)算，其結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果吻合較好。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該體系不存在固有的光熱協(xié)同效應(yīng)，與理論預(yù)測(cè)一致。本研究澄清了一些誤解，并對(duì)光催化的性質(zhì)有了新的認(rèn)識(shí)，這對(duì)于半導(dǎo)體光催化學(xué)科發(fā)展更為重要。

圖4

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