基于高铁酸盐的水污染控制技术研究进展

高铁酸盐(FeO_4~(2-), Fe(Ⅵ))是一种同时具有氧化、吸附、絮凝、杀菌、消毒等多种功能的绿色水处理剂,因独特的环境友好特性而受到人们越来越多的关注.本文主要介绍了Fe(Ⅵ)的氧化特性及机理,综述了近年来基于Fe(Ⅵ)的水处理技术研究进展,包括Fe(Ⅵ)氧化新兴有机污染物及强化方面的研究、Fe(Ⅵ)杀菌消毒作用及其氧化过程中消毒副产物生成情况、Fe(Ⅵ)氧化和自分解产生的新生态铁氧化物的特性及其去除重(类)金属的机理,并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望.     

茶树草螺菌WT00C-Se发酵制备红色纳米单质硒

茶树草螺菌是从野外茶树中分离的一种革兰氏阴性内生细菌。茶树内生草螺菌WT00C在含200 mmol/L硒酸钠的LB培养基内37℃培养28 h后,收获、保存细菌并重新命名为茶树草螺菌WT00C-Se。将茶树草螺菌WT00C-Se重新接种至含200 mmol/L硒酸钠的LB培养基中培养,其生长抑制期和生长期缩短6 h,仅为原来茶树内生草螺菌WT00C菌株的一半。摇瓶培养和电镜观察都表明茶树草螺菌WT00C-Se仍拥有还原硒酸盐、生成红色纳米单质硒(Se~0)的能力。根据茶树草螺菌WT00C-Se的特性,进行红色纳米单质硒产率条件优化后发现:首先用含75 mmol/L硒酸钠的培养基活化茶树草螺菌WT00C-Se,然后按1∶100比例接种200 mmol/L硒酸钠LB培养基,并在37℃、200 r/min、pH 7. 0条件下培养,红色纳米单质硒产率较高且耗时短。依照优化条件,使用发酵罐发酵30 h,每升培养物可制备出560 mg纯净的红色单质硒。该研究结果不仅为利用微生物生产红色单质硒提供了一种全新的思路,而且为今后产业化提供了强有力的技术支撑。     

高温高密度无黏土相钻开液室内研究

传统的高密度钻井液采用膨润土来配制,高温下膨润土含量过高会过度分散,导致钻井液黏度和切力增大,膨润土含量过低会导致膨润土聚集,破坏钻井液稳定性,导致加重剂沉降,引发钻井事故。本文通过室内研究,建立了一套抗高温无黏土相甲酸盐钻开液体系,该体系具有黏度切力适中、高温稳定、抗污染能力强,有良好的抑制性等特点,酸化完井后渗透率恢复值可达94%,储层保护效果良好。     

丙酸盐对厌氧氨氧化除氮性能及群落结构的影响

为了探究有机碳对厌氧氨氧化的长期影响, 向厌氧氨氧化膜生物反应器中添加不同浓度的丙酸钠, 研究对反应器的除氮效能以及微生物的种群结构和功能变化。结果表明: 反应器主要的脱氮过程由CandidatusBrocadia完成, 当丙酸钠浓度为100 mg/L时, 反应器中由于异养细菌的生长, 可实现碳氮的同步去除, 平均总氮去除率可达91.9%。当丙酸钠浓度为200 mg/L 时, 对Candidatus Brocadia的抑制作用导致反应器除氮性能下降, Candidatus Brocadia的丰度降至41.2%, 总氮去除率降至 78.8%。在有机碳抑制作用解除后, 反应器的除氮性能恢复为86.8%, Candidatus Brocadia丰度增加到54.0%, 但群落多样性下降, 属水平的微生物组成有较大的改变。     

PA6/ADP/BOZ复合材料的阻燃性能

将合成的双酚A型苯并噁嗪(BOZ)作为成炭协效剂与二乙基次膦酸铝(ADP)复配应用于阻燃聚酰胺6(PA6),熔融共混制备了阻燃PA6复合材料.通过UL94阻燃等级、极限氧指数(LOI)、锥形量热(Cone)、扫描电镜(SEM)以及热分析(TG/DTG)等研究了复合材料的协同阻燃性能及作用机制.结果表明:BOZ和ADP在阻燃PA6具有良好的协同阻燃效应.添加0.3%BOZ和9.7%ADP时,PA6/ADP/BOZ复合材料的垂直燃烧达到UL94 V-0级,LOI达到了31.0%,拉伸强度、弯曲强度分别为74.6和109.6 MPa.     

Strandberg型苯基膦钼酸-联咪唑荷移盐的合成及催化性能

苯基膦酸(C_6H_5PO_3H_2)作为磷源,在温和条件下与Na_2MoO_4·2H_2O、2,2′-联咪唑(H2biim)反应,并借助H_2biim质子化后形成的有机阳离子[H_3biim]~+和杂多阴离子[(PhP)_2Mo_5O_(15)]~(4-)(PhP=C_6H_5PO_3)之间的电中和作用,在弱酸性水溶液中缓慢晶化,形成了1例以PhP为中心的Strandberg型苯基膦钼酸-联咪唑荷移盐(H_3biim)_4[(PhP)_2Mo_5O_(15)]·H_2O(1).利用单晶和粉末X射线衍射(SCXRD和PXRD)分析、元素分析、红外(IR)光谱等手段对化合物1进行了表征,并通过热重-差热分析(TG-DTA)考察了其热稳定性.以酸催化合成环己酮乙二醇缩酮为反应模型,探讨了化合物1的酸催化性能,同时考察了反应时间、反应物料比和催化剂用量对反应的影响.结果表明:化合物1作为固体多金属氧酸盐(POM)型催化剂,其催化活性高,结构稳定,可循环使用.     

PW11Cu/TiO2/SiO2复合膜的制备及可见光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法将Keggin型铜取代的杂多酸盐Na_5PW_(11)O_(39)Cu(II)(PW_(11)Cu)负载于TiO_2/SiO_2表面制备出PW_(11)Cu/TiO_2/SiO_2复合膜可见光催化剂,通过UV-Vis DRS、IR和SEM对其进行了表征,考察了焙烧温度和PW_(11)Cu含量对此复合膜光催化活性的影响。实验结果表明,PW_(11)Cu/TiO_2/SiO_2膜具有良好的可见光吸收活性。复合膜中PW_(11)Cu含量越多,膜的光催化活性越高,而焙烧温度增高会使得光催化活性降低。当PW_(11)Cu的含量为3.0 g(40 wt%),焙烧温度为373 K时,其具有最好的可见光催化活性,在250 W可见光下反应3 h,RhB(10μmol·L~(-1))可以达到100%降解,COD去除率达32%(4 h),经过10次循环实验,催化剂的光催化活性仍保持在93%左右。显示出该复合光催化剂对RhB降解具有高效性和较强的稳定性。     

CsPW11Fe/TiO2纳米管修饰电极的制备及对H2O2的检测

采用二次阳极氧化法在纯净的钛片表面制备出TiO_2纳米管,经表面清洗后将其放入带聚四氟乙烯衬里的反应釜中,同时向釜中加入一定量的Keggin型铁取代杂多酸盐Cs_4PW_(11)O_(39)Fe(III)(H_2O)(CsPW11Fe)水溶液,通过水热法在TiO_2纳米管内生长CsPW_(11)Fe晶体,最终得到CsPW_(11)Fe/TiO_2纳米管修饰电极。通过SEM和XRD对该修饰电极进行了表征,研究了其电化学性能以及对H_2O_2的电催化行为。结果表明,CsPW11Fe/TiO_2纳米管修饰电极的峰电流与峰电位随H_2O_2浓度不同而发生明显的变化,因此可以作为电化学传感器应用于H_2O_2的检测。     

二乙基次膦酸铝的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究二乙基次膦酸铝阻燃剂在氮气气氛中的热分解动力学;利用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对其进行热分解动力学研究,计算出该阻燃剂的平均热分解表观活化能分别为260.2和259.4 kJ/mol;利用atava-estk法研究该阻燃剂的热分解机理属于相边界反应,得到其热分解动力学方程为g(α)=1-(1-α)1/3。     

改性淀粉絮凝剂DTCS-AM的制备及絮凝性能

以淀粉为原料,通过交联、醚化等反应得到二硫代氨基甲酸盐改性淀粉(DTCS),然后以DTCS为骨架与丙烯酰胺在引发剂作用下进行接枝共聚反应,合成DTCS-AM改性淀粉絮凝剂。考察单体用量、引发剂浓度、反应温度和反应时间对接枝共聚反应的影响,通过红外光谱、扫描电镜对产物进行表征,并考察DTCS-AM改性淀粉絮凝剂对胜利油田钻井废水的絮凝能力。结果表明,DTCS-AM改性淀粉絮凝剂的最佳合成条件为:反应温度40℃,时间3 h,引发剂用量4 mmol/L,淀粉与单体质量比1∶2.2;DTCS-AM具有较好的絮凝结构,对胜利油田钻井废水具有较强的絮凝能力,絮凝剂用量为80 mg/L时,其COD去除率大于95%。