双良环境最新科研动态(2021-06)

1、中文标题：光催化剂灭活有害藻类的机理与性能研究yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：Inactivation of harmful algae using photocatalysts: Mechanisms and performance .He Xinghou, Wu Pian, Wang Shanlin, et al. Journal of Cleaner Production, 2021, 289, 125755yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
由于水体富营养化加剧和极端气候的影响，水体中有害藻类的大量繁殖已成为全球日益关注的事件。藻类爆发对人类和生态系统健康会造成不利影响。光催化被认为是最有效的灭活有害藻类的方法之一。近几十年来，人们对光催化材料在灭活藻类方面的基础知识、基本机理和改性技术进行了大量的研究。本文的主要目的是系统地综述近年来半导体光催化剂在藻类灭藻方面的研究进展。综述了光催化剂抑制藻类生长的损伤机制，包括氧化应激和物理约束。基于量子产率（QY）、时空产率（SY）和优值（FOM）等数值指标，从叶绿素a和蓝藻去除的角度对各种光催化剂的光催化性能进行了评价。从叶绿素a降解的角度看，Ag/AgCl@ZIF-8涂层海绵的QY、SY和FOM值分别为8.09×10^-9分子/光子、8.09×10^-6分子/(g·光子)和4.73×10^-13 mol·L/(g·J·h)时性能最好。从灭活藻类细胞的角度来看，F-Ce-TiO₂/膨胀珍珠岩复合材料（F-Ce-TiO₂/EP450）的灭活效果最好，QY（7.74×10^-17细胞/光子）、SY（1.94×10^-17 cells/(g·photon)）和FOM值（4.54 cell·L/(g·J·h)）。最后，简要总结了光催化复合材料在藻类水华控制领域的研究现状、可能的发展机遇和未来的研究重点。我们相信这篇综述将有助于提高我们对光催化剂灭活藻类的损伤机制的认识。yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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  2、中文标题：利用不同阳极氧化电压和时间制备二氧化钛纳米管yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：Ploiyok Nakpan, Areeya Aeimbhu. Fabrication of titanium dioxide nanotubes by difference the anodization voltage and time. Materials Today: Proceedingsyza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
本文在含0.3 wt%氟化铵溶液、90 mL乙二醇和10 mL去离子水的电解液中进行电化学阳极氧化制备了二氧化钛纳米管阵列(TNAs)。接下来，在室温下，通过改变电压(5 – 50 V)和反应时间(30 min – 2 h)，得到不同的制备情况。采用场发射电子显微镜(FE-SEM)、x射线能谱仪(EDS)和x射线衍射仪(XRD)分别对其形貌、成分和晶相进行了表征。实验结果表明，阳极氧化时间和阳极氧化电位对二氧化钛纳米管阵列的形成有影响。当氧化电位增加时，氧化时间减少，而当氧化电位减少时，氧化时间增加。此外，在10 V时，二氧化钛的形成开始变成管状。同时，二氧化钛纳米管阵列的直径约为10-100 nm。yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
  3、利用再生聚合物作为 TiO₂载体的太阳能光催化处理工业废水 引自：Doaa M. EL-Mekkawi，Nourelhoda A. Abdelwahab，Walied AA Mohamed，Nahla A. Taha，M.SA Abdel-Mottaleb.Solar Photocatalytic Treatment of Industrial Wastewater Utilizing Recycled Polymeric Disposals as TiO₂ Supports . Applied Journal of Cleaner Production Volume 249, 10 March 2020, 119430.yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图 1：将TiO₂负载到聚合物上的方法示意图。C：棉；CL：棉莱卡；PAM：聚酰胺；PAP：纸；PET：聚对苯二甲酸乙二醇酯；PP：聚丙烯；PU：聚氨酯。yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
采用自制的复合抛物面反应器处理严重污染的工业废水，该反应器利用回收的聚合物作为二氧化钛载体。回收的聚合物材料包括棉花、莱卡棉、聚酰胺、纸张、聚对苯二甲酸乙二酯、聚丙烯和聚氨酯。研究了TiO₂在不同载体材料上的负载情况，以确定最佳的复合材料。选择从工厂 收集的TiO₂/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料是因为它具有耐久性、聚合物与TiO₂的强结合和显著的光催化活性。红外和扫描电子显微镜表征证实了在光催化过程前后，TiO₂颗粒在PET表面的强结合和均匀分布。太阳能光催化处理的样品废水导致显著的光漂白。化学需氧量（COD）和矿化率显著降低，下降高达42%。生物需氧量与化学需氧量之比的增加表明新的可生物降解物种的形成，使得进一步的正常生物处理成为可能。yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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4、中文标题：可见光催化-生物降解紧密耦合体系中二氧化氯漂白废水的降解及细菌群落的响应yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：Liang Y ,  Jiao C ,  Pan L , et al. Degradation of chlorine dioxide bleaching wastewater and response of bacterial community in the intimately coupled system of visible-light photocatalysis and biodegradation[J]. Environmental Research, 2021, 195(2):110840.yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图2 光解循环生物反应器示意图yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
可见光催化与生物降解（ICPB）的紧密耦合为二氧化氯漂白废水的降解提供了可能。在这项研究中，我们研究了一种TiO₂涂层的海绵生物膜载体，其具有显著的TiO₂粘附性，能在内部积累生物量。对ICPB研究了四种可能的作用机理，包括二氧化氯漂白废水在载体上的吸附、光解、光催化和载体内生物膜的生物降解。载体对废水中COD_cr和AOX的吸附量分别为17%和16%。对废水的光降解效率非常低，可以忽略。生物降解（AOX为30.1%，COD_cr为33.8%，DOC为26.2%）和光催化（AOX为65.1%，COD_cr为71.2%，DOC为62.3%）对废水有一定的降解效果。而ICPB对废水中AOX、COD_cr和DOC的去除率分别达到80.3%、90.5%和86.7%。FT-IR和GC-MS分析表明，ICPB体系在外层多孔载体表面具有光催化活性，可将有机物转化为小分子，供微生物利用或完全矿化。此外，涂有二氧化钛的海绵载体内部的生物膜可以矿化光催化产物，对AOX、COD_cr和DOC的去除率分别提高了15.2%、20.0%和24.0%。ICPB系统载体中的生物膜上微生物不断改变，富集了变形菌，氯代杆菌，拟杆菌和放线菌，这些微生物在造纸废水生物降解中起积极作用。yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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5、中文标题：管道材料对饮用水供应系统中生物膜微生物群落的影响yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：[1] Wg A ,  Ap B ,  Bk C , et al. Influence of pipe material on biofilm microbial communities found in drinking water supply system - ScienceDirect[J]. Environmental Research, 2020.yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图3模型安装设置图yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
采用标准异养板计数和16S rRNA测序技术，对PVC-U、PE-HD和铸铁管模型装置上的生物膜和水样进行了研究。高通量测序的结果表明，建筑材料对微生物组成有很大影响。PVC-U和PE-HD管中以变形菌为主(54-60%)，而铸造管中以硝化螺旋杆菌(64%)为主。由此推断，与铸铁相比，塑料管道为潜在致病类群创造了更方便的环境。7年生的生物膜被描述为具有急剧氧化还原梯度的复杂栖息地，在那里产甲烷菌和甲烷异养菌共生。此外，饮用水分配系统(DWDS)是研究稀有细菌门生态学的一个有用工具。新的生态生理学方面描述了水栖动物和吸血弧菌。HPC衍生细菌与NGS揭示的生物膜和水微生物群组成之间的差异表明，有必要引入新的诊断方案，以便对饮用水安全进行适当评估，特别是在未消毒运行的DWDS中。yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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  6、中文标题：AgI/CuWO₄ Z型光催化剂降解有机污染物的实验和分子动力学研究yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：Neha Jatav, Jyoti Kuntail, Danish Khan, Arup Kumar De, Indrajit Sinha. AgI/CuWO4 Z-scheme photocatalyst for the degradation of organic pollutants: Experimental and molecular dynamics studies. Journal of Colloid and Interface Science 599 (2021) 717–729yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图4yza新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
复合多相光催化剂组分的吸附性能的探究对其在特定反应中的适用性起到至关重要的作用，但目前科学家对这方面的研究还相对较少。本文的研究是开发AgI/CuWO₄纳米复合材料，在可见光照射下光催化降解水性介质中的环丙沙星和罗丹明B。通过逐步沉淀方法制备纳米复合材料。XPS分析和活性物质捕获实验表明光催化通过Z 型机制进行。大规模水介质分子动力学模拟表明，氧和 CIP 吸附发生在AgI部分，而水与 CuWO₄ 发生强烈的相互作用。结合来自实验和分子动力学研究的数据，得出光催化反应机理。