双良环境最新科研动态(2021-08)

2021-08-01 16:04:15 0 双良环境

中文标题：合亲磷金属氧化物改性硅藻土及回收废水中磷的性能差异研究引自: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

利用水合亲磷金属氧化物改性多孔材料制备吸附剂是一种很有前景的从废水中回收磷的方法。在本研究中，通过相同条件下负载Fe(III)、Zr(Ⅳ)和La(III)到硅藻土上，制得三种吸附剂，分别称为D-HFO、D-HZO、D-HLO。探讨了三种吸附剂在实际废水中的性能差异和磷吸附行为差异。表征结果表明，三种金属主要以纳米结构的水合氧化物形式负载在硅藻土上。在吸附实验中，D-HFO、D-HZO在酸性条件下的吸附容量较高，而D-HLO在中性或弱碱性环境下吸附磷的效果较好。D-HFO、D-HZO、D-HLO对废水中磷的最大吸附量分别为13.22、20.25、148.31mg/g。然而，在固定床柱实验中，D-HLO颗粒由于其高化学能而团聚，并且D-HFO、D-HZO、D-HLO的最大恢复床体积（BV）分别为120、315、210 BV。Langmuir-Langmuir拟合结果表明，DHFO、D-HZO、D-HLO对磷吸附的化学沉淀贡献率分别为83.5%、63.8%、86.2%。配体交换和表面络合是三种吸附剂从实际废水中回收磷的主要机理。

2. 中文标题：固定基质上的二氧化钛光催化降解染料废水
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光催化是一种很有前途的技术，可以应用于染料废水的降解。在光催化过程中，二氧化钛（TiO₂）由于其成本低和应用广泛，常被用作催化剂。然而，使用 TiO₂粉末会存在回收困难的问题。因此，在本研究工作中，研究了 TiO₂在两种不同基材（包括玻璃珠和铁珠）上的固定化使用。通过将分散液喷涂到基材上制备复合材料，然后将材料在不同温度（600-750℃）下煅烧。在700°C的煅烧温度下，SEM 和 EDS分析表明 TiO₂ 颗粒均匀分布在基板上。重要的是，沉积的 TiO₂ 颗粒是混合相锐钛矿和金红石结构，这两种结构都被认为有利于光催化过程。最终，复合材料在 700°C下煅烧，光照4小时，对染料的降解效率达到 64.0%。重复使用的催化剂在第二次循环中的降解效率没有明显变化，表明具有可重复利用的能力。另外第二次使用后，二氧化钛在固定基板上的稳定性仍然很高。

图1

3. 中文标题：受氧化还原电位和pH影响的浸水土壤中铁的转化
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.

图2 用于控制氧化还原的装置图示

在严密控制氧化还原电位和pH的条件下，研究了浸水土壤中不同形式的铁的分布。氧化还原电位和pH值的降低有利于水溶性和可交换铁的增加。铁还原后的氧化还原电位在pH值为6和7时介于+100 mV和+300 mV之间，在pH值为8时为-100 mV，而在pH值为5时，在+300 mV时发生了明显的还原。水溶性和可交换铁部分之间的分布高度依赖pH值，在给定的氧化还原电位下，pH 值的降低会增加土壤溶液中亚铁的相对量，但交换复合物中的亚铁量会减少。固相羟基氧化铁和水溶性铁 (Fe^₂₊) 之间平衡的热力学方法表明它主要受 Fe^₂₊- Fe(OH)₃系统控制，其中氢氧化铁是针铁矿和非晶物质的混合物。

4.中文标题：通过消毒灭活水中与健康相关的微生物
引自：[1]MD Sobsey. Inactivation of health-related microorganisms in water by disinfection processes[J]. Water Science & Technology, 1989, 21(4):179-195.
研究了近年来有关水、废水中与健康相关的微生物消毒的文献。现在有相当多的证据表明，水和废水质量的传统微生物指标，如总大肠菌群和粪便大肠菌群，不足以预测几种重要的、新发现的细菌、病毒和原生动物病原体的存在或消毒反应。这篇综述强调了对水传播微生物病原体消毒的反应以及最近认可和公共卫生关注的潜在指标。这些微生物包括异养平板计数(HPC)细菌、空肠弯曲杆菌、肠结肠炎耶尔森菌、非结核分枝杆菌、军团菌等明显的和机会性的细菌病原体;大肠杆菌指标和肠道病毒病原体，如甲型肝炎病毒、轮状病毒和诺瓦克病毒;原生动物病原体，如蓝氏贾第虫、隐孢子虫和自由生活的变形虫。本文综述了这些微生物对广泛使用的传统消毒剂(如游离氯和化合氯)以及对臭氧、二氧化氯和紫外线等新出现的消毒剂的反应。本文还试图找出影响消毒效率的各种因素，特别是干扰消毒的因素。显然，传统的微生物指标，如总大肠菌群和粪便大肠菌群，比最近关注的病原体如分枝杆菌、肠道病毒和原生动物包囊更敏感。因此，必须继续努力寻找更可靠的消毒方法和微生物水质指标，以便改进水和废水的消毒方法。

5.中文标题：加入TiO2氧化石墨烯提高聚酰胺膜的净水效率
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.

图3
基于膜的分离工艺在饮用水净化和废水处理等多种应用中非常有效。聚合物-无机复合反渗透膜是一种强大的方法，可以将无机材料的不同特性（如机械和热稳定性）与有机聚合物的特性（包括可加工性和柔韧性）结合起来。本工作旨在通过同时掺入氧化石墨烯 (GO) 和 TiO ₂复合材料来改性芳族聚酰胺膜表面，以提高膜的脱盐率和过滤性能。1, 3, 5-苯三羰基氯、TiO₂-GO复合材料和m-苯二胺在多孔聚砜载体表面聚合。应用傅里叶变换红外光谱、X射线光电子能谱和X 射线衍射来确认膜表面上存在TiO₂-GO复合物。进行配备能量色散X射线和原子力显微镜的扫描电子显微镜来分析表面形态并揭示改性膜表面的平滑度。进行水接触角测量以可视化改性膜的亲水性改进。使用实验室设置评估膜的性能参数，包括渗透通量、盐截留率和油截留率。TiO₂的掺入由于膜表面电荷、粗糙度和亲水性的变化，膜基质中的 -GO 复合物增强了膜性能，达到了62 LMH (Lm -2 h -1 ) 渗透通量、97% 的盐截留率和 100% 的油截留率。
6. 中文标题：半导体光催化基本原理的新见解引自：Baoshun Liu,^* Hao Wu, and Ivan P. Parkin. New Insights into the Fundamental Principle of Semiconductor Photocatalysis. ACS Omega 2020, 5, 14847−14856光催化作为一种能够有效解决能源和环境问题的方法已经被研究了许多年，但其原理研究仍不透彻，在光催化研究中仍存在一些混淆和误解。本研究旨在阐述对半导体光催化基本原理的一些新的理解。从热力学的基本定律出发，我们首先定义了光催化的热力学势。因此，提出了一个描述光催化动力学的概念——吉布斯理论。光催化被定义为光驱动的化学反应，在光和热发挥不同的作用并相互作用的情况下，仍然需要热的激活。光催化应具有与光和热共同作用的活化能。在热力学和动力学两个层面上，光和热的作用是相互关联和相互抑制的，因此不可能发生内在的光热协同作用。进一步提出了两个标准来确定光催化中固有的光热协同作用，并进行了实验计算，其结果与理论计算结果吻合较好。实验结果表明，该体系不存在固有的光热协同效应，与理论预测一致。本研究澄清了一些误解，并对光催化的性质有了新的认识，这对于半导体光催化学科发展更为重要。