摘要：甲基苯丙胺(Methamphetamine,METH)作为一种兴奋剂类毒品,正在全球范围内蔓延,研发高效、环保、低成本的销毁技术十分必要。本文设计了电化学催化降解METH的方法,通过扫描电镜(SEM)和元素分析对电极形貌结构及成分进行了分析,并利用气相色谱(GC)和循环伏安法(CV)对METH电化学降解过程和机制进行了探讨。结果表明,钛基钌铱电极(DSA电极)表面的裂纹结构,大大提高了电极活性面积,对METH的降解效果优于碳纤维电极和Pt电极。电解条件优化后,DSA电极对METH的电化学降解效果显著,METH基本完全降解。METH的降解以间接氧化为主,降解反应遵循一级反应动力学。电化学催化可以快速高效的降解METH,且环境友好,是对METH无害化处理的有效手段。

摘要：硫化零价铁(S-nZVI)因其电子传递效率高、选择性好,近年来在水处理领域应用广泛。将S-nZVI与高级氧化技术结合,可发挥材料优异的催化性能,实现对污染物的高效降解。本文以硫脲为硫源制备高活性S-nZVI,构建S-nZVI活化过二硫酸盐(PDS)高级氧化体系实现对四环素(TC)的高效降解。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)、X射线光电子能谱仪(XPS)等表征方法分析S-nZVI的组成结构和表面形貌,考察硫铁物质的量的比(S/Fe)、硫化时间、S-nZVI投加量、PDS浓度、溶液初始pH和共存离子对TC降解的影响作用,通过活性物种淬灭实验和电子顺磁共振实验(EPR)探究自由基和非自由基活性物质对TC的降解作用,利用液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析TC降解的可能路径。结果表明:纳米零价铁(nZVI)经硫化改性后,比表面积增大,Fe和S均匀地分布在材料表面;S/Fe对TC降解的影响作用较小,TC降解率与S-nZVI投加量和PDS浓度呈正相关,但随着硫化时间增加呈现降低趋势;S-nZVI/PDS体系在较宽pH范围(pH=5~9)内均具有较优的TC降解效果;反应溶液中存在不同阴离子时,TC降解率受到不同程度抑制作用,其中HCO_(3)^(-)抑制作用最为显著;当S/Fe为0.028、硫化时间为2h、S-nZVI投加量为1g/L、PDS浓度为2mmolL,不调节初始溶液pH时,反应120min后TC降解率可达94.6%;S-nZVI/PDS体系的活性物种除常见自由基(SO_(4)^(·-)和HO^(·))外,还包括非自由基活性物质Fe(Ⅳ),但Fe(Ⅳ)对TC的降解作用较小;TC降解主要通过特定官能团裂解和开环反应进行,最终氧化降解成CO_(2)和H_(2)O。

摘要：对用磺化聚苯乙烯 (PSSA)膜组装的质子交换膜燃料电池 (PEMFC)进行寿命实验 ,通过高效液相色谱分析 PSSA膜电池寿命实验期间阴极和阳极侧的排水量 ,能谱分析电池寿命实验前后 PSSA膜断面 S元素含量的分布 ,红外光谱分析 PSSA膜结构的变化 ,根据分析结果推断出 PSSA膜的降解机理 .O2 在阴极还原时产生 H2 O2 中间产物 ,H2 O2 又与电池中微量的金属离子反应产生 HO· 和 HO2 · 等氧化性自由基 ,这些自由基进攻 PSSA膜 α碳上的叔氢而导致膜降解 .膜降解主要发生在电池阴极侧 ,降解过程中苯环和磺酸根同时从 PSSA膜上脱离 .根据 PSSA膜的降解机理设计了 PSSA-Nafion复合膜作为 PEMFC电解质 ,2 5μm厚的 Nafion1 0 1膜位于电池阴极侧 ,该复合膜组装的 PEMFC稳定操作 80 0

摘要：传统的热固性树脂因不可逆的交联网络结构而不溶、不熔,导致其难以降解回收,造成环境污染及资源浪费。通过分子设计,将可裂解键或动态共价键引入到热固性树脂的交联网络,在一定的降解条件可实现传统热固性树脂的可控降解是解决上述问题的有效途径之一。介绍了传统热固性树脂回收利用面临的问题,综述了不同类型可降解热固性树脂的降解机理、制备方法及可回收性,最后指出目前可降解热固性树脂存在的问题,并对未来重点的研究方向进行展望。

摘要：人工湿地是一种完整的生态系统,它是利用系统中发生的物理、化学和生物等多重协同作用实现对污水的净化功能。开展潜流人工湿地中废水处理的机理、湿地内部有机污染物的迁移转化、湿地工艺设计及其水力学、动力学参数的研究,对环境废水中有机污染物的去除及生态安全具有重要意义。文章主要从化学、生物、设计参数等方面论述了人工湿地废水处理中有机污染物的降解及其机理研究进展。化学因素主要包括溶解性有机质(DOM)对有机污染物的迁移转化、氧化还原环境(Redox)及废水中电子受体的存在对有机质的分解状况、不同溶解氧(DO)水平为厌氧、好氧细菌对有机物的生物降解及湿地内反应动力学模型建立等因素对废水中有机污染物降解的作用及影响;生物因素主要涉及植物和微生物的作用,湿地中的生物降解是有机污染物的主要去除方式;在工艺参数方面,主要就水流特性、孔隙度、停留时间(HRT)、水力负荷(HLR)和水位等因素对湿地中有机污染物去除的影响进行了探讨。

摘要：利用量子化学方法,研究了4-溴苯甲醚水热脱溴降解反应机理,并在不同温度和添加剂工况下进行4-溴苯甲醚的水热反应实验研究,对模型的可行性进行验证。模拟结果表明:H+亲电取代反应能垒低于OH-亲核反应,反应更易发生;与[Fe(H2O)6]2+相比,[Fe(H2O)6]3+与苯甲醚自由基发生氧化还原反应能垒较低,反应更易发生。实验结果表明:4-溴苯甲醚的水热降解过程是脱溴加氢的过程;水热条件下升高温度,可以较大地提高4-溴苯甲醚的降解率,当反应温度由220℃升高至290℃时,所有工况下4-溴苯甲醚的降解率均提高了30%以上;铁盐(特别是混合铁盐)的加入对4-溴苯甲醚的水热降解具有明显的促进作用,在290℃的工况下,添加混合铁盐时4-溴苯甲醚的降解率从无添加剂时的83.86%提高到了98.25%。实验和模拟均表明添加铁盐时的水热反应速率常数要大于不添加铁盐时的水热反应速率常数。通过实验与模拟计算结果的比较,发现H+亲电取代机理模型可以较好地解释无添加剂时4-溴苯甲醚的水热脱溴机理;水合铁离子氧化还原作用机理模型可以较好的解释铁盐作用下4-溴苯甲醚的水热脱溴机理。

摘要：以太阳能为驱动力的光催化氧化技术被认为是消除水体中非甾体抗炎药(NSAIDs)的一种极具前景的技术.氮化碳(CN)由于具有良好的可见光吸收能力和生物相容性而备受关注.然而传统的一步热聚合法所制备的CN存在光吸收能力弱和电子-空穴对复合率高等缺点,限制了其在光催化领域的应用.为此,本研究分别以2,4,6-三胺嘧啶和氯化钾作为碳源和钾源,采用一步缩聚法制备了碳钾共掺氮化碳(KCCN)催化剂,并探究了其在可见光下对水体中NSAIDs的降解性能和反应机制.结果表明,碳和钾的协同作用使得氮化碳的导带位置从-1.28 eV上移至-1.76 eV,有效地增强了其还原能力.同时,碳的引入有效促进了光生载流子的空间分离,抑制了电子-空穴对的复合.光催化性能实验表明,双氯芬酸(DCF)的降解速率常数从CN体系的0.0015 min^(-1)提高至KCCN体系的0.13 min^(-1),其性能提高倍数高达86.7倍.自由基检测实验表明,超氧自由基、电子和单线态氧为光催化体系的主要活性物种.此外,溶液的初始pH及水体中的共存离子对KCCN体系的活性无显著影响,而天然水体对DCF的降解起到促进作用.急性毒性实验结果表明,KCCN光催化体系能显著降低DCF水体的毒性.本研究所得结果可望为绿色高效光催化材料的设计制备以及含NSAIDs实际废水的处理提供新思路.

摘要：为了提高电化学氧化效率,在阴阳两极间隙填充不同类型的吸附材料,设计了一种原位集成的穿流式电解-吸附耦合反应器(EA-R),并选取了典型染料酸性红G(ARG)作为模拟污染物。结果表明,电解耦合PANI/TiO_(2)吸附对ARG模拟废水呈现较好的处理效果,脱色率和COD去除率远高于单独电解处理。同时,发现电解和PANI/TiO_(2)吸附之间存在协同效应。将四种常用填料(石英砂、天然沸石、焦炭和活性炭)分别与PANI/TiO_(2)均匀混合,以降低废水穿流阻力,提高EA-R渗水能力。结果表明,四种电解-吸附模式均具有协同效应,其中填充PANI/TiO_(2)+焦炭的EA-R对废水脱色和COD去除呈现最大协同系数(Sc),分别为62.5%和61.7%,同时相比与单独电解处理单位COD能耗下降65.3%。UV-Vis、FT-IR和GC-MS分析表明,ARG在电解过程中的降解机理非常复杂,包括氧化还原、电化学聚合、相互反应等,其中ARG分子偶氮双键更易受到破坏,导致废水脱色显著。

摘要：设计pH、Fe0投加量、过硫酸盐(PS)投加量和四环素(TC)初始质量浓度对TC去除率影响的单因素试验,探索Fe^(0)/PS体系降解TC的最适条件;利用单因素试验的结果,采用伪一级动力学模型拟合得到Fe^(0)/PS体系降解TC影响因素的反应级数;通过自由基淬灭试验,探究Fe^(0)/PS体系中自由基的种类;运用液相色谱–质谱探索TC在Fe^(0)/PS体系中的降解产物和降解路径。结果表明:在TC初始质量浓度为30 mg/L时,选择pH=3.0、PS投加量为2.0 mmol/L,Fe0投加量为1.00 mmol/L,温度为25℃的条件,反应45 min后,TC去除率达94.11%;PS投加量、Fe0投加量和TC浓度的反应级数分别为0.93、0.89、–0.78;·OH和SO_(4)^(-)·均参与了对TC的降解,其中SO_(4)^(-)·发挥主要作用;TC在Fe^(0)/PS体系得到有效降解,其降解产物主要有6种化合物,可能存在羟基重排和脱去羟基2种降解路径。

摘要：为探究类石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))在不同光源下光催化降解诺氟沙星(NOR)的途径、机理与NOR在降解过程中的毒性变化,以尿素为前驱体合成了g-C_(3)N_(4)纳米片,对其晶型结构和表面形貌进行了表征,对其光吸收性能进行了测试,并通过降解实验考察了g-C_(3)N_(4)纳米片在模拟阳光和可见光下对NOR的降解性能,之后通过猝灭实验、电子顺磁共振技术(EPR)和HPLC-MS手段分析了模拟阳光和可见光下g-C_(3)N_(4)纳米片光催化降解NOR过程中的主要活性物种和中间产物,并采用毒性评估软件工具(T.E.S.T)预测NOR降解产物的毒性。降解实验显示,在模拟阳光照射40 min和可见光照射150 min后g-C_(3)N_(4)分别可去除97%和57%的NOR。猝灭实验和EPR结果显示,模拟阳光下·OH、O_(2)^(·-)、h+皆参与降解过程,其中O_(2)^(·-)占主导作用;可见光下NOR的降解也主要源于O_(2)^(·-)的氧化作用。通过HPLC-MS测定,在模拟阳光和可见光下分别鉴定出20、11种降解产物。依据产物结构分析可得,NOR在2种光源下的降解均涉及到脱氟、脱羧、哌嗪环转化和喹诺酮环裂解4种机理。毒性评估结果显示,NOR经降解后急性毒性和生物蓄积毒性降低,但发育毒性和致突变毒性有所升高,即NOR经光催化降解后仍存在一定的环境风险,需引起关注。