La0.5Sr0.5Co0.8Mn0.2O3-δ钙钛矿对过一硫酸盐降解水中四溴双酚A影响实验研究

研究了La_0.5 Sr_0.5 Co_0.8 Mn_0.2 O_3-δ钙钛矿活化过氧单硫酸盐对四溴双酚A(TBBPA)的降解作用,重点探讨不同的煅烧温度制备镧锶钴锰钙钛矿(LSCM82)的催化性能对过一硫酸盐降解TBBPA的影响,以及溶液的不同初始pH条件对优选材料体系降解效率的影响。结果发现,变价离子的氧化还原对Co3+/Co2+和(Mn4++Mn3+)/Mn2+是催化剂活性的主要贡献者。煅烧温度为950 ℃且具有适量间隙氧及比表面积的LSCM82-950催化反应速率较高。在中性pH环境条件下应用LSCM82-950活化过一硫酸盐降解水中TBBPA污染物,既可以使催化剂钴浸出很少,又能达到最大程度的TBBPA降解效果。     

氧协同菱铁矿降解微囊藻毒素机理研究

已知在无氧条件下天然矿物菱铁矿能成功水解微囊藻毒素-LR(MC-LR),然而实际应用过程中难以避免水中溶解氧(O₂)的存在,因此有必要深入研究不同溶氧量(DOC)条件下菱铁矿对MC-LR降解的影响。本文通过在无氧和有氧条件下菱铁矿对MC-LR的降解实验,发现在有氧条件下(溶氧量1.62～21.87 mg/L), MC-LR的降解速率均比无氧条件(k₀=0.030 16 mg·L^-1·h^-1)高且其降解速率随O₂含量增加而依次增加,当O₂加入量为1.0 mL(溶氧量21.87 mg/L)时,菱铁矿对MC-LR降解速率最大(0.083 34 mg·L^-1·h^-1),为无氧条件下的2.76倍。通过外加腐殖酸(humic acid, HA)和自由基进行捕获实验,发现FeCO₃能直接活化O₂产生超氧自由基(·O~-₂),以实现对MC-LR的氧化,但外加HA抑...     

中高热解温度下秸秆基生物炭对铅、镉的吸附特性研究

【研究目的】热解温度和原材料对秸秆基生物炭吸附重金属性能的影响。【研究方法】本文以玉米秸秆和水稻秸秆作为原料,在限氧条件下,通过热解法于中温(450℃)和高温(600℃)下制备秸秆基生物炭S450、S600、Y450和Y600,研究不同类型生物炭的材料表面特性差异及对溶液中Pb²⁺、Cd²⁺吸附特性的影响。【研究结果】结果表明,热解温度对生物炭理化性质影响明显,随着热解温度的升高,产率下降,碳元素含量增大,氮、氢和氧元素含量有所降低,而且比表面积、总孔体积和平均孔径均有所减小。4种秸秆基生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附以化学沉淀反应为主,随着热解温度的升高,生物炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附量和吸附速率也随之增大,而且玉米秸秆生物炭对Pb²⁺、Cd²⁺的吸附量明显高于水稻秸秆生物炭的吸附量。【结论】4种生物炭对溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附分别为多层吸附和单分子层吸附,而...     

苜蓿基生物炭催化硫化物还原处理顺-二氯乙烯

顺-二氯乙烯(Cis-DCE)是高氯代烯烃在不完全降解过程中产生的毒性更强的中间产物。为了将Cis-DCE彻底地无毒化处理,本文提出了一种使用苜蓿基生物炭催化硫化物还原处理Cis-DCE的新技术。结果表明：3种苜蓿基生物炭(MXBC-400、MXBC-600和MXBC-800)对Cis-DCE均具有一定的吸附效果,但只有MXBC-600和MXBC-800可以催化硫化物,还原脱氯Cis-DCE,其中MXBC-800的催化性能最佳,可以将反应体系中的Cis-DCE几乎完全降解为乙炔,反应结束时乙炔与Cis-DCE的物质的量之比约为0.998 7∶1;材料投加量、硫化物(Na₂S)浓度、pH和反应温度的增加都会促使Cis-DCE降解效率的提升,对初始浓度在5.0～20.0 mg/L范围内的Cis-DCE去除率都能达到90%以上;Cis-DCE的降解机制主要是β消除反应,其降解途径为Cis-DCE→氯乙炔→乙炔;较大的比表面积、材料表面丰富的碳氧及含氮官能团是材料催化能力的关键因素;MXBC-800具有良好的催化稳定性。     

自然光照射下室内灰尘中多环芳烃的光降解转化初步研究

本研究采用氙灯老化试验箱模拟了自然光条件下室内灰尘中多环芳烃(PAHs)的光降解转化。研究结果表明, 15种PAHs在自然光照射下有不同程度降解。降解包括两个阶段,各阶段均符合一级反应速率方程。其中, k₁范围为7.07×10^-4h^-1～1.77×10^-2 h^-1,指示了灰尘表面吸附PAHs的降解速率常数; k₂范围为5.79×10^-5 h^-1～1.99×10^-3 h^-1,指示了灰尘内部吸附PAHs的降解速率常数; k₂小于k₁揭示了PAHs从灰尘内部释放的速率低于其光降解速率。不同PAHs的光降解速率各不相同,荧蒽降解最快(k1=1.77×10^-2 h^-1),二苯并(a, h)蒽降解最慢(k₁=7.07×10^-4 h^-1     

基于响应面的可见光催化材料制备与优化

为使TiO₂能在可见光作用下发挥光催化作用,并易于从水中分离,将掺有稀土金属离子Er³⁺的上转换发光剂Er³⁺:YAlO₃与TiO₂采用溶胶-凝胶法结合,再将其负载于聚氨酯海绵(PS)载体表面,制备Er³⁺:YAlO₃/TiO₂-PS光催化剂。利用响应面(RSM)方法对光催化材料制备条件进行优化,根据中心组合设计方法设计出3因素5水平析因实验,以光催化剂对苯酚的降解率作为响应值,得到最佳的催化剂制备条件:在水热处理温度110~114 ℃、光催化剂中TiO₂质量浓度60~65 mg/L、海绵/溶胶负载比20 g/L时苯酚降解率最佳,与实测结果相符。     

生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂的制备及去除地下水中铅和铜

壳聚糖作为天然多糖有机物,具有对环境友好的特性,其含有的大量含氮官能团可吸附水中的金属离子。但壳聚糖类吸附剂在酸性条件下适应性差,实际使用过程中需要调节pH值,因此增加了运行成本。本文选用农林废弃物花生壳(CC)和玉米芯(PS)制备生物炭,与壳聚糖进行结合,并引入磁性因子Fe3O4,制备了花生壳生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂(PSC)和玉米芯生物炭-壳聚糖磁性复合吸附剂(CCC),并研究这两种吸附剂对水中Pb²⁺和Cu²⁺的吸附性能,同时利用实际含多种金属离子的地下水对所制备的材料进行实验,以评估其实际应用潜能。比表面积仪(BET)分析表征显示,CCC相比PSC的比表面积和平均孔径更大,两种吸附剂在pH 4～7范围内均表现出稳定的吸附性能。循环5个周期后,两种吸附剂仍对Pb²⁺和Cu²⁺的去除率保持在85%以上,表现出良好的循环利用性能。CCC对Pb⁽²⁺)和Cu²⁺的最大吸附容量分别为169.10mg/g和18.69mg/g,均大于P...     

生物炭催化过硫酸盐脱色偶氮染料金橙Ⅱ

生物炭作为一种廉价易得的材料,在土壤修复等各方面的功能已引起广泛关注,但其催化作用却鲜有研究。首次对生物炭(biochar-BC)催化过硫酸盐(Na2S2O8-PS)使偶氮染料金橙Ⅱ(AO7)脱色的可行性进行研究,对影响催化体系脱色效率的因素(包括pH、生物炭质量浓度和PS/AO7摩尔比)进行探讨,同时研究了生物炭的重复利用效果及前后性质变化。结果表明:PS/BC体系明显比单独的PS体系脱色效果好;两个反应体系都遵循一级反应动力学;PS/BC体系反应的最适pH接近中性;生物炭质量浓度越大,脱色效果越好;PS/AO7摩尔比越大,脱色效果越好,但是催化效果却没有相应的改善;生物炭重复利用后对AO7仍然有脱色效果;BC的孔大多位于层状结构表面,且为小孔,重复使用后,表面孔会堵塞;除了灰分和氧元素外,其他元素(C、N、H、S)含量都有一定程度的减小;BC表面官能团种类很多,主要有C=O、C=C、C-O、C-H,芳香族C=C和C-H以及-OH官能团;BC重复使用后-OH峰会消失。综上述,生物炭可以催化过硫酸盐对偶氮染料AO7进行脱色,原理是BC表面的-OH官能团与PS反应生成硫酸根自由基去除AO7。     

Tb3+掺杂的纳米TiO2粉体的水热法制备及其光谱研究

以钛酸正丁酯\[Ti(OBu)₄\]为前驱体,通过水热法制备了稀土Tb³⁺掺杂的TiO₂粉体样品,并利用激发光谱（PLE）、光致发光（PL）光谱对制得的样品进行了光谱研究。结果表明：水热法制备的掺杂有Tb³⁺的TiO₂粉体在室温下可以得到Tb³⁺的特征发射,并且Tb³⁺离子的发光强度与制备条件有关,当反应温度为125℃、反应时间为72 h、Tb³⁺的掺杂体积分数为12%时发射峰的强度达到最大。     

纳米TiO2/SiO2对甲苯-SO2体系气相光催化作用的影响因素

以纳米TiO₂/SiO₂为光催化剂、C₇H₈(toluene)-SO₂-O₂-TiO₂/SiO₂为重点研究体系,研究了甲苯的初始浓度、氧气含量、水蒸气含量和光强对甲苯光催化降解的影响。结果发现,甲苯的初始反应速率随其初始浓度的增加而增大,并最终趋于稳定;随着含氧量增加而不断增大,体积分数为25％时达到最大,之后逐渐减小;水蒸气的体积分数为0.4%时,甲苯降解速率最大;光强增加,甲苯增大反应速率, 3.0 mW/cm²时反应速率趋于定值。体系中引入SO₂促进了甲苯的初步降解,却抑制反应中间产物的进一步降解;同时甲苯的存在也抑制了SO₂的降解。     

贵州坝黄含铀磷质岩中多水硫磷铝石矿物学特征

贵州铜仁坝黄含铀磷质岩岩层表面及节理、裂隙缝中产出大量粉末状、絮状、毛发状白色矿物集合体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱(SED)分析,确定该矿物为多水硫磷铝石,粒径约1.55～1.85 mm,单晶形态常呈菱形薄板状,自形,具{001}1组完全解理,吸湿性较强。计算多水硫磷铝石矿物晶胞参数分别为a≈10.8150nm,b≈15.0956nm,c≈22.6058nm,化学式为(Al_8.75Fe_0.75)(PO₄)_3.26(SO₄)_1.24(OH)_16.24·55.67H₂O,与其他地区的多水硫磷铝石比较,坝黄含铀磷质岩中的多水硫磷铝石Al₂O₃、Fe₂O₃、SO₃、OH^-含量较高,P₂O₅、H₂O含量则有所减少...     

甘肃厂坝—李家沟超大型铅锌矿床成因与成矿背景——矿床地质、矿物元素地球化学和40Ar-39Ar同位素年代学证据

厂坝—李家沟铅锌矿床位于甘肃西成多金属矿集区北部、吴家山背斜北翼,矿体主要赋存于中泥盆统安家岔组海相碳酸盐-碎屑岩建造体系中。矿床地质特征研究表明,厂坝—李家沟铅锌矿床成矿可划分为沉积和接触交代热液两期,后者又分为干矽卡岩、湿矽卡岩、石英-硫化物和碳酸盐岩4个阶段。矿石矿物元素分析和蚀变矿物绢云母的⁴⁰Ar-³⁹Ar测年实验结果表明：沉积期黄铁矿(Py₁)As质量分数和S/Fe(原子比)值出现完全相反的分布趋势,说明As主要以类质同象取代S,富集在沉积的黄铁矿晶格内;根据黄铁矿(Py₁)的S/Fe值(2.009～2.059,平均为2.037)、闪锌矿(Sp₁)的S/Zn值(1.059～1.101,平均为1.079)与Fe的质量分数(1.56%～3.64%,平均为2.56%),说明沉积成矿过程富硫(S^2-)、锌(Zn²⁺)而贫铁(Fe²⁺)。总体表明沉积成矿期成矿环境为低还原硫浓度,细菌通过还原硫酸盐而成矿。接触交...     

沉积磷灰石形成中的生物有机质因素

本文研究了黔中磷块岩中磷灰石的化学成分、红外光谱、碳和硫同位素组成以及伴生微量元素和稀土元素地球化学特征,获得了若干生物有机质成因的证据.磷灰石红外光谱特征表明CO₃^2-和SO₄^2-以类质同象部分替代PO₄^2-而进入磷灰石晶格,而碳、硫同位素特征表明,这CO₃^2-及SO₄^2-的相当部分是由生物有机质分解演化而来;叠层石磷灰石的P₂O₅含量与亲生物微量元素关系非常密切,而非叠层石者关系不甚密切;稀土元素地球化学特征表明,磷灰石的形成具有两种既有联系又各不相同的作用机制,即直接的生物作用和间接的有机质作用.     

活性TiO2的制备与去除地下水中氟离子（F－)性能的研究

通过静态和动态(柱)吸附实验,探讨了活性TiO₂去除地下水中氟离子（F^－）时活性TiO₂的投加量、处理时间、酸度等影响因素。实验结果表明：在静态实验中,在50 mL,F^-浓度为10 mg/L的地下水样中,加入0.3 g活性TiO₂,处理15 min,F^-的去除率可达90%以上,且处理前后水样的pH值不变。在动态实验中,0.3 g的活性TiO₂和120 g砾石可使150 mL水样的除氟率达到90%以上。处理后均可达到饮用水的标准。     

掺铜TiO2/膨润土光催化剂的制备及其光催化性能研究

以天然钠基膨润土为载体,利用四氯化钛水解法制备了掺铜TiO₂/膨润土复合光催化剂;比较了不同量Cu²⁺对TiO₂/钠基膨润土的修饰作用及不同光照条件对光催化性能的影响。采用分光光度计、XRD、IR及TG-DTA等测试手段对试验结果进行表征。结果表明,铜的掺入对TiO₂/膨润土光催化活性有显著提高:当掺铜量为原土阳离子交换量的10.9%时,紫外光下催化效果最好;16.4%时太阳光下催化效果最好。复合后样品热处理温度为500 ℃,获得较理想的光催化活性。     

东濮凹陷盐湖相原油氮/氧化合物分布特征及其应用

东濮凹陷盐湖相原油中杂原子化合物研究薄弱。采用高分辨率质谱技术、结合色谱-质谱,对东濮凹陷盐湖相、淡水湖相原油、烃源岩中的含氮、氧化合物进行了检测。结果表明,原油中含有丰富的氮、氧化合物, N₁、O₁和O₂占绝对优势;随成熟度增加,N₁和O₁类化合物相对丰度增加、O₂类化合物相对丰度降低、氮/氧化合物的缩合度增加、烷基侧链碳数范围降低,提出了多项氮、氧化合物的成熟度辅助识别指标,建立了DBE₁₅/DBE₉-N₁和DBE₁₅⁺/DBE₁₄^--N₁与折算镜质体反射率之间的定量关系式。通过对氮、氧化合物的油-油、油-岩对比,认为东濮凹陷盐湖相原油主要来自成熟烃源岩。基于高分辨率质谱的氮、氧化合物具有重要的成熟度评价、油源对比、油气运移示踪的应用前景。     

河流二氧化碳释放研究进展

大气温室气体(GHGs)浓度的持续增加是气候变暖的重要驱动因素。河流系统是陆地、大气和海洋之间生物地球化学循环的重要纽带,河流GHGs释放被认为是全球GHGs的一个重要来源,亦是影响全球碳中和目标实现的不可忽视的因素。本文基于2010—2020年发表的全球河流二氧化碳(CO₂)释放的研究结果,系统分析了河流CO₂浓度与通量的全球和区域水平差异及其影响因素。研究发现,全球河流源头、干流和河口均为大气CO₂的源,全球河流CO₂总通量可达(2.16±0.38) Pg C·a^-1,其中源头>干流>河口,源头、干流和河口释放通量分别为(0.69±0.12) mol·m^-2·d^-1、(0.42±0.07) mol·m^-2·d^-1和(0.17±0.03) mol·m^-2·d^-1,释放总通量分别为(0.84±0.15) Pg C·a^-1     

青藏高原多年冻土区高寒草甸土壤水分入渗变化研究

在多年冻土区典型坡面上,将坡面划分为坡下（L）、坡中（M）和坡顶（H）三个坡位,每个坡位上各选取92%、60%和30%植被盖度为研究对象,用双环入渗仪测定土壤水分入渗过程,对影响土壤入渗过程的环境因子进行了分析,并基于土壤物理特性及土壤水分的测定进行模型模拟。结果表明：研究区不同植被盖度下土壤水分入渗性能在活动层冻融过程中差异明显,初始含水量和初始入渗率具有较好的负相关关系;稳定入渗率大小为：活动层融化期,92%（0.61 mm·min^-1） > 60%（0.50 mm·min^-1） > 30%（0.29 mm·min^-1）;活动层开始冻结期,60%（0.56 mm·min^-1） > 30%（0.39 mm·min^-1） > 92%（0.26 mm·min^-1）。土壤水分入渗速率具有显著的坡位差异并与冻土的冻融循环过程关系紧密。主要表现为,稳定入渗速率随坡位高度的降低依次递减;同一坡位下,开始冻结期入渗速率小于融化期。在整个入渗阶段,坡顶的累积入渗量是最大的,体现了较好的入渗性能。影响高寒草甸土壤水分入渗的环境因子主要有容重,有机质含量及粒径<0.1 mm微粒。通过比较研究得出,在长江源地区,活动层融化期通用经验模型f（t）=a+bt^-n更适用于该研究区域高寒草甸土壤水分入渗过程的研究,而在开始冻结期Horton模型f（t）=i_c+（i₀-i_c）e^-kt则具有更好的适用性。     

西成矿田泥盆系铅锌矿床中的有机成矿作用

西成矿田是秦岭多金属成矿带最重要的铅锌矿田之一.从有机地球化学特征、有机质和有机分子与金属元素的关系、矿石、围岩及与矿石共生的炭沥青的元素分析及有机流体萃取金属元素的模拟实验方面出发, 探讨了有机质在西成铅锌矿田形成过程中的作用.结果表明: (1) 与矿化有关的岩石(硅质岩和灰岩), 主峰碳数均为nC₁₈, 中间支链烷烃、伽玛蜡烷、胡萝卜烷系列含量比非矿化岩石高; (2) 与矿化有关岩石(硅质岩和大理岩) 的生物母源以菌藻类低等生物为主, 并有陆源母质混入, 矿床形成于还原环境, 矿床中存在来源相同或相似的异源有机质; (3) Pb、Zn元素与芳烃、氯芳沥青“A”、非烃+沥青呈显著的负相关; 与非烃、有机硫、有机硫/(有机碳× 1.22) 比值呈正相关关系; Pb、Zn元素与正构烷烃、甾萜烷、胡萝卜烷等有机分子丰度具正相关关系, 而与w(∑C₂₂-)/w(∑C₂₂+)、w(三环萜烷)/w(四环萜烷)、w(C₂₀+C₂₁)/w(C₂₃+C₂₄)及w(萜烷)/w(甾烷) 等有机分子比值具负相关关系; (4) 炭沥青与围岩、矿石中子活化分析结果表明, 在后期改造成矿作用中, 炭沥青与矿石有紧密联系, 有机质和成矿元素一起在改造成矿期抵达成矿部位并参与了成矿; (5) 模拟实验表明, 在热水流体中, 有机水的加入增大了对Pb、Zn元素的溶解能力, 增加了岩样释放成矿元素的能力, 有机质在热水流体运移过程中确实对成矿元素发生了作用.在此基础上, 提出生物有机质在西成地区铅锌矿床的形成过程中发挥了重要作用.      

喀斯特小流域地表水碳酸盐系统化学平衡对酸性矿山废水的缓冲作用

Revelle因子不仅能反映弱碱性水体对吸收大气CO₂的缓冲能力,还能体现水体酸化过程中CO₂去气对H⁺的缓冲作用。本研究通过对多个缓冲因子的分析,探讨喀斯特中高硫煤矿区地表水碳酸盐系统对酸性矿山废水的缓冲作用,有助于进一步理解喀斯特地区流域水体中DIC循环过程和CO₂源汇关系特征。结果表明,地表水碳酸盐系统内车田河流域Revelle因子变化区间在1.00～51.96之间,能有效揭示地表水碳酸盐系统内CO₂去气对H⁺的缓冲过程,其敏感区间为pH=7.0～8.38的弱碱性水体。γ_DIC、β_DIC、ω_DIC、γ_Alk、β_Alk、ω_Alk等缓冲因子是基于pH和DIC浓度的二元方程。这些因子进一步细化了CO₂(aq)、H⁺和CO₃^2-等组分对DIC...