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可见光驱动Z型异质结光催化剂处理染料废水的研究进展

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环境化学 2024年

作者：马英楠李希成张清雅李金韩余少彬汪长征北京建筑大学建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室北京市供水管理事务中心北京市市政工程设计研究总院有限公司

染料废水对人类和环境危害较大且难以降解，光催化反应作为新兴的绿色环保处理技术，仅利用太阳光激活光催化剂，就可以把废水中难降解的有机污染物转化为CO2和H2O等小分子.光催化技术弥补了传统污水处理技术去除率低、效果不稳定等缺... 详细信息

染料废水对人类和环境危害较大且难以降解，光催化反应作为新兴的绿色环保处理技术，仅利用太阳光激活光催化剂，就可以把废水中难降解的有机污染物转化为CO2和H2O等小分子.光催化技术弥补了传统污水处理技术去除率低、效果不稳定等缺陷，具有可重复利用、无二次污染、处理效率高等优势. Z型异质结作为提高光催化性能的有效手段，具有降低光生电子-空穴对复合速率、扩大光响应范围、高氧化还原性等优点，是近年来新型光催化剂的研究热点，在降解染料废水方面有广泛的应用前景.本文综述了光催化降解污染物的机理、Z型异质结的优势，以及Z型异质结光催化剂在降解染料废水中的应用，提出目前仍存在的问题和今后的研究方向.

关键词：光催化剂 Z型异质结可见光染料废水

北京水文化遗产研究现状与存在的问题及对策建议

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北京水务 2024年

作者：李妍汪长征周坤朋王鹏王崇臣北京建筑大学建筑结构与环境修复北京市重点实验室

随着国家水文化建设中长期规划纲要颁布，水文化遗产保护日益受到重视。北京依水而建，因水而兴，水文化遗产类型丰富、数量庞大，极具代表性。通过ITGInsight软件，对CNKI数据库中相关论文进行主题跟踪及聚类可视化分析，梳理出北京水... 详细信息

随着国家水文化建设中长期规划纲要颁布，水文化遗产保护日益受到重视。北京依水而建，因水而兴，水文化遗产类型丰富、数量庞大，极具代表性。通过ITGInsight软件，对CNKI数据库中相关论文进行主题跟踪及聚类可视化分析，梳理出北京水文化遗产研究的发展脉络与主要内容；针对存在的问题，围绕推动水文化遗产传承保护，提出相关对策建议，促进北京“水城共融”发展。

关键词：水文化遗产水文化主题跟踪聚类可视化分析对策建议北京

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碳钢表面混合与单种细菌腐蚀作用对比研究

材料导报 2019年第12期33卷 2055-2061页

作者：许萍任恒阳魏智刚汪长征北京建筑大学城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室水环境国家级实验教学示范中心北京100044 中铁十六局集团有限公司北京100018

在人工配水环境下,设置空白、大肠埃希氏菌(***)、荧光假单胞菌(***)和混合细菌(***)工况,对碳钢试片进行腐蚀实验。通过腐蚀失重法、电化学测试、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、微生物活性ATP、微电极、X射线衍射(XRD)和红外光谱... 详细信息

在人工配水环境下,设置空白、大肠埃希氏菌(***)、荧光假单胞菌(***)和混合细菌(***)工况,对碳钢试片进行腐蚀实验。通过腐蚀失重法、电化学测试、扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、微生物活性ATP、微电极、X射线衍射(XRD)和红外光谱等技术研究了单种细菌***、***和混合细菌***在碳钢表面的腐蚀行为及其变化。实验结果表明,与空白工况相比,碳钢的腐蚀速率在***工况下增加了27.01%,***工况下降低了48.92%,***工况下降低了37.46%。混合细菌工况下,碳钢界面形成了以***为主的网状生物膜结构,腐蚀产物类型、官能团、电化学行为、溶解氧性质等也更接近***工况,说明在两种细菌共同作用中,***占主导地位。

关键词：微生物腐蚀混合细菌大肠埃希氏菌荧光假单胞菌碳钢

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氧化铝模板与阵列纳米材料的制备

氧化铝模板与阵列纳米材料的制备

作者：汪长征云南师范大学

学位级别：硕士

以阳极氧化铝(AAO,anodic aluminum oxide)为模板制备纳米阵列体系材料是纳米复制(Nano-copy)的关键技术之一,在纳米结构制备科学上占有非常重要的地位。本文用一次阳极氧化法(one-step anodization)和二次阳极氧化法(two-step anodiza... 详细信息

以阳极氧化铝(AAO,anodic aluminum oxide)为模板制备纳米阵列体系材料是纳米复制(Nano-copy)的关键技术之一,在纳米结构制备科学上占有非常重要的地位。本文用一次阳极氧化法(one-step anodization)和二次阳极氧化法(two-step anodization)以草酸、磷酸、硫酸为电解液制备了AAO模板。在恒定电压的条件下用计算机监测并记录了氧化时电流随时间的变化,结合电流的变化,讨论了不同阶段时阳极氧化的过程。从模板正反面孔洞的比较以及氧化过程中电流的变化着手,分析了自组织孔洞的形成机理。有序排列的纳米结构体系不仅在工业上具有潜在的应用如电子器件等领域,而且由于其具有奇特不同于块材的物性,近年来倍受科研工作者的关注。我们以氧化铝为模板,用准分子激光溅射(PLD,pulsed laser deposition)法制备得到了Ti-Pd合金的纳米线阵列结构,并复制得到了Ti-Pd合金的纳米孔洞阵列模板,真正实现了纳米复制(Nano-copy)。所获得主要结果和结论如下: 1、采用电化学阳极腐蚀的方法合成出高度有序排列的多孔氧化铝有序阵列模板,用扫描电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对其形貌进行了表征。以草酸为电解液在较大范围内制备得到了纳米孔分布均匀,孔洞大小均一,尺寸可控,排列有序的双通模板,以磷酸和硫酸为电解液得到的AAO模板的纳米孔呈网状排列。一次阳极氧化法制得的AAO模板的反面的孔洞排列较为规则,而正面的孔洞排列规则性明显不如反面;二次阳极氧化法制备得到的模板正反面孔洞的排列都比较规

关键词： AAO模板自组织孔洞纳米复制 PLD 阵列结构稀土荧光材料 Ti-Pd合金

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分子印迹荧光传感构建及应用

化学进展 2022年第3期34卷 593-608页

作者：田浩李子木汪长征许萍徐守芳北京建筑大学城市雨水系统与水环境教育部重点实验室北京100044 临沂大学材料科学与工程学院功能高分子实验室临沂276005

构建一个高灵敏、高选择性检测痕量分析物的传感器广受科研工作者关注。分子印迹技术由于具有高选择性识别、高容量吸附、快速结合、热稳定性以及低成本等优点,已广泛应用于传感构建领域。以分子印迹聚合物为识别单元,结合荧光传感技术... 详细信息

构建一个高灵敏、高选择性检测痕量分析物的传感器广受科研工作者关注。分子印迹技术由于具有高选择性识别、高容量吸附、快速结合、热稳定性以及低成本等优点,已广泛应用于传感构建领域。以分子印迹聚合物为识别单元,结合荧光传感技术所构建的分子印迹荧光传感器在环境污染物痕量检测方面成为研究重点。本文主要介绍分子印迹聚合物的制备方法,总结分子印迹荧光传感器的构建机理和分子印迹荧光传感器在金属离子、有机小分子以及生物大分子检测方面的应用。重点探讨分子印迹传感器在不同数量的荧光团下检测一种或多种目标分析物的方法,包括单一荧光团检测单一目标物、比率荧光检测单一目标物以及分子印迹荧光传感的多元检测。基于以上分析和总结,提出分子印迹荧光传感器的当前挑战和发展前景。

关键词：分子印迹荧光传感单发射型比率型双目标型

基于TiO_(2)的光阳极材料应用于光催化燃料电池的研究进展

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材料导报 2021年第7期35卷 7048-7055页

作者：李金韩余少彬石梦童汪长征王强北京建筑大学建筑结构与环境修复功能材料北京市重点实验室北京100044 首都师范大学初等教育学院&微尺度功能材料实验室北京100048

光催化燃料电池利用太阳能在高效去除水中污染物的同时将其中的化学能转化为电能,达到回收能源的目的且不会产生二次污染。目前,光催化燃料电池在水环境处理及绿色能源开发中的应用十分广泛,但光阳极材料的选择与制备仍是制约其大规模... 详细信息

光催化燃料电池利用太阳能在高效去除水中污染物的同时将其中的化学能转化为电能,达到回收能源的目的且不会产生二次污染。目前,光催化燃料电池在水环境处理及绿色能源开发中的应用十分广泛,但光阳极材料的选择与制备仍是制约其大规模应用的关键难题。TiO_(2)作为目前最热门的n型半导体材料,因其光催化活性高、成本低、热稳定性好等优点受到了广泛关注。TiO_(2)纳米管阵列、TiO_(2)薄膜材料比表面积大,活性位点多,容易与其他单质和化合物复合,在光催化燃料电池中有广阔的应用前景。国内外学者已经研究了许多有效的策略来提高TiO_(2)的光催化性能,如贵金属沉积、金属与非金属元素掺杂等。本文介绍了TiO_(2)纳米管阵列、TiO_(2)薄膜光阳极材料的制备及改性,简述了其降解污染物的效率和产电性能,总结了结构、组成等因素对光催化燃料电池性能的影响,以期为制备性能良好的光催化燃料电池提供参考。

关键词： TiO_(2) 纳米管阵列纳米薄膜光催化燃料电池水处理

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金属表面混合微生物腐蚀及分析方法研究进展

表面技术 2019年第1期48卷 216-224页

作者：许萍任恒阳汪长征张雅君北京建筑大学水环境国家级实验教学示范中心城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室北京100044

微生物腐蚀研究一直都是金属腐蚀领域关注的热点,微生物种类的不同,对金属材料的腐蚀影响也不尽相同。实际环境中,微生物的复杂性导致单一微生物的腐蚀机理并不能完全解释实际的腐蚀现象,因此混合微生物体系研究成为微生物腐蚀领域新的... 详细信息

微生物腐蚀研究一直都是金属腐蚀领域关注的热点,微生物种类的不同,对金属材料的腐蚀影响也不尽相同。实际环境中,微生物的复杂性导致单一微生物的腐蚀机理并不能完全解释实际的腐蚀现象,因此混合微生物体系研究成为微生物腐蚀领域新的研究方向。在基于单种微生物对金属的腐蚀行为及其腐蚀机理的研究基础上,综述了两种微生物的混合体系在金属表面对其腐蚀的影响。归纳总结了混合微生物的构成,重点综述了含有SRB、IOB和其他典型微生物的混合体系的作用过程,分析了混合体系中,不同微生物的相互作用(如协同、竞争作用等)对金属腐蚀影响。梳理了目前混合微生物体系研究的实验环境,并针对混合微生物体系在金属表面腐蚀微观的研究,介绍了几种技术,以期能更加直观地显示混合体系中微生物间的作用机制。最后对研究两种微生物混合体系下的金属腐蚀问题提出了建议和发展方向。

关键词：混合微生物体系微生物腐蚀金属腐蚀相互作用作用机理生物膜

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紫外线-茶多酚联用对供水管网的消毒效果

中国环境科学 2020年第4期40卷 1563-1569页

作者：刘炫圻冯萃敏汪长征王俊岭孙婧宜北京建筑大学北京未来城市设计高精尖创新中心北京100044 北京市市政工程设计研究总院有限公司北京100044

针对传统消毒技术的安全风险问题,以维护供水管网水质安全为目标,引入茶多酚作为辅助消毒剂和紫外线消毒联用,模拟供水管网系统探究不同管材和水力停留时间下紫外线-茶多酚联合消毒的消毒效果,分析管壁生物膜形貌和菌落分布的变化.结果... 详细信息

针对传统消毒技术的安全风险问题,以维护供水管网水质安全为目标,引入茶多酚作为辅助消毒剂和紫外线消毒联用,模拟供水管网系统探究不同管材和水力停留时间下紫外线-茶多酚联合消毒的消毒效果,分析管壁生物膜形貌和菌落分布的变化.结果表明,75mg/L是紫外线-茶多酚联合消毒时茶多酚的较优投加量,可保持48h消毒效果.模拟管网运行过程中整体水质较好,但管材对管网消毒效果的影响较大,30d内球墨铸铁和UPVC管网中细菌量超过100CFU/mL的频率分别为80%和0%,紫外线-茶多酚联合消毒在UPVC管网中消毒持续性较强.与紫外线消毒相比,紫外线-茶多酚联合消毒对管壁生物膜的破坏效果更明显,且对生物膜中的蓝藻菌和肠道致病菌杀灭效果更强,有利于保障管网水质的安全性.

关键词：紫外线茶多酚联合消毒供水管网水质安全性

EPS的主要成分-蛋白质、多糖抑制碳钢腐蚀机理研究

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中国腐蚀与防护学报 2019年第2期39卷 176-184页

作者：许萍张硕司帅张雅君汪长征北京建筑大学水环境国家级实验教学示范中心城市雨水系统与水环境省部共建教育部重点实验室北京100044

采用牛白蛋白和右旋糖酐40模拟EPS中的蛋白质、多糖,开展了蛋白质、多糖对碳钢腐蚀速率、表面形貌、腐蚀产物、电化学行为以及浸涂前后蛋白质、多糖官能团变化研究。结果表明:碳钢浸涂蛋白质、多糖后,由于氧含量降低使腐蚀产物中具有致... 详细信息

采用牛白蛋白和右旋糖酐40模拟EPS中的蛋白质、多糖,开展了蛋白质、多糖对碳钢腐蚀速率、表面形貌、腐蚀产物、电化学行为以及浸涂前后蛋白质、多糖官能团变化研究。结果表明:碳钢浸涂蛋白质、多糖后,由于氧含量降低使腐蚀产物中具有致密性的Fe_3O_4含量分别上升了113.6%和145.5%,腐蚀速率分别下降了17.7%和24.0%。对EIS进行等效电路拟合后表明,未浸涂的等效电路为R(QR),浸涂蛋白质、多糖后等效电路为R(Q(R(QR)))。红外光谱实验结果显示,浸涂前后蛋白质分子中的—C=O—和—COO—,以及多糖分子中的—C—OH,—CH_3,—CH_2—和—COO—出现峰值减弱或消失的现象,表明碳钢浸涂蛋白质、多糖后表面形成了一层保护层,上述官能团参与了腐蚀反应且对保护层的形成起着关键作用。

关键词：蛋白质多糖碳钢腐蚀保护层微生物胞外聚合物