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离子液体中Beta分子筛催化果糖产5-羟甲基糠醛

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同济大学学报（自然科学版） 2017年第6期45卷 874-879页

作者：沈峥张唯孔玲张亚雷同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092

以离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([C_4mim]Cl)为溶剂,考察了Beta分子筛对果糖脱水转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的催化性能,探讨了反应温度、反应时间、催化剂投加量和底物投加量对果糖转化率和HMF产率的影响,并进行了反应动力学分析.结果表... 详细信息

以离子液体氯化1-丁基-3-甲基咪唑([C_4mim]Cl)为溶剂,考察了Beta分子筛对果糖脱水转化为5-羟甲基糠醛(HMF)的催化性能,探讨了反应温度、反应时间、催化剂投加量和底物投加量对果糖转化率和HMF产率的影响,并进行了反应动力学分析.结果表明:以0.200 g果糖为底物,当催化剂投加量为0.140 g时,在100°C下反应4 h后,HMF产率可达78.2%.对体系的回用研究表明,该催化体系经5次回用后仍具有较高活性.动力学分析结果表明,此体系下果糖脱水的活化能为53.9 kJ·mol^(-1).

关键词：果糖 5-羟甲基糠醛 Beta分子筛离子液体动力学

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海洋负排放技术及“人工灰尘”耦合技术概念

地球科学进展 2023年第12期38卷 1297-1310页

作者：潘晨周哲杨黎彬褚华强周雪飞杨守业张亚雷同济大学环境科学与工程学院上海200092 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092 同济大学海洋与地球科学学院上海200092

随着全球气候危机的加剧,实现碳中和的任务变得更为紧迫。中国政府承诺在2060年实现碳中和,除了加快能源转型、减少化石燃料消耗外,还需大力发展负排放技术以抵消社会生产生活中难以避免的碳排放。海洋作为地球上最大的活跃碳库,具有巨... 详细信息

随着全球气候危机的加剧,实现碳中和的任务变得更为紧迫。中国政府承诺在2060年实现碳中和,除了加快能源转型、减少化石燃料消耗外,还需大力发展负排放技术以抵消社会生产生活中难以避免的碳排放。海洋作为地球上最大的活跃碳库,具有巨大的储碳潜力。围绕海洋负排放的研发方兴未艾,其主要技术路径包括渔业碳汇、陆海统筹、地质封存、人工上升流、增强风化以及铁施肥等。其中,增强风化和铁施肥等技术都涉及人为投加外源物质到海洋,理论上可通过对投加组分和方式的复合优化,实现多技术路径的耦合,进一步提升海洋固碳和储碳的效率。基于此提出了“人工灰尘”这一潜在的耦合技术路径。“人工灰尘”以提高海洋储碳量(而非初级生产力)为技术目标。拟通过改良铁施肥所用材料及投加方式提高其作用时效,并实现对藻类种群结构的调整,促进更难降解的、更易下沉的藻类生长。此外,在藻类死亡和降解高峰时段,再次投加硅酸盐岩/矿物粉末为主体的二级“人工灰尘”,基于增强风化原理提升海水碱度,同时利用矿物溶解释放的钙和镁等离子促进有机碳团聚沉降,促进其在沉积物中的埋藏。“人工灰尘”这一耦合技术概念的提出可为今后海洋负排放的理论研究提供更广阔的思路。

关键词：碳中和海洋负排放铁施肥增强风化人工灰尘

常温下ABR反应器处理低浓度有机废水降解动力学

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化工学报 2009年第10期60卷 2614-2620页

作者：苏鸿洋夏雪芬张亚雷周雪飞福建农林大学资源与环境学院福建福州350002 同济大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室上海200092 福建工程学院环境与设备工程系福建福州350007

In this study,the characteristics and kinetics of substrate degradation in anaerobic baffled reactor(ABR) were investigated by using glucose as dilute organic wastewater.Operation conditions,such as hydraulic residence time(HRT),sludge concentration and temperature were proved to have effects on the treatment efficiency of ABR through the analysis on the kinetics of substrate degradation.Declining growth rate constant K2 was obtained in a small experimental ABR using glucose as influent,based on the experimental results at different temperatures.According to the analysis of Arrhenius relationship,temperature did not affect K2 greatly.This is one of the reasons why comparatively good treatment efficiency may still be achieved at a lower temperature.In the experiment,activation energy(1.92 ×104 J·mol-1) was also obtained from the Arrhenius equation.

关键词：降解动力学折流板厌氧反应器低浓度有机废水环境温度

过氧乙酸高级氧化技术机理及影响因素研究进展

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工业水处理 2023年第1期43卷 1-9页

作者：代朝猛贾辰炎胡佳俊刘曙光张亚雷游学极同济大学土木工程学院上海200092 上海大学生命科学学院上海200444 同济大学环境科学与工程学院上海200092

过氧乙酸高级氧化技术(PAA-AOPs)能原位产生羟基(·OH)、有机自由基(R—C·)、超氧自由基(·O2-和单线态氧(1O2)等高活性物质,可提高有机污染物的可生化性,甚至使其完全矿化。与传统水处理技术相比,PAA-AOPs具有操作简单、成本低和毒副... 详细信息

过氧乙酸高级氧化技术(PAA-AOPs)能原位产生羟基(·OH)、有机自由基(R—C·)、超氧自由基(·O2-和单线态氧(1O2)等高活性物质,可提高有机污染物的可生化性,甚至使其完全矿化。与传统水处理技术相比,PAA-AOPs具有操作简单、成本低和毒副产物少等优势,潜力巨大。对PAA-AOPs的反应机理、研究现状、特有性质和主要影响因素进行了全面分析。首先综述了光照、过渡金属和碳质材料等方式活化PAA的机理,并分析对比了三种活化方式的优缺点,然后对PAA-AOPs降解有机污染物过程中的优势活性物质、易反应结构和主要反应路径进行了总结;其次根据PAA-AOPs的工艺特点,系统阐述了pH、PAA浓度、Cl^(-)、CO_(3)^(2-)、NO_(3)^(-)和天然有机质(NOM)等因素对PAA-AOPs降解有机污染物的影响,并对其中的深层次机理进行了概述;最后在此基础上对该技术未来的研究方向进行了展望。

关键词：过氧乙酸高级氧化活化机理降解机理有机污染物影响因素

不同厚度生物降解地膜在崇明生态岛“两无化”稻田中的降解特性研究

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环境污染与防治 2022年第1期44卷 51-54页

作者：宋欣沈峥乔恒波石惠娴司慧萍张亚雷同济大学国家设施农业工程技术研究中心上海200092 同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

2020年6—12月,在崇明生态岛“两无化”水稻种植基地进行大田实验,检测并分析了生物降解地膜的微观形貌、化学结构、相对分子量,探究不同厚度生物降解地膜的降解以及物理化学性质的变化。结果表明:随着覆膜时间延长,不同厚度的生物降解... 详细信息

2020年6—12月,在崇明生态岛“两无化”水稻种植基地进行大田实验,检测并分析了生物降解地膜的微观形貌、化学结构、相对分子量,探究不同厚度生物降解地膜的降解以及物理化学性质的变化。结果表明:随着覆膜时间延长,不同厚度的生物降解地膜表面均出现孔洞且数量逐渐增多;生物降解地膜中聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)可能发生了诺里什Ⅱ型反应,导致高分子材料分子链的断裂;生物降解地膜相对分子量均先增后减,地膜中高分子在稻田环境中发生了的断裂、重组、分解,形成分子量相对较小的降解物;覆膜135 d时厚度为0.0100、0.0090、0.0085 mm的生物降解地膜的数均分子量分别比初始下降了15.32%、28.54%、22.88%,重均分子量则分别下降了17.00%、21.73%、16.21%。

关键词：生物降解地膜厚度 “两无化”水稻田降解特性

高活性多羟基结构态亚铁FHC(Cl^-)去除Se(Ⅳ)的性能与机制

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高等学校化学学报 2017年第5期38卷 830-836页

作者：张勇付茂吴德礼张亚雷同济大学污染控制与资源化利用研究国家重点实验室上海200092 贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室贵阳550001

通过慢速滴定法合成了高活性的多羟基结构亚铁FHC(Cl^-),对FHC(Cl^-)去除Se(Ⅳ)的动力学进行了研究,并对体系中的投加量、pH值、溶解氧和氯化钠浓度进行了响应面分析.研究结果表明,FHC(Cl^-)去除Se(Ⅳ)的表观速率常数k_(obs)=0.60 min^(... 详细信息

通过慢速滴定法合成了高活性的多羟基结构亚铁FHC(Cl^-),对FHC(Cl^-)去除Se(Ⅳ)的动力学进行了研究,并对体系中的投加量、pH值、溶解氧和氯化钠浓度进行了响应面分析.研究结果表明,FHC(Cl^-)去除Se(Ⅳ)的表观速率常数k_(obs)=0.60 min^(-1),约为纳米零价铁的4倍和零价铁的16倍.由Box-Benhnken设计拟合得出响应值对编码自变量的二次多项回归方程为Y(c/c_0)=0.14-0.20A+0.017B-0.27C-0.019D-0.047AB-0.095AC+0.13AD-0.010BC-0.082BD+0.33A^2+0.023B^2+0.097C^2+0.065D^2,最优条件为:FHC(Cl^-)投加量98 mg/L,溶液的pH=7.5,氯化钠浓度1 mmol/L,体系为封闭.产物XPS分析结果表明,Se(Ⅳ)最终被FHC(Cl^-)还原为Se(0)或Se(-Ⅱ).

关键词：反应动力学高活性还原响应面法 X射线光电子能谱

多羟基结构态亚铁化合物预处理含亚硒酸盐工业废水的影响机制

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高等学校化学学报 2016年第12期37卷 2221-2227页

作者：付茂吴德礼张亚雷张勇贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室贵阳550001 同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化利用研究国家重点实验室上海200092

采用沉淀法制备了多羟基结构态亚铁化合物(FHC),对其用于含亚硒酸盐的工业废水处理进行了研究.实验结果表明,当p H=8时,FHC对Se(Ⅳ)的去除率为40%;当Cu(Ⅱ)的浓度为0.5 mmol/L,p H=6.5,8.0和9.5时,FHC对Se(Ⅳ)去除率为80%,90%和53%.在... 详细信息

采用沉淀法制备了多羟基结构态亚铁化合物(FHC),对其用于含亚硒酸盐的工业废水处理进行了研究.实验结果表明,当p H=8时,FHC对Se(Ⅳ)的去除率为40%;当Cu(Ⅱ)的浓度为0.5 mmol/L,p H=6.5,8.0和9.5时,FHC对Se(Ⅳ)去除率为80%,90%和53%.在其它条件都相同时,银(Ⅰ)浓度为0.3mmol/L时,Se(Ⅳ)的去除率为93%,99%,98%.而当p H=8,亚硝酸根(NO_2^-)离子浓度分别为0.2,2.0和20.0 mmol/L时,FHC对Se(Ⅳ)去除率依次为30%,24%和21%,亚硝酸盐的存在明显抑制Se(Ⅳ)的去除.采用光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)对产物进行了表征,发现Ag(Ⅰ)被还原为银单质,Cu(Ⅱ)被还原为氧化亚铜,亚硒酸盐被固定在FHC表面.采用连续浸提技术对反应后Se形态的分析结果表明,元素硒、硒化物结合态为主要的形态,还原是阻滞硒迁移的主要路径.FHC对含硒废水以及其它污染物具有较强的混凝吸附作用,并且有较大的还原作用,为处理工业废水提供了新的工艺技术.

关键词：多羟基结构态亚铁化合物亚硒酸盐金属离子亚硝酸盐连续浸提

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煤矿回采工作面的瓦斯管理

内蒙古石油化工 2023年第7期49卷 42-44,48页

作者：李青亮张亚雷山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司山西晋城048400

高瓦斯矿井中的瓦斯问题始终困扰煤矿企业稳定运行,而积极开展回采工作面瓦斯管理研究有助于降低工作面瓦斯浓度,为井下人员提供安全的作业空间,从而提高整体煤炭开采作业效率。文章以某地区A煤业为背景,首先简要概述高瓦斯矿井概念,介... 详细信息

高瓦斯矿井中的瓦斯问题始终困扰煤矿企业稳定运行,而积极开展回采工作面瓦斯管理研究有助于降低工作面瓦斯浓度,为井下人员提供安全的作业空间,从而提高整体煤炭开采作业效率。文章以某地区A煤业为背景,首先简要概述高瓦斯矿井概念,介绍对应项目及治理目标,探究一般环境下瓦斯浓度上升的主要原因,分析煤矿井下工作瓦斯控制的基本思路,随后结合实际项目指出回采工作面的瓦斯管理实践方案,以期为相关人员提供对应的参考意见。

关键词：煤矿回采作业瓦斯管理

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高瓦斯矿井采煤工作面瓦斯综合治理措施

内蒙古石油化工 2023年第6期49卷 48-51页

作者：张亚雷史晨光山西兰花科技创业股份有限公司伯方煤矿分公司山西晋城048400

在煤矿开采作业过程中,瓦斯控制是提高作业安全性的关键,是维护井下作业人员生命安全的重要保障。对此,煤矿企业应正视瓦斯防治的工作的必要性,将此视为是维护生产管理的关键内容,并制定科学的防治措施与抽采方案,最大限度控制井下瓦斯... 详细信息

在煤矿开采作业过程中,瓦斯控制是提高作业安全性的关键,是维护井下作业人员生命安全的重要保障。对此,煤矿企业应正视瓦斯防治的工作的必要性,将此视为是维护生产管理的关键内容,并制定科学的防治措施与抽采方案,最大限度控制井下瓦斯浓度,保障煤矿生产安全。据此,简要论述矿井瓦斯抽采的意义,同时明确现阶段应用的多种高瓦斯抽采技术,并从实践角度提出综合抽采治理的应用方案。

关键词：高瓦斯矿井采煤瓦斯治理