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针铁矿硫化过程对Cr(Ⅵ)还原的影响与机理

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安全与环境工程 2024年第4期31卷 236-243页

作者：崔雅云朱琳盖楠杜江坤中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078 国家地质实验测试中心北京100037

Cr(Ⅵ)在自然界中的迁移转化与铁(氢)氧化物的吸附、氧化还原过程有着紧密的联系。选取针铁矿作为研究对象,探究其硫化过程对Cr(Ⅵ)还原的影响与机理。结果表明:针铁矿/Na2S/Cr(Ⅵ)体系还原Cr(Ⅵ)的作用机理为体系中的S(-Ⅱ)提供电子并... 详细信息

Cr(Ⅵ)在自然界中的迁移转化与铁(氢)氧化物的吸附、氧化还原过程有着紧密的联系。选取针铁矿作为研究对象,探究其硫化过程对Cr(Ⅵ)还原的影响与机理。结果表明:针铁矿/Na2S/Cr(Ⅵ)体系还原Cr(Ⅵ)的作用机理为体系中的S(-Ⅱ)提供电子并促进电子转移,将针铁矿结构中的Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ)吸附态;Fe(Ⅱ)和S(-Ⅱ)均作为还原剂,将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),最终形成Cr(Ⅲ)-Fe(Ⅲ)氢氧化物共沉淀物被吸附在矿物的表面;Cr(Ⅵ)的去除效果随着Na2S投加量的增加而增加,在p H值为6时Cr(Ⅵ)的去除效果最好;NO_(3)^(-)、SO_(4)^(2-)、PO_(4)^(3-)、CO_(3)^(2-)对Cr(Ⅵ)的去除率均有不同程度的抑制作用,其中PO43-对Cr(Ⅵ)的去除影响相对最大。

关键词：针铁矿 Cr(Ⅵ) 硫化作用 Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)循环

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山地农村生活污水典型处理工艺效果研究

环境科学与技术 2024年第S1期47卷 214-220页

作者：王琪黄懿张媛柯杜江坤王卫陈诗曾峥湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心) 湖北武汉430072 中国地质大学(武汉) 湖北武汉430074

农村生活污水逐渐成为中国水污染的重要因素之一,也是农村环境质量整体提升的主要瓶颈。山地地区存在着地形起伏大、蓄水能力差、居民点分散等特点,导致生活污水处理困难。文章为探究适用于山地农村的典型生活污水处理技术,以十堰市为例... 详细信息

农村生活污水逐渐成为中国水污染的重要因素之一,也是农村环境质量整体提升的主要瓶颈。山地地区存在着地形起伏大、蓄水能力差、居民点分散等特点,导致生活污水处理困难。文章为探究适用于山地农村的典型生活污水处理技术,以十堰市为例,通过分析十堰市农村生活污水的治理现状和治理模式,筛选出适用山地农村生活污水处理的预处理+厌氧池+人工湿地、预处理+生物滤池(+人工湿地)及AOBR厌氧生物处理+跌水曝气好氧生化3种组合工艺,以期为推进山地地区农村生活污水治理、打赢农业农村污染防治攻坚战、建设生态宜居乡村提供参考。

关键词：农村生活污水山地地区典型污水处理工艺技术

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MIL-101(Fe,Cu)活化过一硫酸盐降解水中罗丹明B的效能及机理研究

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安全与环境工程 2022年第5期29卷 223-231页

作者：代晗月鲍建国杜江坤李轩中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

为研究金属有机骨架材料活化-硫酸盐(PMS)降解水中罗丹明B(RhB)的效能及机理,首先采用水热法制备出铁铜双金属有机骨架材料MIL-101(Fe,Cu),并通过X-射线粉末衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对MIL-101(Fe,Cu)材料进行表征;然后... 详细信息

为研究金属有机骨架材料活化-硫酸盐(PMS)降解水中罗丹明B(RhB)的效能及机理,首先采用水热法制备出铁铜双金属有机骨架材料MIL-101(Fe,Cu),并通过X-射线粉末衍射(XRD)和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对MIL-101(Fe,Cu)材料进行表征;然后通过构建MIL-101(Fe,Cu)/PMS体系,以RhB为目标污染物,成功构建了双金属有机骨架材料即MIL-101(Fe,Cu)材料,研究了体系对比、Cu^(2+)掺杂量、初始pH值、催化剂投加量、PMS投加量对RhB降解的影响;最后通过紫外全波段扫描、电子顺磁共振(EPR)及自由基猝灭试验对MIL-101(Fe,Cu)/PMS体系降解RhB的机理进行分析,并通过重复利用试验和多种染料降解试验验证该体系应用于实际染料废水处理的可行性和实用价值。结果表明:当Cu∶Fe的摩尔质量比为1∶10时,MIL-101(Fe,Cu)/PMS体系能在120 min内降解95.0%的RhB;RhB的降解效果随着催化剂投加量/PMS浓度的增加而提高;该体系在广谱pH值范围内均能对RhB高效降解;EPR、自由基猝灭和紫外全波段扫描试验结果显示,MIL-101(Fe,Cu)/PMS体系降解PhB的机理是MIL-101(Fe,Cu)材料活化PMS生成SO_(4)^(·-)、HO~·自由基攻击RhB分子,使其共轭结构裂解开环,最终矿化生成CO_(2)和H_(2)O;MIL-101(Fe,Cu)/PMS体系经5次重复利用后依旧能降解78.2%的RhB,且对多种染料有较好的降解效率。

关键词：双金属有机骨架材料 MIL-101(Fe,Cu) 过一硫酸盐罗丹明B 高级氧化技术

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硫化铁基材料应用于氧化体系去除水体污染物研究进展

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化工新型材料 2022年第1期50卷 77-81页

作者：赵委托朱晓伟杜江坤核工业二〇三研究所咸阳712000 中国地质大学(武汉)环境学院武汉430074

近年来,对常规的铁基材料进行硫化改性已经成为抑制铁材料团聚和氧化,提高其反应活性的重要技术手段。通过硫化铁基材料可构建非均相氧化体系,该体系反应更高效且适用范围更广,在水处理中具有广阔的应用前景。综述了常见的硫化含铁物质... 详细信息

近年来,对常规的铁基材料进行硫化改性已经成为抑制铁材料团聚和氧化,提高其反应活性的重要技术手段。通过硫化铁基材料可构建非均相氧化体系,该体系反应更高效且适用范围更广,在水处理中具有广阔的应用前景。综述了常见的硫化含铁物质作为非均相类Fenton催化剂去除水体难降解有机污染物的研究进展,探讨了经硫化处理后不同种类的铁化合物催化降解有机物的性能,讨论了硫掺杂对于提高催化剂反应活性以及拓宽其适用范围的作用机理。最后指出,硫化铁基材料的制备参数优化和探索自然界中硫化物的实际应用潜力及其与水生物体的相互作用机制是未来的研究方向。

关键词：硫掺杂铁基材料非均相氧化反应有机污染物

Fe_(2)O_(3)/MoS_(2)复合材料活化过硫酸盐降解磺胺嘧啶

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环境科学与技术 2022年第8期45卷 38-45页

作者：刘言鲍建国毛启迪李轩杜江坤中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

采用共沉淀法和高温煅烧法制备Fe_(2)O_(3)和MoS_(2)复合材料(FM),将其作为非均相催化剂活化过硫酸盐(PS)降解磺胺嘧啶(SDZ)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对FM的形态和结构进行表征。研究了FM... 详细信息

采用共沉淀法和高温煅烧法制备Fe_(2)O_(3)和MoS_(2)复合材料(FM),将其作为非均相催化剂活化过硫酸盐(PS)降解磺胺嘧啶(SDZ)。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对FM的形态和结构进行表征。研究了FM投加量、PS浓度、初始p H、无机阴离子、腐殖酸对SDZ降解的影响。结果表明:在FM投加量为0.4 g/L、PS浓度为1 mmol/L、初始pH为7、SDZ浓度为20μmol/L条件下,FM/PS体系在30 min内对SDZ的降解率达到100%。电子顺磁共振(EPR)和自由基淬灭实验结果表明,FM/PS体系中主要的活性因子为硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和羟基自由基(·OH),其中SO_(4)^(·-)起主导作用。FM/PS体系降解SDZ的机理为:MoS_(2)表面的Mo^(4+)直接催化PS,同时促进Fe_(2)O_(3)中的Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环,提高Fe_(2)O_(3)对PS的活化性能。循环利用试验结果表明,FM具有较好的重复利用性能,4次循环利用后在40 min内对SDZ的降解率达到69.8%。

关键词： Fe_(2)O_(3) MoS_(2) 过硫酸盐磺胺嘧啶高级氧化技术

海藻酸钠改性硫化亚铁对水中Cr(Ⅵ)去除性能研究

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环境科学与技术 2022年第4期45卷 54-60页

作者：凌海波全森侯松杜江坤鲍建国中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078 湖北省生态环境科学研究院(省生态环境工程评估中心) 湖北武汉430072

该研究通过海藻酸钠(SA)改性实现FeS 稳定化,并利用CaCl_(2)与SA之间的交联反应合成负载有FeS 的海藻酸钙凝胶微球(FeS/SA)。研究表明,FeS/SA材料对水相中Cr(Ⅵ)去除效率在75%,表现出较好去除效能。与FeS和FeOOH相比,FeS/SA在相同反应... 详细信息

该研究通过海藻酸钠(SA)改性实现FeS 稳定化,并利用CaCl_(2)与SA之间的交联反应合成负载有FeS 的海藻酸钙凝胶微球(FeS/SA)。研究表明,FeS/SA材料对水相中Cr(Ⅵ)去除效率在75%,表现出较好去除效能。与FeS和FeOOH相比,FeS/SA在相同反应时间内对目标污染物的去除效率更高,并随着反应条件的优化,表现出更强的适应性及反应活性。SA的稳定化抑制了FeS的团聚并为其提供一种缺氧的限域空间,从而避免FeS被空气快速氧化,增加了活性位点。结合表征结果,FeS/SA对Cr(Ⅵ)的去除过程以化学吸附为主,水相中Cr(Ⅵ)去除过程主要存在吸附、还原、共沉淀3种机制。

关键词：海藻酸钠硫化亚铁改性水相 Cr(Ⅵ)

FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化过硫酸盐降解双酚S的研究

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安全与环境工程 2022年第1期29卷 189-198页

作者：席岩星杜江坤魏哲崔雅云徐田田中国地质大学(武汉)环境学院湖北武汉430078

双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe^(0)纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe^(0)/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料... 详细信息

双酚S(BPS)是一种新兴的内分泌干扰物,在环境中广泛存在,并对自然环境和人体健康有严重危害。制备了FeS-Fe^(0)纳米复合材料作为催化剂,明确了FeS-Fe^(0)纳米复合材料活化PS体系(FeS-Fe^(0)/PS体系)的反应条件对去除BPS的影响,包括材料中FeS与Fe^(0)摩尔比、材料投加量、PS浓度、溶液初始pH值等,并应用X射线衍射分析、X射线光电子能谱分析等技术表征该复合材料,通过反应体系对比实验、Fe离子溶出实验、PS的消耗实验、猝灭实验、电子顺磁共振波谱检测,探究了FeS-Fe^(0)纳米复合材料的活化机理。实验结果表明:FeS-Fe^(0)/PS体系降解BPS的最优条件为溶液初始pH=3、FeS与Fe^(0)摩尔比1∶25、材料投加量0.10 g/L、PS浓度1.0 mM;FeS-Fe^(0)/PS体系中产生的硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))和羟基自由基(HO·)可降解BPS,且HO·占主导作用;FeS-Fe^(0)纳米复合材料表面的FeS促进了铁离子的溶出和循环,因此其活化能力优于纳米零价铁。

关键词： FeS-Fe^(0)纳米复合材料 FeS-Fe^(0)/PS体系双酚S(BPS) 过硫酸盐(PS) 纳米零价铁(nZVI) 硫酸根自由基(SO_(4)^(·-))

城乡中小学教师流动问题及对策研究 ——以河北省定兴县为例

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城乡中小学教师流动问题及对策研究 ——以河北省定兴县为例

作者：杜江坤河北大学

学位级别：硕士

合理有序的教师流动可以均衡城乡间教师资源,缩小城乡学校之间的差距,实现教育动态发展,促进教育事业的健康协调发展。自国家上世纪90年代开始实行城乡教师流动至今已有很多年,但是当前各地教师流动政策执行不一,各试点县依旧存在着一... 详细信息

合理有序的教师流动可以均衡城乡间教师资源,缩小城乡学校之间的差距,实现教育动态发展,促进教育事业的健康协调发展。自国家上世纪90年代开始实行城乡教师流动至今已有很多年,但是当前各地教师流动政策执行不一,各试点县依旧存在着一些问题。本文以河北省定兴县城乡中小学教师流动为主要研究对象,通过整理相关论文文献,了解目前定兴县城乡教师流动现状。同时,以教育公平理论、马斯洛需求层次理论作为支撑。本文主要运用问卷调查与访谈法相结合的方式对定兴县城乡教师流动进行研究。通过对2014年—2016年、2016年—2018年支教教师共194人进行为期两个月的调研发现定兴县城乡中小学教师流动存在的主要问题有:教师流动数量呈下降趋势;流动教师所教学科供需不匹配;部分流动教师主动参与意愿偏低;政策流于形式;相关保障措施不完善。在此基础上进行定兴县城乡中小学教师流动问题的影响因素分析:城乡二元制经济结构因素;教师流动政策因素;教师管理体制因素;教师个人自身及家庭因素。基于问题及影响因素进一步提出关于城乡中小学教师流动的对策建议:加大对农村义务教育的投入,逐步缩小城乡差距;实行同工同酬,将教师变为“系统人”;完善教师交流制度,促进城乡双向流动;加大监督力度,构建有效监督机制;完善相关保障措施,满足流动教师需求;提高教师主动参与意识,实现教育均衡发展,以期能够为实现城乡中小学教师流动促进教育均衡起到一点促进作用。

关键词：中小学教师教师流动义务教育均衡发展

基于多层印制板的微波信号高密度传输与控制技术

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基于多层印制板的微波信号高密度传输与控制技术

作者：杜江坤电子科技大学

学位级别：硕士

微波电路的小型化、集成化、轻量化需求使得微波电路三维布局和组装技术得到越来越广泛的重视和应用。在多种微波电路三维布局技术中,微波多层印制技术基于成熟的PCB工艺,具有可靠的环境适应性,优良的射频接口集成能力,超大尺寸电路的... 详细信息

微波电路的小型化、集成化、轻量化需求使得微波电路三维布局和组装技术得到越来越广泛的重视和应用。在多种微波电路三维布局技术中,微波多层印制技术基于成熟的PCB工艺,具有可靠的环境适应性,优良的射频接口集成能力,超大尺寸电路的加工能力,并可在通用的EDA平台进行设计,在实现微波高可靠性小型化系统上极具竞争力。本文主要对多层印制板的微波信号高密度传输与控制技术进行研究。本文首先介绍了微波多层印制电路传输线和电磁兼容基础理论。由于半固化片的存在,微波多层印制板的内埋传输线处于非均匀介质中,与传统带状线相比有较大差异,其相应特性参数也无法使用闭式表达式进行求解。为此,使用商用全波电磁仿真软件HFSS对不同叠层结构的内埋传输线进行了仿真计算和分析,得到了适合工程应用的内埋传输线类型,并对其特性参数进行了分析和研究。微波多层印制电路内部的电磁环境非常复杂,针对其电磁兼容设计对整个微波电路乃至系统都有不可忽视的作用,为此利用电磁兼容理论与技术,对微波多层印制电路中存在的典型干扰源和耦合通道进行分析,得到了改善电路电磁兼容性的措施。随后对微波多层印制电路中典型的内埋不连续结构进行了研究,重点分析了内埋直弯角在Ⅱ型叠层中的最佳斜切及其相移特性,对内埋非对称直弯角、阻抗阶跃进行数学建模和性能优化,并对射频垂直互联结构进行了仿真和优化,得到良好的射频传输特性。然后对微波多层印制电路内埋元器件进行了研究。分别针对内埋电阻、内埋负载、内埋电容的实现思路和仿真性能进行了探讨,对内埋电阻进行了容差分析。基于微波多层印制板内埋电阻技术进行了内埋功分器的研究,使用埋阻工艺设计了一款工作范围覆盖整个L频段的Wilkinson功分器,对其进行了建模仿真和结构、尺寸优化,得到了良好的射频性能。最后利用多层印制板的微波信号高密度传输与控制技术,在体积为120mm×70mm×20mm的PCB板上设计并实现了L频段4×4交换矩阵,并对其进行了测试,得到了良好的射频性能。

关键词：微波多层印制电路三维布局垂直互联小型化全交换矩阵