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抗污型CFC/TiO光热织物的制备及其在海水淡化中的应用

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东华大学学报(自然科学版) 2024年

作者：张晓涵李小龙朱波张丽莎东华大学国家环境保护纺织污染防治工程技术中心东华大学材料科学与工程学院东华大学环境科学与工程学院

太阳能光热海水蒸发被认为是解决淡水危机的有效策略，但实际海水中存在油污和有机污染物，长期蒸发过程中污染物会黏附在光热膜表面，致使膜的蒸发性能下降。为实现海水的长期抗污型蒸发，制备兼具光热和光催化性能的碳纤维布(CFC)/TiO... 详细信息

太阳能光热海水蒸发被认为是解决淡水危机的有效策略，但实际海水中存在油污和有机污染物，长期蒸发过程中污染物会黏附在光热膜表面，致使膜的蒸发性能下降。为实现海水的长期抗污型蒸发，制备兼具光热和光催化性能的碳纤维布(CFC)/TiO2织物。以CFC为衬底，通过水热法在其表面生长TiO2纳米棒阵列(TiO2纳米棒直径约为0.47 μm、长度约为1.49 μm)。结果显示：CFC/TiO2织物表现出超亲水和超疏油特性，同时具有宽光谱(280～2500 nm)光吸收性能(光吸收效率约为88%)；在模拟太阳光激发下，CFC/TiO2还可光催化降解有机污染物，如在200 min内降解73%的盐酸四环素。将CFC/TiO2光热薄膜构筑成倾斜式海水蒸发器，在模拟阳光(光强为1 kW/m2)照射下，部分海水被蒸发，蒸发速率达1.68 kg/(m2·h)，浓缩后的海水在织物底端滴落，长期蒸发不析盐。这种光热/光催化织物有望推动太阳能海水淡化走向实际应用。

关键词：太阳能光热海水蒸发抗污碳纤维布二氧化钛抗析盐

抗污型CFC/TiO2光热织物的制备及其在海水淡化中的应用

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东华大学学报(自然科学版) 2024年第4期 41-48页

作者：张晓涵李小龙朱波张丽莎东华大学环境科学与工程学院东华大学国家环境保护纺织工业污染防治工程技术中心东华大学材料科学与工程学院

太阳能光热海水蒸发被认为是解决淡水危机的有效策略，但实际海水中存在油污和有机污染物，长期蒸发过程中污染物会黏附在光热膜表面，致使膜的蒸发性能下降。为实现海水的长期抗污型蒸发，制备兼具光热和光催化性能的碳纤维布（CFC）/T... 详细信息

太阳能光热海水蒸发被认为是解决淡水危机的有效策略，但实际海水中存在油污和有机污染物，长期蒸发过程中污染物会黏附在光热膜表面，致使膜的蒸发性能下降。为实现海水的长期抗污型蒸发，制备兼具光热和光催化性能的碳纤维布（CFC）/TiO2织物。以CFC为衬底，通过水热法在其表面生长TiO2纳米棒阵列（TiO2纳米棒直径约为0.47μm、长度约为1.49μm）。结果显示：CFC/TiO2织物表现出超亲水和超疏油特性，同时具有宽光谱（280～2500 nm）光吸收性能（光吸收效率约为88%）;在模拟太阳光激发下，CFC/TiO2还可光催化降解有机污染物，如在200 min内降解73%的盐酸四环素。将CFC/TiO2光热薄膜构筑成倾斜式海水蒸发器，在模拟阳光（光强为1 kW/m2）照射下，部分海水被蒸发，蒸发速率达1.68 kg/（m2·h）,浓缩后的海水在织物底端滴落，长期蒸发不析盐。这种光热/光催化织物有望推动太阳能海水淡化走向实际应用。

关键词：太阳能光热海水蒸发抗污碳纤维布二氧化钛抗析盐

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PDADMAC改性蒙脱土制备硝酸根吸附剂

东华大学学报（自然科学版） 2024年第1期50卷 127-133页

作者：袁雨暄顾雨薇宋新山赵晓祥环境科学与工程学院东华大学上海201600 国家环境保护部纺织工业污染防治工程技术中心东华大学上海201600

硝酸根因其电负性强、水溶性大,难以形成沉淀,因而难以被快速吸附去除,通过化学改性增加吸附剂表面正电性可增强硝酸根吸附。用聚二甲基二烯丙基氯化铵(poly dimethyl diallyl ammonium chloride, PDADMAC)对蒙脱土进行改性,成功将PDAD... 详细信息

硝酸根因其电负性强、水溶性大,难以形成沉淀,因而难以被快速吸附去除,通过化学改性增加吸附剂表面正电性可增强硝酸根吸附。用聚二甲基二烯丙基氯化铵(poly dimethyl diallyl ammonium chloride, PDADMAC)对蒙脱土进行改性,成功将PDADMAC负载在蒙脱土表面;通过对改性前后蒙脱土(Mt)进行表征,对比分析吸附机制。结果表明:改性后蒙脱土(PDM-Mt)的季胺氮含量增加,表面电势大幅提高;PDM-Mt对NO-3-N的吸附量在pH=7时为3.07 mg/g,相比改性前提升了86%;吸附过程符合准二级动力学模型以及Langmuir吸附等温模型,即主要是单分子层化学吸附;PDM-Mt对NO-3-N吸附过程在4 h内达到平衡,在pH值为5~7时有明显吸附效果;重复5次吸附后吸附量下降了21%,具有较高的可循环利用性。由此可见,PDADMAC具有作为改性剂促进硝酸根吸附的潜力。

关键词：硝酸根吸附改性蒙脱土 PDADMAC 阴离子吸附剂

锆基金属有机框架的绿色合成及其对染料废水的吸附性能

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东华大学学报（自然科学版） 2024年第2期50卷 24-30页

作者：王东东胡旭赵亚峰宋燕西东华大学环境科学与工程学院上海东华大学国家环境保护防治污染纺织工程技术中心上海复旦大学聚合物分子工程国家重点实验室上海

传统锆(Zr)基金属有机框架(MOFs)材料大多使用有毒的配体和溶剂合成,在去除污染物的同时引入新的污染物。采用水热法合成了以L-天冬氨酸(LA)为配体的Zr基MOFs材料MIP-202,以期开发一种绿色环保且具有优异吸附性能,并可循环利用的吸附剂... 详细信息

传统锆(Zr)基金属有机框架(MOFs)材料大多使用有毒的配体和溶剂合成,在去除污染物的同时引入新的污染物。采用水热法合成了以L-天冬氨酸(LA)为配体的Zr基MOFs材料MIP-202,以期开发一种绿色环保且具有优异吸附性能,并可循环利用的吸附剂。以亚甲基蓝(MB)为去除对象,研究pH、吸附时间、温度和共存离子对MIP-202吸附性能的影响,拟合了动力学和热力学参数,并考察了吸附剂的循环利用性能和实际应用效果。结果表明:吸附容量随pH的升高而增大;吸附过程属于放热反应,并遵循准二级动力学和Langmuir吸附等温式,最大吸附容量为192.31 mg/g;吸附性能受共存离子的影响较小;5次循环使用后吸附容量仍有初始吸附容量的85.10%。模拟纺织废水试验表明该吸附剂具有实际应用价值。

关键词：金属有机框架水热法 L-天冬氨酸亚甲基蓝吸附性能绿色合成

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论纺织印染废水低碳治理

工业水处理 2024年第7期 1-8页

作者：薛罡东华大学环境科学与工程学院

纺织印染行业是废水及污染物排放量最大的工业行业之一，同时也是能源密集及碳排放高的行业；废水低碳治理已成为纺织印染行业可持续发展的重要路径。在分析印染废水处理工艺温室气体排放特征的基础上，提出依据染化料助剂推定的碳排放... 详细信息

纺织印染行业是废水及污染物排放量最大的工业行业之一，同时也是能源密集及碳排放高的行业；废水低碳治理已成为纺织印染行业可持续发展的重要路径。在分析印染废水处理工艺温室气体排放特征的基础上，提出依据染化料助剂推定的碳排放潜势概念；针对纺织印染废水处理工艺复杂及水质时变性大的问题，建立了基于碳氮物料平衡的废水处理工艺碳排放精准核算方法。面向废水低碳处理运行需求，总结了纺织印染废水低碳治理技术进展及发展方向。

关键词：纺织印染废水处理工艺温室气体低碳治理

填埋场生物炭-甲烷氧化菌改性覆层的甲烷氧化特性

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农业工程学报 2024年第10期40卷 239-246页

作者：李明玉孙文静丁梧秀何朋立王晓强王艳红洛阳理工学院土木工程学院洛阳471023 东华大学环境科学与工程学院上海201620

填埋场覆盖层是一种控制甲烷逃逸的最简单可行办法,然而一般的土质覆盖层工程特性差,与微生物甲烷氧化菌的甲烷氧化效能低。生物炭施加到土体中能够改变土体的微环境和微生物活性,进而可影响生物氧化甲烷的效能。为了研究生物炭-甲烷氧... 详细信息

填埋场覆盖层是一种控制甲烷逃逸的最简单可行办法,然而一般的土质覆盖层工程特性差,与微生物甲烷氧化菌的甲烷氧化效能低。生物炭施加到土体中能够改变土体的微环境和微生物活性,进而可影响生物氧化甲烷的效能。为了研究生物炭-甲烷氧化菌改性土的甲烷氧化效率,该研究使用甲烷检测仪,测定不同pH、甲烷浓度、土样干密度和生物炭掺量下,有菌和无菌土样的甲烷降低率的变化规律。结果表明:当无机盐培养液的pH值为7时,甲烷氧化菌具有较高的氧化效能;pH值为9时,甲烷氧化菌的甲烷降低率小于pH值为7时。在一定初始甲烷浓度下,甲烷氧化菌的氧化效能随着初始甲烷浓度的增大而增大,但当初始甲烷浓度超过一定值时会抑制甲烷氧化菌的氧化效能,生物炭掺量和干密度均会影响甲烷氧化菌甲烷削减效能。随着生物炭掺量的增加,生物炭-甲烷氧化菌改性土的甲烷氧化效率是逐渐增大的;在干密度和生物炭掺量为1.20 g/cm3和15%时,无菌和有菌两种工况的甲烷降低率降幅较明显,分别为10.38%和39.72%。由此表明添加生物炭改变了填埋场覆盖层土体的微环境,提高了甲烷氧化菌的甲烷氧化效能,该研究对填埋场温室气体减排、大气污染防治及土体固碳减排具有重要学术意义和实际价值。

关键词：生物炭微观结构垃圾填埋场甲烷氧化菌甲烷降低率

长三角地区种植业碳排放时空动态格局及减排路径

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农业资源与环境学报 2024年

作者：黄娜倪远之张敏陈小华王振旗沈根祥上海市环境科学研究院国家环境保护新型污染物环境健康影响评价重点实验室国家环境保护城市大气复合污染成因与防治重点实验室东华大学环境科学与工程学院

精准掌握长三角地区种植业碳排放现状并制定因地制宜的减排策略，对于长三角绿色低碳一体化发展具有重要意义。本研究细化了研究粒度并完善了测算体系，在市级尺度下对2000—2020年长三角地区种植业碳排放进行测算，分析其时空特征，并... 详细信息

精准掌握长三角地区种植业碳排放现状并制定因地制宜的减排策略，对于长三角绿色低碳一体化发展具有重要意义。本研究细化了研究粒度并完善了测算体系，在市级尺度下对2000—2020年长三角地区种植业碳排放进行测算，分析其时空特征，并围绕减排措施及减排潜力展开探讨。结果表明：2000—2020年该地区种植业碳排放量呈现持续下降-波动上升-持续下降的变化趋势，2014年碳排放量达到峰值7.17×107t；2014年后农业GDP增长率上升，碳排放下降，呈现出理想状态。长三角地区种植业碳排放量呈现北高南低的态势，高排放地区集中在皖中、苏中以及苏北地区，且排放量的空间重心从南京市逐年向北部的安徽省滁州市移动。通过实施水分管理、优化施肥方式、推广低碳水稻品种、整合耕地资源等措施，预计长三角地区种植业每年可减少碳排放约1.84×107t。本研究揭示了长三角地区种植业碳排放的动态特征、现状规律及空间差异性，丰富了该区域碳排放研究的理论框架，为制定有效的种植业碳减排策略和实现种植业低碳化转型提供依据。

关键词：种植业碳排放排放系数法长三角地区标准差椭圆脱钩模型

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锰酸锂材料在电化学提锂应用中的研究进展

无机盐工业 2024年

作者：付煜张柏爽杨健茂刘建允东华大学分析测试中心上海污染控制与生态安全研究院东华大学环境科学与工程学院生态环境部纺织污染控制工程中心

电化学提锂技术具有分离效率高、成本低和环境友好等优点，被广泛应用于盐湖卤水、地热水及海水等锂资源领域。电化学提锂系统依靠具有选择性的电极材料来实现锂离子(Li+)的选择性吸附，提锂性能主要由锂选择性电极材料决定。在众多锂... 详细信息

电化学提锂技术具有分离效率高、成本低和环境友好等优点，被广泛应用于盐湖卤水、地热水及海水等锂资源领域。电化学提锂系统依靠具有选择性的电极材料来实现锂离子(Li+)的选择性吸附，提锂性能主要由锂选择性电极材料决定。在众多锂选择性电极材料中，锰酸锂(LiMn2O4，LMO)具有电化学活性高、吸附容量大、选择性优异和安全无毒等优点，成为目前电化学提锂系统中最常用的锂选择性材料。然而，LMO本身较差的电子导电性、锰溶损和相转变等问题，使其在长期稳定电化学提锂应用中表现较差，极大的制约了其商业化应用。基于此，本文介绍了电化学提锂技术原理和LMO材料在电化学提锂中的应用，并且总结和概述了LMO的主要改性方法，包括元素掺杂、表面包覆、结构调控和导电材料复合等。最后，从反应机理上概括了LMO现有的改性策略，并从实际应用的角度对电化学提锂系统的升级优化进行了展望和建议。

关键词：盐湖提锂锰酸锂元素掺杂表面包覆结构调控导电基体复合

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脉冲流辅助膜蒸馏缓解硫酸钙结垢研究

工业水处理 2024年第5期44卷 95-100页

作者：许超许士洪李隽黄满红东华大学环境科学与工程学院生态纺织科学与技术教育部重点实验室上海201620 上海市污染控制与生态安全研究所上海200092

膜蒸馏是一种逐渐兴起的热驱动膜技术,近年来在高盐废水的处理中受到了大量关注。然而,膜结垢是制约膜蒸馏工业化应用的瓶颈问题。通过向直接接触式膜蒸馏系统中引入脉冲流场来缓解硫酸钙结垢,分别探讨了脉冲时长与脉冲频率对抑制结垢... 详细信息

膜蒸馏是一种逐渐兴起的热驱动膜技术,近年来在高盐废水的处理中受到了大量关注。然而,膜结垢是制约膜蒸馏工业化应用的瓶颈问题。通过向直接接触式膜蒸馏系统中引入脉冲流场来缓解硫酸钙结垢,分别探讨了脉冲时长与脉冲频率对抑制结垢效果的影响以及通量强化效果。结果表明,在脉冲时长为0.5 s,脉冲频率为5 min-1的最佳条件下,膜蒸馏通量在运行20 h后仍能达到初始通量的70%以上,并且通量强化比(FER)接近于1.3。实验结束后的膜表面形貌分析也表明,最佳脉冲条件下的膜表面结垢较少,仍能够清晰地观察到膜结构,而稳定流下的膜表面则有大量硫酸钙晶体堆积。这是因为,与稳定流条件相比,脉冲流能够促进硫酸钙的均相结晶,并利用形成的膜表面剪切力与膜振动将硫酸钙晶体去除。

关键词：膜蒸馏脉冲流硫酸钙结垢均相结晶