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硫化零价铁去除水中污染物的效能及交互机制

化学进展 2021年第10期33卷 1812-1822页

作者：顾凯丽李浩贞张晋华李锦祥南京理工大学环境与生物工程学院南京210094 化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室南京210094

如何同步提升零价铁去除水中污染物的反应速率和电子选择性已成为近年研究热点。基于无氧体系下硫化能通过抑制零价铁与水之间的副反应而改善体系还原除污染物效能,系统概括了不同硫化方式、硫化药剂和硫化程度合成的硫化零价铁理化特征... 详细信息

如何同步提升零价铁去除水中污染物的反应速率和电子选择性已成为近年研究热点。基于无氧体系下硫化能通过抑制零价铁与水之间的副反应而改善体系还原除污染物效能,系统概括了不同硫化方式、硫化药剂和硫化程度合成的硫化零价铁理化特征,并揭示了其与硫化零价铁在不同水氧环境下去除不同污染物反应活性和电子选择性的交互机制。硫化能够主要通过调控界面亲疏水和导电性能而实现改善零价铁除污染的效能,其提升表现主要依赖于硫化程度,而与硫化方式、硫化药剂相关性较低。最后,展望了基于硫化零价铁的水污染控制技术在地下水修复和工业废水处理的应用前景。

关键词：硫化零价铁反应活性电子选择性理化特征

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不同类型生物炭对水体中微塑料的吸附性能

环境化学 2021年第11期40卷 3368-3378页

作者：娜扎发提•穆罕麦提江陈颢明闵芳芳李辰刘世宁陈元涛南京理工大学南京210094 江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室南京210094

微塑料自生的毒性和富集作用会极大地危害生物健康.不同原材料,生物炭结构组成不同,吸附特性也不一样.探究不同类型生物炭对微塑料的吸附性能及吸附机理,有助于为生物炭吸附去除水体中微塑料的材料选择提供理论依据.本研究使用3种有机... 详细信息

微塑料自生的毒性和富集作用会极大地危害生物健康.不同原材料,生物炭结构组成不同,吸附特性也不一样.探究不同类型生物炭对微塑料的吸附性能及吸附机理,有助于为生物炭吸附去除水体中微塑料的材料选择提供理论依据.本研究使用3种有机废弃物制备成的生物炭(污泥炭,秸秆炭,梧桐皮炭)对微塑料PET(6.5μm)进行吸附试验,通过比表面积和孔径分析、衰减全反射红外光谱、拉曼光谱、湿筛法-热重联用分析法多种技术手段分别定性和定量研究不同反应时间、不同Cl-浓度和溶液初始pH对生物炭吸附微塑料的影响.研究结果证实生物炭上存在明显的微塑料,吸附动力学研究表明准一级方程能更好的描述生物炭对微塑料的吸附过程,证明3种生物炭对于微塑料的吸附以物理吸附为主,吸附分别在5-10 h时达到平衡. 3种生物炭吸附能力大小为梧桐皮炭=污泥炭>秸秆炭.生物炭对微塑料的吸附量均随着pH的升高先升高(pH3-7)后降低(pH7-11).此外,Cl-浓度对生物炭吸附微塑料影响较小.随着微塑料浓度提升,3种生物炭吸附微塑料的量均有提高.生物炭的平均孔径和比表面积是影响其吸附微塑料的主要原因.另外,本研究创新的湿筛-热重联用分析法由于减少了实验过程中破碎生物炭的影响,比热重分析法更加准确定量检测微塑料.

关键词：生物炭微塑料湿筛法热重分析物理吸附

2,6-二叔丁基-4-硝基苯酚与镉(Ⅱ)联合暴露对水生生物急性毒性的影响及生态风险评估

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中国环境科学 2023年第3期43卷 1429-1437页

作者：袁尧张灵汉周楠刘会会杨先海南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化工污染控制与资源化高校重点实验室江苏南京210094

为探究消毒副产物(DBPs)与其他物质联合暴露对水生生物的影响,选取一种新型芳香族消毒副产物-2,6-二叔丁基-4-硝基苯酚(DBNP)和一种典型重金属离子-镉(Ⅱ)(Cd^(2+))为模型化合物,研究了其单独和联合暴露条件下对斜生四链藻、大型溞、稀... 详细信息

为探究消毒副产物(DBPs)与其他物质联合暴露对水生生物的影响,选取一种新型芳香族消毒副产物-2,6-二叔丁基-4-硝基苯酚(DBNP)和一种典型重金属离子-镉(Ⅱ)(Cd^(2+))为模型化合物,研究了其单独和联合暴露条件下对斜生四链藻、大型溞、稀有鮈鲫的急性毒性,并评估了其单独及联合暴露情况下的生态风险.结果表明:DBNP对大型溞、稀有鮈鲫的急性毒性值小于1mg/L,属于全球化学品统一分类和标签制度中极毒类物质(Ⅰ类).DBNP与Cd^(2+)联合暴露对三测试物种均表现拮抗效应.基于浓度加和假设的联合风险商值法会高估具有拮抗作用的联合暴露风险.采用证据权重法修正的联合风险商值法可正确评估具有拮抗作用的联合暴露风险.

关键词：消毒副产物急性毒性联合暴露联合暴露风险证据权重

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固废基无机高分子混凝剂研究进展及改进途径

化工进展 2021年第10期40卷 5660-5669页

作者：刘丁仪王冰玉李姝霖谢慧芳南京理工大学环境与生物工程学院江苏南京210094 南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室江苏南京210094 南京大学污染控制与资源化研究国家重点实验室江苏南京210023

无机高分子复合型混凝剂具有优越的絮凝能力,但目前于基于固废资源化利用制备无机高分子复合混凝剂的相关研究缺乏系统性。本文介绍了三类固废基无机高分子复合混凝剂的制备工艺、性质特点,简述了其在水处理领域的应用、作用机理及存在... 详细信息

无机高分子复合型混凝剂具有优越的絮凝能力,但目前于基于固废资源化利用制备无机高分子复合混凝剂的相关研究缺乏系统性。本文介绍了三类固废基无机高分子复合混凝剂的制备工艺、性质特点,简述了其在水处理领域的应用、作用机理及存在的问题,并结合新型无机高分子复合混凝剂的研究进展,分析了固废基无机高分子复合混凝剂的发展方向。根据已有结果,文中指出需要从固废原料的化学组成,建立全面的固废资源,优化不同来源固废基无机高分子复合混凝剂的制备工艺;其次指出应进行混凝剂的物耗、能耗等技术经济分析,促进其规模化生产使用;并提出对污泥固废应进行循环资源化利用,关注制备过程中产生的无机盐,避免对水质的不良影响;最后表明,应加强混凝剂功能化研究,开发具有协同效应的固废基无机高分子复合混凝剂。

关键词：混凝废水废物处理聚合作用机理

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植酸改性提高污泥基水热炭的镉吸附固定性能

环境科学 2024年第8期45卷 4956-4966页

作者：高海龙商岑尧裴晓东谢慧芳王冰玉江苏省生态环境评估中心南京210036 南京理工大学环境与生物工程学院南京210094 南京理工大学化工污染控制与资源化江苏省高校重点实验室南京210094

在污泥水热炭化过程中添加植酸,采用一步共水热法制备得到植酸改性水热炭(PHC),在对其表面形貌、孔隙结构、元素组成、官能团和热稳定性进行表征的基础上,系统比较了镉(Cd)在未改性水热炭(HC)和PHC上的吸附行为,并考察了腐植酸、温度和p... 详细信息

在污泥水热炭化过程中添加植酸,采用一步共水热法制备得到植酸改性水热炭(PHC),在对其表面形貌、孔隙结构、元素组成、官能团和热稳定性进行表征的基础上,系统比较了镉(Cd)在未改性水热炭(HC)和PHC上的吸附行为,并考察了腐植酸、温度和pH对吸附过程的影响,最后通过土壤钝化试验评估了PHC对土壤中Cd的固定能力.结果表明,PHC表面富含磷酸基团,电负性和热稳定性增强,具有较低的重金属浸出风险,对Cd的吸附速率和最大吸附容量分别是HC的1.88倍和1.22倍,这归因于磷酸基团的引入增强了对Cd的络合作用和静电作用;升温、pH值增加和腐植酸共存都有利于Cd在PHC上的吸附;在其他重金属共存(Cu、Zn和Pb)时,PHC表现出较强的选择性,对Cd的吸附容量高于其他金属0.77~6.88倍.PHC还具有良好的土壤Cd固定效率(56.1%~81.1%),且缓解了土壤速效养分的流失,显著增加了土壤有效磷含量.总之,植酸改性的污泥基水热炭可以有效去除水体Cd,同时也可作为土壤改良剂,有效稳定土壤Cd含量,是一种具有应用前景的污泥资源化途径.

关键词：植酸改性水热炭镉(Cd) 吸附固定

基于可疑筛查技术研究有机磷阻燃剂V6转化规律

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中国环境科学 2022年第9期42卷 4409-4415页

作者：李建华张亚运孟维坤苏冠勇南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化工污染控制与资源化重点实验室江苏南京210094

运用Orbitrap高分辨质谱仪,评估了人体肝微粒体(HLM)代谢V6的转化规律.除5种已被报道过的O-脱烷基、氧化性去磷酸化和氧化脱氯产物外,首次发现了6种新型产物.基于其MS/MS质谱图,该6种代谢产物被鉴定为醛基和羧基产物.其中,5种代谢物生... 详细信息

运用Orbitrap高分辨质谱仪,评估了人体肝微粒体(HLM)代谢V6的转化规律.除5种已被报道过的O-脱烷基、氧化性去磷酸化和氧化脱氯产物外,首次发现了6种新型产物.基于其MS/MS质谱图,该6种代谢产物被鉴定为醛基和羧基产物.其中,5种代谢物生成量随孵育时间呈线性增加趋势,具有累积性.此外,推导的代谢途径表明,脱烷基化和羟基化代谢物进一步转化为次级代谢物,即醛和羧基代谢物.

关键词：新型有机磷酸酯人肝微粒体高分辨质谱仪体外代谢生物转化规律

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膜气体吸收法分离混合气中的苯

中南大学学报（自然科学版） 2015年第6期46卷 2376-2381页

作者：孙秀云褚禛吴一李睿李健生王连军南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化工污染控制与资源化重点实验室江苏南京210094

采用自行设计的膜气体吸收-减压膜蒸馏组合工艺装置,以N-甲酰吗啉（NFM）水溶液为吸收剂,疏水性多孔聚丙烯中空纤维膜组件（HEPPM）为膜接触器,研究膜气体吸收法分离C6H6/N2混合气性能,考察含苯废气流量、质量浓度,吸收剂流量、NFM体积... 详细信息

采用自行设计的膜气体吸收-减压膜蒸馏组合工艺装置,以N-甲酰吗啉（NFM）水溶液为吸收剂,疏水性多孔聚丙烯中空纤维膜组件（HEPPM）为膜接触器,研究膜气体吸收法分离C6H6/N2混合气性能,考察含苯废气流量、质量浓度,吸收剂流量、NFM体积分数、温度及负载对分离效果的影响。实验结果表明：在NFM体积分数为40%,含苯废气质量浓度为3.6~9.6 mg/L,吸收剂流量为15~75 m L/min,含苯废气流量为50~300 m L/min条件下,苯的去除率为52.8%~99.3%,总体积传质系数为0.008~0.026 s-1;采用膜气体吸收法分离C6H6/N2混合气具有较高的分离效率和较快的传质速率。

关键词：膜气体吸收聚丙烯中空纤维膜 N-甲酰吗啉苯

粉煤灰合成介孔分子筛SBA-15对Pb(Ⅱ)离子的吸附

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第11期45卷 4093-4099页

作者：孙秀云马芳变施筱堃闫惠王连军南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化工污染控制与资源化重点实验室江苏南京210094

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法,在强酸性介质下,以EO20PO70EO20(P123)为模板剂,制备高度有序的二维六方介孔分子筛SBA-15;采用3-氯丙胺盐酸盐(CPA)对分子筛SBA-15进行化学改性,获得氨基改性有序介孔分子筛SBA-15,记作NH2-SBA-15;最... 详细信息

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法,在强酸性介质下,以EO20PO70EO20(P123)为模板剂,制备高度有序的二维六方介孔分子筛SBA-15;采用3-氯丙胺盐酸盐(CPA)对分子筛SBA-15进行化学改性,获得氨基改性有序介孔分子筛SBA-15,记作NH2-SBA-15;最后,以含Pb2+重金属废水为目标污染物,采用静态吸附实验方法,研究NH2-SBA-15介孔分子筛的吸附性能及影响因素。研究结果表明:在本实验范围内,随着吸附时间、吸附剂用量和吸附温度的增加,Pb2+的去除率不断增大;Pb2+的吸附过程符合二级动力学模型;吸附等温线更加符合Langmuir等温线模型,在35℃时,饱和吸附量(Qm)可达116 mg/g。

关键词：粉煤灰介孔分子筛静态吸附实验 Pb(Ⅱ)离子

纳米Fe3O4负载聚苯胺对染料的协同催化降解

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中国环境科学 2017年第4期37卷 1394-1400页

作者：严梅张青谢慧芳孔金明曲虹霞南京理工大学环境与生物工程学院江苏省化工污染控制与资源化重点实验室江苏南京210094 南京理工大学化工学院江苏南京210094

通过Hemin催化聚合苯胺工艺在纳米Fe_3O_4上负载导电聚合物聚苯胺(PANI),制备得到了具有高效催化活性的异相类Fenton反应用的催化剂PANI@Fe_3O_4.研究了PANI@Fe_3O_4/H_2O_2体系中罗丹明B(RhB)浓度、H_2O_2浓度、PANI@Fe_3O_4投加量、p... 详细信息

通过Hemin催化聚合苯胺工艺在纳米Fe_3O_4上负载导电聚合物聚苯胺(PANI),制备得到了具有高效催化活性的异相类Fenton反应用的催化剂PANI@Fe_3O_4.研究了PANI@Fe_3O_4/H_2O_2体系中罗丹明B(RhB)浓度、H_2O_2浓度、PANI@Fe_3O_4投加量、pH值以及·OH捕获剂对RhB降解的影响.结果表明,对于400mg/L的RhB溶液,当催化剂投加量为0.5g/L,H_2O_2浓度为0.04mol/L时,PANI@Fe_3O_4/H_2O_2可在pH3.75~12.0间达到98%以上的去除率,H_2O_2的利用率达到80%.将该体系对于初始COD为1715mg/L模拟混合染料废水,可去除70%的C0D,PANI@Fe_3O_4/H_2O_2体系适用pH值范围广,催化活性高,H_2O_2利用率高且水相中残留铁离子少.机理分析表明,在PANI@Fe_3O_4中PANI和纳米Fe_3O_4存在明显的协同效应,纳米Fe_3O_4部分溶解释放出Fe^(2+),并通过Fe^(3+)和Fe^(2+)间的快速电子转移补充催化所需Fe^(2+).PANI提供反应所需H^+,并通过与铁离子形成配位键而减少了铁离子释放到水相中.

关键词：异相类Fenton反应 PANI@Fe3O4 催化剂协同效应罗丹明