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CuBi_(2)O_(4)/Bi_(2)WO_(6)Z型异质结用于光电类芬顿体系下高效降解环丙沙星

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高等学校化学学报 2024年第1期45卷 107-118页

作者：王秋霞韩玉贵赵鹏王爽刘亚茹李轶中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300452 天津大学理学院天津300072

针对目前水环境中抗生素污染严重的问题,使用简单的溶剂热法制备了CuBi_(2)O_(4)/Bi_(2)WO_(6)(CBWO)Z型异质结催化剂.扫描电子显微镜分析结果表明,其结构为棒状和纳米片状.能量色散元素图谱显示,Cu,W,Bi和O元素均匀分散在CBWO-60中;使... 详细信息

针对目前水环境中抗生素污染严重的问题,使用简单的溶剂热法制备了CuBi_(2)O_(4)/Bi_(2)WO_(6)(CBWO)Z型异质结催化剂.扫描电子显微镜分析结果表明,其结构为棒状和纳米片状.能量色散元素图谱显示,Cu,W,Bi和O元素均匀分散在CBWO-60中;使用X射线衍射和傅里叶变换红外光谱探究了催化剂的晶体结构和化学键、官能团组成;BET表征结果证明,CBWO-60具有较高的比表面积.X射线光电子能谱(XPS)证明Cu^(+)和Cu^(2+)共存,促进了芬顿(Fenton)反应的循环进行,XPS结合能的位移证明了异质结中CuBi_(2)O_(4)和Bi_(2)WO_(6)之间具有强的电子相互作用,而不是物理混合;使用紫外⁃可见漫反射光谱和价带-X射线光电子能谱分析了异质结的能带结构;利用光致发射光谱、电化学阻抗谱和瞬态光电流响应谱探究了催化剂的电荷转移情况.在该系列催化剂中,CBWO-60在光电类芬顿(PEF-like)体系中对环丙沙星(CIP)的降解效率最高,90 min时,降解效率为98.0%.同时,溶液初始pH在2~6范围时,体系始终能够维持有效的CIP去除效率,与传统芬顿体系相比,该体系的pH应用范围得到了有效拓宽.在PEF-like体系中,CBWO-60对喹诺酮类、磺胺类和四环素类抗生素均表现出较强的降解能力,充分证明了CBWO-60的普适性.CBWO-60在连续5次循环实验后,对CIP仍保持87.8%的降解率,并且反应后催化剂的晶体结构没有发生改变.根据高效液相色谱⁃质谱的结果,提出了CIP降解的5种可能途径.

关键词：光电类芬顿体系铋酸铜/钨酸铋 Z型异质结环丙沙星活性氧物种

有机溶剂和聚电解质提升MHET水解酶催化性能

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天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2024年第5期57卷 452-461页

作者：余林玲张盼盼孙彦天津大学化工学院天津300350

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料,但由于其难以自然降解导致严重的污染问题.PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶,但尚未实现工业应用,本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其... 详细信息

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种广泛应用的塑料,但由于其难以自然降解导致严重的污染问题.PET水解酶和对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶(MHETase)被认为是级联降解PET的关键酶,但尚未实现工业应用,本文针对MHETase开展稳定性研究以促进其工业开发.首先,选用4种不同的水溶性有机溶剂二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺、异丙醇和乙腈构建反应体系探寻最佳的MHETase反应条件,随后进一步研究有机溶剂和聚电解质预处理对MHETase催化活力和稳定性的影响.结果表明,当反应体系DMSO含量不高于10%时MHETase的活力几乎不受影响,其他条件下有机溶剂均会抑制MHETase活性,但这种抑制作用是可逆的,即该抑制可以通过去除有机溶剂来恢复.此外,低浓度的有机溶剂预处理能够提高MHETase的催化活力,且DMSO预处理能够提升MHETase的储存稳定性及热稳定性,MHETase在4℃下10%DMSO中储存96 h后的活力为原有活力的113%,在30℃下10%DMSO中孵育6 h后也能保持原有活力的103%.研究发现,MHETase活力可以通过阴、阳离子聚电解质孵育来提升,与等量阴、阳离子聚电解质共孵育的MHETase在4℃下10%DMSO中储存144 h也能保持118%的活力,但与DMSO预处理相比,聚电解质预处理对MHETase活力提升程度有限.本研究系统考察了有机溶剂和聚电解质对MHETase催化性能的影响,并指出DMSO和聚电解质的预处理有助于MHETase在常温下的储存和应用,为MHETase的工业应用提供了更多参考.

关键词：对苯二甲酸单乙二醇酯水解酶二甲基亚砜稳定性助溶剂聚电解质

两亲Cu-氮杂亚甲基二吡咯染料J-聚集体纳米片的制备及表征

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精细化工 2024年第5期41卷 1001-1007页

作者：赵明瑶张勇杰苏军军潘宏斐陈志坚天津大学化工学院天津300350

以含两条十二烷氧基疏水链的氮杂亚甲基二吡咯(ADP)和含两条聚乙二醇亲水链的ADP为配体与Cu(Ⅱ)络合,合成了一种两亲性Cu(Ⅱ)-ADP配合物(染料Ⅰ),通过1HNMR、MS及元素分析仪确认了其化学结构,采用UV-Vis、AFM、TEM、小角X射线散射仪对... 详细信息

以含两条十二烷氧基疏水链的氮杂亚甲基二吡咯(ADP)和含两条聚乙二醇亲水链的ADP为配体与Cu(Ⅱ)络合,合成了一种两亲性Cu(Ⅱ)-ADP配合物(染料Ⅰ),通过1HNMR、MS及元素分析仪确认了其化学结构,采用UV-Vis、AFM、TEM、小角X射线散射仪对染料Ⅰ聚集体的形貌和结构进行了表征。结果表明,染料Ⅰ在乙醇/水混合溶剂中自组装形成J-聚集体,最大吸收峰发生89 nm的红移。染料Ⅰ聚集体呈现二维纳米片形貌,并以双分子层形式进行堆积。

关键词：功能染料 J-聚集体分子自组装氮杂亚甲基二吡咯纳米片功能材料

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给水厂典型工艺碳排放特征与影响因素

环境科学 2024年第1期45卷 123-130页

作者：张翔宇胡建坤马凯高欣慰魏月华韩宏大李克勋天津水务集团有限公司天津300042 南开大学环境科学与工程学院天津300350 天津市自来水集团有限公司天津300040 天津市自来水集团有限公司凌庄水厂天津300381

基于实际运行工况和数据监测基础,对天津市给水厂典型工艺的碳排放特征进行研究.给水厂总碳排放强度(以CO_(2)-eq计)为0.254 kg·m^(-3),其中电耗和药耗碳排放占比分别为81.76%和9.15%.给水厂的关键电耗碳排放环节为送水泵房、超滤膜工... 详细信息

基于实际运行工况和数据监测基础,对天津市给水厂典型工艺的碳排放特征进行研究.给水厂总碳排放强度(以CO_(2)-eq计)为0.254 kg·m^(-3),其中电耗和药耗碳排放占比分别为81.76%和9.15%.给水厂的关键电耗碳排放环节为送水泵房、超滤膜工艺和进水泵房,分别占总电耗碳排放的50.99%~73.51%、17.64%~20.70%和17.97%~22.40%.次氯酸钠对药耗碳排放的贡献率为89.12%~90.30%,其余依次为三氯化铁、聚合氯化铝和硫酸铵.传统净水工艺单元的电耗碳排放强度依次为:进水泵房>快滤池>沉淀池,在深度处理工艺线中依次为:进水泵房>超滤膜>机械混凝>澄清池.快滤池工艺线和超滤膜工艺线的碳排放强度分别为0.0709 kg·m^(-3)和0.1090 kg·m^(-3).超滤膜工艺能节约23%的药剂用量,而电耗碳排放是传统处理工艺的2倍.对关键环节的碳排放影响因素分析结果表明,浊度、pH、氨氮和温度等原水水质参数与次氯酸钠碳排放强度显著相关;出厂水压力、日送水量与送水泵房碳排放强度呈显著的线性回归关系,相关水质和水压调控措施可以有效减少给水厂碳排放.

关键词：碳排放给水厂超滤膜快滤池电耗药耗

制药废水中抗生素抗性的污染特征、检测手段和控制方法

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环境科学 2024年第2期45卷 844-853页

作者：彭安萍高虎张新波天津城建大学环境与市政工程学院天津300384

制药行业废水中含有大量的抗生素、抗生素抗性细菌(ARBs)及抗性基因(ARGs)等新污染物,现今的生物处理工艺尚不能有效地对其进行去除.最终以上新污染物随出水进入各类水体或渗入土壤,造成环境污染,影响人类健康.因此,探明制药废水中抗生... 详细信息

制药行业废水中含有大量的抗生素、抗生素抗性细菌(ARBs)及抗性基因(ARGs)等新污染物,现今的生物处理工艺尚不能有效地对其进行去除.最终以上新污染物随出水进入各类水体或渗入土壤,造成环境污染,影响人类健康.因此,探明制药废水中抗生素、ARBs和ARGs的污染特征,知晓检测和控制废水中抗生素抗性污染的方法,对于削减环境中的抗生素和ARGs,评估抗生素抗性的生态风险至关重要.针对制药废水处理厂(PWWTPs)环境中的抗生素抗性污染问题,讨论了制药废水中的抗生素、ARBs和ARGs的污染现状;概述了制药废水环境中抗生素抗性的不同评估方法;最后对PWWTPs中常用去除抗生素及ARGs的废水处理技术进行了概述,以期为环境中抗生素及抗性基因的生态风险评价及科学防治提供理论依据.

关键词：制药废水抗生素抗性基因(ARGs) 抗性细菌(ARBs) 污染特征检测方法

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纳米二氧化硅改性不锈钢网用于油水分离

精细化工 2024年第9期41卷 1933-1940,1957页

作者：展悦崔永岩王嘉宁余正发天津科技大学化工与材料学院天津300457

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了硅溶胶,将硅溶胶与预沉积聚多巴胺(PDA)的不锈钢网(SSM)反应,采用分步沉积和原位生长法制备了超亲水-水下超疏油不锈钢网(SSM-PDA-SiO_(2))。采用FTIR、XRD、TG、SEM和接触角测量仪对其进行了... 详细信息

以正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备了硅溶胶,将硅溶胶与预沉积聚多巴胺(PDA)的不锈钢网(SSM)反应,采用分步沉积和原位生长法制备了超亲水-水下超疏油不锈钢网(SSM-PDA-SiO_(2))。采用FTIR、XRD、TG、SEM和接触角测量仪对其进行了测试。探究了硅溶胶反应时间对SSM-PDA-SiO_(2)亲水-疏油性能的影响,通过自重力驱动测试了其油水分离性能,考察了其循环分离性和力学稳定性。结果表明,PDA作为“桥梁”将纳米SiO_(2)沉积到SSM表面上,硅溶胶与SSM反应8 h制备的SSM-PDA-SiO_(2)-8具有最佳的亲水-疏油性能,水滴能在其表面60 ms内完全铺展,其对二氯甲烷等5种有机溶剂的水下油接触角在156.4°~160.9°之间,对二氯甲烷的滚动角为4.0°,表现出超亲水-水下超疏油特性。首次分离正庚烷/水的油水混合物水通量为40165 L/(m^(2)·h),分离效率99.3%,在50次分离循环时水通量为17728 L/(m^(2)·h),分离效率仍>98%。经过35次砂纸摩擦循环后,SSM-PDA-SiO_(2)-8保持了98%以上的分离效率。PDA的羟基、氨基等亲水基团提高了SSM-PDA-SiO_(2)的超亲水-水下超疏油特性,纳米SiO_(2)增加了其表面粗糙度。

关键词：聚多巴胺纳米SiO_(2) 油水分离超亲水-水下超疏油性不锈钢网功能材料

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酸浸钢渣制备磁性絮凝剂及其在油田废水处理中的应用

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湖南师范大学自然科学学报 2024年第4期47卷 90-96页

作者：蒋成银孟海龙蒋崇珊杨建兴李桂菊张陈德王思远中国石油长庆油田分公司第三采气厂中国乌审旗017300 天津科技大学海洋与环境学院中国天津300457

通过酸浸法处理炼钢厂废料,经过水解和聚合反应制成一种磁性絮凝剂,可实现资源再利用。X射线衍射分析显示,该絮凝剂主要成分是γ-Fe_(2)O_(3),红外谱图和Zeta电位分析证实其为无机高分子混凝剂,其主要絮凝机理为吸附电中和。研究发现,... 详细信息

通过酸浸法处理炼钢厂废料,经过水解和聚合反应制成一种磁性絮凝剂,可实现资源再利用。X射线衍射分析显示,该絮凝剂主要成分是γ-Fe_(2)O_(3),红外谱图和Zeta电位分析证实其为无机高分子混凝剂,其主要絮凝机理为吸附电中和。研究发现,制备过程中熟化时间对铁离子形态转化有显著影响,经过5天熟化制备的产品中Fe(b)含量最高,絮凝效果最佳。在应用实验中以长庆油田苏里格气田采出液为研究对象,该絮凝剂的适用pH范围为7~11,最佳投加量为0.3~0.4 g/L。实验结果显示,该絮凝剂使浊度去除率高达99%以上,COD去除率达64%以上。与市场上常用的聚合氯化铝相比,其沉降速度更快,下层絮体体积更小,性能优异,应用前景广阔。

关键词：磁性絮凝剂资源再用沉降性能油田废水

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环境工程污水处理措施及新技术探究

黑龙江环境通报 2024年第6期37卷 157-159页

作者：司玉志天津市津沽污水处理厂天津300356

迅速发展的工业在推动经济发展的同时,也造成了较为严重的工业污水问题。本文主要分析了环境工程污水处理的重要意义,研究了我国环境工程污水处理现状中存在的问题,探究了环境工程污水处理的有效措施,论述了环境工程污水处理新技术,包... 详细信息

迅速发展的工业在推动经济发展的同时,也造成了较为严重的工业污水问题。本文主要分析了环境工程污水处理的重要意义,研究了我国环境工程污水处理现状中存在的问题,探究了环境工程污水处理的有效措施,论述了环境工程污水处理新技术,包括矿物质污水处理、光催化、生物膜处理、臭氧处理和活性污泥处理等,旨在为解决工业污水处理问题提供参考。

关键词：环境工程污水处理新技术

不同金属离子交联的海藻酸盐水凝胶过滤膜性能研究

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中国科学：技术科学 2024年第8期54卷 1577-1585页

作者：杨振浩陈以胜林泽洪乙丹严千语程乐天杨婧郑涵祺赵孔银天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387 天津武警特色医学中心天津300180

以海藻酸钠(NaAlg)为原料,通过Ca^(2+)、Cu^(2+)、Ba^(2+)和Zn^(2+)水溶液交联Na Alg制备了四种水凝胶过滤膜.通过扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TG)对四种膜进行了表征测试.研究了四种膜的机械性能、在生... 详细信息

以海藻酸钠(NaAlg)为原料,通过Ca^(2+)、Cu^(2+)、Ba^(2+)和Zn^(2+)水溶液交联Na Alg制备了四种水凝胶过滤膜.通过扫描电子显微镜(SEM),傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和热重分析仪(TG)对四种膜进行了表征测试.研究了四种膜的机械性能、在生理盐水中的溶胀性能以及对四种无机盐和五种染料的截留性能.用分子动力学模拟分析了其孔径分布和截留机理.结果表明,海藻酸铜(CuAlg)和海藻酸钡(BaAlg)水凝胶过滤膜具有更好的力学性能、抗溶胀性能和染料/盐分离性能.海藻酸盐水凝胶过滤膜制作方法简单,原料绿色可再生且不使用有机溶剂,在染料脱盐等领域具有良好的应用前景.

关键词：海藻酸盐水凝胶过滤膜染料脱盐分子动力学模拟金属离子交联

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