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高盐有机废水真空膜蒸馏处理中膜污染的微纳米气泡控制研究

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环境工程技术学报 2022年第4期12卷 1333-1341页

作者：黄超刘倪佺叶宇兵徐晨翱李攀于水利同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室同济大学

为探究真空膜蒸馏处理高盐废水过程中有机物和盐类对膜污染的贡献以及微纳米气泡对不同类型膜污染的控制作用,选取腐殖酸、牛血清蛋白、海藻酸钠为典型有机污染物代表,分别考察单一有机物、有机物与盐共存对膜污染的影响以及采用微纳米... 详细信息

为探究真空膜蒸馏处理高盐废水过程中有机物和盐类对膜污染的贡献以及微纳米气泡对不同类型膜污染的控制作用,选取腐殖酸、牛血清蛋白、海藻酸钠为典型有机污染物代表,分别考察单一有机物、有机物与盐共存对膜污染的影响以及采用微纳米气泡曝气对上述情况产生的膜污染的控制作用。结果表明:3种有机物中,海藻酸钠造成的膜污染最严重,当海藻酸钠浓度为100 mg/L时,真空膜蒸馏系统运行7 h后,相对膜通量降至67.07%;腐殖酸与盐共存造成的复合污染最严重,当进料液腐殖酸浓度分别为10、50和100 mg/L时,系统运行7 h后,相对膜通量分别降至36.33%、33.15%和20.59%;3种有机物与盐共存时,造成的膜污染比单一有机物与盐共存时更严重;微纳米气泡可以有效控制有机物与盐共存时对真空膜蒸馏系统造成的复合污染。

关键词：微纳米气泡真空膜蒸馏膜污染控制高盐有机废水

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多孔纳米材料改性水处理超滤膜的研究进展

化工进展 2022年第1期41卷 264-276页

作者：陈简素璇戴若彬田晨昕王志伟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

基于压力驱动的超滤膜面临渗透性和选择性的制衡及膜污染问题。多孔纳米材料是高性能超滤膜改性制备中一类重要的添加剂,是新型水处理功能膜的研究热点之一。多孔纳米材料的添加为膜提供了额外水通道,其可调的孔尺寸又为在膜内构建出具... 详细信息

基于压力驱动的超滤膜面临渗透性和选择性的制衡及膜污染问题。多孔纳米材料是高性能超滤膜改性制备中一类重要的添加剂,是新型水处理功能膜的研究热点之一。多孔纳米材料的添加为膜提供了额外水通道,其可调的孔尺寸又为在膜内构建出具有高度选择性的纳米通道提供了潜在有利条件,进而突破膜渗透性和选择性的Trade-off效应。同时,亲水性多孔纳米材料的添加有利于提升膜的抗污染性能。本文综述了近年来多孔纳米材料对超滤膜的改性方法,总结了微孔沸石分子筛、介孔炭、介孔二氧化硅、金属有机骨架材料和共价有机骨架材料对超滤膜的改性研究进展,着重评价了不同改性材料对超滤膜在亲水性、渗透性、污染物截留和抗污染能力等方面的影响。最后对未来多孔纳米材料改性超滤膜的研究及应用的发展趋势进行了展望。

关键词：多孔纳米材料超滤膜改性水处理环境

共存离子对纳米铁在Cr(Ⅵ)溶液中晶相转化的影响

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环境化学 2023年

作者：戴雨薇刘静付佳慧刘爱荣同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

纳米零价铁(nZVI)与水中六价铬[Cr(Ⅵ)]进行反应时,其本身的结构也发生变化,从而影响其效能和性质.本文主要探究Cr(Ⅵ)溶液中共存重金属离子(Co2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+)和阴离子(Cl-、CO32-、NO3-、SO42-)对nZVI晶相转化的影响.研究发现,... 详细信息

纳米零价铁(nZVI)与水中六价铬[Cr(Ⅵ)]进行反应时,其本身的结构也发生变化,从而影响其效能和性质.本文主要探究Cr(Ⅵ)溶液中共存重金属离子(Co2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+)和阴离子(Cl-、CO32-、NO3-、SO42-)对nZVI晶相转化的影响.研究发现,共存的重金属离子均能够促进nZVI氧化,促进nZVI转化为纤铁矿(γ-FeOOH)和针铁矿(α-FeOOH).共存的阴离子对nZVI的晶相影响与铬和阴离子浓度有关.当Cr为10 mg·L-1时,4种阴离子均抑制nZVI的氧化作用;当Cr为20 mg·L-1时,NO3-、SO42-促进nZVI氧化,CO32-抑制nZVI氧化,低浓度Cl-(20 mgl-1)促进nZVI晶相转化,高浓度Cl-(200mg·L-1)抑制Fe(0)转化为γ-FeOOH和γ-Fe2O3、Fe3O4的混合物;当Cr≥50 mg·L-1时,nZVI氧化受到抑制,此时4种阴离子没有明显作用.该研究对于探讨复杂环境条件下nZVI结构与去除效能之间的关系具有重要意义.

关键词：纳米零价铁 Cr(Ⅵ) 共存离子晶相转化去除效能

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活性炭对卤代苯甲醚类嗅味物质的吸附特性

同济大学学报(自然科学版) 2021年第9期49卷 1211-1217+1208页

作者：徐斌周晓阳卢泳珊张天阳唐玉霖同济大学环境科学与工程学院同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室

探究了椰壳酸洗活性炭、椰壳水洗活性炭、煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性炭等对2,4,6-三氯苯甲醚（2,4,6-trichloroanisole,2,4,6-TCA）和2,4,6-三溴苯甲醚（2,4,6-tribromoanisole,2,4,6-TBA）的吸附等温线和吸附动力学。研究发现5... 详细信息

探究了椰壳酸洗活性炭、椰壳水洗活性炭、煤质活性炭、果壳活性炭、木质活性炭等对2,4,6-三氯苯甲醚（2,4,6-trichloroanisole,2,4,6-TCA）和2,4,6-三溴苯甲醚（2,4,6-tribromoanisole,2,4,6-TBA）的吸附等温线和吸附动力学。研究发现5种活性炭均可有效吸附卤代苯甲醚,吸附等温线都能较好拟合Freundlich模型（R;>0.97）。其中果壳活性炭和椰壳活性炭吸附效果较好,果壳活性炭对2,4,6-TCA的吸附常数（K;）最大,为11.90,椰壳酸洗活性炭对2,4,6-TBA的吸附常数（K;）最大,为9.47。五种活性炭的吸附过程均符合拟二级动力学模型（R;>0.97）,椰壳水洗活性炭对2,4,6-TCA的吸附最快,椰壳酸洗活性炭对2,4,6-TBA的吸附最快。以椰壳酸洗活性炭为研究对象,探究其吸附机制和主要影响因素,结果表明内扩散是主要限速步骤,化学吸附是主要吸附机制,初始底物浓度和溶解有机物对吸附效果影响较大。

关键词：饮用水卤代苯甲醚嗅味活性炭吸附

NaClO催化氧化法降解活性黄X-R废水和该方法的适用范围

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环境化学 2022年第3期41卷 1011-1021页

作者：徐文英高浩阳同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

采用NaClO催化氧化法对活性黄X-R废水进行了脱色降解的系统研究,探讨了反应条件对脱色效果的影响,分析了染料的降解机理。结果表明,该方法对染料的脱色率不到50%,脱色率随着染料和有效氯浓度的增加而略微增大,随着初始pH的上升而减小,... 详细信息

采用NaClO催化氧化法对活性黄X-R废水进行了脱色降解的系统研究,探讨了反应条件对脱色效果的影响,分析了染料的降解机理。结果表明,该方法对染料的脱色率不到50%,脱色率随着染料和有效氯浓度的增加而略微增大,随着初始pH的上升而减小,催化剂的投加对脱色率的影响甚微。NaClO氧化法的对比实验结果表明,NaClO的直接氧化在催化氧化降解过程中起了主导作用,原子氧的作用次之。自由基清除剂实验结果也证明了这一点。定量分析了活性黄X-R和另外2种偶氮染料的分子结构与NaClO催化氧化法对其脱色效果的关系(QSPR分析),结果表明,染料分子结构中磺酸基数目和无机性值与有机性值的比值对脱色率有较强的影响,磺酸基数目的影响尤为突出。NaClO催化氧化法更加适合于降解K型活性染料、含有磺酸钠盐的酸性染料和苯环染料,因为它们具有较强的耐氯牢度。采用XPS、XRD和SEM法对催化剂进行表征,结果发现其表层化学吸附氧的比例随着催化剂使用时间的延长略微减小,表层里含有β-NiOOH和β-Ni(OH)_(2),且牢牢附着在氧化铝小球表面,不易脱落造成二次污染。

关键词：羟基氧化镍 NaClO 催化机理活性黄X-R QSPR分析

镁改性硅藻土回收废水氮磷产物对水中Pb^(2+)和Zn^(2+)的去除

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环境科学 2022年第12期43卷 5667-5675页

作者：吴盈秋夏鹏李远王学江同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究重点实验室上海200092

通过使用镁改性硅藻土回收废水中的氮磷营养素,优化制备了一种复合材料(D-MAP),并将其用于废水中重金属Pb^(2+)和Zn^(2+)的去除.研究探讨了材料投加量、反应时间、反应温度和溶液初始pH等因素对Pb^(2+)和Zn^(2+)在D-MAP上吸附的影响.D-... 详细信息

通过使用镁改性硅藻土回收废水中的氮磷营养素,优化制备了一种复合材料(D-MAP),并将其用于废水中重金属Pb^(2+)和Zn^(2+)的去除.研究探讨了材料投加量、反应时间、反应温度和溶液初始pH等因素对Pb^(2+)和Zn^(2+)在D-MAP上吸附的影响.D-MAP吸附去除Pb^(2+)和Zn^(2+)的最优条件为:D-MAP投加量分别为0.25 g·L^(-1)和0.30 g·L^(-1),Pb^(2+)和Zn^(2+)初始浓度分别为300 mg·L^(-1)和60 mg·L^(-1),溶液初始pH为5.0.在此条件下,其对Pb^(2+)和Zn^(2+)去除率分别可达78.67%和89.66%.动力学和热力学的结果表明,D-MAP对Pb^(2+)和Zn^(2+)的吸附更符合准二级动力学模型;其吸附等温线可用Langmuir模型描述,吸附是自发吸热的过程.Langmuir等温拟合结果指出,D-MAP对Pb^(2+)和Zn^(2+)的最大吸附容量分别为901.0 mg·g^(-1)和206.2 mg·g^(-1).使用SEM/EDS、XRD和FT-IR等手段对吸附Pb^(2+)和Zn^(2+)前后的吸附剂进行表征,结果表明,D-MAP是一种鸟粪石-硅藻土复合材料,可通过与Pb^(2+)和Zn^(2+)生成Pb_(10)(PO_(4))_(6)(OH)_(2)和Zn_(3)(PO_(4))_(2)·2H_(2) O去除废水中Pb^(2+)和Zn^(2+).D-MAP对Pb^(2+)和Zn^(2+)的去除效果随着pH的增加而增加,且最终产物形态随pH不同产生变化.

关键词：硅藻土鸟粪石氮磷回收重金属吸附

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利用金属水热产氢原位还原CO;的研究进展

现代化工 2022年

作者：曾旭周仰原姚国栋赵建夫同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室

介绍了金属水热反应产氢过程，总结了基于金属水热产氢原位还原CO;生成甲酸、甲醇和甲烷等化学品的最新研究进展，探讨了所涉及的反应路径和机理，最后指出了所面临的问题和未来发展方向。

关键词：

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纳米铁强化生物技术处理染料废水的效能研究

中国环境科学 2022年

作者：刘静刘爱荣张伟贤污染控制与资源化研究国家重点实验室同济大学环境科学与工程学院

传统生物技术不能有效降低高浓度难降解染料废水中的化学需氧量(COD)和色度.本文构建纳米铁(nZVI)-生物耦合系统，探讨连续流反应器中耦合系统处理刚果红废水的可行性和可控性.研究发现nZVI将刚果红大分子降解为小分子后，提高了废水的...

传统生物技术不能有效降低高浓度难降解染料废水中的化学需氧量(COD)和色度.本文构建纳米铁(nZVI)-生物耦合系统，探讨连续流反应器中耦合系统处理刚果红废水的可行性和可控性.研究发现nZVI将刚果红大分子降解为小分子后，提高了废水的可生化性(由0.04提高至0.69)并降低了毒性(由90.25%降至30.57%)，为生物单元提供良好的环境条件.反应器连续运行期间，耦合系统对初始浓度为500 mg/L的刚果红废水脱色率达99%，COD从167 mg/L降低到约50 mg/L.而单一生物系统的脱色率仅为30%-70%，COD降至116 mg/L，且波动较大.研究结果表明，nZVI-生物耦合系统是一种能够深度处理难降解有机染料废水的技术手段.

关键词：

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无机物结晶新视角:非经典成核与生长

科学通报 2021年第33期66卷 4256-4267页

作者：傅浩洋盛杰凌岚同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室上海200092

最新研究表明粒子附着形成是无机晶体成核与生长的重要方式之一.这些粒子包括小到离子配对体大到结晶良好的纳米颗粒等.与仅考虑基本单体(原子、离子或分子)附着的经典结晶模型相比,粒子参与的非经典结晶路径过程更为复杂,体系自由能变... 详细信息

最新研究表明粒子附着形成是无机晶体成核与生长的重要方式之一.这些粒子包括小到离子配对体大到结晶良好的纳米颗粒等.与仅考虑基本单体(原子、离子或分子)附着的经典结晶模型相比,粒子参与的非经典结晶路径过程更为复杂,体系自由能变化和反应动力学的相互作用导致结晶途径多样化.对无机晶体非经典结晶路径的新认识拓宽了重大地质过程和事件、生物矿化机制、环境修复和环境功能材料的研制等诸多领域研究思路.对此,本文综述了近年来提出的几种具有代表性的非经典成核和生长路径,主要包括预成核团簇路径成核、颗粒团聚成核及粒子附着生长;探讨了非经典结晶路径实验分析和理论计算的相关性,并展望了非经典结晶路径未来的研究方向.总之,本文为无机晶体的结晶提供了一个新视角,其有助于对非经典结晶路径更深的理解.

关键词：非经典结晶路径预成核团簇液-液相分离定向附着