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NaOH修饰Ru/TiO_(2)对CO_(2)活化及甲烷化性能研究

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环境科学学报 2023年第4期43卷 200-207页

作者：王兆宇杨兆杰张明文程锦添福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福清350000

采用溶胶-凝胶法合成NaOH修饰的Ru-TiO_(2)催化剂(Ru/NaOH-TiO_(2)),在对其详细结构表征后将其应用于CO_(2)甲烷化反应.活性测试结果显示,以Ru/NaOH-TiO_(2)催化剂进行CO_(2)甲烷化反应,在7 h反应时间内生成300.8μmol CH_(4),其产量相... 详细信息

采用溶胶-凝胶法合成NaOH修饰的Ru-TiO_(2)催化剂(Ru/NaOH-TiO_(2)),在对其详细结构表征后将其应用于CO_(2)甲烷化反应.活性测试结果显示,以Ru/NaOH-TiO_(2)催化剂进行CO_(2)甲烷化反应,在7 h反应时间内生成300.8μmol CH_(4),其产量相较于Ru/TiO_(2)提高了30.2%.CO_(2)-TPD、H_(2)-***等测试结果证实NaOH修饰能提高催化剂对CO_(2)的吸附和活化,从而有效提高其催化CO_(2)甲烷化效率.这一研究工作为提供高效CO_(2)转化催化剂提供了理论基础.

关键词： Ru/NaOH-TiO_(2) CO_(2)甲烷化 CO_(2)-TPD CO_(2)吸附和活化

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高核稀土嵌入的多酸材料的研究进展

中国稀土学报 2023年第3期41卷 541-570,I0004页

作者：林玉雕郑寿添李新雄福建技术师范学院材料与包装工程学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福建福清350300 福州大学化学学院福建省先进无机氧合材料重点实验室福建福州350108

高核稀土嵌入的多酸材料是近年来无机合成化学与材料化学领域的研究热点。由于稀土离子独特的电子排布和结构特征以及多酸材料的优异特性,赋予了该类材料在催化、磁学、电化学、传感探针和医药等领域重要的应用前景。本文围绕着近30年... 详细信息

高核稀土嵌入的多酸材料是近年来无机合成化学与材料化学领域的研究热点。由于稀土离子独特的电子排布和结构特征以及多酸材料的优异特性,赋予了该类材料在催化、磁学、电化学、传感探针和医药等领域重要的应用前景。本文围绕着近30年来高核稀土嵌入的多酸材料的研究进展,分别对该类材料的合成策略、结构类型、结构调控、相关性质等方面进行了详细阐述。此外,还对当前该类材料的发展所面临的挑战进行了总结,并对其应用发展提出了展望。

关键词：金属-氧簇稀土簇多酸催化磁性

直接Z型LaNiO_(3)/Mn_(0.2)Cd_(0.8)S异质结催化剂光解水产氢性能及机理探究

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无机化学学报 2021年第10期37卷 1809-1818页

作者：王兆宇许俊丽张明文陈文韬福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福清350000 福州大学能源与环境光催化国家重点实验室福州350002

以LaNiO_(3)纳米颗粒为基质,在水热法制备CdS的过程中引入Mn2+离子,原位合成直接Z型LaNiO_(3)/Mn_(0.2)Cd_(0.8)S异质结光催化剂。分别采用场发射扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、氮气吸附-脱附测试以及电... 详细信息

以LaNiO_(3)纳米颗粒为基质,在水热法制备CdS的过程中引入Mn2+离子,原位合成直接Z型LaNiO_(3)/Mn_(0.2)Cd_(0.8)S异质结光催化剂。分别采用场发射扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱、氮气吸附-脱附测试以及电化学测试等分析方法对制备的催化剂进行表征。在光解水产氢测试中,LaNiO_(3)/Mn_(0.2)Cd_(0.8)S异质结光催化剂在5 h的H_(2)产量达到1 190.3μmol,相较于CdS和Mn_(0.2)Cd_(0.8)S,其H_(2)产量分别提高了 25倍和10倍。荧光和电化学实验证实,Mn2+的引入能够有效地促进光生载流子的分离,同时LaNiO_(3)/Mn_(0.2)Cd_(0.8)S之间异质结的构筑能有效地促进光生载流子在界面间的迁移、分离,从而促进其光解水产氢效率和稳定性的提高。结合一系列表征和活性测试结果提出直接Z型光解水反应机理,很好地阐述了其光解水产氢活性和稳定性的增强。

关键词：直接Z型异质结 LaNiO_(3)/Mn_(0.2)Cd_(0.8)S 光解水产氢光腐蚀稳定性

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基于排污量分配的流域生态补偿标准研究

中国环境科学 2022年第6期42卷 2828-2834页

作者：饶清华林秀珠陈芳陈文花林云杉曾雨福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福建福清350300 福建省环境监测中心站福建福州350003 福建省环境影响评价技术中心福建福州350003

为体现“差异性公平”,本研究通过构建流域排污量分配指标体系及分配模式,采用熵权法确定分配指标的权重,根据不同地区的分配比例,结合流域可分配排污量,确定流域内不同地区分配排污量.以闽江流域为例,对流域内各个地区2010~2019年的排... 详细信息

为体现“差异性公平”,本研究通过构建流域排污量分配指标体系及分配模式,采用熵权法确定分配指标的权重,根据不同地区的分配比例,结合流域可分配排污量,确定流域内不同地区分配排污量.以闽江流域为例,对流域内各个地区2010~2019年的排污量进行分配,根据排污量分配情况分别测算2010~2019年闽江流域生态补偿标准.结果表明,福州地区实际COD排放量均高于理论COD排放量,其超量排放范围分别为871~20857t;南平地区除2010年的实际COD排放量略高于理论COD排放量外,其余年份均低于理论COD排放量;三明地区实际COD排放量均低于理论COD排放量,其损失的排放量范围分别为1479~12507t.2010~2019年福州地区需要支付的生态补偿额度分别为1175~28139万元;南平地区除2010年需要支付生态补偿外(补偿值为821万元),其余年份均获得其他地区的生态补偿,补偿值分别为1253~13157万元;三明地区获得生态补偿额度分别为1996~16874万元.

关键词：排污量分配生态补偿闽江流域

可见近红外光响应直接Z型异质结光催化剂LaNiO_(3)/CdS的产氢性能

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无机化学学报 2023年第3期39卷 533-544页

作者：王兆宇杨兆杰程锦添陈锦溢张明文福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福清350300 福州大学化学学院能源与环境光催化国家重点实验室福州350002

通过冷凝-回流方式制备可见近红外光响应直接Z型LaNiO_(3)/CdS纳米复合物,在对其进行物理化学表征后将其应用于光解水产氢反应。在可见光照射下,LaNiO_(3)/CdS光催化剂在5 h的H_(2)产量达到737μmol,其H_(2)产量是CdS的4.3倍(172μmol)... 详细信息

通过冷凝-回流方式制备可见近红外光响应直接Z型LaNiO_(3)/CdS纳米复合物,在对其进行物理化学表征后将其应用于光解水产氢反应。在可见光照射下,LaNiO_(3)/CdS光催化剂在5 h的H_(2)产量达到737μmol,其H_(2)产量是CdS的4.3倍(172μmol)。光电化学测试证实,LaNiO_(3)/CdS之间异质结的构筑能有效地促进光生载流子在界面的迁移、分离,从而促进其光解水产氢效率和稳定性的提高。同时随着近红外光的引入,其产氢活性提高至996μmol。在上转换荧光测试中,LaNiO_(3)在808 nm光激发下在406和628 nm显示出发射荧光,这表明其能在近红外光照射下产生光生载流子,从而进一步提高其光解水产氢效率。

关键词： LaNiO_(3)/CdS纳米杂化物光解水产氢反应近红外光响应异质结上转换荧光

Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)/UV/O_(3)+PSAF协同处理猪场废水效果及其除碳脱氮机制

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农业工程学报 2021年第13期37卷 224-231页

作者：肖艳春陈彪黄婧刘瑞来福建省农业科学院农业工程技术研究所福州350003 福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福清350300 武夷学院福建省生态产业绿色技术重点实验室武夷山354300

为实现低碳高氨氮猪场废水深度除碳脱氮,该研究提出了Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)/UV/O_(3)+PSAF组合处理工艺技术。应用响应面法确立了组合工艺的最优工况条件,采用三维荧光和紫外-可见吸收光谱分析了有机物的荧光和分子结构变化特征,并结合... 详细信息

为实现低碳高氨氮猪场废水深度除碳脱氮,该研究提出了Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)/UV/O_(3)+PSAF组合处理工艺技术。应用响应面法确立了组合工艺的最优工况条件,采用三维荧光和紫外-可见吸收光谱分析了有机物的荧光和分子结构变化特征,并结合碳、氮形态变化探明了其协同处理特性及除碳脱氮机制。结果表明,Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)投加量为1.06 g/L、O3流量为3.02 g/h、曝气时间为90.75 min、聚硅酸铝铁(PSAF)用量为833.29 mg/L,COD及NH3-N去除效果最好,试验值与预测值偏差0.75%和0.56%,拟合性良好;组合工艺对猪场废水中的溶解性微生物代谢产物和类腐殖质处理效果显著,溶解性有机碳和总溶解性氮去除率分别达77.7%和82.6%,协同因子分别为1.11和1.50。其中,Fe_(2)O_(3)-TiO_(2)/UV/O_(3)对类腐殖质削减效果显著,O3和·OH协同氧化类腐殖质、NH3-N为小分子物质、NO_(3)^(-)-N和N_(2)(N_(2)转化率达39.71%),提高了富氧官能团的数量,促进了氮素的转化和矿化,利于PSAF对小分子物质和NO_(3)^(-)-N等污染物的去除,组合工艺协同互补作用明显。研究结果为深度处理低碳高氨氮有机废水提供一种新思路。

关键词：废水猪场光催化臭氧氧化混凝 3DEEMs UV-Vis DOC TDN DOM

基于电活性菌群的生物电催化体系的有效构筑及其强化胞外电子传递过程的应用

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化学进展 2022年第2期34卷 397-410页

作者：赵聪媛张静陈铮李建舒烈琳纪晓亮温州医科大学公共卫生与管理学院浙江省流域水环境与健康风险研究重点实验室温州325035 福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福清350300 厦门大学嘉庚学院环境与工程学院漳州363105

传统的电活性微生物(Electro-Active Bacteria,EAB)主导的胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)效率较低,极大程度地限制了微生物电催化在环境及工业中的应用。为打破这一瓶颈,近年来多国科学家尝试开发先进的催化材料以... 详细信息

传统的电活性微生物(Electro-Active Bacteria,EAB)主导的胞外电子传递(Extracellular Electron Transfer,EET)效率较低,极大程度地限制了微生物电催化在环境及工业中的应用。为打破这一瓶颈,近年来多国科学家尝试开发先进的催化材料以强化生物电催化体系(Bio-Electrocatalytic System,BES)中的电子传递效能。借用材料科学、电微生物学及合成生物学技术等多学科手段尝试将传统无机催化材料及电活性微生物进行理性优化,将有望强化电子的传递通量和效率。这种优化升级推动了传统单一的无机催化材料向活体生物催化材料过渡,并有望朝着向更精细化、智能可控的先进材料升级改造,也为拓展先进材料的规模化应用提供更有利的技术支撑。本文对现阶段几种强化EET的有效手段用以有效构筑BES展开综述,包括了微生物-石墨烯改性复合材料、原位杂化光催化半导体材料自组装微生物、核/壳装配的生物材料及接种基因工程菌等内容,最后总结了微生物活体生物材料所面临的挑战及未来在环境应用中所面临的机遇。

关键词：胞外电子传递生物电催化体系半导体材料合成生物学电子流通量

耐砷促生菌对超富集植物蜈蚣草砷吸收及根际微生物群落的调控作用

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微生物学报 2023年第6期63卷 2401-2414页

作者：李旖曦陈涵冰王耀强张虹张勇韩永和福建师范大学环境与资源学院福建福州350117 福建省污染控制与资源循环利用重点实验室福建福州350117 福建师范大学生命科学学院福建福州350117 福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福建福清350300

【目的】分析添加外源促植物生长微生物(plant growth-promoting bacteria,PGPB)对植物生长、砷富集和根际微生物的影响,为植物-微生物联合修复砷污染土壤提供参考。【方法】通过添加外源PGPB,研究蜈蚣草生物量和砷富集量与外源微生物... 详细信息

【目的】分析添加外源促植物生长微生物(plant growth-promoting bacteria,PGPB)对植物生长、砷富集和根际微生物的影响,为植物-微生物联合修复砷污染土壤提供参考。【方法】通过添加外源PGPB,研究蜈蚣草生物量和砷富集量与外源微生物促植物生长特性的关系,采用高通量测序技术分析蜈蚣草根际微生物群落在外源PGPB干预下的变化规律。【结果】2株根际菌(假单胞菌PG12、芽孢杆菌R19)和1株内生菌(恶臭假单胞菌S6)具备典型的促植物生长特性,对蜈蚣草的促生作用顺序为:PG12>S6>R19,与对照组相比,生物量分别提高了234%(P<0.01)、136%(P<0.01)和67%;添加外源PGPB后,蜈蚣草砷含量从对照的18.50 mg提高到了31.25-46.95 mg,增幅高达153%(PG12)和139%(S6),对应的蜈蚣草砷浓度从2616.34mg/kg降至1348.04-2 156.23 mg/kg,呈现出典型的砷“稀释效应”;α多样性指数Sobs、Chao和Ace显示,仅R19处理显著提高了根际微生物的群落多样性,而β多样性指数PCA、PCoA和PLS-DA表明各处理组之间均存在较明显的聚类差异;物种组成分析表明,外源PGPB影响了蜈蚣草根际微生物群落的分布,表现为Arthrobacter、Solirubrobacter等群落相对丰度的增加和Acidibacter、Dongia、MND1等群落相对丰度的减少,这些菌群可能与蜈蚣草生长和砷吸收有关。【结论】外源添加PGPB对蜈蚣草生长、砷吸收和根际微生物群落均有显著调节效应,此结果可为揭示微生物强化植物砷修复的机制并为促进植物-微生物联合修复砷污染土壤的相关研究提供参考。

关键词：促生菌蜈蚣草砷根际微生物土壤修复

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添加硒、钨元素对猪粪厌氧发酵的促进机制

农业环境科学学报 2020年第6期39卷 1380-1388页

作者：陈彪郭绍英陈芳黄婧肖艳春福建省农业科学院农业工程技术研究所福州350003 武夷学院福建省生态产业绿色技术重点实验室福建武夷山354300 福建技术师范学院近海流域环境测控治理福建省高校重点实验室福建福清350300

为更精确地了解微量元素硒(Se)、钨(W)在厌氧发酵系统中的影响效应,提高发酵底物的生物产甲烷效率(BDA),以猪粪为发酵底物,添加微量元素Se、W,应用一级动力学模型和Gompertz模型拟合厌氧发酵过程。研究显示:适量添加微量元素Se、W对厌... 详细信息

为更精确地了解微量元素硒(Se)、钨(W)在厌氧发酵系统中的影响效应,提高发酵底物的生物产甲烷效率(BDA),以猪粪为发酵底物,添加微量元素Se、W,应用一级动力学模型和Gompertz模型拟合厌氧发酵过程。研究显示:适量添加微量元素Se、W对厌氧发酵产甲烷过程具有积极的促进作用,其中,M组(Se 0.8 mg·L-1、W 1.8 mg·L-1)促进作用最为显著,累积产气量、平均甲烷体积分数和甲烷产率(以挥发性固体计)分别为177001 mL、68.3%和398.3 mL·g^-1,比CK组分别提高了10.2%、6.1%和21.4%。相关性分析表明:添加微量元素Se、W能够加快产甲烷菌对总挥发性脂肪酸(TVFAs)的利用率(对丙酸降解作用最为显著),促进产甲烷进程,TVFAs浓度与甲烷产率呈负相关,M组具有最低TVFAs累积量(809 mg·L-1)、最大产甲烷速率(31.0 mL·g^-1·d-1),相比CK组水力停留时间(HRT)缩短了4 d、BDA提高了21.4%,厌氧发酵过程符合Gompertz模型(R2=0.9992)。

关键词：猪粪微量元素厌氧发酵影响效应产甲烷潜力动力学分析