双良环境最新科研动态(2021-10)

1.石墨烯-TiO ₂和石墨烯-ZnO纳米复合光催化剂用于废水处理的综述Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：Kunal G. Thakre,Divya P. Barai,Bharat A. Bhanvase.A review of graphene-TiO2 and graphene-ZnO nanocomposite photocatalysts for wastewater treatment.Applied Water Environment Federation,10 August 2021.Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图1 光催化膜的一般优缺点Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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用更新的方法处理废水已成为人类福祉可持续发展的需要。要实现这一点，纳米技术在提供补救措施以有效减少来自不同来源的废水中的污染物方面发挥了重要作用。在各种材料中，半导体由于其优异的光活性而获得了极大的重视。同时，石墨烯作为最坚固的材料之一，具有独特的物理、化学、热和光学特性，在减少废水中的污染物方面也有多种应用。随着纳米科学的进一步发展，纳米复合材料的易于合成将这项研究提升到一个更高的水平。含有光催化活性材料，特别是 TiO₂ 和 ZnO 的石墨烯纳米复合材料在环境应用中具有多种用途。这些材料具有独特的性质，如高比表面积、高光活性、高电子迁移率、高吸附性等，使其适用于光催化废水处理 。由于如此强大的特性，它们在去除/降解各种类型的有机、无机物以及污染水的病原体方面非常有益。易于制备、增强的光催化活性、吸附污染物的高效率和选择性吸附等特性使这些纳米复合材料对水修复效率具有很高提升空间。此外，使用生物质衍生的石墨烯合成这些纳米材料也非常有利。这可以进一步提高废水处理过程的可持续性。此外，未来需要做更多与许多其他方面相关的工作来改进光催化材料。鉴于要实现的光催化性能，必须开发涉及石墨烯基光催化剂设计的各种策略。此外，石墨烯基光催化剂也具有不同的缺点和挑战，可以进一步研究克服。Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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  2. 一种高效、稳定、可重复使用的聚合物/TiO₂光催化膜对水污染的治理Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：Lin Ma,Yu Chen,Junping Zheng. An efficient, stable and reusable polymer/TiO₂ photocatalytic membrane for aqueous pollution treatment,29 March 2021.本研究采用了一种简便、高效的方法将TiO₂纳米粒子(TiO₂ NPs)固定在聚合物基体上，使其同时具有光催化降解效果好，不需要后处理的优点。介绍了2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵(MTC)作为可聚合的阳离子配体，与TiO₂建立静电相互作用NPs提高了纳米粒子的分散性，进而增强光催化效率。傅里叶变换红外光谱以及x射线衍射结果表明，已成功将TiO₂ NPs引入纳米复合材料中，同时基体固定扫描电镜和透射电镜结果结果表明，二氧化钛NPs的分散均匀，粒径在20 nm左右。系统的光降解实验证明了制备的聚合物/TiO2纳米复合膜在不同条件下的具有极好的光催化降解效率。亚甲基蓝(MB)在270 min紫外线照射下分解速率可达99.66%。此外，还发现纳米复合光催化剂在循环分解试验中表现出显著的稳定性，在20次循环后仍保持高达98.7%的降解效率，表现出极好的稳定性和可重复性。所以聚合物/TiO₂纳米复合膜在光催化降解和水污染方面的治理有广大的应用前景。Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图2透射电镜的图像Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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  3. 中文标题：饮用水处理残渣形成的氮循环微生物群具有高氮转化率 引自：Wang Changhui , Tian Linqi , Wang Zhanling,et al.Journal of Cleaner Production Volume 2021,320:128840.Drinking water treatment residue structures nitrogen-cycling microbiomes with consequences for high nitrogen conversion.饮用水处理残渣法(DWTR)在环境修复中通常表现出良好的微生物脱氮效果。考虑到DWTR中相对较高的铁(Fe)浓度以及Fe循环微生物群落在自然界中调节N循环的重要性，本研究假设对N的良好去除效果来自于DWTR中N与Fe循环相关的微生物群落的耦合，然后通过使用宏基因组技术和高通量测序分析的微生物富集测试进行验证。结果表明，以干重0.05%的活性污泥播种的DWTR具有较强的稳定转化不同形式N的能力。富集约90天后，DWTR中表征了完整的微生物N循环，包括41个功能基因。已鉴定的功能微生物群落在不同N水平富集的 DWTR中显示出相对较高的相似性，尽管这些群落往往受到N负荷和初始N浓度的影响。重要的是，通过对比结果表明，N循环途径（除固氮外）与不同Fe循环属之间存在密切相关性，这表明了铁和氮循环相关微生物群落的综合功能。富集后DWTR对P的吸附能力仍保持不变。综上所述，DWTR可增强微生物功能同时能控制氮磷污染。Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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4. 中文标题：紧密耦合光催化和生物降解反应器中光催化剂涂层和操作条件的优化：实现反应器稳定高效的性能Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自： Guo Y ,  Dong S ,  Zhou D . Optimization of the photocatalyst coating and operating conditions in an intimately coupled photocatalysis and biodegradation reactor: Towards stable and efficient performance[J]. Environmental Research, 2021, 204(Pt A):111971.Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
紧密耦合光催化与生物降解（ICPB）技术对矿化物及持久性有毒物质的降解是一项新型的技术。良好的光催化性能对于先进的ICPB系统至关重要，光催化剂的涂层和照明条件是强有力的决定因素。在本研究中，采用响应面法（RSM）结合中心复合材料设计（CCD）进行分析，以盐酸四环素（TCH）为模拟污染物，探索最佳操作条件。采用聚乙烯醇缩丁醛（PVB）形成粘附层，增强P25 TiO₂活性和稳定性。在混合时间为20 h、TiO₂用量为8 g/L、PVB浓度为0.5 wt.%的情况下达到最佳涂层条件。ICPB反应器的最佳运行条件为载体体积比为40%，光照强度为6000 μw/cm²。这些条件对于生产所需的中间体和功能性微生物的生存至关重要。在最优参数下，有约98%的TCH去除率和约为40%矿化率，对Q67照度的抑制率仅为30.32%。这是对ICPB制备和操作进行优化的第一步，对ICPB在工业中的实际应用具有重要意义。Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图3 ICPB反应器和相关机制的示意图Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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5. 中文标题：基于高岭石、水泥、TiO₂的新型复合材料用于光催化高效去除苯酚Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
引自：New composite material based on Kaolinite, cement, TiO₂ for efficient removal of phenol by photocatalysis.Latifa Morjène, Fadhel Aloulou, Minoo Tasbihi, et al. Environmental Science and Pollution Research，2021.Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
光催化是去除水中苯酚等多种有机污染物的重要方法之一。在本研究中，阐述了一种含有高岭石、水泥和经TiO₂改性的木纤维的新型复合材料，以用作建筑材料，作为降解苯酚的光催化剂。通过简单的方法将不同种类和数量的TiO₂（PC500、P90和C-TiO₂）固定在复合材料中。采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、N₂吸附-脱附（BET）和扫描电镜（SEM）对复合材料进行表征。这些表征证实了TiO₂在新型复合材料中的分散性。FTIR结果显示，在2921–2851 cm^-1处出现两个峰值，表明粘土颗粒在插入复合材料之前已成功处理。XRD结果表明TiO₂的晶相为锐钛矿。研究了该复合材料在紫外光（369 nm）照射下降解水溶液中苯酚的光催化活性。研究发现，添加TiO₂后，光催化效率显著提高。与3% PC500和3% C-TiO₂复合材料相比（苯酚降解率分别为29.88%和22.64%），3% P90 复合材料（41.65%）的光催化活性最高。结果表明，反应动力学实验数据符合一级模型。Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
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图4Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
  6. 中文标题：不同锐钛矿-金红石比对TiO₂同质结催化剂能带边缘位置和缺陷状态的影响引自：Pooja P. Sarngan, Agasthiyaraj Lakshmanan, Debabrata Sarkar. Influence of Anatase-Rutile Ratio on Band Edge Position and Defect States of TiO₂ Homojunction Catalyst.Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
Chemosphere 286 (2022) 131692Gp3新型光催化网_水库治理_河道治理_水生态修复_水环境治理与修复_江苏双良环境科技有限公司
环境中的有毒空气的去除和水的分解已成为全世界面临的重大挑战。混合相金红石-锐钛矿二氧化钛催化剂在光催化方面非常有效，并已被广泛研究。然而，引起这种效应的机制和两相的能带排列尚不完全清楚。 针对这个问题，我们设计了一维混合相 TiO₂ 并在价带附近引入了缺陷。实验结果表明，两相之间的能带排列，能带边缘的上移和最佳锐钛矿比例在提高光催化活性方面起着关键作用。 我们预测了由缺陷引起的表面电偶极层引起的能带边缘的变化。