将废弃花生壳中抗氧化性的黄酮类化合物与脂肪族聚酯聚丁二酸丁二醇酯(PBS)复合,所得复合材料T/PBS具有抗氧化性能和可降解性。对复合材料的热力学性能、表面形貌、水蒸气透过率、抗氧化性等进行了测试。结果表明,T/PBS复合材料中花生壳提取物可充分保留其抗氧化性能,并且对复合材料的结晶产生异相成核的作用。T/PBS复合材料的热稳定性在少量添加时有所提高;复合材料的亲水性能、水蒸气透过率和DPPH自由基清除率均随着花生壳提取物质量分数的增加依次增强。花生壳提取物质量分数为9%时,复合材料的水蒸气透过率可达到696.983 g/(m2·d),在水中释放的抗氧化性为30.13%,该材料可作为可降解型活性包装材料推广应用。
二维过渡金属材料因其特殊的物理结构在电催化领域具有广阔的应用前景,然而巨大的纵向比表面积使其容易发生团聚,限制了电催化性能的提高。采用协同腐蚀沉淀法(CEP)将Co (OH)2纳米片[Co (OH)2 NSs]生长在Ni (OH)2纳米笼[Ni (OH)2 NCs]支架上,改善了其团聚问题。作为抗坏血酸(AA)检测电极,Ni (OH)2 NCs@Co (OH)2 NSs/玻碳电极[Ni (OH)2 NCs@Co (OH)2NSs/GCE]在2.5~1.55 mmol/L范围内,灵敏度高达113 μA/(mmol/L·cm2),高于Co (OH)2 NSs/GCE和Ni (OH)2 NCs/GCE,证明将二维过渡金属材料固定在空心支架上可有效提高电催化活性。
为改善石墨烯导电油墨的导电性及其电催化性能,在含有Ag+和氧化石墨(GO)的溶液中加入一定量的还原试剂(硼氢化钠),在获得还原石墨烯(RGO)的同时在其表面生成纳米Ag颗粒,制得的载银石墨烯(Ag-RGO)具有良好的水溶性;以羧甲基纤维素钠为粘结剂,可得到稳定的水溶性油墨。将油墨打印在聚酰亚胺(PI)薄膜基底上,在N2气氛中于350℃热处理2 h,其电导率达到5.2×103 S/m。打印电极的电流密度在N2饱和的0.2 mol/L PBS (pH=7.4)中与H2O2的浓度成线性关系(线性范围0.3~3.5 mmol/L);在未除氧的0.1 mol/L NaOH电解液中与葡萄糖的浓度成线性关系(线性范围0.04~0.2 mmol/L),均表现出高的灵敏度。
在传统铁碳微电解填料的基础上同时加入铝和铜,制备得到了新型多元微电解填料。利用新型多元微电解填料对刚果红模拟废水进行降解性能研究,探究废水初始pH、填料投加量、曝气量、反应时间对降解效果的影响,确定最佳处理条件,并在此基础上进行静态循环实验、UV-Vis分析,初步推断多元微电解体系的降解机理并对使用前后填料形态进行SEM表征。结果表明,当废水初始pH为3、填料投加质量浓度为200 g/L、曝气量为200 mL/min、室温、反应时间为180 min时,对100 mg/L刚果红废水的降解率高达96.25%。通过10次静态循环实验,连续运行30 h,刚果红降解率始终保持在95%以上;絮凝后,刚果红降解率始终保持在96%以上。
采用铁铝复合氧化物对壳聚糖进行改性,制备了铁铝复合氧化物/壳聚糖颗粒(FACP),并用于富营养化水体中磷酸盐的去除。结果表明,采用初始磷质量浓度为30 mg/L的溶液、体积为300 mL、吸附剂投加质量浓度为10 g/L,于(25±1)℃、150 r/min振荡96 h,铁铝复合氧化物/壳聚糖颗粒对磷酸盐的吸附量(2.033 mg/g)远高于壳聚糖(CTS,0.168 mg/g),高于铁铝复合氧化物(Fe-Al,1.533 mg/g)。溶液初始pH为3时,FACP对磷酸盐的最大吸附量为0.99 mg/g。溶液中加入NaCl对FACP吸附磷酸盐影响不大,表明FACP对磷酸盐具有选择吸附性。通过动力学模型拟合发现,FACP吸附过程由液膜扩散和内扩散共同控制。通过Langmuir模型模拟得出FACP对磷酸盐最大的吸附容量为11.05 mg/g。
采用高压釜水热法和电沉积法制备了FTO@TiO2(TNRAs)和FTO@TiO2@CuPc (CTNRAs)纳米阵列,优化了CTNRAs的CuPc电沉积时间,并对比分析了CTNRAs和TNRAs形貌、物相组成和光电催化性能。结果表明,随着电沉积时间的延长,CTNRAs表面CuPc负载量逐渐增大,而光电流密度先增加后减小,CTNRAs的最优CuPc电沉积时间为60 s,此时具有最大的光电流密度和光电流密度增长率。在TNRAs基板上电沉积CuPc不会改变纳米阵列的原始结构,CTNRAs中CuPc成功沉积在TNRAs表面并实现了良好接触。1.23VRHE时CTNRAs的光电转换效率高于TNRAs,380 nm处TNRAs的光电转换效率约为CTNRAs的46.7%,且连续照射8 h后CTNRAs仍具有较好的光电化学稳定性,这主要是因为CTNRAs具有垂直于基板生长的纳米阵列以及电沉积CuPc层,有助于提升二氧化钛基纳米阵列的光电转换效率。
利用溶胶-凝胶法制备γ-Al2O3、溶剂热法制备MIL-101(Fe)以及2种材料不同掺杂比的复合材料;研究了合成材料对吡蚜酮废盐溶液中COD的去除效果;并对材料晶体结构、表面形貌及表面元素价态进行分析。结果表明,05MIL-101(Fe)@Al2O3材料成功地将MIL-101(Fe)通过γ-Al2O3纳米棒的架桥、链接方式均匀负载到介孔氧化铝上,从而拥有大量反应活性位点。吡蚜酮废盐降解实验表明,05MIL-101(Fe)@Al2O3投加质量浓度为2.0 mg/L、双氧水浓度为120 mmol/L、初始pH为2.93时,20℃下振荡反应5 h,COD值去除率达到50.69%。高盐溶液体系使非均相类芬顿反应速率变慢、反应时间延长、双氧水使用量增加,但对于成分单一、有机物含量较少的废盐仍具有广阔的应用前景。
采用MUCT工艺作为处理高氮磷浓度酿造废水好氧处理单元,考察装置分别处于全程硝化与短程硝化两阶段时对氮、磷元素的处理效果。全程硝化阶段,考察水力停留时间以及在缺氧Ⅰ池投加碳源改变C/N条件下工艺对酿造废水处理效果的影响,结果表明,当水力停留时间HRT为10 h、缺氧Ⅰ区C/N为6时,工艺对装置的处理效果最优,原水阶段氨氮、总磷平均去除率分别能达到66.17%和74.03%。短程硝化阶段,缩短HRT至8 h、控制DO质量浓度在0.5~0.8 mg/L,以亚硝态氮积累率(NAR)作为区分全程与短程硝化两阶段的指标,最终在混合液回流比为150%、硝化液回流比为250%、回流污泥比为90%时,成功启动短程硝化;原水阶段,NAR稳定在60%左右,氨氮去除率在50%以上,TP平均去除率达到77.94%,最高达91.59%。
湿法磷酸中铁、铝、镁等金属杂质对其下游磷化学品的生产具有极其不利的影响,采用合适的沉淀剂对湿法磷酸进行预处理可简单有效地脱除其中大部分金属杂质。以邻苯二甲酸为沉淀剂对湖北某企业浓缩湿法磷酸进行净化除杂,考察了邻苯二甲酸用量、反应时间和搅拌速率对各杂质离子去除效率的影响。结果表明,当邻苯二甲酸用量为理论值的1.5倍、搅拌线速度为0.2 m/s、常温反应40 min时,湿法磷酸中Fe3+、Mg2+、Al3+和Ca2+的脱除率分别达到了68.94%、55.18%、53.02%和46.9%,反应后磷酸中P2O5质量分数仅下降了2.5%,展现出较好的应用前景。
利用2,2,3,3-四氟丙基甲基丙烯酸酯(TM)、苯乙烯(ST)、马来酸酐(MAH)和甲基丙烯酸十八酯(SMA)4种单体,采用溶液聚合法合成一种油溶性稠油降黏剂。通过单因素法对降黏剂的合成条件进行优化,得到最优合成条件为:n(TM):n(ST):n(MAH):n(SMA)=1:3:2:10、反应温度为70℃、反应时间为6 h、单体质量分数为50%、引发剂过氧化苯甲酰(BPO)质量分数为1.5%。通过红外光谱仪对降黏剂的结构进行表征。通过性能评价发现,当降黏剂质量分数为600 μg/g时,最优降黏效率为70.19%。扫描电镜分析结果发现,降黏剂能与胶质、沥青质作用,破坏原有结构,起到降黏作用。
通过两段空腔式玻璃弹簧填料精馏塔,采用减压精馏分离工艺提取环己醇残液中高附加值的二环己基醚。通过单因素实验探讨了真空度、回流比对二环己基醚提取效率的影响,获得了最佳的提取工艺条件:真空度为250 Pa、回流比为3:1、精馏釜温度为125~135℃;经提取分离得到质量分数95%以上的二环己基醚,提取率为68.57%;质量分数为90%~95%的二环己基醚提取率为25.33%。通过气相色谱-质谱联用仪对环己醇残液、提取的二环己基醚及提取二环己基醚后的塔釜残液进行检测分析,结果表明,环己醇精馏残液主要成分为二环己基醚(84.33%,沸点242.5℃)、3-环己基环己烯(4.80%,沸点230.4℃)、1-环己基环己烯(5.29%,沸点234.2℃)和环己亚基环己烷(5.58%,沸点237.6℃);提取的二环己基醚质量分数最高可达99.80%,二环己基醚的总提取率为93.90%;精馏提取二环己基醚后,塔釜残液的主要成分为二环己基醚(86.30%)和1,1'-二羟基双环己基(13.70%)。
采用微波法制备磁性共价三嗪骨架材料(MCTFs),将其作为磁性固相萃取吸附剂,结合超高效液相色谱-串联质谱法(UHPLC-MS/MS)实现对蜂蜜中5种磺胺类抗生素(sulfonamides,SAs)的定量分析。通过单因素实验,系统研究了材料用量、溶液pH、吸附时间、洗脱剂种类、洗脱剂比例和背景基质对目标物萃取效率的影响。通过对影响因素的优化,在100.0 μg/kg浓度的蜂蜜水中加入60.0 mg MCTFs,当溶液pH为6.0、吸附时间为15.0 min时,平均萃取回收率可达80.0%以上。5种SAs的检出限为0.014~0.295 μg/kg,定量限为0.046~0.984 μg/kg。利用该方法对市面上售卖的实际样品进行检测,SAs相对回收率范围为15.35%~97.31%。