《環(huán)境工程》
2022年底，中國科學(xué)院南京地理與湖泊研究所、中國科學(xué)院大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院聯(lián)合江蘇雙良環(huán)境科技有限公司在上發(fā)表了題為的研究論文。
通過太陽能驅(qū)動的光催化解決環(huán)境問題是一個(gè)有吸引力且具有挑戰(zhàn)性的課題。為探索石墨烯基氧化鈦光催化功能材料對苦草生長的促進(jìn)作用，實(shí)施了基于石墨烯光催化網(wǎng)的苦草生長試驗(yàn),分析了水質(zhì)及苦草的生長特征，探討了石墨烯光催網(wǎng)在水質(zhì)凈化、促進(jìn)水生植物生長的原理及技術(shù)參數(shù)。
結(jié)果表明：石墨烯光催化網(wǎng)對水體總磷、高錳酸鹽指數(shù)和葉綠素a的去除效果顯著(P<0.05)，試驗(yàn)期間水體溶解氧持續(xù)上升，水體透明度和水環(huán)境質(zhì)量明顯改善，同時(shí)可促進(jìn)苦草濕重和株長的增加，且在試驗(yàn)進(jìn)行1個(gè)月后促進(jìn)效果更明顯。研究表明石墨烯基氧化鈦光催化功能材料可適用于水環(huán)境生態(tài)質(zhì)量修復(fù)。
主要亮點(diǎn)
01
石墨烯光催化網(wǎng)介導(dǎo)下的水質(zhì)
特征
石墨烯光催化網(wǎng)對水質(zhì)的影響如圖1所示。處理組和對照組的水溫、溶解氧及總氮濃度差異不顯著，但處理組的pH(均值是8.69)顯著低于對照組(均值是8.77)(P< 0.001)，表明石墨烯光催化網(wǎng)的使用可降低水體中的pH。這可能由于在光照的條件下，加速了空穴和電子與吸附在TiO2表面的OH-和O2的反應(yīng)，使得水體中OH-大量消耗，導(dǎo)致pH降低。試驗(yàn)期間溶解氧整體呈上升趨勢，一個(gè)月后達(dá)到最高點(diǎn)。
圖1 石墨烯光催化網(wǎng)對水質(zhì)的凈化作用
02石墨烯光催化網(wǎng)介導(dǎo)下的
沉水植被
石墨烯光催化網(wǎng)的作用下,雖然苦草干重在處理組與對照組之間差異不顯著(P >0.05)，但處理組苦草濕重和株長均顯著增加(P<0.01;圖2)。相比于對照組，試驗(yàn)期間處理組苦草濕重和株長分別增加了20%和15%，并且苦草濕重、株長，甚至干重在試驗(yàn)開始1個(gè)月后，增長幅度更加明顯(圖2)。在石墨烯光催化功能材料的作用下，水體中溶解氧持續(xù)上升，TP有機(jī)污染物和葉綠素a濃度顯著下降，水體透明度和水環(huán)境質(zhì)量得到明顯改善。
圖2 石墨烯光催化網(wǎng)對苦草生長的促進(jìn)作用
主要結(jié)論
石墨烯光催化網(wǎng)對水體總磷、CODMn和葉綠素a的去除效果顯著;試驗(yàn)期間，水體溶解氧持續(xù)上升，水體透明度和水環(huán)境質(zhì)量明顯改善，處理組苦草濕重和株長分別增加了20%和15%，且促進(jìn)作用在試驗(yàn)一個(gè)月后更加明顯。
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