雙良環(huán)境最新科研動態(tài)(2020-7)

2020-07-01 12:47:14 0 雙良環(huán)境

1.中文標題：赤泥廢棄物可見光催化降解去除四環(huán)素的研究

引自：Weilong Shi, Hongji Ren, Mingyang Li,et al. Tetracycline removal from aqueous solution by visible-light-driven photocatalytic degradation with low cost red mud wastes. Applied Chemical Engineering Journal, 2020,382：122876.

圖1 SEM電鏡照片：（a）原赤泥；（b）赤泥-250℃；（c）赤泥-350℃；（d）赤泥-450℃。

圖2（a）可見光光催化降解100mlTC（10 mg/L），光催化劑用量：50mg，λ ＞420nm；（b）一級反應動力學方程；（c）反應速率常數k；（d）赤泥-350℃降解TC的光催化穩(wěn)定性試驗。
抗生素廢水對全球環(huán)境和人類健康構成重大威脅。本研究以鋁工業(yè)排放的工業(yè)固體廢棄物赤泥（RM-raw）和改性赤泥（煅燒處理后）為光催化劑，在可見光照射下去除水中四環(huán)素（TC）。結果表明，改性赤泥對TC的光催化降解活性明顯優(yōu)于原赤泥。此外，赤泥-350（煅燒溫度為350°C）在可見光下表現出最佳的光催化性能（100?mL，10?mg/L；80?min內TC降解率為88.4%），且經過三個反應循環(huán)后具有良好的穩(wěn)定性。改性赤泥提高光催化性能的主要原因是提高了比表面積和結晶度，有利于促進有機污染物的吸附，加速光誘導電荷的產生。另外還研究了催化劑用量和初始濃度對催化降解TC的影響。團隊研究工作證明赤泥是一種新型的低成本光催化劑，它不僅為赤泥的再利用提供了一個有效的解決方案，而且在環(huán)境保護方面也發(fā)揮了重要作用。（袁宇棟譯）

2.中文標題：TiO₂可見光光催化降解四環(huán)素

引自:Suqing Wu,Haiyang Hu,Yan Lin et al.Visible light photocatalytic degradation of tetracycline over TiO₂.Chemical Engineering Journal, 2020, 380: 122842.

圖3. TiO₂分別在紫外及可見光照射下降解TC的機理示意圖
TiO₂被廣泛用作光催化劑，在紫外線照射下降解水中殘留的抗生素，但由于其帶隙較大，對可見光光催化效率不高。因此，這是首次報道在可見光照射下，TiO₂對四環(huán)素（TC）的光降解。即使在700 nm光照射下，TC的去除效率也達到25.1％。此外，已證明由TC分子與TiO₂之間的表面配合物的光激發(fā)產生的·O₂-物種在TC的可見光光催化降解中起著關鍵作用。另外，研究發(fā)現可見光光催化降解產生了與紫外線照射下的活性氧化物種和中間產物的不同。 N摻雜的TiO₂對TC的可見光光催化降解表現出更好的性能，具有更高的去除效率和更大的礦化速率，且遵循不同的降解機理。（朱浩譯）

3、中文名稱：磷鎢酸銅/二氧化鈦復合材料的制備、表征及高濃度氨氮的光催化氧化反應。
引自：Yao, Fanfeng, Fu Weizhang, Ge Xiaohong, et al. Preparation and characterization of a copper phosphotungstate/titanium dioxide (Cu-H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂) composite and the photocatalytic oxidation of high-concentration ammonia nitrogen.Science of the Total Environment, 2020,727:138425.

圖4. 磷鎢酸銅/二氧化鈦復合材料處理氨氮原理及效果對比圖
目前，高濃度氨氮（NH₄+/NH₃）廢水大多采用生物法處理，該法可生化性差，去除率低。本文采用溶膠-凝膠水熱合成法制備了磷鎢酸銅/二氧化鈦復合光催化劑（Cu-H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂），并用X射線衍射（XRD）、紫外-可見漫反射光譜（UV-VIS-DRS）、傅立葉變換紅外光譜（FTIR）、X射線光電子能譜（XPS）、掃描電子顯微鏡（SEM）和能量色散X射線能譜（EDS）對復合催化劑進行了表征。在紫外光下對高濃度NH₄+/NH₃溶液進行光催化氧化，探討不同影響因素對光催化效果的影響，優(yōu)化反應條件。復合光催化劑比TiO₂表現出更高的光催化活性。當NH₄+/NH₃初始濃度為300 mg/L、pH=11、催化劑劑量為1.5 g/L、Cu-H₃PW₁₂O₄₀負載量為40%、曝氣速率為1.5 L/min時，NH₄+/NH₃氧化率大于80%，且僅有少量NO₂-和NO₃-產生，主要產物為N₂。（李廣鵬譯）

4、中文標題：促進基于氮化碳的0D / 2D / 2D混合體系的可見光光催化活性：超越傳統的4電子機理。
引自：Fazal Raziq, Jingxuan He, Jiantuo Gan et al. Promoting visible-light photocatalytic activities for carbon nitride based 0D/2D/2D hybrid system: Beyond the conventional 4-electron mechanism. Applied Catalysis B: Environmental, 2020, 270:118870.

圖5. Au改性的還原氧化石墨烯與氮化碳材料催化還原CO₂原理
光催化被認為是未來清潔和可持續(xù)能源應用的最有前景的技術之一。本文，我們已經制備了Au改性的還原氧化石墨烯與氮化碳（Au / rGO / g- C₃N₄）耦合作為新型0D / 2D / 2D光催化納米復合材料。優(yōu)化后的樣品2Au / 0.6rGO / g-C₃N₄具有出色的可見光活性，可用于水分解和減少CO₂，量子效率分別為3.82％和1.98％。電化學和紫外光發(fā)射結合在一起，確定能帶排列并詳細闡述了相關的水解機理。驗證了由于g-C₃N₄固有的深價帶位置，所制備的納米復合材料在rGO加成催化下通過中間H₂O₂進行水氧化反應，表現出不同尋常的兩步雙電子方式。這種特殊的光活性是由于rGO和Au修飾的表面等離子體效應促進電荷分離和雙電子水氧化的雙重作用。我們的工作為低成本、高效率的光催化水分解和二氧化碳減排應用提供方向。（陳斌譯）