雙良環(huán)境最新科研動(dòng)態(tài)(2021-05)

2021-05-01 15:19:39 0 雙良環(huán)境

1.中文標(biāo)題：基于光催化/藻類(lèi)降解復(fù)合技術(shù)的印染廢水模擬尾水深度處理策略
引自：Strategy for the advanced treatment of simulated tail water of dyeing wastewater based on a short-cut photocatalysis/algal degradation hybrid technology . Huang Ting, Tang Xiaomin , Zhang Shixin, et al. Environmental Science and Pollution Research, 2021
印染廢水尾水中難降解有機(jī)污染物已引起廣泛關(guān)注。有效和成本效益高的清除減少了它們對(duì)公共衛(wèi)生和生態(tài)系統(tǒng)的威脅。以二氧化鈦和蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa）為原料，采用一種新型的便捷光催化/藻類(lèi)降解復(fù)合技術(shù)，對(duì)模擬尾水中的亞甲基藍(lán)（MB）進(jìn)行了高效去除，并對(duì)其去除機(jī)理進(jìn)行了探討。經(jīng)過(guò)化學(xué)和生物降解前的預(yù)處理，處理效率顯著提高。79.71%的亞甲基藍(lán)被改性二氧化鈦所吸附，而二氧化鈦被無(wú)機(jī)混凝劑所捕收?；炷蟮蜐舛鹊腗B上清液可直接用蛋白核小球藻處理。在可見(jiàn)光下，光催化1h內(nèi)，93.7%的MB被降解并轉(zhuǎn)化為中間體。在6d內(nèi)，生物抑制性較低的中間產(chǎn)物很容易被蛋白核小球藻進(jìn)一步降解。機(jī)理分析表明，改性二氧化鈦并非簡(jiǎn)單的單層吸附，物理吸附占主導(dǎo)地位?；炷齽┰谑占男远趸佭^(guò)程中起著重要的電荷中和作用。光催化中間產(chǎn)物的去除可分為蛋白核小球藻的快速吸附、藻類(lèi)生長(zhǎng)滯后期的低解吸和隨著藻細(xì)胞數(shù)量的增加而逐漸生物降解。

2.中文標(biāo)題：在碳纖維布上構(gòu)建TiO₂/Ag₃PO₄納米結(jié)以光催化去除靜態(tài)或流動(dòng)廢水中的各種有機(jī)污染物引自：Yan Zhang，Gumila Duoerkun，Zhun Shi，et al.Construction of TiO₂/Ag₃PO₄ nanojunctions on carbon fiber cloth for photocatalytically removing various organic pollutants in static or flowing wastewater. Applied Journal of Colloid and Interface Science Volume 571, 1 July 2020, Pages 213-221.

許多功率形半導(dǎo)體納米材料已被用于光催化降解燒杯中的各種污染物廢水，但是它們很難應(yīng)用于在河流或管道中流動(dòng)的實(shí)際廢水中。因此，光催化降解流動(dòng)廢水的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)具有高光催化活性的柔性大型濾膜。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們以碳纖維布（CFC）作為多孔基材，TiO₂/Ag₃PO₄為紫外線(xiàn)/可見(jiàn)光（UV/Vis）響應(yīng)材料，我們合成了TiO₂/Ag₃PO₄納米結(jié)原位生長(zhǎng)在CFC上作為濾膜型的光催化劑。CFC/TiO₂/Ag₃PO₄由CFC組成，其表面裝飾有TiO₂納米棒（長(zhǎng)度：1 ± 0.5 μm，直徑：150 ± 50 nm）和Ag₃PO₄納米顆粒（直徑：20 -100 nm）。由于TiO₂和Ag₃PO₄的帶隙，CFC/TiO₂/Ag₃PO₄表現(xiàn)出具有兩個(gè)波長(zhǎng)（410和510 nm）的寬吸收區(qū)。在Vis或UV-Vis光照下，相對(duì)于CFC /TiO₂，CFC/TiO₂/Ag₃PO₄（4 × 4 cm²）可以有效降解更多的苯酚（80.6%/89.4%），四環(huán)素（TC，91.7%/94.2%），羅丹明B（RhB，98.4%/99.5%）和偶氮染料（AO₇，97.6%/98.3%）。尤其是，使用CFC/TiO₂/Ag₃PO₄（直徑：10 cm）作為濾膜，構(gòu)造了多種降解RhB廢水的裝置。RhB的去除效率從第一個(gè)池的19.6%上升到第八個(gè)池的96.8%。因此，本研究為使用濾膜型光催化劑凈化靜態(tài)或流動(dòng)廢水中的有機(jī)污染物提供了一些思路。
3. 中文標(biāo)題：X射線(xiàn)誘導(dǎo)的氧缺陷對(duì)二氧化鈦納米粒子光催化性能的影響引自：Maria C. Molina Higgins, Hailey Hall, Jessika V. Rojas. The effect of X-ray induced oxygen defects on the photocatalytic properties of titanium dioxide nanoparticles. Journal of Photochemistry & Photobiology, A: Chemistry 409 (2021) 113138
通過(guò)對(duì)x射線(xiàn)輻照和TiO₂降解亞甲基藍(lán)(MB)后的表面化學(xué)分析，研究了x射線(xiàn)輻照對(duì)二氧化鈦(TiO₂)納米粒子的影響及其光催化活性。x射線(xiàn)光電子能譜(XPS)分析表明，隨著輻照劑量的增加，納米材料表面氧空位、化學(xué)吸附氧和羥基的數(shù)量增加。而且，在TiO₂的內(nèi)部和表面，這些特征的形成表示催化性能得到提升。催化劑在x射線(xiàn)照射下的優(yōu)異性能是由于催化劑導(dǎo)帶以下的新能級(jí)的引入，產(chǎn)生了陷阱中心，延遲了電子-空穴對(duì)的復(fù)合速率。平均粒徑為6.5 nm的TiO₂在10和60 kGy輻照下對(duì)MB的降解反應(yīng)速率系數(shù)分別提高了47.6%和61.6%。總的來(lái)說(shuō)，我們的實(shí)驗(yàn)表明，x射線(xiàn)輻照是一種可行的表面處理方法，可以顯著改善TiO₂的光催化性能。

4.中文標(biāo)題：連續(xù)和間歇流中的戶(hù)用慢砂過(guò)濾器及其對(duì)微生物去除河水的效能
引自：[1] Fava N , Terin U C , Freitas B , et al. Household slow sand filters in continuous and intermittent flows and their efficiency in microorganism's removal from river water[J]. Environmental Technology, 2020:1-10.

圖2 HSSF方案對(duì)河流水處理研究示意圖
本研究旨在評(píng)估四種家用慢砂過(guò)濾器(HSSF)模型在其整個(gè)生物層發(fā)育過(guò)程中去除河水中微生物的效率。兩種模型設(shè)計(jì)為連續(xù)運(yùn)行(HSSF-CC和HSSF-CT)，兩種模型設(shè)計(jì)為間歇運(yùn)行(HSSF-ID和HSSF-IF)。每天給過(guò)濾器注入48 L預(yù)處理過(guò)的河水(24小時(shí)沉淀，然后通過(guò)無(wú)紡布合成毯過(guò)濾)。水樣通過(guò)大腸菌群細(xì)菌進(jìn)行定量，用明亮視野顯微鏡觀察微生物。大腸菌群總減少量在1.42±0.59 log和2.96±0.58 log之間，連續(xù)模型表現(xiàn)出更好的性能(p值< 0.004)。HSSF-IF、HSSF-CC和HSSF-CT的大腸桿菌減少量在1.49±0.58 log到2.09±0.66 log之間，HSSF-IF、HSSF-CC和HSSF-CT表現(xiàn)相似(p值> 0.06)，略?xún)?yōu)于HSSF-ID (p值=0.04)。用顯微鏡在原水和預(yù)處理過(guò)的水中檢測(cè)藻類(lèi)、原生動(dòng)物和蠕蟲(chóng)等微生物。藻類(lèi)是這些樣本中最顯著的一組，盡管它們?cè)谶^(guò)濾水中沒(méi)有被明亮視野顯微鏡觀察到。結(jié)果表明，HSSF具有降低河流水微生物風(fēng)險(xiǎn)的潛力，從而增加了農(nóng)村社區(qū)使用地點(diǎn)水處理的范圍。但是，必須對(duì)HSSF生物層進(jìn)行進(jìn)一步的研究。

5. 中文標(biāo)題：具有自我殺菌和可重復(fù)使用性的光敏抗病毒口罩
引自：Sumit Kumar, Mamata Karmacharya，Shalik Ram Joshi，etc.Photoactive Antiviral Face Mask with Self-Sterilization and Reusability. Applied Nano-Lett, 2021, 21, 1, 337–343.

圖三
自從COVID-19大流行爆發(fā)以來(lái)，對(duì)口罩的需求和處置量不斷增加，已導(dǎo)致可觀的經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境影響。在這里，我們將紫膠/銅納米顆粒（CuNPs）的雙通道噴霧輔助納米涂層混合物應(yīng)用于無(wú)紡布手術(shù)口罩，從而增加了表面的疏水性并排斥了水滴。所得表面顯示出優(yōu)異的光活性（兼具光催化和光熱特性），具有抗微生物作用，賦予口罩以重復(fù)使用性和自滅菌能力。在陽(yáng)光照射下，此光敏抗病毒口罩（PAM）的溫度迅速升高至> 70°C，產(chǎn)生高水平的自由基，破壞了納米級(jí)（100 nm）病毒樣顆粒的膜，并使面罩自潔且可重復(fù)使用。這種PAM設(shè)計(jì)可以在對(duì)抗COVID-19大流行時(shí)提供有效的保護(hù)，以防止病毒氣溶膠的傳播。

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