本期目录

  • 全选
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    进展综述
  • 官贞珍, 张梦岩, 乔宇恒, 李芳芹, 杨紫莹
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    针对低温氨选择性催化还原(NH3-SCR)催化剂易因烟气中水蒸气和SO2中毒的问题,从制备方法、载体类型、结构形貌调控3个方面综述了提高低温NH3-SCR催化剂抗水抗硫性能的方法,深入探讨了催化剂结构形貌与其抗水抗硫性能之间的关系,详细介绍了低温NH3-SCR催化剂设计和制备的新思路,并指出,今后应加强低温NH3-SCR催化剂结构和形貌调控方面的研究。

  • 霍浩淼, 臧文丽, 国洁, 张丁超, 王欣
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    催化氧化法是目前处理挥发性有机物(VOCs)最有效的治理技术之一,但催化剂中毒问题阻碍着催化剂的应用与催化氧化技术的发展。本文介绍了催化氧化VOCs催化剂中毒机制,综述了进行VOCs催化氧化反应的活性测试以及对失活的催化剂进行分析表征两种研究催化剂中毒方法的研究进展。指出:设计出针对性强、抗中毒性能良好且具有大规模工业应用前景的催化剂将是未来的研究方向。

  • 游洋洋, 张涛, 梁增强, 霍宁
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    电子废物拆解过程中会排放大量的新污染物,对拆解场地土壤环境易造成污染。本文识别了电子废物拆解场地新污染物的种类,分析了场地土壤中新污染物的污染程度及空间分布特征,综述了新污染物对人体健康风险和生态风险的研究进展,以期为我国电子废物拆解场地土壤中新污染物研究和风险管控提供参考。

  • 废水处理
  • 周洋, 何叶子, 陈水平
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    采用电沉积法制备了MoS2/泡沫镍电极,在此基础上,通过原子掺杂的方式制备了Rh-MoS2/泡沫镍复合电极,运用多种手段表征了电极的结构、形貌和电化学性能,比较了掺杂Rh前后MoS2/泡沫镍电极对对氟苯酚(4-FP)的催化还原效果,探讨了4-FP的降解机理。表征结果显示:Rh的掺杂促进了2H相MoS2转变为1T相 MoS2,改善了MoS2的催化性能;在0.05 mol/L的Na2SO4溶液中,当电流密度为10 mA/cm2时,Rh-MoS2/泡沫镍的过电位和Tafel斜率分别为190.3 mV和70 mV/dec,远低于MoS2/泡沫镍。实验结果表明:在工作电位-1.3 V、初始pH 3.3、温度293 K的条件下,电解180 min后,Rh-MoS2/泡沫镍复合电极对4-FP的去除率为96%;Rh-MoS2/泡沫镍复合电极催化还原4-FP的主要活性物种为e-和活性氢(H*);经过5次循环实验,Rh-MoS2/泡沫镍复合电极对4-FP的去除率由96%降低至88%,表现出良好的稳定性。

  • 苏久阳, 王泽南, 张晟, 周飞艳
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    利用废弃椰壳采用无氧煅烧法制备了椰壳生物炭(CBC),并负载FeOOH得到了一种新型复合材料FeOOH/CBC,将其用于活化过硫酸盐(PS)降解水中盐酸金霉素(CTC)。表征结果显示,FeOOH/CBC表面粗糙拥有大量活化位点,且富含大量含氧官能团。实验结果表明:在FeOOH与CBC的质量比为1∶2、初始CTC质量浓度为200 mg/L、溶液pH为3、FeOOH/CBC投加量为1.0 g/L、PS投加量为1.0 mmol/L的优化条件下反应90 min,CTC去除率可达97.7%;较高浓度的H2PO4-、HCO3-和Cl-对CTC的降解有一定的抑制作用,CO32-浓度超过10 mmol/L时有较强的抑制作用。机理分析证明,SO4-·是去除CTC的主要自由基,·OH和O2-·对CTC的去除也发挥了一定作用。

  • 孙天奇, 陈勇号, 巫衡, 朱雨婷, 董延茂, 赵丹
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    采用原位生长法制备了二元异质结光催化剂BiOCl/g-C3N4-Br,运用多种技术手段对其进行了表征,考察了BiOCl/g-C3N4-Br在模拟可见光照射下对罗丹明(RhB)的光催化降解性能。表征结果显示,BiOCl附着在g-C3N4-Br表面,二者之间形成了Z-scheme异质结。实验结果表明:BiOCl/g-C3N4-Br催化剂比g-C3N4-Br和BiOCl具有更高的光催化活性,在RhB质量浓度20 mg/L、BiOCl/2%-g-C3N4-Br(g-C3N4-Br质量分数为2%)加入量0.5 g/L的条件下,经日光灯(14 W)照射90 min后,RhB去除率可达98%;经过4次循环实验后,RhB去除率从98%逐渐降低至90%,表现出良好的稳定性和可重复利用性。BiOCl/2%-g-C3N4-Br光催化降解RhB过程中发生的氧化还原反应分别在BiOCl和g-C3N4-Br的表面进行,BiOCl与g-C3N4-Br之间高度紧密的接触面形成了Z-scheme异质结,实现了电子和空穴的快速分离,降低了二者在催化剂内部的复合速率,提高了催化性能。

  • 陈晓冉, 李睿羚, 俞昊君, 王艾, 康巧玲, 严立京
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    以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法制备了3种沸石分子筛,运用XRD、XRF、SEM和BET等手段进行了表征,并将分子筛用于吸附溶液中的氨氮,考察了影响氨氮吸附效果的主要因素、氨氮等温吸附特征和吸附动力学特征。结果表明:分子筛B(Na20.8Al23Si36O117·7.69 H2O)对氨氮的吸附效果最佳,在初始氨氮质量浓度100 mg/L、分子筛B加入量2 g/L、初始溶液pH 7、吸附温度25 ℃、转速150 r/min的条件下,吸附60 min后,氨氮吸附量和去除率分别为40.61 mg/g和90%;4种阳离子对氨氮吸附效果的影响顺序依次为K+>Ca2+>Na+>Mg2+;分子筛B对氨氮的吸附为单分子层吸附,具有化学吸附的特征;分子筛B吸附氨氮的的最佳工艺条件为初始溶液pH 7、吸附温度45 ℃、初始氨氮质量浓度40 mg/L,在该条件下,氨氮去除率为93%。

  • 废气处理
  • 陈家伟, 杨柳, 李新令, 黄震
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    以仲胺3-甲基胺基-1-丙醇(MAP)为主吸收剂、二甲基亚砜(DMSO)为有机稀释剂、五甲基二乙烯三胺(PMDETA)为辅助吸收剂,制备了新型MAP-DMSO-PMDETA三元相变吸收剂,考察了其相变行为和CO2吸收性能。实验结果表明:在MAP、DMSO与PMDETA的质量比为3∶6∶11,吸收温度为40 ℃,CO2体积分数为10%,进气流量为1.25 L/min的优化条件下,吸收饱和后发生液液分相,吸收剂负载量为0.79 mol/kg,吸收负荷为0.47 mol/mol(以MAP计),富相的体积分数为45.1%,并富集了95.1%的CO2,而黏度仅为11.83 mPa·s;该三元相变吸收剂不仅解吸性能优异,同时循环稳定性良好,经5次吸收-解吸循环,解吸负荷稳定在0.34 mol/mol(以MAP计)左右,解吸效率可达69.4%。

  • 固废处理
  • 王光伟, 陈鸿珍
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    利用连续水热处理装置,开展了废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解研究。比较了碳酸钠、氢氧化钠和氢氧化钾3种碱性助剂对水热处理效果的影响。实验结果表明:3种碱性助剂对废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解均表现出一定程度的促进作用,其中氢氧化钾和氢氧化钠的促进作用较强,持续时间较长;增加氢氧化钠或氢氧化钾的用量、升高温度,均能够促进废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解;在用量相同的条件下,氢氧化钾的促进作用优于氢氧化钠;压力对废弃软质聚氨酯泡沫塑料的水热降解效果影响不明显;氢氧化钾、氢氧化钠可与废弃软质聚氨酯泡沫塑料降解过程中所产生的CO2反应,使其转化为溶解性较好的碳酸盐而转移至水相,还能够促进废弃软质聚氨酯泡沫塑料中某些功能基团的解离,加快某些有机降解产物的进一步分解,从而加快了废弃软质聚氨酯泡沫塑料的降解过程。

  • 土壤修复
  • 秦会敏, 郦和生, 谢文州, 胡永丰
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    采用振荡淋洗法处理Cd污染土壤。考察了不同淋洗剂对污染土壤中Cd的去除效果,以及淋洗剂浓度、淋洗剂pH、淋洗剂体积与土壤质量比(液土比)等条件对淋洗效果的影响。采用Tessier分步提取法对淋洗前后的Cd形态分布进行分析,并对淋洗废液的再生利用情况进行了研究。实验结果表明:乙二胺四乙酸二钠(EDTA-Na2)是高效的Cd污染土壤淋洗剂,当EDTA-Na2浓度为0.03 mol/L、淋洗剂pH为3、液土比为4:1时,Cd去除率可达73.27%;土壤中Cd的主要去除形态为可交换态;采用新型二硫代羧酸功能化树枝状聚合物(DPETA-CSSNa)对淋洗废液进行再生,再生后淋洗液的Cd去除性能基本不变。

  • 综合利用
  • 刘慧勇, 杨茜, 傅云晗, 母家林, 旷戈
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    采用空气—双氧水联合氧化工艺选择性浸出废磷酸铁锂材料(废磷酸铁锂电池正极材料粉末)中的锂,经沉锂后以碳酸锂的形式回收。实验结果表明,在液固比为4 mL/g、H2SO4与Li的摩尔比为0.5、搅拌转速为250 r/min、反应温度为50 ℃的条件下空气曝气300 min,再于相同反应温度和搅拌转速下滴加H2O2(H2O2与Li的摩尔比为0.29)反应120 min,锂、铁和磷的浸出率分别为93.47%、17.26%和19.83%。该工艺较单独双氧水氧化工艺可减少75%以上的双氧水用量,大幅降低了回收成本。溶解氧浓度对浸出体系中Fe3+的存在方式有重要影响:在较高浓度(通空气)下以磷酸铁为主;在较低浓度(未通空气但接触空气)下以氢氧化铁为主。

  • 于峥, 王琼, 张振群
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    以掺烧污泥型粉煤灰(电力燃煤和市政污泥混合共燃产生)和纯煤粉型粉煤灰为对象,研究了其物理化学性质,分析了其重金属含量和浸出毒性,并进一步考察了其重金属吸附性能。结果表明:与纯煤粉型粉煤灰相比,掺烧污泥型粉煤灰的微观形貌更接近于规则球形颗粒;二者矿物组成差异明显,掺烧污泥型粉煤灰由多种矿物质均衡组成;两种粉煤灰浸出液中各重金属浓度远低于GB 8978—1996的排放浓度限值,可再利用为水中重金属吸附剂;掺烧污泥型粉煤灰对铜、铅、镉、镍、铬的饱和吸附量分别为107.53,119.99,73.39,53.14,42.19 mg/g,均远高于纯煤粉型粉煤灰,这归因于其矿物相反应活性高、化学吸附能力强。

  • 材料药剂
  • 何习楠, 张晓楠, 谢勋杰, 李骏, 周华晶
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    采用原位热聚合法和溶剂热法分别合成了片状和球状两种g-C3N4/WO3异质结,运用XRD、SEM和UV-Vis DRS等手段进行了表征,并考察了两种异质结对盐酸四环素(TC-HCl)的光催化降解效果。表征结果显示,二维(2D)g-C3N4/WO3呈现堆叠或卷曲的不规则纳米片状,三维(3D)g-C3N4/WO3由大量直径为1~5 μm的纳米微球组成。实验结果表明:2D g-C3N4/WO3比3D g-C3N4/WO3具有更强的光催化活性,在TC-HCl质量浓度10 mg/L、光催化剂加入量200 mg/L的条件下,暗反应60 min后,再转用氙灯(500 mW/cm2)照射60 min,2D g-C3N4/WO3和3D g-C3N4/WO3对TC-HCl的去除率分别为98.96%和41.15%;在2D g-C3N4/WO3光催化降解TC-HCl的体系中,·O2-、·OH和h+对TC-HCl降解的影响顺序为·O2->·OH>h+

  • 岳彦伟, 黄力, 王素芹, 徐顺, 李金珂, 王虎
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    采用浸渍—煅烧法制备了高V2O5含量的V2O5-MoO3/TiO2脱硝催化剂,考察了煅烧气氛对催化剂性能的影响。结果表明:煅烧气氛对催化剂的化学组成影响不大;向煅烧气氛中引入O2和H2O可增大催化剂的比表面积和孔体积;N2气氛下煅烧制备的催化剂,活性组分易团聚,导致还原性差,同时酸性和化学吸附氧含量最低,故其脱硝性能最差;催化剂的还原性、酸性、化学吸附氧含量随煅烧气氛中O2含量增加而提高,脱硝性能也随之提高;于5%(φ)H2O-空气气氛下煅烧制得的催化剂,在还原性、酸性和化学吸附氧含量的综合作用下,200~400 ℃的脱硝效率最高,N2O生成量最少,同时SO2转化为SO3的转化率也最低。

  • 政策管理
  • 徐强
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    将CO2捕集、利用与封存(CCUS)技术与提高原油采收率(EOR)技术相结合,将捕集的CO2注入地下驱油,在提高采收率的同时实现碳封存。CCUS-EOR项目的完整流程包括捕集压缩、运输、驱油、回注等多个环节。本文将CCUS-EOR全流程视为一个整体,通过剖析CO2驱与常规水驱开发成本构成差异,建立适宜的CCUS-EOR项目全成本经济评价体系,确定捕集成本、运输成本、驱油成本的取值依据,推导出考虑碳减排收益的盈亏平衡模型,满足CCUS-EOR项目快速评价、辅助决策需求。

  • 环境评价
  • 王程程, 黄代宽, 龚效宇, 谢蔚嵩
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    以黔西北土法炼锌集中区域外的典型旱作土壤为研究对象,分析了土壤的Cd含量和同位素组成。结果表明,研究区域土壤样品重金属Cd含量为1.79~3.36 mg/kg,超出《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618—2018)规定的农用地土壤污染风险筛选值和风险管制值4.97~10.20倍和0.26~1.24倍,超标率分别为100%和90%;土壤Cd的单因子污染指数均大于3属重度污染水平,平均地累积指数为1.31属偏中度污染水平,平均潜在生态危害指数为112属强的生态危害水平;土壤样品的δ114/110Cd值为-0.34‰~-0.27‰,Cd同位素组成变化范围小且富集轻同位素;通过对比已有研究成果可知,该区域土壤Cd来源主要为铅锌矿区地质背景下的自然风化输入。

  • 李冰雁, 李晨, 游晨, 李金娟
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    分析了摆纪磷石膏堆场区域水环境中污染物的分布特征,对地表水、地下水水质进行了风险评价。研究结果表明:堆场渗滤液中TP、F-、SO42-、Mn、As、Cr、Zn、Cd、Pb、Cu构成渗滤液的主要污染物,含量分别是《地表水环境质量标准》Ⅲ类或规定水质标准限值的29 814.9倍、2 775.3倍、18.2倍、493.2倍、351.8倍、131.6倍、12.8倍、8.0倍、3.4倍和1.32倍。地表水、地下水采样点中TP较高的采样点分布在马场坪镇段及堆场附近;水体中F-、SO42-及重金属含量超标的采样点主要分布在马场坪镇街道段、发财洞区域及堆场附近;堆场水体中重金属元素超标的仅有Mn元素。单因子污染评价结果表明,仅Mn元素在马场坪镇街道段及堆场附近超出低污染水平,其他重金属造成污染的风险较低,处于低污染水平。Pn风险评价结果显示,23个采样点均处于无污染水平,水质状况良好。

  • 分析监测
  • 施江焕, 钱程, 袁锦秋, 吕沛, 张明, 徐立恒
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    建立了一种基于微流控芯片的水中Cr(Ⅵ)测定方法,在微流控芯片上构建了适于Cr(Ⅵ)与显色试剂混合和反应的微米级通道,结合以微型光谱仪为主体的在线测定系统,可精准测定水中Cr(Ⅵ)浓度。在0.040~1.200 mg/L的实验质量浓度范围内,吸光度(波长540 nm)与水中Cr(Ⅵ)质量浓度呈线性正相关关系(R2为0.999);高中低浓度测定结果的相对示值误差为-3.57%~4.97%,相对标准偏差为0.81%~1.60%;该方法的检出限为4.7 μg/L。实际废水测定结果表明,该方法与GB 7467—1987方法间不存在统计学差异,单个样品显色试剂消耗量仅为80 μL,兼具精准定量和环境友好的特点,适用于水和废水中Cr(Ⅵ)的日常监测。

  • 技术应用
  • 李林静
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    以废弃水基钻井液为对象,采用“破胶—压滤—沉淀”工艺进行处理,将处理产水回用于钻井液配制。实验结果表明:适宜的破胶剂为质量分数20%的聚合氯化铝(GW-CFA)溶液,加入量36 mL/L;适宜的离子沉淀剂为三巯基-三嗪三钠盐(TMT-15)(固),加入量7.5 g/L。现场试验结果表明,选用石灰与GW-CFA复合破胶剂(GW-CFA溶液(质量分数20%)加入量15 mL/L,石灰加入量5.0 g/L)对废弃钻井液进行破胶,压滤产水时间可缩短至10'10'',产水率为61%。废弃水基钻井液经“破胶—压滤—沉淀”工艺处理后,产水回用于钻井液配制是完全可行的,所配制钻井液的各项性能均能满足现场需要。