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响应面法研究NO3-、NO2-和Fe3+对布洛芬光解的复合影响

李富华 , 陈敏 , 孔青青 , 李若白 , 陈平 , 姚琨 , 刘国光 , 吕文英

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.11.2015061702

在溶液中分别加入不同浓度的NO3、NO3-和Fe3+,考察它们对布洛芬光解的影响.通过响应面法研究了它们对布洛芬光降解的复合影响.结果表明,NO3可以明显地促进布洛芬的光解.NO2-和Fe3+会抑制布洛芬的光解,且在研究的浓度范围内NO2-的抑制效果比Fe3+强烈.当水环境中存在NO3、NO2-和Fe3+时,可用响应面法来估算布洛芬的光解速率.NO3和NO2-的相互作用、NO3和Fe3+的相互作用对布洛芬的光解具有显著性影响.

关键词: 布洛芬 , 光解 , 动力学 , 无机离子 , 响应面法

模拟饮用水消毒过程中高铁酸钾降解吲哚美辛的动力学分析

黄军磊 , 刘国光 , 王枫亮 , 王盈霏 , 苏海英 , 陆一达 , 陈平 , 姚琨 , 吕文英

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.10.2016031502

模拟饮用水消毒过程中高铁酸钾(Fe(Ⅵ))对吲哚美辛(IDM)的降解,考察了Fe(Ⅵ)投加量、IDM初始浓度、溶液pH值、温度等因素对IDM降解速率的影响.实验结果表明,Fe(Ⅵ)可以有效地去除饮用水中的IDM,当Fe(Ⅵ)投加量为0.3 mmol·L-1,溶液pH值为7,温度为25℃时,反应20 min后IDM的去除率达到95%,其反应过程符合准一级反应动力学模型;准一级动力学常数与Fe(Ⅵ)的投加量正相关,与IDM的初始浓度负相关;pH值升高会降低反应速率,温度升高会加快反应的进行.将不同温度条件下反应速率常数进行线性拟合,推算出了Fe(Ⅵ)与IDM反应的热力学参数Ea、△H和△S的值分别为15.79 J·mol-1、13.27 J·mol-1、-183.76 J·mol-1·K-1,说明该反应是吸热反应,同时活化能较低也说明了该反应在常规饮用水消毒条件下即可进行.TOC测定实验表明,Fe(Ⅵ)对IDM的矿化效率较低,大部分IDM转化成其它大分子有机物.

关键词: 饮用水 , 消毒 , Fe(Ⅵ) , 吲哚美辛 , 速率常数

水体中二氧化钛(P25)光催化降解甲芬那酸的机理

陈平 , 王枫亮 , 苏海英 , 王盈霏 , 马京帅 , 李富华 , 姚琨 , 吕文英 , 刘国光

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.08.2016010608

本文研究了甲芬那酸(MEF)在UV-P25光催化降解下的行为和产物.结果表明,在紫外光照下P25能够快速催化降解MEF,实验浓度下很好地符合准一级动力学模型,速率常数为0.338 min-1.碱性溶液有利于MEF的降解,随着pH值从5.0增加到10.0,速率常数从0.271 min-1增加到了0.388 min-1.采用硝基苯作为分子探针鉴定了P25光催化降解MEF过程中生成的羟基稳态浓度为0.58× 10-12 mmol· L-1,通过异丙醇猝灭计算出羟基自由基贡献率为95.7%,由此推算MEF与羟基的实际二级反应速率常数为1.04× 1010 L·(mol·s)-1.采用UPLC/MS/MS鉴定了MEF降解产物,推测MEF的光催化降解途径主要涉及脱氢反应、羟基化反应和酮化反应.发光菌急性毒性试验评价MEF降解过程中中间产物的毒性变化表明,UV-P25是一种有效降低MEF毒性的方法.

关键词: UV-P25 , 甲芬那酸 , 毒性 , 羟基自由基 , 降解路径

Fe2+/单过氧硫酸氢盐(PMS)体系降解水体中酮洛芬的机制研究?

苏跃涵 , 张利朋 , 王枫亮 , 王盈霏 , 苏海英 , 陈平 , 吕文英 , 姚琨 , 刘国光

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2016.09.2016030301

以酮洛芬(KTP)为目标污染物,研究了其在Fe2+/单过氧硫酸氢盐(PMS)体系中的降解行为.溶液的pH值不仅会影响KTP的存在形态,而且也会影响Fe2+/PMS体系中Fe2+的形态,进而影响KTP的降解,结果表明,酸性条件有利于KTP的降解,当pH=3时降解效果达到最佳,降解率为66.87%.分别以乙醇和叔丁醇做为自由基猝灭剂,检测到体系中存在硫酸根自由基与羟基自由基,且酸性时以硫酸根自由基为主导,而中性和碱性时以羟基自由基为主导,说明随pH值的升高体系中发生了SO-·4向 HO·转化.当HCO-3浓度从0增大至0.01 mmol·L-1时,其对KTP的降解起到促进作用,继续增大至10 mmol·L-1时,对KTP的降解起抑制作用. HA在0至10 mg·L-1浓度范围内对KTP的降解起到促进作用,继续增大至50 mg·L-1时则表现出抑制作用.自然水体中低浓度的腐殖酸、碳酸氢盐对KTP的降解起到促进作用,而高浓度则表现为抑制作用;采用UPLC/MS/MS对KTP降解产物进行鉴定,推测KTP在Fe2+/PMS体系下的降解途径主要涉及脱羧反应、酮基化反应和羟基化反应;用发光菌急性毒性实验评价了KTP降解过程中的毒性变化,发现KTP氧化过程中体系的毒性低于氧化前KTP的毒性,表明Fe2+/PMS体系是一种有效降低KTP毒性的方法.

关键词: 酮洛芬 , 硫酸根自由基 , 降解途径 , 毒性

水体中不同形态氮对阿昔洛韦光解的影响

王珍 , 姚琨 , 王枫亮 , 陈智明 , 陈平 , 孔青青 , 吕文英 , 刘国光

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2017.02.2016062203

以350 W氙灯为太阳光模拟光源,探讨了水环境中不同形态氮(NO3-、NO2-;和NH4+)对阿昔洛韦(ACV)光解的影响.结果表明,ACV在不同形态氮离子溶液中的光解符合一级动力学规律,NO3-和NO2-均促进ACV的光解,NH4+对ACV的光解基本无影响;在NO3-、NO2-存在下,加入异丙醇作为羟基自由基猝灭剂,显著抑制了ACV的降解,表明NO3-、NO2-在光照下产生了·OH参与ACV的氧化降解.同时模拟研究了水体处于不同pE值时,水中不同形态氮共存对ACV光解的复合影响.pE值增大,ACV的光解速率先增大后减小;当NO2-和NH4+共存时,对ACV的光解主要表现为NO2-的影响;当NO2-和NO3-共存时,两者对ACV的光解存在拮抗作用,说明其对ACV的光解不是简单的叠加.

关键词: 阿昔洛韦 , 光降解 , 无机氮 , pE值 , 羟基自由基

Gd掺杂TiO2纳米晶的酸催化Sol-gel法制备与表征

蔡河山 , 黎晓霞 , 刘国光 , 吕文英 , 余林 , 黄伟涛 , 吴义华

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.03.008

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了未掺杂和掺杂1.0%(摩尔分数)Gd的纳米TiO2光催化剂,以甲基橙的光催化降解为探针反应,评价了其光催化活性.运用XRD,TEM,FT-IR,UV-Vis DRS以及PL光谱表征技术考察了Gd掺杂对纳米TiO2的微晶尺寸、晶体结构、表面组成与光学性能的影响,并对改性机制作了探讨.结果表明,Gd掺杂可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,阻碍TiO2晶粒增长,使TiO2的光吸收带边发生蓝移,增加表面羟基含量,促进光生载流子分离,从而使Gd掺杂TiO2样品光催化降解甲基橙的能力显著增强.

关键词: 二氧化钛 , 钆掺杂 , 表征 , 光催化 , 甲基橙

Ce掺杂ZnO纳米晶的光催化性能研究

汪应灵 , 谢友海 , 薛载坤 , 刘国光

人工晶体学报

以Zn( NO3)3·6H2O、Ce( NO3)3·6H2O为原料,明胶为模板分散剂,采用凝胶模板燃烧法制备纯ZnO和Ce/ZnO纳米晶,利用XRD、TEM、BET、UV-Vis漫反射进行表征.以染料罗丹明B为目标降解物考察了样品的光催化活性.结果表明:产物粒子形状基本为球形,结晶良好,属六方晶系结构.相比纯ZnO,Ce/ZnO对光具有更高的吸收利用率,在紫外和可见光下对罗丹明B的降解能力均有明显提高;随Ce掺杂量的增加,样品的粒径减小,比表面积增大,罗丹明B的降解率相应增大,在紫外和可见光下降解率分别可达98.6%、78.3%,其原因在于Ce掺杂有利于在ZnO纳米粒子中心和表面之间产生电势差,实现光生电子-空穴对的有效分离.

关键词: ZnO纳米晶 , Ce掺杂 , 凝胶模板燃烧法 , 光催化活性

掺硼纳米TiO2的制备及光催化性能研究

汪应灵 , 谢友海 , 袁建梅 , 周庆祥 , 刘国光

影像科学与光化学

采用改进的Sol-gel方法,制备了单分散椭球形微孔结构的掺B纳米TiO2光催化剂,并用TG-DTA、XRD、XPS、UV-Vis、TEM、BET等手段进行表征.以难生化降解的染料罗丹明B为目标降解物,采用HPLC检测,通过不同光照时间下染料降解率考察了产物的光催化活性.结果表明,改进的Sol-gel法制得的光催化剂具有明显的孔结构,而且比表面积大、孔径分布窄、粒径小、分散性好;适量B的掺杂能够有效促进TiO2纳米粒子的光催化活性.最佳催化剂制备条件:B掺杂的摩尔分数为20%、450 ℃煅烧2 h,此时所制得的B-TiO2光催化剂活性比纯TiO2有显著提高.

关键词: TiO2 , , 掺杂 , 溶胶-凝胶法 , 光催化活性

A3钢平板试样拉伸试验的声发射监测

刘国光 , 程青蟾 , 周丽绘 , 薛志云 , 徐国珍

上海金属 doi:10.3969/j.issn.1001-7208.2003.03.008

用声发射监测A3钢板状试样的拉伸过程.分析材料形变过程的声发射特征,用声发射信号分析推断材料屈服时吕德斯带的产生与扩展传播.钢中夹杂物对材料声发射现象有较大的影响.

关键词: A3钢板 , 拉伸试验 , 声发射监测

孔挤压强化对7A85铝合金锻件组织和疲劳性能的影响

姬浩 , 刘国光

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201506006

采用孔挤压方法对含孔的7A85铝合金锻件进行了强化,对比分析了孔挤压前后试样的疲劳寿命;通过扫描电镜、透射电镜以及X射线应力仪等研究了挤压前后试样的疲劳断口形貌、显微组织变化以及孔表层的残余应力场.结果表明:采用5.3%的挤压过盈量可达到最佳强化效果,其疲劳寿命是挤压强化前的1 1倍;孔挤压强化后,试样在强化层处产生位错缠结及残余压应力,可有效延缓疲劳裂纹的扩展,从而提高试样的疲劳寿命,压应力层深度约为4.7 mm,最大残余压应力出现在距孔边约1 mm处,其值为-319 MPa.

关键词: 7A85铝合金锻件 , 孔挤压 , 疲劳寿命

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