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摘要:
广西大量的废弃杉木屑是放错位置的宝贵资源。为达到“以废治废”目的,本文以废弃杉木屑为原料制备合成了具有磁回收能力的生物炭复合材料,并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)降解左氧氟沙星(Levofloxacin,LEV)抗生素的性能。通过对杉木屑生物炭(Fir sawdust biochar, BC)进行氮掺杂、Fe3O4负载制备出具有高效PMS活化能力和优异磁分离性能的磁性氮掺杂杉木屑生物炭(Magnetic nitrogen doped fir sawdust biochar, MNC)。相比BC,MNC的石墨化程度提高,缺陷活性位点增多,比表面积也得到显著改善,且具备超顺磁性和大的磁饱和强度,饱和磁化值达到10.45 emu·g−1;主要考察了PMS浓度、MNC投加量、溶液初始pH、无机阴离子与腐殖酸对MNC降解LEV的影响。研究表明:相较于BC、磁性生物炭(Magnetic fir sawdust biochar,MC)和氮掺杂生物炭(Nitrogen doped fir sawdust biochar,NC),MNC活化PMS降解LEV的效率显著提升。当MNC投加量为1.0 g/L,PMS浓度为0.3 mmol/L,初始pH为7,LEV浓度为10 mg/L的条件下,LEV去除率在30 min达到84%;同等条件下,对双酚A(Bisphenol A,BPA)、罗丹明B(Rhodamine B,RhB)和四环素(Tetracycline,TC)的去除率分别为94%、98%和87%。Cl、NO3和腐殖酸(Humic acid,HA)对MNC活化PMS降解LEV无明显影响。淬灭实验证实,自由基途径和非自由基途径生成的O2•与1O2主导了MNC/PMS体系对LEV的降解。此外,MNC循环使用4次后,活化PMS去除LEV的效率仍能达到75%左右。本文为废弃杉木屑高效、绿色的资源化利用提供了新策略和借鉴意义。
摘要:
近年来,磷酸氯喹(Chloroquine phosphate,CQP)作为治疗新冠的特效药得到广泛应用,并且由于其具有优异的抗炎症和抗疟疾能力,在疫情结束后仍发挥着重要作用。磷酸氯喹的大量使用对环境造成严重的潜在危害。将废弃的木屑资源化利用,通过共沉淀-无氧煅烧法制备出具有磁回收能力的铁酸镍负载杉木屑生物炭复合材料(Nickel ferrate loaded biochar,NiFe2O4@BC),并研究其活化过一硫酸盐(Peroxymonosulfate,PMS)降解CQP的性能。利用多种表征对NiFe2O4@BC复合材料的组成结构、表面官能团和石墨化程度进行分析,相较于未改性的杉木屑生物炭(Fir sawdust biochar,BC),将具有磁性NiFe2O4的负载在生物炭上,使复合材料的石墨化程度提高,缺陷活性位点也得到增多,对CQP的去除效果得到巨大提高。主要考察了NiFe2O4@BC投加量、PMS浓度、溶液初始pH、共存无机阴离子与腐殖酸在降解CQP过程中的影响。研究表明:当NiFe2O4@BC投加量为0.5 g/L,PMS浓度为1.0 mmol/L,CQP浓度为10 mg/L的条件下,CQP去除率在120 min达到89%。在偏酸性或者偏碱的条件下更有利于CQP的降解,腐殖酸(Humic acid,HA)对NiFe2O4@BC活化PMS降解CQP具有促进作用。淬灭实验证实,自由基途径和非自由基途径生成的•OH与1O2主导了NiFe2O4@BC/PMS体系对CQP的降解。在同等条件下,对多种污染物均能达到80%以上的降解效果。此外,NiFe2O4@BC循环使用5次后,活化PMS去除CQP的效率仍能达到74%左右。本文为废弃杉木屑高效、绿色的资源化利用提供了新策略和借鉴意义。
摘要:
气凝胶具有高孔隙率和高吸附性的特点,因此在含油废水处理领域是一种具有前景的候选材料。目前,所报道的气凝胶仍存在机械强度不足、制作工艺复杂、制备成本高等问题,限制了气凝胶在油水分离领域的应用。膨润土(Bentonite,BT)具有价格低、来源丰富、机械性能优良等特点,能够有效地改善气凝胶的机械性能。本文通过简单的冷冻干燥-常温浸渍法,在羧基纤维素纳米纤维(Carboxycellulose nanofibres,CNF-C)与壳聚糖(Chitosan,CS)的交联网络上引入剥离膨润土(Exfoliated bentonite,BTex),合成了疏水的纳米纤维素-壳聚糖/剥离膨润土气凝胶(CNC/BTex)。制备出的CNC/BTex气凝胶表现出优异的疏水性能(水接触角高达133°);经过挤压后在5 s内可恢复形变,具有良好的力学性能;对不同油品(正己烷、环己烷、二氯甲烷、食用油和发动机油)的吸附容量为18.48~40.20 g·g−1不等。以二氯甲烷和环己烷为主要研究对象,经过5次循环使用后依然保持稳定的吸油性能(维持在原始吸附量的90%)。本文的工作为制备低成本、高性能的油水分离吸附材料提供了参考。
摘要:

内分泌干扰物双酚A (Bisphenol A,BPA)在环境中对生态安全构成了潜在的威胁,因此需要寻找一种合适的处理方法。基于Co、N共掺杂材料具有反应活性高、化学稳定性高、去除污染物效率高等优势,本文以杉木屑生物炭为原料进行Co、N共掺杂制备了具有高效过一硫酸盐(PMS)活化能力的钴、氮共掺杂生物炭(CoNC)复合材料,用以活化PMS去除水体中BPA。相比于C、NC及CoC,CoNC的表面粗糙程度增加,缺陷点位增多,电荷转移阻力减小,且结构比表面积与孔隙结构得到改善,比表面积达到70.31 m2/g;对不同Co、N掺杂比、溶液初始pH、共存阴离子对BPA去除效率的影响进行了研究。结果表明:相比于原始材料,CoNC+PMS体系表现出优异的BPA去除能力。在溶液初始pH为7,CoNC投加量为0.2 g/L,PMS浓度为0.3 mmol/L,模拟水体中BPA浓度为20 mg/L的条件下,BPA去除率在30 min达到95%。捕获实验、电化学表征表明:在CoNC+PMS体系中,BPA主要通过直接电荷转移的非自由基途径得到降解。本文为生物炭催化性能的优化及BPA在高级氧化技术中的降解研究提供借鉴。