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单原子光催化剂的合成、表征及在环境与能源领域的应用 认领
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作者 李惠惠 张圆正 +2 位作者 于艳新 殷立峰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期56-68,共13页
绿色清洁的光催化技术可降解污染物、生产能源,是解决环境与能源问题的重要手段,但限于光催化材料成本及效率方面,难以实现大规模应用。近年来单原子光催化剂的诞生和发展为这一领域注入了新的活力,其合成、表征及应用的相关研究成为材... 绿色清洁的光催化技术可降解污染物、生产能源,是解决环境与能源问题的重要手段,但限于光催化材料成本及效率方面,难以实现大规模应用。近年来单原子光催化剂的诞生和发展为这一领域注入了新的活力,其合成、表征及应用的相关研究成为材料、化学、环境、能源等诸多领域的热点。与传统负载型光催化剂相比,单原子光催化剂表面的金属粒子的分散度达到原子尺寸,可呈现更高的催化活性和选择性,但对合成策略、表征技术和应用途径提出了更高的挑战:合成方面的主要障碍在于金属单原子的高表面能导致合成过程中的失稳团聚而丧失其单原子形态;传统的表征技术也缺乏对单原子形貌、结构及化学环境的解析能力;目前对单原子光催化剂的应用研究多为传统研究领域的延伸,未能充分利用单原子的功能特性。这些问题成为制约其发展的关键,也是该领域的研究热点。国内外学者在单原子光催化材料合成、表征和应用领域做出了巨大努力,并取得了丰硕成果:(1)合成方面,针对单原子表面能高、易团聚的问题,改进了液相合成法、原子层沉积法等传统合成策略,引进了新的高温裂解、火焰喷雾、静电自组装等技术;(2)表征方面,先进的原子尺度分析技术如球差校正高分辨透射电镜(HAADF-STEM)、X射线吸收精细结构谱(XAFs)等以及密度泛函理论(DFT)的发展则有助于深入理解孤立金属单原子形态及化学结构;(3)单原子光催化剂目前已被成功应用于光解水制氢、光催化CO2还原、环境污染物降解以及合成氨等领域,获得了长足的发展。上述成果推进了光催化材料及催化理论的研究向原子级别深入,使其进一步贴近实用化。本文综述了近年来单原子光催化剂的合成方法、表征技术以及在环境和能源领域的应用情况。同时,总结了目前单原子光催化材料研究中存在的 展开更多
关键词 单原子 光催化剂 环境 污染物降解 能源
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光热转换材料及其在脱盐领域的应用 认领
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作者 郭星星 高航 +3 位作者 殷立峰 王思宇 冯传平 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2019年第4期580-596,共17页
光热脱盐技术在缓解水资源短缺和减少水环境污染等方面具有重要的应用前景,已吸引了各国研究者的广泛关注。光热脱盐主要是利用光热转换材料将吸收的太阳光能直接、高效地转化为热能,以蒸发水分实现含盐水脱盐和水质净化,其效率取决于... 光热脱盐技术在缓解水资源短缺和减少水环境污染等方面具有重要的应用前景,已吸引了各国研究者的广泛关注。光热脱盐主要是利用光热转换材料将吸收的太阳光能直接、高效地转化为热能,以蒸发水分实现含盐水脱盐和水质净化,其效率取决于光热转换材料的性能。本文综述了近年来太阳能光热转换材料如金属基材料、碳基材料、半导体材料、有机聚合物材料、复合光热材料的研究现状及其光热转换机理,并介绍了光热转换材料在脱盐领域的应用进展。基于上述分析,对光热转换材料在未来脱盐领域的研究前景进行了展望,提出应针对光热转换材料的低强度全光谱吸收和高效转化利用、光热稳定性和重复使用性提高,以及光热脱盐系统的热传递损失最小化和热量利用最大化等方面进行深入探析。 展开更多
关键词 光热转换材料 脱盐 太阳能 水蒸发 含盐水处理
珠线型载漆酶电纺纤维膜对水中菲的净化性能和机理 认领
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作者 刘双 王思宇 《环境工程技术学报》 CAS 2019年第4期389-396,共8页
采用乳液静电纺丝技术制备珠线型载漆酶电纺纤维膜(以下简称酶膜),实现了漆酶在纤维珠泡中的原位包埋固定。与直线型相比,珠线型酶膜的载酶量提高了1倍,酶活性回收率达78.9%,且戊二醛交联可使酶膜储存和操作稳定性显著增加。将优化后所... 采用乳液静电纺丝技术制备珠线型载漆酶电纺纤维膜(以下简称酶膜),实现了漆酶在纤维珠泡中的原位包埋固定。与直线型相比,珠线型酶膜的载酶量提高了1倍,酶活性回收率达78.9%,且戊二醛交联可使酶膜储存和操作稳定性显著增加。将优化后所得酶膜用于水中典型多环芳烃菲的净化,结果表明:与游离漆酶相比,珠线型酶膜对污染物的降解率和去除率均显著增加,对 0.01~2.00 mg L的菲溶液吸附率超过80%,降解率超过72%;而且对pH、温度等环境变化的耐受性能明显增强,这主要归功于漆酶在珠泡中的集中固定和纤维珠泡外壳对漆酶的保护作用。此外,发光细菌毒性试验结果表明,经游离漆酶和珠线型酶膜处理后,不同浓度菲溶液的毒性均有所降低,但经酶膜处理后的菲溶液毒性降低更显著。 展开更多
关键词 漆酶 固定化酶 静电纺丝 纤维膜
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碳酸盐矿化菌的筛选与其吸附和矿化Cd2+的特性 认领 被引量:6
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作者 赵越 姚俊 +4 位作者 王天齐 原志敏 姜新舒 王飞 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3800-3806,共7页
从贵州省毕节市妈姑镇矿区重金属污染的土壤中筛选出5株碳酸盐矿化菌,探究其吸附和矿化Cd2+的特性.从代谢热角度阐明Cd2+与基质(尿素)胁迫下菌活性会降低.实验结果表明,2#菌株对Cd2+耐受能力可达250mg/L.菌株吸附和矿化效率随Cd2+浓度... 从贵州省毕节市妈姑镇矿区重金属污染的土壤中筛选出5株碳酸盐矿化菌,探究其吸附和矿化Cd2+的特性.从代谢热角度阐明Cd2+与基质(尿素)胁迫下菌活性会降低.实验结果表明,2#菌株对Cd2+耐受能力可达250mg/L.菌株吸附和矿化效率随Cd2+浓度增大而降低.Cd2+初始浓度为10mg/L时,菌龄为4h的菌株对Cd2+矿化效果最佳(45.14%),且矿化效果稳定.该研究表明碳酸盐矿化菌通过诱导沉淀矿化去除Cd2+的效果优于菌体吸附,为碳酸盐矿化菌修复重金属污染提供理论参考和实践指导. 展开更多
关键词 碳酸盐矿化菌 筛选 Cd2+ 矿化 吸附
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三种有机酸对磷酸钙法回收模拟养猪场污水中磷的影响 认领 被引量:1
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作者 宋永会 胡琼 +2 位作者 于晓华 钱锋 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期894-901,共8页
采用磷酸钙(Calcium Phosphate,CP)结晶法回收模拟养猪场污水中的磷,考察了不同pH值条件下,3种有机酸(柠檬酸、丁二酸和乙酸)对模拟污水中磷去除率的影响,并利用扫描电镜和X射线衍射仪对结晶产物进行了表征.结果表明,CP结晶反应的最佳p... 采用磷酸钙(Calcium Phosphate,CP)结晶法回收模拟养猪场污水中的磷,考察了不同pH值条件下,3种有机酸(柠檬酸、丁二酸和乙酸)对模拟污水中磷去除率的影响,并利用扫描电镜和X射线衍射仪对结晶产物进行了表征.结果表明,CP结晶反应的最佳pH值约为9.5.在相同pH值条件下,柠檬酸对CP结晶反应中磷的去除效率和速率均有显著影响,高浓度柠檬酸能够完全抑制CP结晶反应,导致磷的去除率小于5%.相比之下,丁二酸和乙酸对磷的去除效率和速率影响不明显.3种有机酸对CP结晶产物的形状没有明显影响,所得产物均呈不定形的块状,但产物体积大小会随有机酸浓度升高而明显减小.不同浓度丁二酸和乙酸存在条件下均能得到羟基磷酸钙(Hydroxylapatite,HAP)晶体,但柠檬酸的存在会影响所得产物晶形. 展开更多
关键词 养猪场污水 磷酸钙 结晶反应 磷回收 有机酸
电化学酶传感器在环境污染监测中的应用 认领 被引量:11
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作者 刘佳 殷立峰 +2 位作者 江帆 牛军峰 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 131-143,共13页
电化学酶传感器是一种应用广泛的生物传感器,它将酶及其底物相互作用的特异性与电化学的强大分析功能相结合,已经被广泛应用于药理学、临床、食品、农业以及环境监测中。制备电化学酶传感器的关键步骤是酶的固定化,选择用于制备电化... 电化学酶传感器是一种应用广泛的生物传感器,它将酶及其底物相互作用的特异性与电化学的强大分析功能相结合,已经被广泛应用于药理学、临床、食品、农业以及环境监测中。制备电化学酶传感器的关键步骤是酶的固定化,选择用于制备电化学酶传感器的合适的酶固定化方法,在传感器电子转移动力学、稳定性和重现性等方面起着主要作用。本文在阐述电化学酶传感器工作原理的基础上,简要介绍了用于电化学酶传感器制备过程中的酶固定化方法,重点讨论了电化学酶传感器在监测环境中广泛存在的有机污染物、无机污染物和重金属等方面的应用,并对电化学酶传感器的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 酶传感器 固定化材料 固定化方法 环境监测
静电纺丝纳米纤维膜固定化酶及其应用 认领 被引量:12
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作者 牛军峰 +2 位作者 殷立峰 刘佳 蒋国翔 《化学进展》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1808-1818,共11页
静电纺丝是一种简单有效的制备聚合物纳米纤维的技术,在组织工程、药物控释和传感器等方面具有广泛的应用。采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和易于分离回收等优点,可以作为一种优良的酶固定化载体,目... 静电纺丝是一种简单有效的制备聚合物纳米纤维的技术,在组织工程、药物控释和传感器等方面具有广泛的应用。采用静电纺丝技术制备得到的纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高和易于分离回收等优点,可以作为一种优良的酶固定化载体,目前在酶固定化领域受到了广泛的关注。本文综述了近年来静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的研究进展,在阐述静电纺丝纳米纤维膜制备技术的基础上,详细介绍了纳米纤维膜表面担载法和包埋法固定化酶的原理和方法,分析了不同固定化方法的优缺点,并讨论了静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的应用前景,对静电纺丝纳米纤维膜固定化酶的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 静电纺丝 纳米纤维膜 表面担载法 包埋法
均相Fenton法深度处理丙烯腈生化尾水 认领 被引量:4
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作者 杨大壮 涂响 +2 位作者 石国强 宋永会 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期2460-2467,共8页
采用均相Fenton法深度处理丙烯腈生化处理工艺尾水,通过单因素法分析了H_2O_2投加量、Fe^(2+)投加量、初始p H值和反应时间对尾水COD去除率的影响;并采用中心响应曲面法优化Fenton处理的工艺参数,得到最佳反应条件为:Fe^(2+)投... 采用均相Fenton法深度处理丙烯腈生化处理工艺尾水,通过单因素法分析了H_2O_2投加量、Fe^(2+)投加量、初始p H值和反应时间对尾水COD去除率的影响;并采用中心响应曲面法优化Fenton处理的工艺参数,得到最佳反应条件为:Fe^(2+)投加量为1.02 mmol·L-1,H_2O_2投加量为11.13 mmol·L^(-1),初始pH值为3.66,反应时间为105 min,COD去除率达到61.1%.处理后尾水COD值低于50 mg·L^(-1),可满足石化行业一级排放标准.Fenton工艺对尾水中特征污染物均有较好的去除效果,最佳反应条件下丙烯腈、间苯二甲腈、3-氰基吡啶的去除率分别为99.5%、97.6%、73.7%;Fenton法对3种特征污染物的降解能力从大到小依次为:丙烯腈〉间苯二甲腈〉3-氰基吡啶.三维荧光光谱分析表明,尾水中存在大量类富里酸荧光物质,其中,紫外区类富里酸含量最高,Fenton工艺在较短反应时间和较少的试剂投加量条件下,便可有效地去除这类难降解物质. 展开更多
关键词 丙烯腈 生化尾水 FENTON法 响应面法 特征污染物 三维荧光
乳液电纺纤维膜固定化漆酶及其对水中酚类污染物的降解 认领 被引量:4
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作者 袁钰 +1 位作者 宋永会 于彩虹 《环境工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期88-94,共7页
为了提高漆酶在水体有机污染物控制中的实用性,以乳液电纺作为酶固定化方法,以电纺纤维膜作为载体制备固定化漆酶,考察并优化了纺丝电压、乳化剂和酶溶液添加量等因素对载漆酶电纺纤维膜形貌和酶学性能的影响。结果表明,在纺丝电压为12 ... 为了提高漆酶在水体有机污染物控制中的实用性,以乳液电纺作为酶固定化方法,以电纺纤维膜作为载体制备固定化漆酶,考察并优化了纺丝电压、乳化剂和酶溶液添加量等因素对载漆酶电纺纤维膜形貌和酶学性能的影响。结果表明,在纺丝电压为12 k V、乳化剂F108添加量为10 wt%(相对于聚合物质量),漆酶溶液添加量为0.5 m L的最优条件下,所得电纺纤维膜固定化漆酶能保持78.6%的活性,且纤维呈壳-核结构,漆酶可以被成功包埋固定在电纺纤维的核部分,使漆酶具有良好的储存和操作稳定性。将固定化漆酶用于净化水中典型酚类污染物,结果表明,其对水中2,4-二氯酚、双酚A和三氯生的去除效率均高于75%;且得益于纤维膜对水中三氯生的强吸附作用,固定化漆酶对三氯生的降解率达到83.2%,甚至高于游离漆酶(74.3%)。乳液电纺纤维膜固定化漆酶在水中酚类污染物净化方面表现出良好的应用前景。 展开更多
关键词 乳液电纺 纤维膜 漆酶 固定化 酚类污染物
静电纺丝纤维膜固定化漆酶对水中双酚A的降解性能 认领 被引量:7
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作者 袁钰 +1 位作者 于彩虹 宋永会 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期2107-2113,共7页
采用乳液静电纺丝技术原位固定漆酶,利用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)对载漆酶电纺纤维膜的形貌结构进行表征.载酶电纺纤维呈壳-核结构,平均直径为(650±30)nm,表面有许多纳米级孔道;漆酶被成功包埋固定... 采用乳液静电纺丝技术原位固定漆酶,利用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦扫描显微镜(LCSM)对载漆酶电纺纤维膜的形貌结构进行表征.载酶电纺纤维呈壳-核结构,平均直径为(650±30)nm,表面有许多纳米级孔道;漆酶被成功包埋固定于纤维内部,且保留了79.8%的酶催化活性.以双酚A(Bisphenol A,BPA)为目标污染物,对比电纺纤维膜固定化漆酶和游离漆酶对BPA的降解性能,考察p H值和温度等因素对BPA降解效率的影响.研究结果表明:在优化条件下,电纺纤维膜固定化漆酶对BPA的降解率达80%左右;与游离漆酶相比,固定化漆酶对p H值和温度均表现出更好的耐受性.这主要是因为漆酶被包埋在纤维内部,纤维的聚合物外壳结构可以保护漆酶,减少外界环境对漆酶的影响,而纤维表面的多孔结构可以为漆酶与BPA的接触反应提供通道. 展开更多
关键词 静电纺丝 纤维膜 固定化漆酶 双酚A 降解性能
典型内分泌干扰物在天然水环境中的污染水平 认领 被引量:2
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作者 谭睿婕 李宗圣 +2 位作者 刘瑞霞 宋永会 《安徽农业科学》 CAS 2015年第23期167-169,288共4页
选取7种典型内分泌干扰物双酚A、壬基酚、辛基酚、雌酮、雌二醇、雌三醇、17α-乙炔基雌二醇,检索全球范围水环境中的污染水平,按地区、季节(水期)具体分析其在水相和悬浮颗粒物中的浓度分布特征。结果表明,外源性内分泌干扰物的污染... 选取7种典型内分泌干扰物双酚A、壬基酚、辛基酚、雌酮、雌二醇、雌三醇、17α-乙炔基雌二醇,检索全球范围水环境中的污染水平,按地区、季节(水期)具体分析其在水相和悬浮颗粒物中的浓度分布特征。结果表明,外源性内分泌干扰物的污染水平明显高于内源性内分泌干扰物;在全球范围内,发展中国家的污染程度普遍高于发达国家;具体流域中EDCs的浓度分布则取决于当地温度、人类活动、径流变化等多因素。 展开更多
关键词 典型EDCs 全球 水环境 污染水平
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