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TbVO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其对Cd^(2+)的电致化学发光检测研究

分析测试学报 2025年第2期44卷 302-309页

作者：宋珍勇王婷婷吴芳辉吴孔林周经伟安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243000 安徽工业大学建筑工程学院生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243000

以片状g-C_(3)N_(4)为载体,掺杂具有4f活性电子的电催化性能良好、含丰富氧空位、稳定性更佳的TbVO_(4),成功制备了在溶解氧作为共反应剂的条件下可用于重金属离子Cd^(2+)响应及微量检测的电致化学发光传感器材料。通过X射线粉末衍射仪(... 详细信息

以片状g-C_(3)N_(4)为载体,掺杂具有4f活性电子的电催化性能良好、含丰富氧空位、稳定性更佳的TbVO_(4),成功制备了在溶解氧作为共反应剂的条件下可用于重金属离子Cd^(2+)响应及微量检测的电致化学发光传感器材料。通过X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱、X射线光电子能谱(XPS)等详细表征了复合材料的形貌、相态及元素组成和化学状态后,进一步研究发现增强了导电性和电催化活性的TbVO_(4)/g-C_(3)N_(4)复合材料具有比单一g-C_(3)N_(4)更强的ECL发光信号,由此触发了因Cd^(2+)阻抑作用引起的更为灵敏且线性检测范围更宽的ECL响应变化。该复合材料构筑的传感器检出限低(3.98nmol/L),选择性和重现性佳,用于真实样品中Cd^(2+)检测的精密度和准确度均较好。

关键词：片状石墨相氮化碳 TbVO_(4) 复合材料电致化学发光 Cd^(2+)

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膨润土基复合材料的制备及其对铜离子吸附性能的研究

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化工新型材料 2025年第4期53卷 206-213页

作者：吴雪兰许倩倩张洋洋龙红明杨博吴健辉安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心马鞍山243032 安徽工业大学冶金工程学院马鞍山243032 安徽工业大学冶金减排与资源综合利用教育部重点实验室马鞍山243002

以钙基膨润土和钢渣为原料,425型水泥为粘结剂、尿素为致孔剂,通过挤出-滚圆-焙烧法分别制备膨润土、膨润土/钢渣吸附材料,并对比研究了膨润土与膨润土/钢渣复合材料对Cu^(2+)的吸附性能,探究其吸附机理。结果表明:当pH为5.3,初始Cu^(2+... 详细信息

以钙基膨润土和钢渣为原料,425型水泥为粘结剂、尿素为致孔剂,通过挤出-滚圆-焙烧法分别制备膨润土、膨润土/钢渣吸附材料,并对比研究了膨润土与膨润土/钢渣复合材料对Cu^(2+)的吸附性能,探究其吸附机理。结果表明:当pH为5.3,初始Cu^(2+)浓度为100mg/L时,膨润土颗粒用量为50g/L,对Cu^(2+)的去除率达92.40%;而膨润土/钢渣颗粒用量为30g/L,对Cu^(2+)去除率达94.31%。膨润土颗粒对Cu^(2+)的吸附主要依靠离子交换作用,且该过程更符合拟一级动力学模型、Langmuir吸附等温模型;膨润土/钢渣颗粒对Cu^(2+)的吸附主要依靠沉淀作用和离子交换作用,且该过程更符合拟二级动力学模型、Freundlich吸附等温模型。热力学参数计算表明这两种颗粒对Cu^(2+)吸附是自发进行的吸热、熵增过程。

关键词：膨润土钢渣吸附铜离子吸附动力学吸附热力学

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生化尾水深度处理生物膜载体筛选研究

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水处理技术 2025年第3期51卷 135-140页

作者：杨阳汪坤胡小兵苏交科集团股份有限公司江苏南京210017 安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243002 生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032

为筛选适合低浓度生化尾水深度处理的生物膜载体,本文采用4种不同孔隙率的生物膜载体(悬浮型的多面空心球、K1型填料与堆积型的陶粒、火山岩)进行挂膜,考察载体附着生物膜的主要特性(生物膜量MLSS、胞外聚合物EPS)和废水处理效果。结果... 详细信息

为筛选适合低浓度生化尾水深度处理的生物膜载体,本文采用4种不同孔隙率的生物膜载体(悬浮型的多面空心球、K1型填料与堆积型的陶粒、火山岩)进行挂膜,考察载体附着生物膜的主要特性(生物膜量MLSS、胞外聚合物EPS)和废水处理效果。结果表明:悬浮型载体附着生物膜的MLSS、生物膜活性f值较高,MLVSS(5.44 mg/cm3)、EPS(19.03 mg/(g·SS))、PN(5.22 mg/(g·SS))、PS(13.81 mg/(g·SS))含量均高于堆积型生物膜载体,且悬浮型生物膜载体的污染物去除效果优于堆积型生物膜载体。多面空心球生物膜载体附着的生物膜量(7.60±4.01 mg/cm3)最大且生物膜活性f值(0.88±0.08)最高,生物膜中EPS含量(20.77±6.61 mg/(g·SS))、EPS中多糖含量(15.75±4.48 mg/(g·SS))均高于其他生物膜载体;多面空心球生物膜载体对COD、NH_(4)^(+)-N和TP去除率分别为(63.74±3.02)%、(90.67±6.46)%和(62.74±3.47)%,污染物去除效果最好。其他三种生物膜载体生物膜量、EPS含量均低于多面空心球;除火山岩对NH_(4)^(+)-N去除率(90.82±8.35%)略高于多面空心球,K1型填料和陶粒对污染物去除率均低于多面空心球生物膜载体。总之,多面空心球是低浓度生化尾水处理挂膜的最适生物膜载体。

关键词：低浓度尾水生物膜载体胞外聚合物(EPS) 水处理效果

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Ni_(0.4)Cu_(0.6)/POM光催化氨硼烷水解制氢性能研究

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燃料化学学报(中英文) 2025年第3期53卷 360-370页

作者：左佑华李蓉徐立成花俊峰郝思雨谢婧许立信叶明富万超安徽工业大学化学与化工学院安徽马鞍山243032 青岛科技大学高分子科学与工程学院山东青岛266042 浙江省环境科技有限公司浙江杭州310027 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032 南开大学先进能源材料化学教育部重点实验室天津300071 常州大学江苏省绿色催化材料与技术重点实验室江苏常州213164 浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 上海交通大学绍兴新能源与分子工程研究院浙江绍兴312300

采用溶剂热法合成载体含环磷腈聚合物(POM),再以Ni和Cu作为活性组分通过浸渍还原法负载到载体上,制备出Ni_(0.4)Cu_(0.6)/POM催化剂,并将其用于光催化氨硼烷(AB)水解制氢反应。通过TEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-vis DRS、PL、EIS等手段对... 详细信息

采用溶剂热法合成载体含环磷腈聚合物(POM),再以Ni和Cu作为活性组分通过浸渍还原法负载到载体上,制备出Ni_(0.4)Cu_(0.6)/POM催化剂,并将其用于光催化氨硼烷(AB)水解制氢反应。通过TEM、XRD、XPS、FT-IR、UV-vis DRS、PL、EIS等手段对催化剂进行表征。实验结果表明,Ni_(0.4)Cu_(0.6)/POM催化剂具有稳定的球形颗粒结构,在298 K、光照的条件下催化反应的TOF值为1461.0 h^(-1),是非光条件下的1.6倍,在经过20次循环后依然保持着良好的催化活性。

关键词：含环磷腈聚合物催化剂光催化氨硼烷水解制氢光照

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微塑料对沸石吸附水体氨氮的影响及其机制

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环境科学 2024年第4期45卷 2195-2202页

作者：练建军谢诗婷吴培孟冠华陈波安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心马鞍山243032 安徽工业大学能源与环境学院马鞍山243032

以自然环境广泛存在的聚苯乙烯微塑料和丝光沸石为吸附剂,通过序批式吸附实验对比研究了微塑料和沸石两种单一体系,以及沸石和微塑料共存的复合体系下吸附剂分别对氨氮吸附过程的影响及其机制.结果表明,在3种体系下吸附剂对氨氮的吸附... 详细信息

以自然环境广泛存在的聚苯乙烯微塑料和丝光沸石为吸附剂,通过序批式吸附实验对比研究了微塑料和沸石两种单一体系,以及沸石和微塑料共存的复合体系下吸附剂分别对氨氮吸附过程的影响及其机制.结果表明,在3种体系下吸附剂对氨氮的吸附过程均符合准二级动力学模型以及Freundlich等温吸附模型.单一和复合体系下沸石对氨氮的吸附是吸热熵增过程,而微塑料吸附氨氮是放热和熵减的过程;沸石(74.85%)和复合体系吸附剂(82.68%)对氨氮的去除率在pH=6时均达最大值,而微塑料吸附氨氮随pH的提高而逐渐增大;腐殖酸对沸石吸附氨氮具有明显的抑制作用,去除率从60.29%降低至17.35%,而对微塑料的吸附作用影响较小.傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,沸石主要通过氢键和静电引力吸附氨氮,而微塑料通过影响沸石表面O—H和Si/Al—O基团改变了其对氨氮的吸附性能.

关键词：沸石微塑料氨氮吸附影响机制聚苯乙烯(PS)

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改性生物炭活化过硫酸盐降解盐酸四环素

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中国环境科学 2024年第11期44卷 6122-6131页

作者：王诗生杨玉盛广宏刘轶鋆李申波安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243002 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032

以双氧水改性磁性生物炭(H_(2)O_(2)Modified Biochar,HMB)为过二硫酸盐(PDS)的活化剂降解盐酸四环素(TC),考察初始pH值对TC降解的影响.通过淬灭试验和电子顺磁共振(EPR)鉴定活性物种,结合XPS分析、密度泛函理论(DFT)计算和液质联用仪(L... 详细信息

以双氧水改性磁性生物炭(H_(2)O_(2)Modified Biochar,HMB)为过二硫酸盐(PDS)的活化剂降解盐酸四环素(TC),考察初始pH值对TC降解的影响.通过淬灭试验和电子顺磁共振(EPR)鉴定活性物种,结合XPS分析、密度泛函理论(DFT)计算和液质联用仪(LC-MS)检测,探究HMB活化PDS降解TC的反应机理和降解路径.结果表明,经双氧水改性后,在TC浓度20mg/L,PDS浓度1mmol/L,HMB投加量为0.5g/L的条件下,TC去除率83.9%,显著高于单独PDS或生物炭体系,且去除率随pH值增大而减小.猝灭试验和EPR分析表明TC降解存在自由基路径和非自由基路径,活性物种主要包括SO_(4)^(-)、·OH、O_(2)^(-).和^(1)O_(2).XPS表明羰基(C=O)是HMB/PDS体系降解TC的主要活性位点.DFT计算进一步定量分析C=O对HMB催化PDS的贡献.结合LC-MS和理论计算提出了TC的2条降解路径,降解方式包括脱酰胺、羟基化、去甲基化、脱水开环等.

关键词：盐酸四环素磁性生物炭氧化改性密度泛函理论反应机理

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改性菱角壳生物炭吸附水中土霉素性能与机理

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中国环境科学 2021年第12期41卷 5688-5700页

作者：余剑丁恒张智霖李燕丁磊安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032

以菱角壳为原料,乙酸钾为活化剂,通过活化碳化一步法制备了改性生物炭(MBC),对其表面形貌、孔径分布、官能团等表面性能进行了表征,并研究了其对水中盐酸土霉素(OTC)的吸附去除行为.相比于热解生物炭(BC),MBC有更高的比表面积(1147.80m^... 详细信息

以菱角壳为原料,乙酸钾为活化剂,通过活化碳化一步法制备了改性生物炭(MBC),对其表面形貌、孔径分布、官能团等表面性能进行了表征,并研究了其对水中盐酸土霉素(OTC)的吸附去除行为.相比于热解生物炭(BC),MBC有更高的比表面积(1147.80m^(2)/g)、更丰富的孔径结构,更多的含氧官能团和更强的亲水性.溶液pH值在3~8时,MBC对OTC保持较高的吸附量(165mg/g).拟二级动力学模型和Langmuir模型可以很好地描述MBC对OTC的吸附行为.热力学分析显示MBC对OTC的吸附是一个自发吸热过程.除氢键作用、π-π键堆积作用和阳离子-π键作用以外,孔填充是MBC吸附去除OTC的主要作用机理.0.5mol/L氢氧化钠溶液可有效再生吸附饱和的MBC.因此,MBC作为一种吸附剂去除水和废水中的土霉素具有较好的潜能.

关键词：菱角壳生物炭土霉素吸附

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苯酚对活性污泥活性及微型动物群落结构的影响

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环境科学 2016年第10期37卷 3939-3948页

作者：胡小兵饶强唐素兰姜晶谢瑞桃郝文静钟梅英安徽工业大学建筑工程学院马鞍山243032 生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心马鞍山243032

为了探究苯酚对污泥活性及微型动物群落结构的影响,以SBR工艺的活性污泥为研究对象,分析苯酚对污泥TTC-ETS活性、INT-ETS活性和微型动物群落结构及其动态变化的影响.结果表明,污泥TTC-ETS活性较之INT-ETS活性能够更有效表征有机毒害物... 详细信息

为了探究苯酚对污泥活性及微型动物群落结构的影响,以SBR工艺的活性污泥为研究对象,分析苯酚对污泥TTC-ETS活性、INT-ETS活性和微型动物群落结构及其动态变化的影响.结果表明,污泥TTC-ETS活性较之INT-ETS活性能够更有效表征有机毒害物质苯酚对污泥活性的影响,且随着进水苯酚浓度的增大,苯酚对污泥活性的抑制越明显:进水浓度在50mg·L^(-1)时,苯酚对污泥活性的抑制率为(20.75±10.43)%.进水苯酚浓度为100 mg·L^(-1)时,抑制率为(39.73±26.92)%,且波动较大.在300 mg·L^(-1)进水运行后期,苯酚对污泥活性的抑制率稳定在40%左右;苯酚对活性污泥微型动物群落结构的影响随浓度的增大而增大,且对不同微型动物类群影响不同:在低浓度苯酚进水条件下,只有单个微型动物类群(有壳变形虫)受到明显的抑制,而当浓度增大至100 mg·L^(-1)和300 mg·L^(-1)时,对多个微型动物类群(固着型纤毛虫、有壳变形虫、匍匐型纤毛虫、肉食性纤毛虫等)产生抑制,对少数类群(鞭毛虫、线虫等)产生促进作用;苯酚影响下的污泥活性与微型动物之间存在一定的关联性,针棘匣壳虫(Centropyxis aculeata)、多变斜板虫(Plagiocampa mutabilis)等可作为含酚废水处理过程中污泥活性低的指示生物,湖累枝虫(Epistylis lacustris)、软波豆虫(Bodo lens)、跳侧滴虫(Pleuromonas jaculans)等可作为污泥活性高的指示生物.

关键词：苯酚活性污泥毒害效应电子传递体系(ETS)活性微型动物群落指示生物

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氨基化碳化凹凸棒石的水热制备及对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

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硅酸盐学报 2018年第5期46卷 707-714页

作者：王诗生盛广宏宋西珍王萍于冬冬练建军安徽工业大学能源与环境学院安徽马鞍山243032 安徽工业大学、生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032

以凹凸棒石（AT）为导向硬模板，葡萄糖和氨水为原料，采用水热碳（C）化法一步制备出氨基化碳化凹凸棒石复合粉体，并用扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、元素分析、Zeta电势、Raman光谱、热重分析对复合粉体进行表征分析，研究复合... 详细信息

以凹凸棒石（AT）为导向硬模板，葡萄糖和氨水为原料，采用水热碳（C）化法一步制备出氨基化碳化凹凸棒石复合粉体，并用扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、元素分析、Zeta电势、Raman光谱、热重分析对复合粉体进行表征分析，研究复合粉体对水中Cr（1Ⅵ）的吸附一还原性能。结果表明：氨基化碳化凹凸棒石复合粉体表面富含含氧基团（如羟基、羧基、酮基等）及氨基等活性基团。复合粉体对Cr（Ⅵ）和总铬去除率显著高于碳化凹凸棒石和AT，但和活性炭没有显著差异。复合粉体对Cr（Ⅵ）去除率显著高于总铬，表明复合粉体具有一定的还原性能；Cr（Ⅵ）和总铬去除率均随着Na2s04浓度的增加而减小。对总铬的吸附动力学过程符合准二级动力学模型。对总铬吸附过程适合用Langmuir模型来描述，在288、298、308、318和328K时，最大吸附量分别为81．5、92．6、109．9、120．5和132．7mg／g。在研究的温度范围内，Gibbs自由能变为-16．5～20．8kJ／mol，焓变为15．6kJ／mol，熵变为110．9～114．1J／（mol·K），表明该吸附是自发、吸热和熵增过程。

关键词：凹凸棒石葡萄糖氨水六价铬吸附-还原

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生物载体内孔径对生物膜微型动物多样性与稳定性影响

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中国环境科学 2021年第11期41卷 5292-5302页

作者：胡小兵王振振林睿沈翼军钟梅英李晶晶陈红伟周佳颖安徽工业大学建筑工程学院安徽马鞍山243002 生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心安徽马鞍山243032

为了给废水处理生产中最佳孔径的生物载体选型提供依据,本研究系统考察聚氨酯海绵生物载体5种孔径(0.6~4mm)大小对生物膜微型动物群落多样性以及稳定性的影响.结果表明:鞭毛虫、肉足虫等是运行前期与中期的优势种属,游泳型与固着型纤毛... 详细信息

为了给废水处理生产中最佳孔径的生物载体选型提供依据,本研究系统考察聚氨酯海绵生物载体5种孔径(0.6~4mm)大小对生物膜微型动物群落多样性以及稳定性的影响.结果表明:鞭毛虫、肉足虫等是运行前期与中期的优势种属,游泳型与固着型纤毛虫、轮虫是后期的优势种属.不同孔径载体在不同时期,微型动物多样性、稳定性等参数变化具有明显差异.小孔径(0.6mm)载体微型动物仅在运行中期内表现出较高多样性,中小孔径(1mm)载体多样性总体偏低,中大孔径(3mm)和大孔径(4mm)载体微型动物多样性波动剧烈.小孔径、中小孔径载体内微型动物稳定性好,中大孔径载体稳定性波动大,而大孔径载体最不稳定.中等孔径(2mm)载体内微型动物群落物种丰富度、均匀度高,多样性高且稳定(后期H=2.12、R=1.19、λ=0.16),其微型动物群落最为稳定(后期WH=0.13),且表现出较好的废水处理效果,中等孔径是理想的生物载体内部孔径大小.在生物膜系统中,微型动物多样性稳定指数WH可作为废水中CODcr去除效果的指标参数.

关键词：内孔径微型动物群落多样性稳定性

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