案例协助环境微生物学课程思政教学探索与实践

环境微生物学是环境化工类专业一门重要的方向课。对本课程进行思政建设,旨在提升学生的思想道德修养,树立正确价值观。环境微生物学课程中蕴含了大量的思政元素,为开展课程思政教育改革提供基础。本文探讨了案例协助下思政元素与环境微生物学课程内容的融合,探索了课程思政教育融合改革的路径和方法,包括课程线上线下混合教学、教学内容和教学方法优化、多维考核评价体系的建立等措施。本文为环境类课程思政在教学实践中提供新思路和方法。

以糠醛废水为助剂制备的纳米钛酸镁对铅、镉、镍的吸附性能

以糠醛废水、氧化镁和钛酸四丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备纳米钛酸镁粉体,利用X射线衍射仪、扫描电镜和红外光谱仪对其进行表征,并研究其对铅、镉、镍离子的吸附性能。以镉离子为例,对吸附过程的热力学和动力学进行了探讨。结果表明:纳米钛酸镁粉体在pH为4~8的介质中,对水中的铅、镉和镍离子具有较强的吸附能力;吸附行为符合Langmuir等温方程和准二级动力学模型;吸附的重金属离子可用5 mL、浓度为0.5 mol/L硝酸溶液完全洗脱回收,富集因子高达50。将本文方法用于固相萃取富集-火焰原子吸收测定水样中铅、镉和镍离子,效果较好。

ZnO/SnO_(2)复合光催化剂的制备及性能研究

以C_(4)H_(10)O_(6)Zn为主要原料,采用共沉淀法和煅烧相结合的方法合成ZnO/SnO_(2)复合光催化剂。探究催化剂在紫外线下对亚甲基蓝的去除率,探讨了包括SnO_(2)与ZnO摩尔比、煅烧条件等制备条件对复合催化剂性能的影响。研究发现,当复合物中SnO_(2)与ZnO摩尔比为9%、水与乙醇体积比为3:2、超声60 min、煅烧温度为700℃、热处理5 h时,制备的复合材料光催化性能最好。利用XRD、UV-Vis-DRS、SEM、PL等检测手段对复合材料进行表征,证明该复合材料保留了稳定的ZnO和SnO_(2)的主体结构,并在界面形成了异质结,降低了电子-空穴对的复合率,其光催化效果明显优于纯ZnO和纯SnO_(2)两种材料。

混晶纳米TiO_2薄膜光催化降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为原料采用浸渍提拉法在普通瓷片表面制备TiO2混晶薄膜,用XRD对薄膜进行表征,选用亚甲基蓝催化降解考察TiO2混晶薄膜的催化能力,探讨了紫外光光照强度、亚甲基蓝初始浓度和pH对光催化降解的影响。结果表明:600℃煅烧4h可制备金红石为13.2%的混晶薄膜,平均粒径为22nm;初始浓度在0.313～0.937mg/L,催化反应符合一级动力学方程,半衰期随初始浓度的增加而减小;在光照强度为40W和pH为13时降解率为45.6%,并可多次重复使用。

基于双尺度相关运算的拉曼谱峰识别方法

拉曼谱峰识别是拉曼定性分析中的关键技术之一,针对现有拉曼谱峰识别方法中存在的缺陷和不足提出了一种双尺度相关拉曼光谱谱峰识别方法,即采用两个尺度下的相关系数与局部信噪比相结合来实现拉曼谱峰识别。利用MATLAB对所提算法与传统的连续小波变换法进行了对比分析,并通过实测拉曼光谱进行验证。分析结果:双尺度相关法识别一幅拉曼谱的平均时间为0.51s,连续小波变换法为0.71s;当谱峰信噪比≥6时(现代拉曼光谱仪器均可达到较高的信噪比),双尺度相关法的谱峰识别准确率高于99%,连续小波变换法的谱峰识别准确率小于84%,且双尺度相关法谱峰位置识别误差的均值与标准差均要小于连续小波变换法。通过仿真对比分析和实验验证表明:双尺度相关法具有无需人工干预,无需做去噪及去背景等预处理操作,识别速度快,识别准确率高等特点,是一种切实可行的拉曼谱峰识别方法。

镀镍废水处理技术的研究进展

镀镍工业产生大量的含镍废水,会对环境造成污染。介绍了镀镍工业含镍废水的来源及性质,综述了镀镍工业含镍废水治理技术,介绍了化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、生物法及乳状液膜等方法,并对各方法的适用条件及处理效果进行了总结,对镀镍废水进行深度处理,镍资源回收利用是发展方向。

准直系统对静态傅里叶变换光谱仪的影响

准直系统为静态傅里叶变换光谱仪提供准直光,其品质对光谱仪复原光谱的信噪比有着决定性的影响。研究基于菲涅尔标量衍射理论,通过数值计算软件建立了静态傅里叶变换光谱仪的物理光学仿真模型,详细探讨了准直镜头各种赛德尔像差及扩展光源尺寸对静态傅里叶变换光谱仪的影响。仿真结果表明:各类像差对光谱信噪比影响的大小呈现明显的规律性;特别是,轴外像差对光谱信噪比的影响还与光源点所处的象限位置有关;最后仿真得到了扩展光源的最大容许半径为0.65mm。此研究结果将用于准直系统的设计。

Eu^(3+)和Sm^(3+)共掺杂TiO_2光催化剂的协同效应

采用溶胶-凝胶法制备了纯TiO2和Eu3+/Sm3+共掺杂TiO2复合粉体,采用XRD,DRS和SEM等技术进行表征,以亚甲基蓝(methylene blue,MB)的光催化降解为目标反应,评价了其光催化活性,探讨了Eu3+/Sm3+共掺杂对TiO2粉体光催化的影响机制。结果表明,Eu3+/Sm3+共掺杂可以显著提高TiO2粉体光催化活性,Eu3+/Sm3+共掺杂在TiO2粉体中产生协同作用,可以抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,使TiO2的粒径减小。Eu3+/Sm3+共掺杂增大了TiO2粉体的晶格畸变,使TiO2粉体吸收带边蓝移。当Eu3+/Sm3+的掺杂量分别为0.05%和0.1%,TiO2光催化活性最高,光催化降解率达到84.8%。

Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)的制备及其催化性能研究

为提高Fe_(3)O_(4)的类芬顿效果,基于光助类芬顿催化氧化技术,在共沉淀法制备Fe_(3)O_(4)的基础上采用醇热法制备能高效降解亚甲基蓝的Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)催化剂。建立了以Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)为催化剂的光助类芬顿催化氧化体系,分析不同制备及降解条下Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)的类芬顿活性,并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)材料进行表征。结果表明:当Fe_(3)O_(4)和SnS_(2)物质的量比为1∶1时,Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)的催化效果最好;亚甲基蓝溶液pH为3.0、Fe_(3)O_(4)/SnS_(2)投加量为20 mg、H2O2添加量为25 mmol/L时,对20 mg/L亚甲基蓝溶液的降解率达到99.87%;反应符合准一级动力学方程,动力学常数为5.122×10^(-2)min^(-1);材料能通过外部磁场回收,可重复利用,化学稳定性强。

乳状液膜法提取红土矿浸出液中镍

采用Span-80-TBP-NH_3·H_2O体系乳状液膜法提取红土矿浸出液中的Ni(II),研究了膜相组成、内水相试剂浓度、膜相与内水相体积比(油内比)、乳水体积比对镍离子提取效果的影响.采用微分法测定并比较了反应的浓度级数nC和时间级数nt.结果表明,膜相组成为Span-80:TBP:石蜡:煤油(体积比)=5:4:2:89、内水相氨水浓度为2mol/L、油内比为1:1、乳水体积比为1:3、外水相硫酸浓度为0.3mol/L的条件下,经过二级提取后,红土矿浸出液中Ni(II)去除率可达80%;由浓度级数(n_C=1)小于时间级数(n_t=2.8)可知,该过程为化学反应控制过程.

Tb^(3+)和Sm^(3+)共掺杂对TiO_2降解亚甲基蓝的影响

采用溶胶-凝胶法制备纯TiO2和Tb3+/Sm3+共掺杂TiO2复合粉体,采用XRD、DRS和SEM等技术进行表征,以亚甲基蓝(methylene blue,MB)的光催化降解为目标反应,评价其光催化活性,探讨Tb3+/Sm3+共掺杂对TiO2光催化性能的影响机制。结果表明,Tb3+/Sm3+共掺杂可显著提高TiO2光催化活性,Tb3+/Sm3+共掺杂在TiO2中产生协同作用,可抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相转变,使TiO2粒径减小。Tb3+/Sm3+共掺杂增大了TiO2的晶格畸变,使TiO2吸收带边蓝移。当Tb3+/Sm3+的掺杂量分别为0.1%和0.2%时,TiO2光催化活性最高,降解率达到91.46%。

Span80-TBP-NaOH体系乳状液膜法富集红土矿浸出液中镍的研究

采用Span80-TBP-NaOH体系乳状液膜法,提取红土矿浸出液中的Ni（Ⅱ）;测定了表面活性剂含量、载体含量、内相试剂浓度、外水相酸度、温度等对提取速率的影响.根据温度对提取速率的影响求出反应的表观活化能,确定了该反应过程的速控类型.在最适分离条件下,做二级提取实验,其提取效果可达90%以上.

NaOH体系乳状液膜法提取镍的机理研究

以NaOH作为内水相沉淀剂、Span80为表面活性剂、磷酸三丁酯(TBP)为流动载体、液体石蜡为膜增强剂、煤油为膜溶剂,采用乳状液膜技术提取溶液中的镍。采用微分研究Span80-TBP-NaOH体系乳状液膜传输镍的反应动力学过程,采用拉曼光谱研究Span80-TBP-NaOH体系乳状液膜膜内反应。结果表明,Span80-TBP-NaOH体系为一级扩散控制过程;比较提取镍前、后乳液的光谱图,证明了膜内反应的发生,比较破乳后油相与原始油相的拉曼光谱,表明油相可以重复利用。

稀土掺杂混晶TiO_2薄膜的制备和性能

利用溶胶-凝胶法在瓷片表面制备了纯的和少量Eu3+掺杂的TiO2薄膜,并用X-射线衍射技术对样品进行了表征。研究了少量Eu3+掺杂对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝活性的影响。利用相结构与TiO2薄膜光催化活性关系,探讨了少量Eu3+掺杂对TiO2薄膜的光催化活性的影响。结果表明,与纯TiO2薄膜相比,适量掺杂Eu3+可以显著提高其光催化活性。当Eu3+的质量分数为0.02%,TiO2薄膜的光催化活性最佳,降解率为62%,金红石相质量分数为17.2%,平均晶粒粒径为20 nm;Eu3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变并减小了晶粒尺寸,有利于提高光催化活性。

乳状液膜法处理含铜废水的实验研究

以NH3·H2O为内水相试剂,采用乳状液膜法提取溶液中的Cu2+,考查内水相试剂浓度、表面活性剂含量、流动载体含量、制乳搅拌速度及时间等因素对乳状液膜稳定性和提取效率的影响。结果表明:Span85为7%、乙酸异戊酯为3%、NH3·H2O浓度为1.0mol/L、制乳搅拌速度6000r/min、乳水体积比为0.3,Cu2+的提取效率可达95%。

预涂镧盐的二氧化钛薄膜制备和性能

在玻璃表面预涂一层硝酸镧掺杂的TiO2薄膜。研究了镧盐掺杂对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝活性的影响。利用相结构与TiO2薄膜光催化活性关系,探讨了镧盐掺杂对TiO2薄膜的光催化活性的影响。结果表明,与纯TiO2薄膜相比,适量掺杂镧盐可以显著提高其光催化活性。当预涂w(硝酸镧)为0.3%溶液时,TiO2薄膜的光催化活性最佳,降解率为94.56%,镧盐强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸,这两方面均有利于提高光催化活性。

乳状液膜法破乳及膜相重复利用研究

以NH3·H2O为内水相试剂,采用乳状液膜法提取溶液中的Ni2+,对提取镍后的乳液进行破乳,对离心破乳法、超声波破乳法、加热破乳法、以及加热-离心联合法进行实验研究。实验结果表明,采用加热-离心联合破乳法效果理想,破乳率可达98%。膜相经四次重复利用后,乳液对镍的提取效率仍可达90%。

纳米TiO_2制备及其光催化降解聚乙烯醇

以TiC l3为主盐,采用水解沉淀法制备纳米TiO2粉末,用X射线衍射和CODCr法研究了粉料的特征及光催化性能.结果表明:反应温度为85℃,反应时间为2h,十二烷基苯磺酸钠投加量为0.5g,TiC l3投加量为106g/L,乙二胺四乙酸二钠投加量为24g/L,煅烧温度为480℃,可制备纳米级的TiO2粉末,平均粒径为17nm;在CODCr为680 mg/L的制胶废水中加入1g/L TiO2粉料,pH值为7,降解120m in时,CODCr降解率达到70(.

耐火砖附载TiO_2光催化降解糠醛废水

以耐火砖为载体 ,采用简单工艺制得负载型光催化剂TiO2 ,并研究了利用TiO2 firebrick光催化剂降解糠醛废水。结果表明 ,在紫外灯下照射 6 0min ,糠醛废水的COD去除率可达 5 6 .7% 。

低量Gd^(3+)/Fe^(3+)共掺杂TiO_2制备及催化活性

利用溶胶-凝胶法在煅烧温度540℃制备了纯的和不同Gd3+/Fe3+共掺杂的TiO2纳米粉体,并用XRD技术对样品进行了表征。研究了Gd3+/Fe3+共杂量对样品相结构、晶粒尺寸和光催化降解亚甲基蓝的活性的影响,利用相结构与纳米TiO2光催化活性关系探讨了Gd3+/Fe3+共掺杂对纳米TiO2的光催化活性。结果表明,与纯TiO2相比,适量共掺杂Gd3+/Fe3+可以显著提高其光催化活性。当Gd3+/Fe3+共掺杂量为0.04%/0.04%,TiO2纳米粉体的光催化活性最佳,降解率为89.96%,其金红石相含量为32%,平均晶粒粒径为30 nm,Gd3+/Fe3+共掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变,减小晶粒尺寸这两方面均有利于提高光催化活性。