草酸与铁氧化物相互作用及光化学活化分子氧过程的研究进展

草酸与铁氧化物共存于自然环境中,二者之间的相互作用及光化学行为强烈影响着分子氧的活化.而分子氧活化影响共存体系中污染物的迁移与转化,是发展绿色污染控制氧化技术的关键.因此,探讨草酸与铁氧化物之间的相互作用与光化学活化分子氧是目前的研究热点之一.本文系统总结了近年来围绕草酸与铁氧化物相互作用以及草酸诱导铁氧化物活化分子氧的研究成果,论述了草酸在铁氧化表面的吸附与转化特性、草酸铁络合物光化学过程以及活性氧产生与转移途径,同时探讨了上述过程对环境污染物降解的影响,借此加深理解草酸诱导铁氧化物环境光化学行为与活化分子氧原理,并对今后的研究发展方向提出了展望,以期为利用天然铁氧化物和有机质发展原位环境修复技术提供依据.

草酸诱导不同铁氧化物光化学活性差异性研究进展

铁氧化物(IOs)和草酸非均相光化学体系作为传统Fenton和非均相Fenton法的进一步拓展,有助于激发矿物的潜在本能,发挥天然自净化的优势,改善日益严重的水体污染问题。然而自然界中IOs种类繁多且各有差异,导致各IOs-草酸光化学体系降解性能也存在不同。在总结IOs结构性质的基础上,对比了不同IOs-草酸光化学体系的降解性能,并从草酸吸附、铁溶出、活性氧物种生成3个方面对体系光化学机理差异进一步展开论述,同时对后续研究做出展望,旨在通过调控IOs自身性质,打造出行之有效、性能更强的新模式。

焦粉高效活化过硫酸盐对苯胺的降解性能

焦粉作为焦化/煤化企业的低附加值副产物,用作污染控制材料是其高价值应用的一条重要途径。本文对焦粉形貌与成分进行表征分析,通过苯胺降解动力学和影响因素之间的交互作用评估焦粉活化过硫酸盐的催化性能,并初步探讨了相关机理。表征结果显示焦粉表面粗糙,有清晰的孔隙。活性测试结果显示,1g/L焦粉可以高效活化5mmol/L过硫酸盐降解20mg/L苯胺,反应120min后苯胺去除率高于99%,其中灰分对苯胺降解无贡献。增加焦粉剂量和过硫酸盐浓度均可提高苯胺的降解效率。焦粉在pH 3~11范围内均可高效活化过硫酸盐降解苯胺,去除率维持在83%以上。此外,焦粉具有应用于修复复杂水体中有机污染物的潜能,在Cl^(-)、HCO^(-)_(3)和SO^(2)_(4)-干扰下,体系中苯胺去除率维持在90%以上。响应曲面分析表明,焦粉可以高效活化过硫酸盐降解苯胺,且焦粉剂量与过硫酸钠浓度的交互作用强,二者决定了苯胺的最终去除率。自由基淬灭实验证明焦粉活化过硫酸盐降解苯胺过程中,主要产生的活性氧物种为O_(2)·-和·OH。本文的研究结果可为低附加值的煤基副产物高价值应用提供指导,并为进一步发展环境友好的水污染控制与资源化技术提供新契机。

科罗索酸对高脂饲料诱导小鼠非酒精性脂肪肝的保护作用及其机制

[目的]探讨科罗索酸(CA)对高脂饲料(HFD)诱导小鼠非酒精性脂肪肝的保护作用及其机制.[方法]选择5周龄C57BL/6j雄性小鼠随机分为5个组,即正常(CON)组、模型(HFD)组、CA低剂量(10 mg/kg CA,CAL)组、CA高剂量(20 mg/kg CA,CAH)组及阳性对照(300 mg/kg二甲双胍,MET)组.CON组给予10 kcal%正常饲料喂养,其余4个组均给予60 kcal%HFD喂养,共喂养13周,最后4周分别灌胃给予各组小鼠相应剂量的药物,每日1次.[结果]与HFD组比较,CAH组小鼠三酰甘油和总胆固醇水平均显著降低(P<0.001),肝脏组织脂滴蓄积明显减少(P<0.001).CA呈剂量依赖性地激活小鼠肝脏组织中AMPK和ACC蛋白质的表达(P<0.001),抑制SREBP1c、FAS及SCD1等基因表达(P<0.001),并升高PPARα和CD36基因表达(P<0.001).[结论]C A可能通过激活AMPK信号通路来调控肝脏脂质积蓄.

草酸强化天然铁矿石异相光助Fenton催化降解萘酚

对安徽马鞍山天然铁矿石的结构与成分进行表征分析,利用响应曲面方法箱线型设计(BBD)评估影响萘酚降解效率因素之间的交互作用,并探讨草酸强化铁矿石异相光助Fenton催化体系的机理.结果显示,马鞍山铁矿石的矿石矿物主要为磁铁矿.性能评价结果显示草酸显著提高铁矿石异相光助Fenton催化性能,萘酚去除率由40%提高至>99%.BBD设计表明影响萘酚降解的主导因素是草酸浓度,其次是H_(2)O_(2)浓度,铁矿石剂量的影响稍小,三者之间均存在交互影响.EPR结果表明草酸的引入可以显著提高体系中的CO_(2)^(•)−和O_(2)^(•)−含量.草酸强化铁矿石异相光助Fenton高效催化降解萘酚主要归因于草酸与铁矿石形成的草酸铁络合物的光分解提高体系中O_(2)•−产量,另一方面光分解产物Fe(Ⅱ)加速Fenton反应产生•OH的速率.研究结果可为绿色环保水污染物控制技术研发提供指导.

羟基铁铝柱撑膨润土异相Fenton光催化降解偶氮胭脂红B的研究

采用离子交换的方法制备羟基铁铝柱撑膨润土光催化材料,并通过X射线衍射分析(XRD)和紫外-可见漫反射吸收图谱对其进行表征,同时以羟基铁铝柱撑膨润土为异相光助Fenton催化剂,在不同实验条件下,探讨了催化剂对偶氮胭脂红B的光催化降解性能。实验结果表明,羟基铁铝柱撑膨润土具有高的光催化活性。偶氮胭脂红B的光助Fenton脱色过程服从伪一级动力学模型,与染料脱色相比,偶氮胭脂红B溶液的总有机碳(TOC)去除速率相对较为缓慢。在偶氮胭脂红B初始质量浓度为100mg/L、双氧水浓度为12mmol/L、pH等于4时,反应达到平衡后偶氮胭脂红B的脱色率达到98.21%,TOC去除率达到98.12%。实验结果结合偶氮胭脂红B光催化过程的紫外-可见扫描图谱探讨了偶氮胭脂红B的矿化历程。