挥发性有机污染物光催化降解催化剂的研究进展

随着工业的发展,挥发性有机污染物(VOCs)的治理迫在眉睫。在众多消除VOCs的方法中,光催化技术一直备受关注,它能够将VOCs催化氧化生成二氧化碳(CO_(2))和水(H_(2)O)等无污染产物,不会产生二次污染。但光催化剂存在电导率低、过电位高、光诱导电荷高复合以及带隙不匹配等缺点,从而抑制了光催化性能的提升,进而限制了其实际应用。因此,提高光催化剂的催化活性和选择性,并且清楚了解光催化机理至关重要。目前文献报道中光催化剂催化性能提升的方法包括掺杂、染料敏化、贵金属负载、半导体复合等,不同的方法实现了能带结构调控、缺陷调控、形貌调控等,旨在增强半导体中光生载流子的流动能力以及增加可见光吸收,进而提升光催化性能。本文将文献报道的光催化剂分类,从贵金属催化剂、非贵金属催化剂、非金属催化剂以及金属有机框架(MOFs)催化剂出发进行综述,分别论述了国内外不同种类催化剂去除VOCs的研究进展。不同种类光催化剂的研究进展为开发高效光催化剂奠定了基础。

Assembling Superfine Bi_(3)TaO_(7) Particles into 2D Fe_(2)O_(3) Nanosheets for Enhanced Usability to Aqueous Tetracycline Residues

Composites of 2D/0D Fe_(2)O_(3)-Bi_(3)TaO_(7)(FO-BTO)prepared by a hydrothermal method in which superfine Bi_(3)TaO_(7) particles were mounted onto lamellae of Fe_(2)O_(3) sheets could efficiently remove aqueous tetracycline(TC)residues.The optimal composite FO-3BTO had a TC removal rate of 95%in 120 min under solar light,and its overall properties were better than those of reported photocatalysts.According to XRD,HRTEM,XPS,SEM,PL,EIS,and photocurrent tests,Fe_(2)O_(3) and Bi_(3)TaO_(7) composites formed on effective S-scheme heterojunctions,and the tight contact structure contributed to the increase in efficiency of aqueous TC residue removal.

Assembling Fe_(2)O_(3)/BiOCl Composite for Highly Effective Degradation of Water Pollutants under Visible-Light Irradiation

Fe_(2)O_(3)was synthesized by the solvothermal method,and the synthesized Fe_(2)O_(3)was added in the process of preparing BiOCl by hydrolysis,and then Fe_(2)O_(3)/BiOCl photocatalytic materials with different composite ratios were prepared.The optimal Fe_(2)O_(3)/BiOCl(1Fe/50Bi)sample showed a highest photocatalytic efficiency for cationic dyes(Rhodamine B)and anionic dye(methyl orange)degradation irradiated with visible light,as compared with that of a bare BiOCl catalyst.Meanwhile,radical capturing experiments indicated that the photo-induced holes(h^(+)) is the main active species.X-ray powder diffraction and ultraviolet-visible diffuse reflectance spectroscopy were used to characterize the structural and optical properties,which proved that Fe_(2)O_(3)was successfully composited to the BiOCl surface and effectively reduced the bandgap of BiOCl.More importantly,the optimal 1Fe/50Bi sample shows the highest photocatalytic efficiency for tetracycline(TC)degradation(98%)irradiated with visible light,as compared with that of a bare BiOCl catalyst.Consequently,the Fe_(2)O_(3)/BiOCl photocatalyst have potential applications in environmental purification.

我国中西部表层沉积物中微炭屑记录的火活动信息

微炭屑作为植物体不完全燃烧的产物,是良好的火活动代用指标。目前,国内外更多地关注微炭屑对不同时间尺度上火的重建,对现代微炭屑的分布特征及其与火的关系缺少系统分析。本研究采集了35个跨越我国中西部约2950 km的表层沉积样品,利用孢粉流程法获取微炭屑,结合采样点周边50 km、100 km及200 km范围内卫星火点数量以及植被、降水、湿度及温度等指标,分析不同空间范围微炭屑的粒径、形态及浓度特征,探讨其与火活动频率的关系。结果表明:陆表(表土、湖泊与其他水体表层沉积物)微炭屑浓度可有效地反映区域火活动特征,其浓度高值往往与区域内火点高值相对应;现代火活动频繁区域主要分布在植被、降水与温度条件偏好的半湿润-半干旱区(也是人类农业活动密集区);据二者对比结果推测,微炭屑的来源范围可能主要为50~100 km以内;同时,长条形与近圆形微炭屑的比值与50 km范围内草地火活动有较好的对应关系(r=0.61,p<0.05),对燃烧的草本与木本植物比例具有较好的指示意义。考虑到区域环境条件差异,未来拟将更大空间范围内微炭屑记录与火点数量和燃烧面积相结合,进一步揭示微炭屑与现代火活动的关系,为地层古火重建提供现代过程基础。

青藏高原东北缘祁连山区现代孢粉空间分布与搬运过程

孢粉在揭示过去不同时间尺度气候和生态变化方面发挥了重要作用,然而目前对干旱区盆-山复杂地形下现代孢粉分布特征、搬运和沉积过程还缺乏系统的认识,在一定程度上影响了孢粉在干旱区的适用性以及重建结果的准确性。本研究以垂直地带性明显的青藏高原东北缘祁连山区为对象,基于现代空气孢粉收集器的分析结果,同时结合河流水体和表土孢粉数据,讨论了风力和河流对不同类型孢粉的搬运作用,进而确定了盆地沉积物孢粉的来源及对区域植被和气候的指示意义。研究结果表明:1)区域现代空气孢粉收集器样品孢粉组合以近源和区域植被类型为主,未发现外源长距离搬运对观测结果的明显影响;2)河流对山地木本类型孢粉有较强的搬运能力,但随着河流搬运距离的增加,木本类型孢粉的比例减少,所携带的山地植被信息被削弱;河流孢粉组合特征与取样点周围植被状况密切相关,且在不同的时段孢粉组合特征有明显的差异;3)在利用盆地沉积物孢粉序列重建过去植被和气候时,要充分考虑径流量及河道变迁引起孢粉沉积过程的改变,区分山地和盆地的不同信息,构建适用于干旱区复杂地形的孢粉-植被-气候关系,提高重建的准确性。

柴达木盆地北缘湖泊表层沉积物炭屑特征及其环境意义

沉积物中的炭屑在探讨火(灾)的基本特征及其与植被和人类活动关系方面具有重要意义。采用孢粉学提取方法,对柴达木盆地北缘的湖泊表层沉积物进行了微体炭屑的分析工作,用以探讨其空间分布及其与区域植被和现代人类活动之间的关系。结果表明:不同粒径的炭屑浓度均呈现出自西向东升高的趋势,与区域植被覆盖度自西向东增加的趋势一致。其中,小粒径的炭屑以近圆形占多数,表明区域性火事件中燃烧的木本植被占主导地位;粒径较大的长条形炭屑在盆地东部区域占优势,表明地方性火事件向东增加,草本植物燃烧逐渐增多,与自西向东草本植物的增多相吻合,且燃烧由区域向近源转换。此外,该地区人口数量也有自西向东增加的趋势,推测人类生产生活用火对炭屑浓度有很大的贡献量,与大颗粒炭屑浓度向东升高有较好的对应关系。表层沉积物炭屑的空间变化特征不仅很好地反映了相应地区的火的信息,还对区域植被和人类活动等要素具有较好的指示意义。