Fe^(2+)/Mn^(2+)活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究

盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe^(2+)/Mn^(2+)共活化Na_(2)SO_(3)降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明:当Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)浓度比为1∶4∶20(浓度分别为0.1、0.4和2 mmol/L)时,在反应45 min、pH为9.0条件下,盐酸土霉素的去除率和矿化率最高,分别达到94%和49%。随着溶解氧从9 mg/L下降至1.89 mg/L,盐酸土霉素去除率从94%下降至17%;氯离子、腐殖酸和碳酸根均对盐酸土霉素的降解产生抑制作用。Mn(Ⅲ)和SO_(4)·^(-)是降解盐酸土霉素的主要活性氧化剂,盐酸土霉素的降解经过电子转移、开环与酰基化等过程。

电协同Fe^(2+)活化过硫酸盐处理偶氮染料废水的研究

偶氮染料废水会对自然环境和人类健康产生巨大危害。文章研究电协同Fe^(2+)活化过硫酸盐体系高效处理偶氮染料废水,以金橙G废水为处理对象,考察不同反应条件例如pH、Fe^(2+)投加量、过二硫酸盐(PDS)投加量、电流密度等因素对处理效果的影响,采用响应曲面法优化反应条件并确定最佳反应条件下的处理效果。结果表明,在pH为3、极板间距为9 cm、电流密度为15 mA/cm^(2)、PDS投加量为6.66 mmol/L、Fe^(2+)投加量为2 mmol/L、Na_(2)SO_(4)投加量为89.39 mmol/L的条件下,金橙G废水色度平均去除率为93.03%,COD平均去除率为85.80%。分析电协同Fe^(2+)活化过硫酸盐体系起主要作用的自由基及降解机理,证实了电和Fe^(2+)的协同作用。该研究可为电协同Fe^(2+)活化过硫酸盐体系在偶氮染料废水处理领域的应用提供技术支撑。

Fe^(2+)、Cu^(2+)诱导工艺对柞木表板颜色变化规律的影响

木材中的木质素、抽提物等物质具有能与金属盐溶液产生颜色反应的特性。利用这一特性以硫酸亚铁、硫酸铜溶液作为诱导剂,通过正交试验得到色差最大时的工艺参数,探究金属Fe^(2+)、Cu^(2+)的诱导剂质量分数、诱导时间、干燥时间、干燥温度对实木复合地板柞木表板颜色变化的影响。结果表明:Fe^(2+)、Cu^(2+)的诱导剂质量分数对柞木表板色彩色调的影响极为显著(F值分别为20.4453、8.8442);柞木表板的明度色品指数(L^(*))、红绿轴色品指数(a^(*))、黄蓝轴色品指数(b^(*))均随着Fe^(2+)、Cu^(2+)的诱导剂质量分数、诱导时间、干燥时间的增加而逐渐减少,总色差(ΔE^(*))逐渐增大,最大为31.53、9.90,表板色调逐渐偏暗、偏绿、偏蓝;随着干燥温度的增加,Fe^(2+)、Cu^(2+)诱导时的柞木表板总色差都逐渐减小。

外源Fe^(2+)浓度和矿物粒径对生物浸铀的影响

为改善以往生物浸铀效率不高的缺陷,通过添加外源Fe^(2+)及改变矿物粒径来提高生物对铀的浸出率。研究结果表明:外源Fe^(2+)浓度分别为0、0.5、1.0和2.0 g/L时,铀浸出率分别为87.34%、88.27%、91.23%、89.13%,当浸出体系中Fe^(2+)浓度为1.0 g/L时,铀矿石会产生部分溶解且表面粗糙孔隙明显,有利于铀的浸出,溶浸液中存在适量的Fe^(2+)对生物浸铀的能力具有提升效果。另外,外源Fe^(2+)对铀矿生物浸出符合固体产物层控制模型,浸出过程主要受扩散控制。当粒径<-2 mm和-5 mm时铀浸出率分别为91.23%和83.70%,矿物粒径适当减小可增大颗粒比表面积,同样利于铀的浸出。

Fe、Ir掺杂MoS_(2)表面对N_(2)气敏吸附与解离反应性能提升的第一性原理研究

基于第一性原理方法,采用周期性平板模型,研究了N_(2)分子在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面的吸附和解离行为.研究表明:N_(2)分子在TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面吸附能依次为0.62和0.47 eV,而完整MoS_(2)表面的吸附能只有0.08 eV,说明掺杂之后对N_(2)表现出略好的吸附性能.差分电荷密度分析表明,N_(2)吸附后,掺杂Fe、Ir原子与两个N原子之间电荷有所增加,N-N键之间的区域电荷密度减少,N-N键的强度减弱.态密度计算结果发现,N_(2)在吸附过程中,主要是N原子的2p_(y)、2p_(z)轨道与Ir的5d_(xy)和5d_(z^(2))以及Fe的3d_(xy)和3d_(z^(2))发生杂化作用.通过分析解离活化能,N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离需要活化能均较高,且远大于在相应掺杂表面的吸附能,说明N_(2)在掺杂体系TM-MoS_(2)(TM=Fe、Ir)表面解离应该表现为分子吸附或脱附.

羊肝多肽-Fe^(2+)螯合物制备工艺的优化

为开发高效生物补铁剂以制备Fe^(2+)螯合率高的多肽产品,本研究以小尾寒羊羊肝为原料,筛选适宜的羊肝蛋白水解酶,优化p H值、肽铁质量比(m/m)、抗坏血酸浓度等影响肽亚铁螯合的因素,通过红外光谱分析仪、扫描电子显微镜及X-射线衍射仪表征羊肝多肽-Fe^(2+)螯合物微观结构及螯合位点。结果表明,木瓜蛋白酶是制备羊肝多肽-Fe^(2+)螯合物的最适宜酶;当p H值为7.97、肽铁质量比(m/m)为2.72∶1、抗坏血酸浓度为16 mg·m L^(-1)、温度为65℃、时间为80 min时,多肽-Fe^(2+)螯合率最高(58.07%);多肽-Fe^(2+)螯合物呈表面粗糙但整体密集的球状结构,这是由于Fe^(2+)与羊肝多肽氨基酸上的-COO-、N-H、C=O形成配位键所致,螯合物中铁占比为4.84%。本研究有利于推动新型铁补充剂的开发,也可为提高羊肝副产物的附加值提供思路。

Fe^(2+)螯合剂对羟脯氨酸发酵的影响

为解决反式-4-羟基脯氨酸发酵过程中Fe^(2+)供应不足、产酸效率低等问题。该研究以大肠杆菌HYP-08为供试菌株,首先通过单因素实验探究Fe^(2+)螯合剂种类及添加量对羟脯氨酸发酵生产的影响,并通过5 L发酵放大验证,以羟脯氨酸产量、生物量,糖酸转化率为指标,进一步探究其在放大过程中的影响,结果表明葡萄糖酸亚铁对羟脯氨酸发酵效果最好,流加发酵生产中,最终确定了10 h开始持连续流加的补料方式,反式-4-羟基脯氨酸生物量及产量达到最高,分别为146.2、118.6 g/L,较优化前提高了12.1%和4.2%,副产物乙酸减少到1.05 g/L,葡萄糖酸亚铁的添加有效增强了菌体活力,提高了羟脯氨酸的产量和糖酸转化率,为微生物发酵生产羟脯氨酸提供了依据。

以研促教:利用荧光探针检测Fe^(2+)的实验设计

本文以荧光探针的设计合成和监测亚铁离子(Fe^(2+))应用于分析化学拓展实验教学为主题,介绍了一种新型的荧光探针DCM-Fe,其通过引入N-氧化物基团有效抑制了分子内电荷转移的发生,实现了对Fe^(2+)荧光“turn on”型检测。本文还阐述了在实验教学中,通过本实验的设计和实施,学生可以深入理解荧光探针的设计合成原理和荧光检测技术的应用,在实践中掌握荧光探针的合成、分析和应用,并培养了学生的实验技能和创新意识。本实验教学可为分析化学实验教学的拓展提供一种新思路和方法。

营养液不同浓度Fe^(2+)对水培小白菜生长发育及品质的影响

为筛选适宜水培小白菜生长的Fe^(2+)浓度,该文以苏州青为试验材料,开展了不同浓度Fe^(2+)对小白菜生长发育及品质的影响试验。试验结果表明,水培营养液Fe^(2+)浓度为0.03 mmol/L处理,水培小白菜株高、茎粗均显著高于其他处理,地上部鲜质量、地上部干质量、地下部鲜质量、地下部干质量最大,较对照分别提高92.5%、266.7%、115.5%、357.9%,叶绿素含量(57.12 mg/g)、维生素C含量[92.15 mg/(100 g)]、可溶性糖含量(0.43%)最高,较对照分别提高77.67%、50.44%、30.30%,小白菜丙二醛含量最低(11.06 nmol/g),较对照降低39.33%。综上,营养液Fe2+浓度为0.03 mmol/L时,水培小白菜生长势最旺、品质最佳、抗逆性最强。

甲基磺酸盐电镀液中Fe^(2+)质量浓度对镀锡板的影响

采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、塔费尔曲线及循环伏安曲线等测试方法,研究了在甲基磺酸盐体系镀锡工艺中,Fe^(2+)质量浓度对镀锡板的耐蚀性、电镀过程中Sn^(2+)扩散系数及电流效率的影响.结果表明:Fe^(2+)质量浓度增加会导致镀锡板表面孔隙数量增多,抑制镀层中的锡粒向(200)晶面生长,致使镀锡板耐蚀性下降,当Fe^(2+)质量浓度超过8.0 g/L时,镀锡板耐蚀性明显降低;同时,Fe^(2+)质量浓度增加会导致电镀锡过程中Sn^(2+)扩散系数减小、电流效率降低.

不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响

为了探究不同因素对Fe^(3+)-TiO_(2)/活性炭纤维(ACF)降解氨气(NH_(3))的影响规律,采用Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF复合材料,以NH_(3)为目标降解物,研究初始浓度、流速、光催化剂负载量以及光照强度对Fe^(3+)-TiO_(2)/ACF降解NH_(3)的影响,并进行了相应的反应动力学分析。结果表明:随着初始浓度的增加,NH_(3)降解率呈现略微降低的趋势,光催化过程基本符合L-H一级反应动力学模型;随着流速的增加,NH_(3)降解率表现为先升高后降低,其光催化过程也基本符合L-H一级反应动力学模型;随着光催化剂负载量以及光照强度的增加,NH_(3)降解率表现为略微增加的趋势。

H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对天然有机物膜污染行为的影响机制

选用腐殖酸(HA)代表天然有机物,考察微量H_(2)O_(2)&Fe^(2+)预处理对膜污染的减缓机理及减缓效果关键影响因素.结果发现,无需提供额外酸性条件,投加100μmol/L的Fe^(2+)和H_(2)O_(2)反应20min后,膜通量衰减率可从83%降低到20%,通量恢复率从26%增大到100%,且膜污染减缓能力随反应时间和H_(2)O_(2)&Fe^(2+)投加量的增大在持续增大,远优于同等剂量H_(2)O_(2)、Fe^(2+)或Fe^(3+)的膜污染减缓能力.究其原因,主要因为H_(2)O_(2)&Fe^(2+)可诱导HA产生羧酸,进而触发Fenton反应.Fenton过程的氧化和混凝协同作用,促使HA分子间团聚形成大尺寸絮体并削弱HA在膜面作用力,导致污染物在膜面的吸附累积速率降低,且形成松散的污染层,最终伴随着膜污染的大幅度减缓.

基于六偏磷酸钠-Fe^(2+)的铁盐脱氮反应器运行性能及微生物学特征研究

以实验室高效反硝化反应器中的反硝化污泥作为接种污泥,启动自养型六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮反应器,试验采用模拟废水通过88 d的不间断运行,研究了铁盐脱氮工艺的脱氮效能及其微生物学特性。结果表明,当反应器硝态氮容积负荷为0.42 kg/(m^(3)·d)时,最高稳定氮去除负荷为0.41 kg/(m^(3)·d);当Fe^(2+)容积负荷为4.92 kg/(m^(3)·d)时,最大铁去除负荷为2.77 kg/(m^(3)·d)。反应器稳定运行时硝态氮、Fe^(2+)的去除率分别达94.6%、52.6%,最佳效能可维持28 d。反应器运行到第82天时,颗粒污泥由黄色变为灰褐色,颗粒解体,污泥比活性逐渐升高,比反硝化活性由0.71 mg[N]/(g[VSS]·h)升高到2.3 mg[N]/(g[VSS]·h),同比上升224%;比铁氧化活性由7.3 mg[Fe]/(g[VSS]·h)升高到15 mg[Fe]/(g[VSS]·h),同比上升105%。六偏磷酸钠-Fe^(2+)脱氮作为一种新型自养反硝化技术,不仅增强了活细菌的生物活性和反硝化活性,还延长了铁盐脱氮污泥反硝化的高效期。

长循环空腔三明治H-TiO_(2)/Fe_(3)O_(4)/C锂离子池负极材料

首先,采用水热法制备前驱体球形Fe_(3)O_(4),以球形Fe_(3)O_(4)为基底材料对其进行碳包覆处理,得到核壳结构Fe_(3)O_(4)@C复合材料。采用刻蚀的方法将Fe_(3)O_(4)溶解于刻蚀溶液中,得到空腔结构C材料。以空腔C为基底材料,通过水热法在空腔C(H-C)材料外围包裹一层Fe_(3)O_(4),得到空腔核壳结构Fe_(3)O_(4)/C材料。最后利用溶剂热法在Fe_(3)O_(4)/C材料外层包裹上氢化二氧化钛(H-TiO_(2)),得到空腔结构的H-TiO_(2)/Fe_(3)O_(4)/C复合材料。复合材料中的H-TiO_(2)和C材料的循环稳定提升Fe_(3)O_(4)的循环稳定性,同时,空腔结构减少了C材料(理论容量较低)在复合材料中的占比,提升了复合材料的本征容量。空腔三明治结构的H-TiO_(2)/Fe_(3)O_(4)/C复合材料显示了出色的电化学性能,在0.2 A·g^(-1)的电流密度下循环500圈之后的放电比容量为629.5 mAh·g^(-1),最为重要的是首次库伦效率达到惊人的80.6%。以1 A·g^(-1)的电流密度循环1000圈后的比容量为396.04 mAh·g^(-1)。

Fe^(2+)与Fe^0活化过二硫酸盐降解活性艳蓝KN-R

为了解Fe2+与Fe0在活化PDS(过二硫酸盐)降解活性艳蓝KN-R时的差异,通过序批试验,考察了Fe2+/PDS和Fe0/PDS体系中c(Fe2+)、ρ(Fe0)、c(PDS)和初始p H对KN-R降解的影响.结果表明:在Fe2+/PDS体系中,最佳反应条件〔初始pH为3.0,c(Fe2+)为1.0 mmol/L,c(PDS)为2.0 mmol/L〕下,180 min后KN-R的去除率达到96.55%;过高的p H和c(Fe2+)对KN-R的降解均有明显的抑制作用.在Fe0/PDS体系中,当p H和ρ(Fe0)过高时,KN-R的去除率仍维持在较高水平,当p H为9.0时,180 min后KN-R的去除率为90.53%;当ρ(Fe0)为448 mg/L时,50 min后KN-R的去除率就能达到94.35%.在2个体系中,c(PDS)的升高均能显著提高KN-R的去除率,当c(PDS)由0.5 mmol/L增至8.0 mmol/L时,KN-R的去除率由47.25%(Fe2+/PDS体系)和57.00%(Fe0/PDS体系)增至100%.动力学分析显示,KN-R的降解均遵循一级反应动力学;最佳反应条件下2个体系中的活性自由基均以硫酸根自由基(SO4-·)为主.因此,在降解KN-R过程中,Fe0/PDS体系的性能明显优于Fe2+/PDS体系.

Fe和Fe^(2+)对混合细菌产氢发酵的影响

在研究Fe粉剂量和Fe2 + 浓度对混合细菌产氢发酵的影响基础上 ,确定Fe和Fe2 + 促进混合细菌产氢能力的最佳阈值 ,并对乙醇型发酵菌群在不同Fe粉和Fe2 + 浓度下的产氢量和最大比产氢速率进行考察和对比 .结果表明 ,Fe粉和Fe2 + 对乙醇型发酵菌群的产氢能力均有明显的促进作用 .以葡萄糖为底物 ,投加Fe2 + 试验中 ,Fe2 + 浓度 2 0 0mg/L获得最大产氢量1 4 3 7mL/ g ,较对照组提高 32 % ;Fe2 + 浓度 5 0mg/L获得单位VSS最大比产氢速率 2 1 2mL/ (h·g) ,较对照组提高 33% .投加单质Fe试验中 ,Fe粉剂量 1 0 0 0mg/L获得最大产氢量 1 5 6 1mL/ g ,较对照组提高 4 4 % ;Fe粉剂量 5 0 0mg/L获得单位VSS最大比产氢速率 2 3 5mL/ (h·g) ,较对照组分别提高 4 7% .单质Fe浓度高于 5 0mg/L时 ,对发酵菌群产氢的促进作用要优于同浓度下的Fe2 + .

模拟酸雨对赤红壤磷素及Ca^(2+)、Al^(3+)、Fe^(2+)淋失特征的影响

本研究通过室内土柱试验,研究了不同强度和持续时间的模拟酸雨淋溶下赤红壤磷素淋失量及部分阳离子(Ca2+、Al3+、Fe2+)的释放程度和特征。结果表明,经pH 2.0、pH 3.0、pH 4.0、pH 5.0模拟酸雨持续淋溶34 d后,淋溶液pH值变化并不明显(P>0.05),而对Ca2+、Fe2+的溶出有显著的促进作用,Ca2+、Al3+、Fe2+溶出量均随pH值的降低而升高,Al3+和Fe2+淋失量在pH 2.0时均有骤增现象。随淋溶时间的增加,土壤可溶态磷的淋失量表现为先增加后逐渐降低;随着pH值的降低,土壤磷淋失总量也表现为先增加后降低,pH>4.0的酸雨有助于促进土壤磷的释放,pH<4.0时土壤磷的淋失减少。相关分析发现淋溶液中磷淋失总量与Al3+和Fe2+溶出量均呈显著负相关(r1=-0.6531,r2=-0.5107),和Ca2+总溶出量相关关系不显著(r3=-0.1287),表明高强度酸雨降低了土壤磷淋失量,这可能与酸雨导致活性铁、铝的大量释放,增加了磷的活性吸附点位,因而增加了对磷酸根离子配位吸附与固定有关。

分子筛固载Fe^(2+)-Fenton法降解水中甲基橙的研究

单因素实验考察了不同Fe2+负载量、甲基橙溶液初始浓度、温度、催化剂用量、pH值以及H2O2浓度对降解率的影响。正交实验优化了降解反应条件,得出各因素影响显著性的先后顺序为:pH值、温度、反应时间、催化剂用量、H2O2浓度。结果表明:在常压、温度为35℃,起始pH值为3.00、H2O2浓度为0.552mmol/L、催化剂浓度为0.83g/L、反应时间为80min的最佳条件下,甲基橙降解率可达98.15%。对催化剂进行了紫外照射处理回收再生,功率100W条件下,照射3h后再生催化剂活性可达原来的80.64%。

磷对水稻高Fe^(2+)胁迫的缓解作用

采用溶液培养法研究了高 Fe2 +胁迫下不同磷水平对粳稻 Azucena(耐铁毒基因型 )和籼稻 IR6 4 (铁毒敏感基因型 )的生长和生理特性的影响。结果表明 ,与正常供 Fe2 +相比 ,高 Fe2 +胁迫抑制了水稻地上部和根系的生长 ,降低了干物质积累量和叶片叶绿素含量。外源供磷水平的提高 ,水稻地上部和根系生长受铁毒抑制程度有所减弱 ,叶片丙二醛含量和质膜透性下降 ,POD活性和叶绿素含量增加 ,而 SOD活性则有所下降。表明在一定程度上 ,磷营养对提高水稻的耐 Fe2 +毒害具有重要作用 ,而磷对缓解 Azucena的 Fe2

Fe^（2＋）－H_2O_2法处理DSD酸生产氧化母液的研究

为改善ＤＳＤ酸氧化母液的可生化降解性，将废液先用有机絮凝剂ＴＳ－１（一种季胺盐）处理，ＴＳ－１的投加量为３ｇ／Ｌ，其后用Ｆｅ２＋－Ｈ２Ｏ２法氧化，Ｆｅ２＋和Ｈ２Ｏ２的量分别为１５０ｍｇ／Ｌ，７ｇ／Ｌ，废液ＣＯＤ和色度的去除率分别可达６４％和６２％。经处理后的废水，其ＢＯＤ５／ＣＯＤ≈０．３，可以认为已达到生化处理的要求。当Ｈ２Ｏ２的投量为２ｇ／Ｌ，经Ｆｅ２＋－Ｈ２Ｏ氧化处理后的废液，再用ＦｅＣｌ３进行两级混凝处理（ＦｅＣｌ３的投加量分别为ｓｇ／Ｌ和２ｇ／Ｌ），则ＣＯＤ和色度的去除率可达９０％和９５％。