锆基MOF光催化制过氧化氢的综合化学实验设计

为了加强科研成果向实验教学转化和培养学生科研创新能力,设计基于金属有机框架(MOF)材料的光催化制过氧化氢(H_(2)O_(2))综合化学实验。以双氨基功能化联苯二甲酸为配体,四氯化锆为金属盐,苯甲酸为调节剂,通过溶剂热法合成锆基MOF催化剂UiO-67-(NH_(2))_(2)。利用PXRD和UV-DRS对样品结构和可见光吸收性能进行表征。以蓝光LED为光源,探究光源功率、催化剂浓度和反应时间对光催化制H_(2)O_(2)效率的影响。采用罗丹明B为模拟污染物,验证所制H_(2)O_(2)溶液的降解污染物性能。该综合实验涉及MOF合成及表征、仪器测试、数据分析等多个环节,不仅加深学生对化学、材料和环境等多学科基础知识的综合理解,还能激发学生的学习积极性和培养学生的创新能力。

BiOCl_(x)I_(1–x)@NH_(2)-MIL-125(Ti)的制备及其光催化性能综合实验

采用溶剂热法制备了Bi OCl_(x)I_(1–x)@NH_(2)-MIL-125(Ti)复合光催化剂,用SEM、XRD、FT-IR和UV-Vis DRS对复合光催化剂的形貌、结构等进行了表征。在可见光下,以酸性红B(ARB)为有机污染物,研究了复合光催化剂的光催化性能,并提出了可能的光催化作用机理。结果表明,复合光催化剂的光催化性能最好且稳定性良好,光降解120 min后,ARB的降解率达到95.2%,循环使用5次后,ARB的降解率仍可达89.4%。该综合实验涵盖材料制备与多种仪器测试,具有综合性、新颖性、研究性和应用性等特点,不但能提高学生的综合实践能力,还能培养学生的科研创新能力。

我国水治理现状评估与展望

从资源维、社会维、经济维、生态维、环境维5个维度,明确了我国水治理的目标,并系统设计了我国水治理评估指标体系;采用层级等权赋权法和目标一致性法,综合评估我国水治理的现状,并预测2020—2050年水治理的变化趋势。结果表明,改革开放以来,我国水治理指数从低于0. 235快速提升至接近0. 70,其中2010—2015年是我国水治理的加速期,水治理指数提升了50%左右;预期2020年我国水治理指数将超过0. 85,实现水资源消耗利用与经济发展协调; 2030年我国水治理指数将接近0. 95,实现水环境污染排放与经济发展协调,水安全保障能力显著提升,基本实现水治理目标; 2050年我国水治理指数将达到最优值1,实现水资源利用、水污染排放、水灾害损失、水生态退化面积的"零增长",全面实现人水和谐。

填埋气体的综合利用

以广州大田山填埋场为例,重点介绍了利用填埋气体生产电力的工艺和技术要求,并对填埋气体发电的二次污染状况及社会效益和经济效益进行了分析。

Fenton反应在烷基化废硫酸综合利用中的应用

本文对Fenton反应在烷基化废硫酸综合利用中的应用进行了研究,试验表明,Fenton反应可以有效去除烷基化废硫酸中的有机物。

具有双反应活性中心Cu⁃Al_(2)O_(3)⁃g⁃C_(3)N_(4)类芬顿催化剂及·OH选择性转化机理研究

采用水热合成法制备Cu⁃Al_(2)O_(3)⁃g⁃C_(3)N_(4)类芬顿催化剂,以扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、电子自旋共振(EPR)、拉曼光谱(Raman)对所制备的催化剂及反应过程进行表征.以染料亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(Rh⁃B)及小分子有机物2,4⁃二氯苯氧乙酸(2,4⁃D)、双酚A(BPA)和苯妥英(PHT)为目标污染物,研究催化剂在初始pH=7条件下的类芬顿催化活性.同时,探讨Cu掺杂量和有机物配体g⁃C3N4掺杂量对体系催化性能的影响,并验证晶格氧诱发与有机配体络合两种方式对催化剂活性和稳定性提高产生的影响.DMPO⁃EPR自由基测定实验及Raman光谱监测催化反应过程验证表明:Cu的晶格氧掺杂诱发了靠近铜晶格O_(2)^(·-)的富电子Cu中心,以及靠近铝晶格O_(2)^(·-)的缺电子Al中心;引入的g⁃C_(3)N4以阳离子π作用形式通过σ⁃型Cu—O—C键桥将π体系上的电子转移至Cu,形成一个新的缺电子π中心.在H_(2)O_(2)存在的情况下,富电子Cu中心将电子传递给H_(2)O_(2),使其被还原为·OH;同时,体系中H2 O的电子被缺电子中心剥夺,进而氧化为·OH.羟基自由基转化率TOFs值的进一步计算结果表明,Cu⁃Al_(2)O_(3)⁃g⁃C_(3)N_(4)体系中TOF值为0.516 s^(-1),是传统均相芬顿体系TOF值(1.53×10^(-2)s^(-1))的33倍以上.