分批投加过氧化氢对电活化过一硫酸盐氧化卡马西平影响研究

通过分批投加过氧化氢(H_(2)O_(2))强化电活化过一硫酸盐(E-PMS)体系对有机污染物的降解效能。以卡马西平(CBZ)为目标污染物,考察分批投加(Multiple Dosing,MD)H_(2)O_(2)强化E-PMS[E-PMS-H_(2)O_(2)(MD)]体系降解CBZ的效率。分析PMS浓度、电流强度、H_(2)O_(2)投加量对CBZ去除的影响,确定最佳反应条件。探究E-PMS-H_(2)O_(2)(MD)体系降解CBZ过程中存在的活性氧物质和可能的强化机理。结果表明:分批投加H_(2)O_(2)可以明显强化E-PMS体系降解CBZ。在分批投加H_(2)O_(2)总量为13.3 mmol/L、PMS浓度为50 mmol/L、电流强度为500 mA、CBZ质量浓度为10 mg/L条件下,40 min时E-PMS-H_(2)O_(2)(MD)体系对CBZ的去除率可以达到99.14%,而E-PMS体系对CBZ的去除率仅为71.43%。通过淬灭和电子顺磁共振(EPR)试验可确定E-PMS-H_(2)O_(2)(MD)体系中存在硫酸根自由基(·SO_(4)^(-))、羟基自由基(·OH)、单线态氧(~1O_(2))和超氧根自由基(·O_(2)^(-))。其中·O_(2)^(-)不参与氧化CBZ,而是起到活化PMS产生·SO_(4)^(-)的作用。实际水体中的应用结果表明,该体系在实际水体中也有较高的CBZ去除率。

阴极材质对电活化过硫酸盐降解盐酸四环素的影响

通过分槽实验研究了石墨、铜(Cu)和泡沫镍(NF)3种不同阴极电活化过硫酸盐(PDS)降解盐酸四环素(Tetracycline Hydrochloride,TCH),考察了操作条件对降解TCH的影响,并通过自由基猝灭实验、电化学行为等表征手段分析了降解TCH机理。结果表明,PDS在阴极表面活化后产生的活性物质显著提高了TCH的降解效率,且TCH降解结果符合伪二阶动力学反应。阴极电活化体系中,PDS主要通过在电极表面获得电子完成活化;溶液体系内的主要活性物质为·SO_(4)^(-)和·OH,其中·OH占主导地位。在电流密度为20 mA/cm^(2)、PDS浓度为5 mmol/L、初始pH=7的条件下反应120 min,石墨阴极电活化体系中获得了56.7%的TCH降解率和14.2%的矿化率,表现优于Cu和NF阴极。材料的反应电荷转移能力不同是造成3种阴极电活化降解TCH存在差异的主因。

CP/PVDF膜电活化PS降解新污染物及缓解膜污染

通过耦合高级氧化技术实现超滤过程中对膜污染的缓解以及小分子溶解性有机污染物(SMOP)的去除.通过喷涂的方式将交联聚吡咯的碳纳米管沉积在聚偏氟乙烯(PVDF)膜表面,得到了具有优异导电性的交联聚吡咯的碳纳米管复合超滤膜(CP/PVDF).实验中建立了膜阴极过滤过硫酸盐体系(E-PS-CP/PVDF).并比较了过一硫酸盐(PMS)和过二硫酸盐(PDS)分别作为氧化剂时该体系对膜污染的缓解(HA作为模拟污染物)以及小分子有机物的去除效果.结果表明,E-PS-CP/PVDF体系对3种小分子有机污染物(SMOP)卡马西平(CBZ)、双氯芬酸钠(DCF)和磺胺甲噁唑(SMX)均有较高的去除速率,其一级动力学常数均高于15×10^(-2)min^(-1)远高于单独超滤体系(最高为0.072×10^(-2)min^(-1)).E-PS-CP/PVDF体系具有明显的膜污染缓解作用,使用PMS和PDS作为电解质时,60min内出水比通量仅仅分别下降到0.93和0.84,外加电场与活性物质对HA的氧化作用改变了污染物在膜表面的相互作用,减少了HA在膜上的沉积.此外,通过捕获实验探究了E-PS-CP/PVDF体系缓解膜污染的机理.,E-PS-CP/PVDF体系中缓解膜污染的主要原因是由于体系中的PS被膜阴极活化产生了•OH、SO_(4)^(•)-和1O_(2),且PMS作为氧化剂具有更好的表现.因此,E-PS-CP/PVDF体系能够实现超滤过程中膜污染的缓解和对小分子有机物的去除,在实际水处理领域具有良好的应用前景.

电活化过硫酸盐氧化修复石油烃污染土壤研究

石油烃污染土壤修复研究已成为当前关注的热点与重点,但目前的修复方法存在处理成本高、修复时间长、污染物矿化不彻底等问题,本研究采用电活化过硫酸盐氧化技术修复石油烃污染土壤,通过循环伏安曲线分析验证电活化,考察了pH值、过硫酸盐浓度、水土比和电场强度对土壤中石油烃降解速率的影响。结果表明,在9000~27000 mg/kg的浓度范围内,电活化过硫酸盐氧化对石油烃的降解率为83.3%~98.7%,最佳条件为pH=7.0、过硫酸盐初始浓度为1mol/L、水土比1∶2、电场强度1.5V/cm。该方法能够实现土壤石油烃的快速高效修复,为石油烃的降解及有机污染土壤的原位快速修复提供了重要的基础理论和参考借鉴。

利用电活化硫酸盐处理四环素类废水

当前,四环素类抗生素所形成的废水、抗生素残渣对人类和生态环境造成的危害逐步成为政府相关部门密切关注的问题。对四环素类废水展开精准化、科学化处理是减少抗生素残留问题的根本手段和措施。基于此,本文围绕电活化硫酸盐实验方法,重点对四环素类废水展开一系列降解处理,这对改善废水水质等起到了不可忽视的促进作用。

卵龄和脉冲持续时间对小鼠卵母细胞电活化效果的影响

实验研究了相同电场强度，一次脉冲条件下，不同脉冲持续时间和不同卵龄对小鼠卵母细胞电活化效果的影响。结果说明：（１）在场强０．４５ＫＶ／ｃｍ，一次脉冲持续时间为１０、２０和４０ｓ时，卵母细胞活化率很低，仅为９．８％、５． ５％和１２％；当脉冲持续８０、１６０、３２０、６４０和１２８０ｓ时，活化率明显升高，分别为３６．５％、５３．３％、５９．７％，５１．２％和３９．４％；脉冲持续时间对卵母细胞碎裂率影响不明显，但死亡率随脉冲持续时间延长有增加趋势。（２）在脉冲持续时间为１６０—６４０范围内，注射ｈＣＧ后１９和１７小时卵母细胞活化率（平均分别为６７．７％和５６．４％）明显高于注射ｈＣＧ后１３和１５小时卵母细胞活化率（平均３２．８％和４０.５％）。

香兰素在电活化玻碳电极上的电化学行为及其伏安法测定

制备了电活化玻碳电极,并考察香兰素在该电极上的电化学行为。在优化的实验条件下,香兰素在该电极上有良好的电化学响应,其浓度在1.0×10-6～2.0×10-4mol.L-1范围内与氧化峰电流呈良好的线性关系。检测限(S/N=3)为6.7×10-7 mol.L-1。香兰素于电活化玻碳电极表面发生的电极反应是扩散控制的2电子2质子转移过程。该方法操作简便,重现性较好,并应用此法分析了巧克力中香兰素的含量。

电活化玻碳电极差分脉冲伏安法测定水杨酸的研究

采用循环伏安法和差分脉冲伏安法对水杨酸在电活化玻碳电极上的电化学行为进行研究。在pH 7.0的PBS溶液中,将玻碳电极用恒电位法在+1.7 V电位阳极氧化400 s。在0.2 mol.L-1NaOH溶液中,水杨酸在0.602 V处有一良好的氧化峰,其氧化峰电流与扫描速率在0.02～0.2 V.s-1范围内呈良好线性关系,表明电极过程为受吸附控制的不可逆过程。差分脉冲伏安法的氧化峰电流(Ipa)与水杨酸的浓度在5.0×10-6～2.0×10-3 mol.L-1范围内呈良好的线性关系,相关系数为0.986 3,检出限为1.2×10-7 mol.L-1。该方法操作简便,重复性较好,将其用于阿司匹林片剂中水杨酸含量的检测,结果满意。

脉冲次数和卵龄对小鼠卵母细胞电活化效果的影响

以一定电场条件、不同次数的电脉冲刺激注射ＨＣＧ后不同时间（１５、１７、１９、２１和２３ｈ）小鼠卵母细胞，研究了不同电场条件下脉冲次数和卵龄对卵母细胞活化效果的影响。结果如下：（１）对注射ＨＣＧ后１７和１９ｈ卵母细胞的研究表明，在一定电场条件（如场强１．２ｋＶ／ｃｍ，持续时间８０μｓ）下，增加脉冲次数可提高卵母细胞活化率，这在注射ＨＣＧ后１７ｈ卵母细胞更为明显（１次脉冲活化率２６．５％，４次脉冲活化率６０％）。（２）１次脉冲刺激活化率较高的电场条件（场强１．２ｋＶ／ｃｍ，持续３２０μｓ），增加脉冲次数因死亡率上升而导致活化率下降（在注ＨＣＧ１９ｈ卵母细胞，１次脉冲活化率为６４．７％，３次脉冲为５０％）。（３）卵母细胞活化率随卵龄增加而升高（注ＨＣＧ后１５ｈ２６．７％，２１ｈ８３．７％），但活化卵体外发育率则随卵龄增加而下降。（４）体内和体外老化至注ＨＣＧ后１９ｈ卵母细胞的电活化率差异不显著。

电活化前后小鼠卵母细胞的超微结构

为了给小鼠卵母细胞电活化的深入研究提供形态学依据，以１．０ｋＶ／ｃｍ、３２０μｓ、３次直流电脉冲（每次间隔１ｓ）的条件，对小鼠卵母细胞（ｈＣＧ后１７ｈ）进行了电活化处理，对活化前后小鼠卵母细胞的超微结构进行了观察。结果显示，电活化刺激后１～７ｈ，大多数小鼠卵母细胞的细胞膜、细胞器和细胞核的超微结构呈现出功能活动逐渐活化的结构相，而少数卵母细胞中泡状线粒体和核仁的超微结构见有异常变化。结果表明，本试验所采用的电活化条件可有效地使小鼠卵母细胞发生活化，而少数卵母细胞中泡状线粒体和核仁出现异常，说明并非所有的活化卵都是正常的。

没食子酸在电活化玻碳电极上的电化学行为及测定

采用循环伏安法和线性扫描伏安法对没食子酸在电活化玻碳电极上的电化学行为进行了研究。玻碳电极在pH7.0的磷酸盐缓冲溶液中,用恒电位法在1.7 V电位阳极氧化400 s。然后在pH3.0的柠檬酸盐缓冲溶液中,没食子酸在0.479 V和0.442 V处有一良好的氧化还原峰,在0.02～0.40 V s-1范围内,其氧化峰电流与扫描速率呈良好线性关系,表明电极过程为受吸附控制的准可逆过程。线性循环伏安法的氧化峰电流与没食子酸浓度1×10-6～1×10-4mol L-1范围内呈良好的线性关系(r=0.980 6),检出限为7.6×10-7mol L-1(S/N=3)。该方法操作简便,重现性较好,并应用此法分析了健民咽喉片剂中的没食子酸的含量。

电活化过硫酸钠降解四溴双酚A生产废水

四溴双酚A(TBBP-A)生产废水含有多种难降解有机物及大量盐类,是极难处理的化工废水。采用外加直流电压活化过硫酸钠的方法预处理TBBP-A生产废水,以总有机碳(TOC)降解率为指标考察有机物的降解情况。结果表明,酸性条件有利于电活化过硫酸钠降解TBBP-A生产废水,pH=2时过硫酸钠浓度对TOC降解情况影响不大,中性或碱性环境下,过硫酸钠浓度是TOC降解率的主要影响因素。适当提升外加电压有利于促进TBBP-A生产废水中TOC的降解,处理时间宜控制在1.0 h以内,电极介质对于TOC降解的影响总体不大。当外加电压为3.0 V,过硫酸钠质量分数为2%~5%,pH=2,反应时间为1.0 h左右时,TOC降解率可以达到40%以上,可见电活化过硫酸钠技术可以作为预处理TBBP-A生产废水的有效手段。

脉冲场强和波形对小鼠卵母细胞电活化效果的影响

实验以一定持续时间与不同场强搭配的一次电脉冲对注射ｈＣＧ后１７和１９ｈ的小鼠卵母细胞进行电刺激，研究脉冲场强和波形对印母细胞活化效果的影响．结果说明：（１）在一定持续时间下，只有当场强增至一定值时才获得较高活化率（ｈＣＧ后１７ｈ卵，４０％～５５％左右；ｈＣＧ后１ｇｈ卵，４２％～７０％左右）；（２）在某一持续时间，获得较高活化率的场强不止一个，而是有一定范围；低于这一范围的场强因刺激强度不够至使许多卵母细胞不能活化，高于这一范围的场强则因刺激强度过大造成卵大量死亡而使活化率下降；（３）随脉冲持续时间倍减，获较高活化率的场强约以０．２ｋＶ／ｃｍ的强度递增；（４）与注ｈＣＧ后１７ｈ卵相比，ｈＣＧ后１９ｈ卵获较高活化率的场强范围更宽；（５）在同等条件下，不规则波形脉冲的卵活化率、碎裂率和死亡率都明显高于方波脉冲．

槲皮素在电活化玻碳电极上的电化学行为测定

目的利用循环伏安法对槲皮素在电活化玻碳电极上的电化学行为进行研究。方法玻碳电极在pH=7. 0的磷酸盐缓冲溶液中,用恒电位法在1. 4 V电位下阳极氧化400 s。结果在pH=4. 4的醋酸-醋酸钠缓冲溶液中,槲皮素在0. 3859 V和0. 3283 V处产生一对准可逆的氧化还原峰。氧化峰峰电流与槲皮素浓度在6. 04~24. 16 mg/L范围内呈良好的线性关系(R2=0. 970 8)。结论此方法适合测定槐花中的槲皮素含量,平均回收率为103. 78%。

电活化玻碳电极作为苯酚伏安传感器的研究

玻碳电极在0.5mol.L-1硫酸溶液中以恒电位法在+1.7V(vs.Ag/AgCl)电位阳极氧化400s得到电活化玻碳电极。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法对苯酚在电活化玻碳电极上的电化学行为进行了研究。结果发现,在pH值7.0的磷酸盐缓冲溶液中,苯酚在0.75V(vs.Ag/AgCl)处有一良好的氧化峰,在0.02～0.10V.s-1范围内,其氧化峰电流与扫描速率呈良好线性关系,表明电极过程为受吸附控制的不可逆过程;氧化峰电流(Ip)与苯酚浓度在1×10-6～1×10-4 mol.L-1范围内呈良好的线性关系(R=0.9852),检出限为6.0×10-7 mol.L-1(S/N=3)。并应用此法分析了自来水中苯酚的含量。

电活化过硫酸盐处理含溴水时含溴副产物的生成

采用掺硼金刚石(BDD)阳极和Ti阴极构建动态电活化过二硫酸盐(PDS)体系,对腐殖酸(HA)存在情况下含溴副产物的转化情况进行研究。通过循环伏安扫描、自由基猝灭实验等方法对电活化体系的作用机理和含溴副产物的生成路径进行分析;考察了初始PDS投加量、电流密度及初始pH对电活化PDS体系中含溴副产物生成规律的影响。结果表明,当反应溶液中HA浓度为3.0 mg/L(以TOC计)、溴离子质量浓度为1.0 mg/L、PDS浓度为5.0 mmol/L、电流密度为20 mA/cm^(2)、pH值为7.0时,体系内均检测到溴酸盐和溴代有机副产物(Br-DBPs)的生成,120 min内最高分别生成4.11μmol/L和1.02μmol/L;体系内生成的复合自由基氧化剂(OH·和SO4^(·-))是含溴无机、有机副产物生成转化的动因。增大PDS投加量、提高活化电流密度,均可一定程度增加溶液内活性物质的生成量,提升电活化体系的氧化能力,从而加速Br-DBPs生成并同步矿化的反应过程;酸性反应环境有利于控制含溴副产物生成总量,但也使得体系内Br-DBPs(特别是溴代乙酸)具有更高的生成趋势。实际使用时,操作条件应综合处理效率、运行成本、健康风险等因素合理确定操作条件。

电活化过硫酸盐去除铜绿微囊藻的效果及机理研究

为了开发微藻及藻类有机物的高效去除技术,采用电活化过硫酸盐(EC/PS)体系处理含铜绿微囊藻的水样.通过藻细胞密度和叶绿素a含量测定以及扫描电镜观察,研究了EC/PS体系的除藻特性及影响因素;采用荧光区域积分法定量分析了除藻过程中胞内有机物(IOM)和胞外有机物(EOM)的变化特征;利用电子顺磁共振波谱仪测定了EC/PS体系中的自由基类别,并分析了EC/PS体系的除藻机理.结果表明:①在初始藻细胞密度为1.24×10^(7)~1.30×10^(7) cells/mL,电压为7 V,初始pH为6,初始PS浓度为4 mmol/L的条件下,当EC/PS体系处理60 min时,藻细胞和叶绿素a的去除率分别达90.80%和98.41%,明显优于单独EC体系和单独PS体系;当EC/PS体系处理10 min时,IOM的总荧光响应值降低了77.39%.在处理过程中,以腐殖酸类物质为主的胞内有机物会大量释放.②EC/PS体系中电化学作用对除藻的平均贡献率为54.63%;同时,除藻过程可产生大量的SO4−·和·OH,且其随处理时间的增加而增加.研究显示,EC/PS体系能有效去除铜绿微囊藻及藻类有机物,反应体系中的SO4−·和·OH发挥了重要作用.

BDD阳极电活化硫酸盐降解除草剂阿特拉津的研究

用掺硼金刚石(BDD)电极对硫酸盐进行阳极活化,结果发现,在循环阳极电极模式下,BDD阳极电活化硫酸盐去除阿特拉津(ATZ)的速率较直接电解去除ATZ的速率高出约14倍。当电流密度为30 mA/cm^(2)、Na_(2)SO_(4)电解质浓度为0.1 mol/L时,电活化硫酸盐产生的SO_(4)^(·-)对ATZ降解的相对贡献率可达90%以上。

电活化硫酸盐处理四环素类废水的研究

本文构建以掺硼金刚石(Boron-doped diamond,BDD)为阳极、不锈钢为阴极、硫酸盐为电解质的电化学体系,考察了电流密度、pH值、硫酸盐浓度以及初始四环素浓度等四个因素对电化学氧化降解废水中四环素的影响,运用响应曲面法对运行参数进行优化;通过电子自旋共振检测技术分析电化学反应中产生的自由基,探究了间歇通电模式下电化学体系持续氧化机理。结果表明,四个因素对TOC去除率的影响大小次序为:电流密度>初始四环素浓度>初始pH值>硫酸盐浓度,其中初始pH值和硫酸盐浓度与电流密度和初始四环素浓度的交互作用对TOC去除率的影响较为显著;最佳运行参数为pH值为5,电流密度为100 mA·cm^(-2),硫酸盐浓度为0.25 mol·L^(-1),初始四环素浓度为1000 mg·L^(-1);间歇通电模式下,BDD电极表面产生的SO_(4)^(·-)等高活性物质间相互转化提供了体系的可持续氧化能力。该研究结果为电化学氧化技术的实际应用提供了节省能耗的有效途径。

人工神经网络优化电活化硫酸盐降解微囊藻毒素

微囊藻毒素-LR(microcystin-LR,MC-LR)是一种威胁饮用水安全且难降解的蓝藻毒素.掺硼金刚石(boron-doped diamond,BDD)阳极电化学氧化水中MC-LR的反应机理和电解质种类密切相关.本研究通过比较两种电解质(Na_(2)SO_(4)和惰性的NaNO_(3))条件下,电流密度、循环流速、电解质浓度、反应时间对MC-LR去除效果的影响来分析Na_(2)SO_(4)条件下的反应机理.研究发现Na_(2)SO_(4)作电解质对MC-LR去除效率优于NaNO_(3),最大反应速率常数达到0.1374 min^(-1),最短半衰期为5.04 min,这是由于体系产生了硫酸根自由基.电子自旋共振谱图与过硫酸盐检测结果进一步证明,BDD/Na_(2)SO_(4)体系电化学氧化MC-LR实际上包含电活化硫酸盐产生硫酸根自由基的过程.前向型人工神经网络模型被用以反映传质对电活化硫酸盐工艺的影响.经过基因算法优化,模型对于MC-LR浓度变化具有一定的泛化能力.模型表明,传质控制下增大MC-LR浓度,循环流速的权重降低,最佳循环流速降低.使用粒子群算法寻优:电流密度45 mA·cm^(-2),循环流速180 min·L^(-1),电解质浓度140 mmol·L^(-1),处理30 min得到MC-LR最大去除率98.36%,表明人工神经网络优化电活化硫酸盐降解MC-LR具有应用前景.