固废基气凝胶粒子电极的制备及电催化降解有机污染物的性能与机制

以废菌棒(MS)和赤泥(RM)为原料,经过煅烧得到粉末状废菌棒赤泥生物炭(MSRMBC).采用悬浮滴定CaCl_(2)法以海藻酸钠(SA)为骨架的凝胶对MSRMBC进行包埋制得气凝胶粒子电极(MSRMBC@SA),并利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附实验和循环伏安曲线(CV)对其进行表征分析.利用MSRMBC@SA构建三维电芬顿体系(3D-EFMSRMBC@SA),以卡马西平(CBZ)为模型化合物,考察了MSRMBC@SA投加量、电压、曝气量和pH值对MSRMBC@SA电催化性能的影响,最佳降解条件下CBZ(10 mg/L)的降解率为86.05%.因MSRMBC@SA具有良好的pH值调节能力,故体系受pH值影响较小.自由基猝灭、电子自旋共振(ESR)及X射线光电子能谱(XPS)表征结果表明,·OH为主要活性物种,MSRMBC@SA在CBZ降解过程中起到了关键的催化作用.研究发现,MSRMBC@SA稳定性较好,且3D-EF-MSRMBC@SA较2D-EF及3D-EF-MSRMBC具有更低的能耗和更佳的降解效果.MSRMBC@SA可有效降低CBZ溶液的生物毒性,对实际CBZ抗生素废水降解具有良好的应用前景.

一种检测电芬顿体系下DNA损伤的电化学生物传感器的研制

为了检测电芬顿体系下DNA的损伤,先采用石墨烯制备了一种致密的rGO/Fe3O4复合材料;再将复合材料和DNA修饰到玻碳电极上,利用电化学还原作用释放游离态Fe2+,并加入H2O2形成电芬顿体系;最后构建了一种检测电芬顿体系下DNA损伤的新型电化学生物传感器。检测结果表明,检测DNA损伤的最佳时间为30 min,最佳pH值为7.0。

异相电芬顿技术降解亚甲基蓝模拟废水的研究

为了了解影响亚甲基蓝模拟废水降解的因素,研究了异相电芬顿体系的pH值、电解电流、曝气量、电解质Na_(2)SO_(4)浓度、催化剂P1投加量以及亚甲基蓝初始浓度对亚甲基蓝模拟废水降解的影响,并在最佳试验参数条件下对模拟废水中亚甲基蓝的矿化效果及其对实际印染废水处理的效果进行了研究。结果表明:对浓度为50 mg/L的亚甲基蓝模拟废水降解的最佳条件为pH=3、通氧量0.3 L/min、电流0.6 A、电解质浓度0.1 mol/L、催化剂P1投加量50 mg/L,反应时间60 min;反应初期亚甲基蓝去除率和矿化率快速增长,后期趋于平缓,反应60 min时的亚甲基蓝去除率达99.89%、矿化率为62.70%;在最佳运行条件下,催化剂P1对实际印染废水有良好的处理效果,反应60 min的色度去除率达84.48%、COD去除率为39.41%。

采用电芬顿-磁固定化菌株耦合体系治理苯酚废水的研究

为实现对苯酚废水治理工艺的优化,针对传统包埋法制备固定化细胞的工艺方法进行改进,选用磁性纳米颗粒制备磁固定化细胞,将其与电芬顿法结合构建耦合体系,利用耦合协同作用实现催化剂的重复利用,并依托微生物的良好降解性能与稳定性提高苯酚降解率,进一步实现对苯酚废水治理工艺的系统优化。