K_(2)FeO_(4)-FeCl_(3)联合强化剩余污泥厌氧消化产酸

通过碱性高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))-FeCl_(3)预处理联合厌氧消化对剩余污泥进行减量化处理,探讨不同形态的铁源及不同铁浓度对以有机酸回收为目标的污泥减量化过程的影响,并寻找最适铁投加量.结果表明在预处理过程中碱性K_(2)FeO_(4)对污泥聚集体结构破坏起着重要作用.与空白相比,挥发性悬浮物固体(VSS)下降了26.79%,中值粒径(Dx(50))下降了90%,污泥沉降比(SV_(30))下降了33%,污泥沉降性能变好,减量效果明显.FeCl_(3)在预处理过程仅具有絮凝作用.在厌氧消化过程,经碱K_(2)FeO_(4)预处理后的污泥产酸量高于空白组.适量铁离子的增加可加速有机酸的产生速率.最适铁投加量20mg Fe/g VSS的K_(2)FeO_(4)及21mg Fe/g VSS的FeCl_(3)(即TFe投加量为41mg Fe/g VSS)的产酸效果最好,在消化第3d挥发性有机酸达到峰值(436.1mg COD/g VSS),是空白组峰值的4.45倍.当经过15d消化后,PO_(4)^(3-)-P去除率达69.8%,是仅投加K_(2)FeO_(4)预处理的2.03倍.此外,适量铁的投加还有利于产酸菌(Actinobacteria门和Chloroflexi门)富集,促进了厌氧消化产酸速率提升,而铁投加量高于48mg Fe/g VSS反而会抑制厌氧环境中产酸菌的活性.

K_(2)O/MgFe_(2)O_(4)磁性固体碱催化剂的制备、表征及催化酯交换制备碳酸甘油酯

为了解决生物柴油制备过程中副产物甘油过剩、碳酸甘油酯产率低和催化剂回收困难的问题,以聚乙二醇600(PEG-600)为模板和分散剂,采用溶胶凝胶法制备镁铁氧体(MgFe_(2)O_(4)),以其为载体,KNO3为活性组分前驱体,采用浸渍法制备K_(2)O/MgFe_(2)O_(4)磁性固体碱催化剂。通过X射线衍射、X射线光电子能谱、扫描电镜、CO_(2)程序升温脱附(CO_(2)-TPD)和磁性分析对催化剂进行表征,并将催化剂用于甘油与碳酸二甲酯酯交换制备碳酸甘油酯的反应中,考察其催化性能。结果表明:制备的K_(2)O/MgFe_(2)O_(4)形成了K-Fe-Mg键,K_(2)O/MgFe_(2)O_(4)表面呈霉菌状,具有较多的中强碱位点和强碱位点,且具有较好的磁性;在PEG-600加入量10 g(硝酸镁1.5 g、硝酸铁4.71 g)、反应温度105℃、反应时间2 h、催化剂用量3%、甘油与碳酸二甲酯物质的量比1∶2的条件下,甘油转化率可达到99.53%,碳酸甘油酯产率可达到96.36%,且制备的催化剂重复使用性能良好,在重复使用5次后,碳酸甘油酯产率仍可达80.14%。综上,所制备的催化剂具有高甘油转化率、高碳酸甘油酯产率、重复使用性能高(通过外部磁场即可回收)等优点,有望实现工业化。

Al_(2)O_(3)表面包覆增强K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)荧光粉发光性能和湿热稳定性

研究了粉末原子层沉积技术(ALD)在白光LED用K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)(KSFM)红色荧光粉包覆和表面改性中的应用,以及对其结构特性、发光性能和湿热环境中稳定性的影响。结果表明,采用ALD技术以三甲基铝作为前驱体、臭氧作为氧化剂,可以在KSFM表面形成氧化铝包覆层。X射线衍射、表面形貌分析表明,ALD处理过程不会影响KSFM荧光粉的晶相和形貌特征。发光光谱分析表明,由于氧化铝钝化特性还会增强KSFM荧光粉的发光强度,并且不改变其发光波长。相较于未经包覆的KSFM荧光粉,包覆层可以显著改善KSFM粉末的湿热环境稳定性,ALD包覆后样品的相对发光强度在85%湿度/85℃环境中老化处理24 h后仍能保持初始值的84%。

维生素K_(2)对2型糖尿病大鼠模型血管钙化的影响及机制研究

目的:探讨维生素K_(2)对2型糖尿病大鼠模型血管钙化的影响及其机制。方法:6周龄Wistar雄性大鼠30只,适应性喂养7 d后,随机抽取10只作为阴性对照组,喂饲普通饲料,注射等量的柠檬酸缓冲液;其余大鼠在高脂高糖饲料持续喂养4周后通过腹腔注射链脲佐菌素诱导糖尿病大鼠模型,糖尿病模型诱导成功后依据分层随机分组原则将大鼠分为糖尿病组和糖尿病+维生素K_(2)组,分别喂饲高脂饲料和含维生素K_(2)的高脂饲料,阴性对照组继续喂饲普通饲料。喂养13周后,处死大鼠,取样,测量血糖及血管中钙浓度;采用Von Kossa染色法进行组织病理学检测;采用qRT-PCR和Western blot法分别测定低氧诱导因子-1α (hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)、丙酮酸脱氢酶激酶4 (pyruvate dehydrogenase kinase4,PDK4)、基质Gla蛋白(matrix Gla protein,MGP)和骨形态发生蛋白-2 (bone morphogenetic protein-2,BMP-2)的mRNA和蛋白的相对表达量。结果:与阴性对照组比较,糖尿病组和糖尿病+维生素K_(2)组大鼠血糖值均显著升高(P<0.01),2组比较差异无统计学意义(P>0.05);3组血管钙浓度比较差异无统计学意义(P>0.05)。Von Kossa染色显示阴性对照组大鼠呈现正常大鼠血管结构,糖尿病组大鼠血管中膜弹性纤维间可见大量棕黑色钙化斑,糖尿病+维生素K_(2)组则无钙化斑或只有少量的棕黑色钙化斑。糖尿病组PDK4、MGP和BMP-2的mRNA和蛋白相对表达量均高于阴性对照组(P<0.05),HIF-1α的mRNA和蛋白相对表达量比较差异无统计学意义;糖尿病+维生素K_(2)组仅PDK4蛋白相对表达量与阴性对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);糖尿病组与糖尿病+维生素K_(2)组上述指标比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论:2型糖尿病可能通过增加PDK4表达引起BMP-2、MGP表达增加,引起血管钙化,维生素K_(2)能抑制糖尿病引起的血管钙化。

基于双发光位点能量传递构建高效窄带钙钛矿构型K_(2)BaPO_(4)F:Eu^(2+)荧光粉

随着近紫外芯片激发三基色荧光粉技术的发展,开发用于液晶显示背光源以满足高品质显示需求的新型窄带蓝色荧光粉已经成为材料研究者日益关注的焦点。本文采用高温固相法合成了具有钙钛矿结构原型的K_(2)BaPO_(4)F∶Eu^(2+)窄带蓝色荧光粉。K_(2)BaPO_(4)F基质由[FK_(4)Ba_(2)]八面体以共享Ba、K原子的方式相连形成三维网状阴离子框架,进而与孔道中的[PO_4]四面体连接形成K_(2)BaPO_(4)F钙钛矿结构框架。Rietveld精修分析表明,Eu^(2+)同时占据Ba^(2+)和K^(+)位点形成[Eu(1)O_8F_(2)]和[Eu(2)O_(6)F_(2)]配位多面体,两种多面体发光中心存在由偶极-偶极效应引起的Eu(1)→Eu(2)能量传递过程,使荧光粉具有发射峰值波长为432nm、半峰宽为43nm的高亮度窄带蓝光发射。基于密度泛函理论的第一性原理计算表明,K_(2)BaPO_(4)F基质为间接带隙化合物,理论带隙值为5.035eV。K_(2)BaPO_(4)F∶Eu^(2+)荧光粉展现了合适的荧光热稳定性(I_(493K)/I_(293K)=64%)和较高的内、外量子效率(分别为72.8%和46.4%),其性能指标虽然劣于BaMgAl_(10)O_(17)∶Eu^(2+)、K_(1.6)Al_(11)O_(17+δ)∶Eu^(2+)、Na_(3)Sc_(2)(PO_4)_(3)∶Eu^(2+)等典型蓝粉,但优于其他一些已报道的蓝色荧光粉。上述研究工作不仅展现了K_(2)BaPO_(4)F∶Eu^(2+)作为一种新型窄带蓝色荧光粉的应用潜力,而且也为基于矿物结构原型策略探索新型荧光粉提供了可能性。

Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)-NaVO_(3)熔盐结构的拉曼光谱和理论计算

NaVO_(3)在Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)熔盐体系中可原位催化电还原CO_(2)制备高附加值碳材料,对Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)-NaVO_(3)体系熔盐结构进行研究有助于明晰电极过程机理和优化反应条件.本文采用拉曼光谱学和量子化学计算(基于Gaussian和Molclus程序)相结合的方法探究了1073 K下Na_(2)CO_(3)-K_(2)CO_(3)-NaVO_(3)熔盐体系的离子结构.结果表明,在该熔盐体系中,除了存在CO_(3)^(2-)以外,还存在由CO_(3)^(2-)和VO_(3)^(-)发生反应生成的VO_(4)^(3-),而不存在VO_(3)^(-);VO_(4)^(3-)所属C1空间点群,其中V-O键的对称伸缩振动模对应的拉曼特征峰位于802 cm^(-1)处;随着体系中NaVO_(3)质量分数由5%增加至15%,熔盐中VO_(4)^(3-)的相对含量急剧增加,而CO_(3)^(2-)的相对含量相应地减少.

微波碳化-K_(2)FeO_(4)活化制备生物炭及其对Cr^(6+)吸附性能

作者以柚子皮为原料,采用微波碳化-K_(2)FeO_(4)活化制备了磁性生物炭,对比了不同微波功率、不同炭化时间对磁性生物炭性能的影响。采用SEM、BET、XRD、XPS和FTIR对磁性生物炭进行表征,考察其对Cr^(6+)的吸附性能和机理。结果表明,与单纯微波碳化相比,微波碳化-K_(2)FeO_(4)活化增加了生物炭表面的含氧官能团,比表面积从3.08 m;/g提高到49.33 m;/g,且生成磁性γ-Fe_(2)O_(3)。磁性生物炭对水溶液中Cr^(6+)的吸附动力学和等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型。在45 ℃的条件下,磁性生物炭对Cr^(6+)的最大吸附量为122.1 mg/g。

K_(2)FeO_(4)-PAC联用混凝处理低浓度含氟有机废水的研究

以太阳能光伏企业生产废水一级钙盐沉淀后出水为研究对象,配制模拟水样,F-质量浓度为30 mg/L,异丙醇质量浓度为94.36 mg/L(TOC值56.56 mg/L),采用高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))-聚合氯化铝(PAC)联用混凝沉淀法对水样进行处理.分别考察了单独使用K_(2)FeO_(4)及与PAC联合使用时药剂投加量等因素对F-和有机物去除效果的影响.结果 表明,K_(2)FeO_(4)和PAC具有协同絮凝作用,且K_(2)FeO_(4)能改善絮体结构,二者联用时可有效提高污染物去除率,其中pH是较为关键的影响因素.最优实验条件下,F-和TOC去除率分别为71.13%和5.25%.同时发现,K_(2)FeO_(4)对异丙醇的矿化程度不高,使得TOC下降幅度不大.

K_(2)NaAlF_(6):Mn^(4+)红色荧光粉的合成与表征及在LED中的应用

采用简单的离子交换法制备了形貌规则、尺寸均匀的K_(2)NaAlF_(6):Mn^(4+)红色荧光粉,利用XRD、SEM、EDS、激发和发射光谱、荧光寿命和热稳定性对所制材料的结构和光学性质进行了系统的表征,发现其具有优良的发光性能和荧光热稳定性。将红粉封装于蓝光LED芯片后设计了色温和显色指数可调的暖白光LED器件,表明所制K_(2)NaAlF_(6):Mn^(4+)红色荧光粉在室内照明上的潜在应用前景。

K_(2)FeO_(4)强化采煤污染土壤吸附固定Pb2+的实验研究

利用pb^(2+)含量为8.02 mg/kg的土壤作为实验原土,以50~400 mg/L Pb(NO_(3))_(2)分别对原土和投加K2FeO4的土壤进行吸附实验,考察了不同条件下两种土壤对pb^(2+)的吸附影响规律,并进行了动力学分析.在此基础上利用模拟酸性雨水,采用静态溶浸实验和连续浸提实验,从浸出浓度和土壤对pb^(2+)吸附态的影响两方面综合考查K_(2)FeO_(4)对土壤强化吸附固定pb^(2+)的效果.结果表明,实验土壤对于初始浓度为350 mg/L的pb^(2+)仍具有良好的吸附作用,当Fe^(6+)/pb^(2+)质量比为5、吸附时间为8h时吸附量高达486 mg/kg;而加入K_(2)FeO_(4)后使土壤对pb^(2+)的吸附等温线由Langmuir变为Freundlich,且整个反应过程符合准二级动力学模型,吸附趋于稳定形态,pb^(2+)的浸出大幅度降低,强化吸附固定效果显著.此外,吸附过程对pH和温度不敏感,这对于pb^(2+)污染土壤的原位修复具有重要的实际应用价值.

K_(2)FeO_(4)氧化页岩气压裂返排液动力学及机理研究

对K_(2)FeO_(4)氧化页岩气压裂返排液降解有机物动力学、机理及特征污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)降解机理进行实验分析。通过单因素实验探究确定动力学,采用GC-MS分析有机物变化及降解机理。实验结果表明:K_(2)FeO_(4)氧化页岩气压裂返排液有机物降解符合两阶段反应动力学,最佳反应条件为K_(2)FeO_(4)浓度1500 mg/L,初始pH=9.0,温度为25℃。通过GC-MS分析K_(2)FeO_(4)氧化DBP降解过程中间产物,并提出了降解DBP的可能途径。

GO@K_(2)FeO_(4)复合材料处理环丙沙星废水性能研究

鉴于氧化石墨烯(GO)比表面积大和吸附性强、高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))氧化性强但容易分解的性质,探究了以GO包覆K_(2)FeO_(4)制备复合材料GO@K_(2)FeO_(4),以环丙沙星(CIP)为代表污染物,分析了K_(2)FeO_(4)@GO处理抗生素废水的处理效果。扫描电子显微镜对GO@K_(2)FeO_(4)表征得出:GO能很好地包覆K_(2)FeO_(4)。处理CIP废水的最佳条件为:GO与K_(2)FeO_(4)的混合配比、溶液pH值和GO@K_(2)FeO_(4)的添加量分别为5.0%、5.0和0.3g/L废水。在此优化条件下,CIP的去除率可达到90.1%,比单独使用K_(2)FeO_(4)处理时的去除率提高了19.9%。综合可知:GO@K_(2)FeO_(4)具有更好的稳定性和去除CIP的功能,对抗生素废水的处理具有很好的前景。

K_(2)FeO_(4)-PAC-PAM处理地下水中高浓度硫酸盐的实验研究

以SO_(4)^(2-)的去除率作为考察指标,在高浓度SO_(4)^(2-)模拟地下水中以不同方式投加高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))、聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM),考察不同药剂对SO_(4)^(2-)的去除效果,并对其去除机理进行了分析.研究结果显示,对于SO_(4)^(2-)浓度为1 000 mg/L的原水,加入K_(2)FeO_(4)比单独使用PAC和PAM处理时去除效果显著提高;K_(2)FeO_(4)-PAC-PAM复合药剂对SO_(4)^(2-)的去除率可达46.69%;并且发现K_(2)FeO_(4)和PAC-PAM的投加顺序也会对SO_(4)^(2-)的去除率产生不同程度的影响.在K_(2)FeO_(4)-PAC-PAM复合药剂体系中,K_(2)FeO_(4)起到显著的絮凝协同作用,从而使高浓度硫酸盐通过强化絮凝作用被去除.

K_2PtCl_4与细胞色素C修饰体系研究

马心细胞色素C(以下简写为Cyt·C)与K_2PtCl_4的反应混合物在Sephadex G-75上分出4个组分,对应于Cyt·C寡聚体、三聚体、二聚体及单体,此结果与SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳(以下简写为SDS-PAGE)测定的各组分的分子量相一致,这揭示了K_2PtCl_4与Cyt·C存在多位点修饰,而非如Kostic报道的Met-65为其唯一修饰位点,此结论通过分析K_2PtCl_4与His-33羧甲基化的Cyt·C修饰反应产物所证实,同时也和同样条件下游离His,Met与K_2PtCl_4的配位作用相吻合,对Cyt·C二聚体衍生物的还原电位、紫外-可见光谱以及二阶导数傅利叶变换红外光谱研究表明,血红素周围的电子环境仍然保持完整,但其二级结构有较大的扰动.

基于K_(3)FeO_(4)负载的Fe-基载氧体反应性能模拟研究

本研究以密度泛函理论为基础,通过态密度、吸附能和活化能等电子结构性质,研究尖晶石结构的K_(3)FeO_(4)对Fe基载氧体反应性能的影响。结果表明,K_(3)FeO_(4)负载到α-Fe_(2)O_(3)(001)表面后,α-Fe_(2)O_(3)(001)表面微观电子结构发生改变,表面的Fe-O键长伸长,O-p轨道电子朝更高能级方向跃迁,氧原子电子活性提高。负载后,在三个晶格氧位处,CO与表面晶格氧反应的能垒均表现出降低趋势。这是因为负载K_(3)FeO_(4)能够提高表面氧原子活性,Fe-O键伸长使得断键更加容易,所需能量更小;此外,CO与K_(3)FeO_(4)中活性较强的氧原子成键,也与O_(2)位原子形成新的C−O键,以双齿碳酸盐形式吸附在表面α-Fe_(2)O_(3)(001),进而释放并生成CO_(2)。

Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型及形貌调控

为将Ca(H_(2)PO_(4))2制备KH_(2)PO_(4)过程中的石膏资源化利用,以H_(3)PO_(4)与CaCO_(3)反应制备Ca(H_(2)PO_(4))2溶液,并与K_(2)SO_(4)溶液反应,进行Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型和形貌调控研究。结果表明:通过改变反应时间、反应温度、SO^(2-)/_(4)过量系数和CaO含量等参数可对Ca(H_(2)PO_(4))_(2)-H_(3)PO_(4)-K_(2)SO_(4)体系中石膏晶型和形貌进行调控,制得短柱状α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O。体系在温度高于95℃和CaO含量为3.0%~5.0%(质量分数,下同)时形成α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O,在CaO含量为5.5%主要形成CaSO_(4)·2H_(2)O;反应时间长于20 min和SO^(2-)/_(4)过量系数大于1.4将形成K_(2)SO_(4)(CaSO_(4))_(5)·H_(2)O,导致石膏晶体表面缺陷增加。本实验条件下,适宜反应条件为:反应时间10 min、反应温度95℃、SO^(2-)/_(4)过量系数1.2和CaO含量5.0%,此条件下可制得长度42~70μm、直径13~24μm的短柱状α-CaSO_(4)·0.5H_(2)O,其抗折和抗压强度分别可达5.61 MPa和33.74 MPa,滤液中钾收率和脱钙率分别可达94.23%和83.80%。

K_(2)OsO_(2)(OH)_(4)低温拉曼光谱研究

本工作获得了低温下锇酸钾K_(2)OsO_(2)(OH)_(4)的拉曼光谱,并对其声子行为进行了研究。在低温下,K_(2)OsO_(2)(OH)_(4)的拉曼光谱信噪比和展宽都得到改善,由晶胞收缩引起的晶体场扰动使位于高波段的ν_(1)模分裂为ν′_(1)和ν″_(1)两个振动模;而晶体中氢键体系取向的重定向行为使ν_(2)模在低温下发生了不连续变化。

利用乳糖酸的钝化效应提升K_(2)SiF_(6)∶Mn^(4+)的耐湿性

耐湿性差是掺Mn^(4+)氟化物红色荧光粉在高稳定性器件应用中面临的一个瓶颈问题。本工作提出利用乳糖酸的钝化效应清除K_(2)Si F_(6)∶Mn^(4+)表面的Mn^(4+),重构无Mn^(4+)的氟化物惰性壳层,以提升其耐湿性。结果表明,经乳糖酸钝化后的氟化物的晶相、形貌及发光强度几乎不变。水浸360 h后,钝化的氟化物的内量子效率为96.9%,远高于未处理的氟化物的59.8%。经乳糖酸处理,水解后的氟化物的内量子产率可以恢复到98.8%。在60 m A驱动电流下,将钝化后的氟化物作为红光成分,封装了相关色温为3518 K、显色指数为88.5、发光效率为130.61 lm·W^(-1)的暖白光LED。在高温(85℃)高湿(85%)环境中老化500 h后,该LED器件具有较高稳定性,光效可维持为初始值的90.5%,高于未经处理的氟化物所封装的白光器件(82.3%)。因此,简单的乳糖酸处理可以有效提升掺Mn^(4+)氟化物的耐湿性。本工作可为高稳定性氟化物红色荧光粉的工业化生产提供借鉴。

K_(3)La(PO_(4))_(2)基质中Tb^(3+)的发光和能量传递

采用高温固相方法合成了不同浓度Tb^(3+)掺杂的单斜结构K_(3)La(PO_(4))_(2)荧光粉,利用XRD表征了其相纯度,并对基质化合物进行了结构精修。研究了Tb^(3+)掺杂样品在不同温度下的发光性质及不同掺杂浓度样品在室温下的发光性质。发现在室温、373 nm激发下,Tb^(3+)离子表现为^(5)D_(3)⁃7F_(J)(J=5,4,3,2)和^(5)D_(4)⁃^(7)F_(J)'(J'=6,5,4,3)等两组发射。不同温度下低掺样品的光谱测试表明,多声子弛豫对5D_(3)能级发射的猝灭贡献有限。随着掺杂浓度增加,Tb^(3+)离子5D_(3)发射减弱而5D_(4)发射增强,样品表现出从青光到绿光的光色调控性质,这主要是由Tb^(3+)能级间的交叉弛豫过程导致的;进一步通过Inokuti⁃Hirayama模型和扩展的Yokota⁃Tanimoto模型对5D_(3)发光衰减曲线进行拟合,结果表明能量传递的主要作用方式为电偶极⁃四极作用,临界传递距离约为1.03 nm。

占位剂K_(2)SO_(4)对NiCu合金多孔膜孔结构的影响

以Ni元素粉末为原料,K_(2)SO_(4)粉末为占位剂,将Ni-K_(2)SO_(4)混合粉末加入聚乙烯缩丁醛(PVB)乙醇溶液中制成浆料,刮涂在Cu箔上,利用Kirkendall效应,经真空烧结制备多孔NiCu合金膜。研究K_(2)SO_(4)含量对NiCu合金多孔膜收缩率、透气度、孔径、宏观和微观形貌的影响。结果表明:随Ni-K_(2)SO_(4)混合粉末中的w(K_(2)SO_(4))增加,多孔膜的透气度先增大后减小。当w(K_(2)SO_(4))<40%时,随w(K_(2)SO_(4))增加,膜层的烧结收缩率减小,透气度增大,最大达到2361 m3/(m2·h·kPa),最大孔径在45μm左右变化不大;w(K_(2)SO_(4))大于40%时,多孔膜的透气度下降,孔径明显减小;当w(K_(2)SO_(4))>60%,膜层透气度低于测试仪器下限。适量的K_(2)SO_(4)通过在涂覆层中的占位作用阻碍Ni颗粒烧结致密化,提高多孔膜的透气度,但过量的K_(2)SO_(4)会在烧结过程中阻断Cu原子向Ni粉层扩散,使Cu箔上难以形成通孔,透气度大幅降低。