磁性Fe_3O_4/石墨烯异质结固定漆酶特性及其对水中双酚A的降解研究

以磁性石墨烯为载体制备了磁性石墨烯固定化漆酶,考察了固定化漆酶的酶学特性及其对双酚A（BPA）的降解效能。结果表明,氧化石墨烯的比表面积高达726.34 m2·g-1,与游离漆酶相比,经过石墨烯固定化后漆酶对酸的适应能力、耐热性和贮存稳定性均有所提高,p H值2.0-4.0范围内固定化漆酶活性较为稳定;加入变性剂尿素（1 mol·L^-1）后,固定化漆酶的相对活性为87%,游离漆酶相对活性仅为63.02%,固定化导致抗变性剂能力增强。固定化漆酶和游离漆酶活性分别在45和40℃时达到最大值。与游离漆酶相比,固定化漆酶最佳反应温度升高了5℃,且在50℃时,固定化漆酶的相对活性依然保持在95.11%;25℃,p H值4.0条件下保存10 d,固定化漆酶活性为最初活性的82.57%;固定化漆酶具有良好的重复利用性,重复利用10次后,漆酶活性仍为最初活性的82.01%。固定化酶的米氏常数Km为5.38×10^-4 mol·L^-1,较游离酶的大,说明固定化酶与底物的亲和力比游离酶小。磁性石墨烯固定化漆酶具有良好的吸附能力,可吸附-催化氧化水中的BPA,且石墨烯良好的吸附作用促进了催化反应,水中BPA质量浓度为15 mg·L^-1时,经过18 h反应,BPA的去除率能达到82.14%左右。本研究的结果为石墨烯新型材料固定化漆酶及其应用提供了参考。

氧化石墨烯对抗生素-重金属污染吸附效应及机理的研究

氧化石墨烯材料具有吸附能力强、耐酸碱等优点,能高效去除水体中各类污染,但针对抗生素-重金属污染类型报道较少。采用了一种改良Hummers法制备GO,采用SEM、TEM、FTIR、XRD和BET等方法进行表征,结果表明制备的GO比表面积较大,表面富含各类含氧官能团。研究了GO对水体复合污染的去除效果,结果表明去除效果较好,单独吸附时,对盐酸四环素的吸附显著强于Cr(VI)。共吸附时,两者之间存在相互抑制效应,且TC对Cr(VI)的吸附抑制要强于Cr(VI)对TC的吸附抑制,分析了其吸附机理,GO对TC吸附的主要作用π-π共轭作用,而GO对Cr(VI)吸附机理主要是络合吸附,且GO对TC的共轭吸附作用强于对Cr(VI)的络合吸附。

异质结型ZnFe_2O_4-TiO_2纳米管阵列复合光催化剂对盐酸四环素的光催化性能研究

采用阳极氧化-浸渍法,制备了异质结型Zn Fe_2O_4-Ti O_2纳米管阵列复合光催化剂。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等分析方法对光催化剂进行了结构表征,并考察了在可见光照射条件下Zn Fe_2O_4-Ti O_2纳米管阵列对TC降解的光催化性能。结果表明,Zn Fe_2O_4-Ti O_2纳米管阵列能有效降解盐酸四环素(TC)。低浓度TC降解效果比高浓度好,酸性条件有利于光催化反应,投加适宜浓度的H_2O_2(10 mmol/L)时会和催化剂产生协同效果,H2O2浓度过低或过高,催化效果均下降。在20~40℃范围内,高温有利于提升催化反应速率。阴离子对催化效果有抑制作用,其中CO_3^(2-)的抑制作用最强。所制备的复合催化剂具有较好的实际应用价值。

反蛋白石结构BiVO_4/WO_3催化处理苯酚废水研究

采用溶剂蒸发-提拉法以苯乙烯为模板制备了反蛋白石结构BiVO_4/WO_3复合光催化材料。对其结构进行了表征,考察了其在可见光照射条件下对苯酚的光催化性能。结果表明,反蛋白石结构BiVO_4/WO_3具有较好的光催化活性,能有效去除水体中的苯酚。在苯酚质量浓度80 mg/L范围内,催化剂对苯酚含量不敏感,90 min后去除率基本达到99%,去除效率远高于普通WO_3。在降解过程中加入一定浓度的H2_O_2对光催化有促进作用,过量则抑制降解,H_2O_2的适宜浓度为5 mmol/L,此时苯酚(质量浓度20 mg/L)去除率为99.7%。降解体系中含草酸对光催化反应有抑制作用,且草酸含量越高抑制越严重。催化剂在重复使用5次后苯酚的去除率超过90%,该催化剂在处理苯酚废水方面具有较高的应用价值。

间歇式膜生物反应器处理垃圾渗滤液研究

采用间歇曝气的序批式膜生物反应器(SMBR),在HRT为2 d、排泥条件下(SRT为30 d)运行,对TN的质量浓度低于2 g/L的渗滤液进行处理,并与连续曝气的普通MBR进行对比。结果表明,2种反应器可将垃圾渗滤液COD降至0.32~1.2 g/L;SMBR对NH_4^+-N与TN的去除率可分别达到77.1%和72.3%,对TN的去除效果远好于MBR的48.6%。间歇曝气的SMBR膜的污染速度相对MBR较慢,采用反冲洗+酸洗+碱洗+氧化剂的清洗方式可有效降低过膜压力;计算表明有机污染是膜污染的主要原因。投加粉末活性炭的SMBR减缓了膜的污染速率,其运行周期从32 d延长至44 d。