研究目的
探究ICPB对硝酸盐的还原效率,研究组合系统中原位培养生物膜的微生物群落变化,并利用紧密耦合系统阐明硝酸盐还原机制。
研究成果
本研究提出了一种将可见光诱导光催化剂TiO2/g-C3N4与原位培养生物膜紧密结合的硝酸盐水还原处理方案。该耦合系统在无需添加额外化学试剂的情况下,16小时内实现了40.3%的硝酸盐去除率及86.3%的氮气选择性。生物膜微生物群落经优化后更有利于反硝化作用。
研究不足
该研究未探究不同类型生物膜下ICPB体系的硝酸盐还原性能,未解析微生物群落结构与反硝化效率的关系,也未将ICPB的应用拓展至各类水环境的修复。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用将TiO2/g-C3N4光催化剂与原位培养生物膜紧密结合的系统,在无需额外电子供体的条件下实现水中硝酸盐还原。
2:样本选择与数据来源:
生物膜原位培养于金川河城市河流中涂覆TiO2/g-C3N4的海绵载体上。
3:实验设备与材料清单:
使用TiO2粉末和双氰胺合成TiO2/g-C3N4光催化剂复合材料。
4:实验步骤与操作流程:
去除实验采用含营养物和硝酸钾的100 mL溶液进行。
5:数据分析方法:
硝酸盐浓度通过离子色谱法测定,实验溶液中的亚硝酸盐和铵含量采用连续流动自动分析仪测定。
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UV-vis diffuse reflectance spectrophotometer
UV-3600
Shimadzu Co.
Used to record the UV-vis diffuse reflectance spectra.
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fluorescence spectrophotometer
FLS 1000
Edinburgh Instruments
Used to record the photoluminescence spectra.
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Fourier transformed infrared spectrometer
NEXUIS-670
Nicolet Co.
Used to analyze the FT-IR spectra.
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TiO2 powder
Sinopharm Group Co. Ltd.
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dicyandiamide
Sinopharm Group Co. Ltd.
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Used to prepare g-C3N4 photocatalysts.
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Xinxing Materials Manufacturer Co., Ltd.
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Beijing China Education Au-light Co., Ltd.
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0.22 μm
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Dionex ICS-2000
Used to analyze the nitrate concentration.
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Skalar
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scanning electron microscopy
Carl Zeiss Sigma HD
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Oxford
Used to analyze the elemental distribution of samples.
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JEOL JEM 2100F
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Bruker D8 ADVANCE
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Illumina
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