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利用掺铝二氧化钛光催化降解废水中的有机污染物
摘要： 本研究的目的是探究批次式和连续循环反应器对染料及合成废水进行光降解的性能。实验以铝（Al）为掺杂金属，采用浸渍法，分别使用市售TiO? P-25和Al(NO?)?作为钛前驱体和掺杂剂。研究了掺杂剂浓度、煅烧温度等参数。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重分析仪(TGA)对掺铝TiO?纳米晶体进行表征。在可见光照射条件下，以亚甲基蓝(MB)溶液的降解效果量化掺铝纳米颗粒的光催化性能，并与未掺杂纳米TiO?进行对比。结果表明：采用0.25%浓度、100 cm3/ml体积的Al(NO?)?溶液，在300℃煅烧4小时是制备掺铝纳米TiO?的最佳条件。在批次反应器中，当掺杂0.75 w/v比Al(NO?)?时，其伪一级动力学反应速率最高达0.096。该掺铝纳米TiO?在可见光下具有降解废水中有机污染物的光催化剂潜力。单独使用TiO? P-25（投加量2g/L）时，对合成废水中有机污染物的最高去除率为75%；而采用0.5g/L投加量的掺铝TiO?时去除率达80%，1g/L投加量时去除率更提升至85%。
关键词： 间歇式反应器、光催化剂、二氧化钛、高级氧化工艺
更新于2025-09-23 15:23:52
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可见光下新型Ca-Ag3PO4复合材料对菲和藻类的光催化去除：反应活性及共存效应
摘要： 本研究首次探究了新型Ca-Ag3PO4复合光催化剂在可见光照射下对人工海水中菲（PHE）降解和藻类灭活的可行性。实验发现Ag3PO4相成功负载于钙基材料表面，且钙基载体能有效稳定Ag3PO4颗粒。该复合材料在可见光照射下展现出优异的菲降解或藻类灭活性能，不仅能单独高效处理单一污染物，更能协同去除共存污染物。在Ca-Ag3PO4/可见光体系中，12小时内菲与藻类的同步去除率均超过96%。研究进一步证实：菲降解效率随Ca-Ag3PO4投加量增加而提升，其中羟基自由基（HO?）是主要活性物种；而藻类灭活则主要源于HO?与材料释放的银离子（Ag+）共同作用。研究提出了可见光驱动下Ca-Ag3PO4催化去除菲与藻类的可能机理，为实际海水中多种污染物的同步治理提供了重要指导。
关键词： 磷酸银，藻类，光催化，高级氧化工艺（AOPs），可见光，菲（PHE）
更新于2025-09-23 15:23:52
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使用BDD电极的光电芬顿法降解咖啡因的中试实验数据
摘要： 新兴污染物（EC）因其对水生生态系统和人类具有潜在毒性而构成紧迫风险。这类污染物浓度较低，且常规处理方法通常无法完全或高效去除，导致其持续存在并不断累积。高级氧化工艺（AOP）是消除废水中危险及难降解物质的替代方案。本研究评估了咖啡因在水溶液中的降解效果，采用的高级氧化工艺包括：芬顿法、掺硼金刚石（BDD）电极电氧化（EO）、电芬顿（EF）以及光电芬顿（PEF）。通过田口因子设计研究了pH值、支持电解质浓度及比电荷的影响，从而明确了各变量在处理过程中的贡献度。本研究获得的试点规模数据可为工艺放大和成本分析提供参考依据。
关键词： 化学工程、田口设计、BDD电极、高级氧化工艺、咖啡因降解
更新于2025-09-23 15:23:52
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中试规模射流混合紫外/过氧化氢废水处理系统的人工神经网络建模
摘要： 本研究针对高效中试光化学废水处理反应器的建模与模拟展开。采用紫外光/H2O2工艺，在10升体积的射流混合光反应器中对偶氮染料（直接红23）进行处理。为建立反应器模型并模拟处理过程，重点考察了喷嘴角度(hN)、喷嘴直径(dN)、流量(Q)、辐照时间(t)、H2O2初始浓度([H2O2]0)和pH值这六个关键物理化学影响因素。研究采用人工神经网络(ANN)作为强大建模方法，构建了六种不同网络架构，根据测试数据集均方误差(MSE)函数最小化原则确定最佳隐含神经元数量和学习迭代次数。通过交叉验证输出进行反应器效率模拟及敏感性分析，结果表明：采用"trainlm"学习算法、隐含层和输出层分别以"tansig"和"purelin"为传递函数的三层前馈神经网络（含10个隐含神经元，在第100次迭代时校准）是最佳建模方案。各关键因素影响重要性排序为：[H2O2]0 > t > pH > Q > hN > dN。
关键词： 染料、模拟、废水处理、高级氧化工艺、神经网络、光降解、间歇式反应器
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用UVC光与溶解氧相结合的高效水溶解硫化氢氧化方法
摘要： 硫化氢是一种可能存在于井水和污水中的有害污染物。本文介绍了一种基于紫外光（UVC）与氧气协同作用的高效除硫方法，该方法在含硫量高达20毫克/升的富硫自来水和天然井水中均进行了测试。在不超过数分钟的停留时间内，实现了最高90%的转化率。量子效率（定义为被去除的硫化氢分子数与入射光子数之比）根据条件不同可达70%。主要产物为硫酸盐，未检测到单质硫生成，因此浊度无明显变化。处理含硫井水时出水中无硫颗粒至关重要，这省去了后续颗粒物去除步骤。研究结果表明：HS?物种受激发后形成多硫化物阴离子，这些阴离子能与生成的任何单质硫迅速反应，最终产生硫酸根离子。
关键词： AOP（高级氧化工艺）、水处理、硫酸盐、硫化氢、氧化
更新于2025-09-23 15:23:52
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以过氧化氢为氧化剂去除内分泌干扰物的未取代金属酞菁催化剂
摘要： 高级氧化工艺在处理进入环境水体的难降解化合物方面日益重要。近几十年来，水溶性金属酞菁被证实能通过产生独特的活性物种——亲核性金属过氧配合物，催化含H2O2的氧化反应。现有文献中关于不溶性金属酞菁（MPc）的研究较少。研究表明，在pH 7条件下，不溶性的锰酞菁和铁酞菁（MnPc、FePc）通过亚甲基蓝脱色和双酚A去除展现出氧化催化活性。本研究在此基础上，进一步探究了多种金属酞菁催化剂在酸性和中性条件下的催化性能。虽然仅在pH中性条件下具有活性，但FePc仍是表现最佳的催化剂。添加乙腈作为共溶剂并提高H2O2与催化剂的摩尔比可显著增强其活性。MnPc在pH 3和7条件下均具有催化活性。FePc和MnPc催化剂在污水存在时均表现出双酚A去除能力：以FePc为催化剂时双酚A去除速率降低，而MnPc催化时无变化。研究成功实现了17β-雌二醇、雌酮和金雀异黄酮的去除，所有测试内分泌干扰物（EDC）的去除率均超过96%。这是首次报道金雀异黄酮这种植物雌激素的去除案例。尽管本工作使用的昂贵催化剂和氧化试剂浓度显著更低，但MPc催化氧化反应对EDC的去除效果仍优于文献报道水平。
关键词： 双酚A、内分泌干扰化合物、金属酞菁、高级氧化工艺、金雀异黄酮
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过NFC掺杂光催化氧化对Meric-Ergene流域生活及工业二级处理废水中抗生素残留的表征与去除及其灌溉回用评估
摘要： 抗生素是重要的污染物，由于排入受纳环境，已成为日益严重的问题。这些有机污染物存在于进水中会抑制生物处理过程，并在污水处理厂中难以降解。此外，食用用含抗生素残留的水灌溉的农产品，会通过食物链对人体造成重大危害。本研究首先对位于梅里奇-埃尔金盆地的家庭和工业污水处理厂的未处理原水（进水）和生物处理后水（出水）进行了常规特性分析（COD、TOC、SS、色度）以及抗生素残留特性分析。随后，针对HPLC MS/MS检测出的过量抗生素（红霉素、环丙沙星、磺胺甲噁唑），在可见光下进行了光催化活性测试。最后，采用溶胶-凝胶法（无需热处理）制备了文献中从未研究过的新一代NFC（氮-氟-碳）掺杂二氧化钛光催化剂，用于光催化氧化。通过UV-vis DRS反射率和激光拉曼光谱对光催化剂进行表征，其他分析均按标准方法进行。常规特性分析结果表明：与文献一致，所研究的家庭污水表现出中等特性，而工业废水样本在COD、TOC和SS污染方面具有强特性。然而与预期相反，抗生素残留结果显示出水比进水含有更多抗生素。这可能是因为部分家庭污水中的抗生素已附着在粪便中，常规系统无法净化，正如文献中类似研究所述，它们会在生物处理后释放。此外，在可见光下经过7小时NFC掺杂光催化氧化后，除实现约62%-79%的COD去除率和62%-86%的TOC去除率外，还达到了99%-100%的抗生素残留去除率。根据这些结果，梅里奇-埃尔金盆地的家庭和工业二级处理出水可采用NFC掺杂光催化剂进行深度处理，成功去除抗生素残留及常规污染物。该结果表明，通过这种新型光催化工艺可以达到土耳其林业与水资源部制定的梅里奇-埃尔金排放标准，使该河流能够健康地用于灌溉回用。
关键词： 高级氧化工艺、生活/工业废水、溶剂浇铸法、紫外线、抗生素、光催化剂、NFC掺杂二氧化钛
更新于2025-09-23 15:22:29
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光-电氧化法对水中腺病毒的降解与灭活
摘要： 本研究分析了光电氧化法作为水中腺病毒降解与灭活方法的效率。实验设计采用含5×10?基因组拷贝/升（gc/L）人5型腺病毒（HAdV-5）标准株的灭菌水溶液，等分为两部分：一组作对照，另一组以5A电流进行3小时光电氧化（PEO）处理。通过实时聚合酶链式反应（qPCR）对暴露过程中采集的样本进行病毒基因组鉴定与定量分析?；蛱崛∏笆凳┢叫蠨NA酶处理步骤以评估病毒颗粒完整性。整合细胞培养（ICC）分析评估了感染活性。实验证明该处理过程能有效降解病毒，处理60分钟后病毒载量降低7个对数级。经DNA酶处理的样本在暴露75分钟后病毒载量完全消除，ICC分析显示处理30分钟后病毒颗粒完全丧失感染活性。
关键词： 高级氧化工艺、水、腺病毒、光电氧化
更新于2025-09-23 15:22:29
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从微观到宏观污染物：低能量二氧化钛光催化结合过滤对饮用水有机物的削减影响
摘要： 本研究评估了采用低能耗二氧化钛光催化技术削减大分子与小分子有机污染物的策略。当能量输入为1、2和5千瓦时/立方米时，大分子天然有机物未能完全氧化——表现为紫外254吸收值(UV254)和比紫外吸光度(SUVA)的降幅显著大于溶解性有机碳(DOC)的降幅，其UV254去除速率较DOC降解速率高出三个数量级。这种不完全氧化改善了后续过滤工艺的运行效果：相比直接过滤预处理，在2千瓦时/立方米光催化条件下，下游颗粒活性炭(GAC)滤床寿命延长340%；同样地，前置光催化工艺可减轻微滤膜污染，延长过滤周期。使用2千瓦时/立方米光催化时，过滤周期较直接过滤延长36倍。此外，低能耗光催化预处理虽未改变膜截留性能，但显著改善了膜透过液中DOC和UV254指标。虽然高能紫外输入能有效去除雌激素类微量有机物（雌酮E1、17β-雌二醇E2、雌三醇E3和17α-乙炔雌二醇EE2），但低能耗光催化对雌激素的去除效果并未超越单纯光解水平——对于E1和E3，添加TiO2光催化剂反而降低了其降解速率。总体而言，针对大分子有机物（DOC、UV254和SUVA）的污染物削减量每提高一个数量级所需的电能(EEO)在光催化工艺中显著优于光解工艺；但对雌激素的去除，光解与光催化所需能耗相当。
关键词： 颗?；钚蕴浚℅AC）、雌激素、紫外光解、溶解性有机碳（DOC）、高级氧化工艺（AOP）、天然有机物（NOM）
更新于2025-09-23 15:21:01
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生物基物质-磁性氧化铁杂化纳米材料存在下咖啡因光降解的新见解
摘要： 利用有机废弃物作为生物基物质来源，应用于环境治理领域正受到日益关注。本研究采用堆肥衍生的生物基物质（BBS-Cs）制备混合磁性纳米颗粒（HMNPs），并测试其作为高级氧化工艺辅助剂的效果。这类混合磁性纳米颗?？稍诖斫崾蠡厥?，重复用于后续水净化循环。研究旨在为咖啡因的光降解提供新见解——咖啡因被选作自然水体中人为污染的标志物，同时也是新兴污染物（CECs）的代表。通过共沉淀法，在碱性介质中以Fe(II)/Fe(III)盐和BBS-C水溶液为原料合成了混合磁性纳米颗粒。采用X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对颗粒进行表征。评估了pH值、添加过氧化氢及溶解氧对HMNPs存在下咖啡因光降解的影响。结果表明：在HMNPs与过氧化氢共同作用下，可能通过非均相光芬顿机制实现咖啡因去除。通过考察选择性羟基自由基清除剂对咖啡因降解动力学的影响，验证了羟基自由基在该过程中的作用。
关键词： 混合纳米材料、光芬顿、咖啡因、高级氧化工艺、磁性材料、生物基物质
更新于2025-09-22 12:37:50