【摘 要】
:
阿特拉津因除草效率高和施用方法多样而受到广泛应用,成为农业生产中最常用的农药之一。但是由于其使用广泛且稳定性较好,很容易通过径流和渗透等形式进入水环境,带来饮用水安全问题。常规的水处理技术对阿特拉津去除效果不理想,而半导体光催化技术是一种可以有效地降解阿特拉津且不会带来二次污染的高级氧化技术。基于此,本文通过形貌调控得到高催化活性的管状g-C3N4(TCN),并详细探究其光催化氧化去除阿特拉津的效
【基金项目】
:
国家重点实验室自主课题(2021TS16);
论文部分内容阅读
阿特拉津因除草效率高和施用方法多样而受到广泛应用,成为农业生产中最常用的农药之一。但是由于其使用广泛且稳定性较好,很容易通过径流和渗透等形式进入水环境,带来饮用水安全问题。常规的水处理技术对阿特拉津去除效果不理想,而半导体光催化技术是一种可以有效地降解阿特拉津且不会带来二次污染的高级氧化技术。基于此,本文通过形貌调控得到高催化活性的管状g-C3N4(TCN),并详细探究其光催化氧化去除阿特拉津的效能和机理。以三聚氰胺和尿素为原料,采用水热反应和高温聚合两步法制备TCN,并优化出制备过程中最佳的水热时间和煅烧温度。利用多种测试技术(SEM、TEM、XRD、BET、XPS等)对制备的TCN进行全面表征,以深入了解其形貌和物化性质,并与原始g-C3N4(BCN)进行对比分析。结果表明:TCN保持了石墨相氮化碳的晶体结构及化学构型,比表面积为36.879 m~2/g,相比于BCN提高了3倍多,并且在制备过程中有效引入了氮缺陷,改善了TCN的电子结构。探究了TCN光催化氧化去除阿特拉津的效能及各种因素(反应温度、无机离子、反应体系pH等)对体系效能的影响,同时对光催化剂TCN的稳定性和适用性进行了评价。结果表明:相比于BCN,形貌调控后的TCN在同等反应条件下对阿特拉津去除效率提高了32.6个百分点;体系温度越低或pH越小时,越有利于TCN光催化体系对阿特拉津的去除;TCN在重复多次使用后,仍能继续保持优越的光催化性能,并且一定条件下双酚S、对氯苯酚等有机污染物在TCN光催化体系中降解30 min,去除率均能够达到90%及以上。通过光致发光荧光光谱、紫外-可见漫反射光谱以及光电流曲线等测试探究了TCN和BCN的光学性质及能带结构,揭示了TCN性能提升的关键原因。实验结果表明TCN的带隙宽度更小,能带结构更有利于氧化去除阿特拉津,并且产生的光生e--h+对的分离与迁移效率更高。利用ESR技术对TCN光催化体系中参与降解阿特拉津的活性物质进行了鉴定,并通过抑制试验探究了各活性物质的作用,研究得到体系中存在h+、·OH和·O2-三种活性物质,其中h+和·O2-发挥了主要作用。最后,UHPLC-QTOF/MS在TCN光催化体系中检测到阿特拉津的8种降解中间体,推测出自由基主要通过侧链烷基反应、氧化脱氯反应以及开环反应等对阿特拉津进行降解。
其他文献
近年来,极端降雨事件频发,强降雨导致的城镇内涝灾害屡见不鲜。当降雨强度超出了雨水管道的设计要求时,超标径流就会沿着地面扩散,如果不进行有效的处理,极易在低洼地区产生严重的内涝灾害。通过调查分析城市内涝频发的原因与特点,结合研究区域现有的雨水管网,从道路雨水排放入手,提出布设道路行泄通道的方法,并在道路两侧设置植草沟,通过开放式排水口的方式,连接道路行泄通道的地表径流与植草沟,通过生态草沟的下渗与转
锰是饮用水处理中的重要污染物,人体摄入过多的锰会对神经、运动和生殖等系统造成巨大损伤,为保障饮用水安全,接触氧化除锰法凭借经济、绿色、环保等诸多特点被国内许多水厂所采用,但该方法在过去半个世纪大多用于地下水除锰,且因滤料、滤速和水质等条件的不同,启动周期和除锰效果也有所不同。本文为了探究接触氧化法在地表水中的效果,采用改性沸石作为滤柱填料,从滤料的吸附除锰性能、p H对滤柱启动、次氯酸钠预氧化除锰
当前,由于我国的环保理念和意识不断增强,在城镇污水处理方面对于排放标准及就近排入水体的水环境要求也在不断提高,而传统活性污泥工艺在运行时存在投加额外碳源,能耗较高,因此如何在满足达标排放的前提下,尽可能的减少碳源的投加,以获得最佳的脱氮效果。本研究针对实际污水厂进水为目标水体,分别构建分段进水多级A/O纯膜工艺及其泥膜复合工艺,主要研究泥膜复合工艺在不同影响因素下的脱氮效能,并通过Bio Win软
人类文明的发展所附带的城市化进程使得城市的灰色下垫面面积不断增大,对城市原有水文循环造成了一定的破坏。准确可用的洪涝评估模型对于城市建设规划以及洪涝预警有较为重大的意义,在遥感技术发展的背景下二维元胞自动机洪涝模拟模型结合遥感信息耦合SWMM一维模型所组成的城市二维-一维洪涝评估模型具有较好的研究价值。本研究区域为我国东南区域某市某片区域,通过实现元胞自动机模拟二维漫流模型,并实现二维漫流模型与S
经济发展推动了城市化进程,城市居民人数不断增加,城市缺水状况已十分严峻,节约水资源已成为社会共识,估计、控制、和降低供水管网漏损也已成为供水企业研究各类漏损控制技术的驱动力。管网漏损分为物理漏损和表观漏损,相较于物理漏损,表观漏损难定位、难定量、难控制,且研究较少。表观漏损包括表计计量误差、数据处理错误损失(例如抄表和收费)、偷盗水、未注册表计等未授权用水,除表计计量误差,其他均与人的因素有关,这
供水管网是一项不可或缺的民生基础建设,为生活、工业发展和消防提供淡水。然而,在这个庞大而复杂的网络中,漏损问题是如今供水行业的聚焦点。为了提高运维效率,采用独立计量分区(District Metered Area,DMA)的模式进行“分而治之”,可以有效控制管网漏损。DMA技术目前没有大规模使用的主要原因之一是,在实际规划中,管网划分很大程度上取决于主观经验,随机性较强,没有固定完整的方法,且分区
超滤直接工艺凭借着优异的截留能力逐步发展并成为第三代饮用水技术,但膜污染问题阻碍其发展和应用。超滤直接过滤工艺简单便捷,通常在原水水质较好时使用,虽然原水水质可能长期较好,但短期会受到降雨和人为等因素影响,使得原水水源出现季节性和突发性高浊度,进而导致原水短期污染物上升,造成出水水质恶化,使得膜污染迅速加剧。一年中存在的突发性污染是短期的,水厂出于经济和实用性考虑,难以短时间改变工艺流程,给以超滤
伴随经济的发展和建筑增量市场的繁荣,近代城市边界高速扩张,大量侵吞城市外部的自然资源。为了践行可持续发展的生态城市建设政策,不断出现的以生态补偿为导向的城乡建设,在一定程度上缓解了城市快速发展和城市生态压力过大的矛盾。此外,城市空间的发展受限,城市建筑产业的发展策略从增量发展转移到存量优化之上,大量的废弃城市空间开始进行商业化改造,反而产生了千城一面的问题,城市建筑与城市生活及自然环境产生了割裂。
城镇化不断推进的背景下,给水管网系统也随着城市扩张的脚步不断延展。在给水管网日益复杂,而信息化、数字化程度日益提升的背景下,如何用好给水管网中各个传感器流向数据库的“数据流”使得给水管网基础设施维护人员能够及时、有效发现管网中的异常情况,是目前城市给水管网基础维护工作的现实需求。本研究从华东某市的现实需求出发,针对给水管网数据流模式异常检测问题进行问题导向式的研究,致力于提出一种适应概念漂移的、从