国家自然科学基金(51378129)
- 作品数：12 被引量：34H指数：3
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- NGO/PDA-DAG改性膜制备及抗污染性能研究被引量：3
- 2020年
- 以多巴胺(DA)、1,3-二氨基胍盐酸盐(DAG)、氨基化氧化石墨烯(NGO)为改性剂,将氧化沉积和表面接枝法联用于聚偏氟乙烯(PVDF)原膜表面改性,得到NGO/PDA-DAG改性膜,研究改性膜的制备条件及其抗污染性能.结果表明:①改性膜最佳制备条件为DA浓度1.5mg/mL,DA氧化沉积时间4h,DAG质量浓度1wt%,NGO浓度2mg/mL,NGO接枝时间1h;②改性膜的亲水性能改善明显.改性剂向膜面引入了-NH2、C=N、-OH、C=O等亲水性官能团,使静态接触角由68.7°(原膜)下降到38.7°(改性膜);③改性膜比原膜具有更高的机械强度.改性层改善了原膜表面应力传递盲区,使改性膜表面粗糙度由原膜的46.5nm下降到18.3nm.改性膜的拉伸强度和杨氏模量分别为22.83和376.25Mpa,比原膜提高了39.72%和13.57%;④改性膜的选择透过性和抗有机污染性能显著提高.与原膜相比,改性膜对牛血清白蛋白(BSA)的截留率提高18.64%、纯水通量恢复率提高34.08%、膜总污染率下降20.67%(可逆污染率提高13.41%、不可逆污染率下降34.08%);⑤改性膜抗菌性能强,且抗菌效果稳定持久.改性膜连续4次抗菌测试(38℃下接触2h)的平均抗菌率分别为92.3%、88.5%、87.9%、85.6%,能有效防止生物膜污染发生,而原膜无任何抗菌特性.
- 李冬梅李树彬林显增林泓宇张博雯冯力
- 关键词：改性膜
- PO4^3-协同钴介体电催化体系用于亚甲基蓝(MB)的降解性能研究被引量：2
- 2020年
- 以阳离子型染料亚甲基蓝(MB)废水为研究对象,采用钴介体电催化(MEO/Co(Ⅱ))与PO4^3-协同作用体系(简称PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系),进行MB电催化降解实验,研究Co2+浓度、电流密度、pH值、电解质浓度等因素对PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系电催化降解MB的效果,并对其分解产物及机理进行了分析与探讨.结果表明:①PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系主要的氧化性中间产物为Co^3+,同时存在少量羟基自由基及过磷酸盐.②PO4^3-与MEO/Co(Ⅱ)体系之间具有明显的协同催化作用.PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系在40 min内对MB的降解率高达100%,是钴介电体系降解率的1.2倍,直接电化学氧化体系降解率的5倍.③Co2+浓度、电流密度及pH值对PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系氧化性能影响较大,而PO4^3-浓度、电解质浓度对PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系的氧化性能影响较小.④PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系对MB的降解过程为:先从MB分子的N-C连接处断键,形成吩噻嗪、2-氨基-5-(N-甲基甲酰胺)苯磺酸及N1,N1-二甲基-1,4二氨苯等物质;然后将其降解为苯胺、苯酚、苯磺酸等;最终分解成CO2和水等无机物.⑤PO4^3--MEO/Co(Ⅱ)体系对MB的降解机理为:通过铂钛电极直接电催化,以及Co^3+、过磷酸根、羟基自由基的间接氧化,其中,起主导作用的是Co3+的电催化氧化.
- 李冬梅张权喻子真梁奕聪冯力李栩灏李绍秀
- 关键词：亚甲基蓝染料
- MnO_(2)/g-C_(3)N_(4)纳米复合材料的合成及其光催化性能被引量：2
- 2022年
- 通过Na_(2)SO_(4)进行形貌调控和MnO_(2)掺杂对石墨类氮化碳(g-C_(3)N_(4))改性,采用水热法制备多形貌的MnO_(2)/g-C_(3)N_(4)复合光催化剂(MCN),探讨最佳合成条件;研究不同形貌MCN的微观结构、光吸收能力以及对甲基橙(MO)的光催化降解性能。结果表明,MCN的最佳制备条件如下:Na_(2)SO_(4)、g-C_(3)N_(4)、KMnO_(4)投加量分别为0.04、0.6、0.12 g/L,反应温度为80℃,反应时间为4 h。MnO_(2)掺杂可显著提高g-C_(3)N_(4)的光催化活性。MCN对MO的光催化降解率高达97.34%,而g-C_(3)N_(4)仅为54.39%;MCN具有较强的可见光响应活性,最大吸收边带为486 nm,禁带宽度(Eg)为2.40 eV(g-C_(3)N_(4)的Eg值为2.61 eV);MCN的结晶度高、纯度好,光催化性能稳定,重复利用5次后对MO的光催化降解率仍能达到96.34%。不同剂量的Na_(2)SO_(4)能调节MCN的形貌,进而改善其光催化活性,球状MCN比棒状MCN对MO的光催化降解率更高(前者为97.34%,后者为87.21%)。MCN的光催化降解机理为:通过光照产生的活性因子·OH和·O_(2)^(-)来氧化分解MO。
- 李冬梅张博雯蒋树贤谢震宇王逸之黄毅李树彬龙思宇
- 关键词：形貌调控可见光活性甲基橙光催化性能
- AgI/GO/超薄g-C_(3)N_(4)异质结光催化剂的制备及其可见光催化特性研究被引量：2
- 2022年
- 以氧化石墨烯(GO)、超薄g-C_(3)N_(4)(UCN)、AgNO_(3)和KI为前驱体,首先通过超声法合成GO/超薄g-C_(3)N_(4)(GO/UCN)异质结光催化剂,然后通过化学沉淀法在GO/UCN片层上沉积不同质量分数的AgI纳米颗粒,进一步合成AgI/GO/UCN异质结光催化剂.以罗丹明B(RhB)为目标污染物,测试其可见光催化活性及光催化降解机理.结果表明:①当AgI质量分数为30%时,AgI/GO/UCN的可见光催化活性最高,在60 min内对RhB的光降解率达到98.42%;②30%AgI/GO/UCN的最大光吸收边红移至460 nm(UCN为430 nm),禁带宽度由UCN的2.66 eV缩窄至2.53 eV;其瞬态光电流密度提升至2.251μA·cm^(-2)(而UCN为1.556μA·cm^(-2)),电化学阻抗谱电弧半径显著减小;③催化剂稳定性良好,重复使用4次对RhB的降解效率仍可达89.61%;④对RhB催化氧化起主要作用的活性物种是·O^(2-),^(1)O_(2)次之;⑤AgI/GO/UCN符合Type-Ⅱ型异质结,电子聚集在AgI的导带而空穴聚集在UCN的价带中,能有效实现光生电子-空穴对的分离.
- 李冬梅刘小勇黄毅廖隽宇邓紫珞蒋树贤冯力
- 铋修饰BiOBr/g-C_(3)N_(4)异质结光催化剂合成及其可见光催化性能研究被引量：6
- 2021年
- 以尿素为氮化碳(g-C_(3)N_(4))合成的前驱体,柠檬酸(CA)作为还原剂,以一步溶剂热法制备铋修饰BiOBr/g-C_(3)N_(4)异质结型复合光催化剂(简称Bi/BiOBr/g-C_(3)N_(4)).通过调控CA的投加量,实现了对Bi/BiOBr/g-C_(3)N_(4)可见光催化的可控制备,并以RhB为目标污染物研究其光催化活性.结果表明:(1)被还原在BiOBr表面上的Bi金属含量随还原剂CA投加量增加而增加,CA最佳投加量为2 mmol, Bi/BiOBr/g-C_(3)N_(4)的光生载流子的分离效率最高、禁带宽度最窄(2.43 eV).而未采用CA改性的BiOBr/g-C_(3)N_(4),其禁带宽度为2.8 eV.(2)投加CA能调控BiOBr形貌(如结晶度、尺寸大小以及晶粒平均厚度),进而调控其光催化活性.当CA投加量为2 mmol时,BiOBr纳米微球大小适中,结晶度最高,晶粒平均厚度最小.(3)Bi修饰BiOBr/g-C_(3)N_(4)光催化剂对RhB的可见光降解率高达99.8%,其光催化降解速率达到0.097 k·min^(-1),是BiOBr/g-C_(3)N_(4)光催化速率(0.026 k·min^(-1))的3.73倍.(4)Bi/BiOBr/g-C_(3)N_(4)异质结光降解机理是:在Bi金属等离子体效应、BiOBr表面氧空缺与异质结的协同作用下,提高了Bi/BiOBr/g-C_(3)N_(4)异质结对可见光吸收能力和光生载流子的分离效率,从而实现对RhB的高效降解.
- 李冬梅梁奕聪卓涌淇邓玥曾庆洋冯力尤炜弘
- 关键词：异质结形貌调控可见光催化性能
- Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)Z型异质结的常温沉淀制备及其光催化性能研究被引量：7
- 2021年
- 以Bi(NO3)3·5H2O､KI和g-C_(3)N_(4)为前驱体,采用常温沉淀法制备Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)Z型异质结复合光催化剂,表征其光吸收性能､微观形貌､光生电子-空穴的分离效率等特性,研究新型光催化剂对RhB的可见光催化降解性能,探讨其可见光催化过程活性基团种类以及作用机理.结果表明:利用沉淀法合成Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)的条件为:Bi(NO_(3))_(3)·5H_(2)O､KI和g-C_(3)N_(4)的投加量分别为4.85g､1.66g和1.61g,乙二醇的用量为50mL,反应液的pH值为12,反应搅拌速度为200r/min,反应温度为25℃.Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)异质结无杂相生成且纯度高,异质结复合发生在g-C_(3)N_(4)的(002)晶面和Bi_(5)O_(7)I的(203)晶面,但g-C_(3)N_(4)和Bi_(5)O_(7)I的化学结构未受影响.Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)呈三维纳米花瓣形貌结构,为光生电子-空穴的迁移提供了大量的接触位点.Bi_(5)O_(7)I的g-C_(3)N_(4)掺杂改性使其光催化活性显著增强,其光吸收边缘由425nm红移至462nm,Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)的能带排列结构与Z型异质结匹配,促进了光生电子-空穴的分离.其光电流密度(11.5mA/cm)约为g-C_(3)N_(4)和Bi_(5)O_(7)I对应值的2.66倍和1.47倍.Bi_(5)O_(7)I/g-C_(3)N_(4)对罗丹明B的可见光催化降解率为93.9%,显著高于g-C_(3)N_(4)(58%)和Bi_(5)O_(7)I(49.7%)的降解效果,其光催化氧化活性主要来自羟基基团､超氧基团和光生空穴等中间态自由基.
- 李冬梅卢文聪梁奕聪王逸之陈海强李俊添谢震宇
- 氧化石墨烯-铁氧化物改性石英砂表面性能表征及其对腐殖酸的吸附特性研究被引量：2
- 2019年
- 普通石英砂(RQS)滤料对腐殖酸(HA)的去除能力非常有限。以三氯化铁与氧化石墨烯(GO)为改性剂,对RQS进行改性,得到氧化石墨烯-铁氧化物改性石英砂(GO-IOCS),研究其吸附特性,并运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等手段进行表征。结果表明:(1)GO-IOCS对初始质量浓度低于5mg/L的HA溶液,吸附去除率高达98.57%,约为RQS的5倍;(2)GO-IOCS表面负载均匀密集的颗粒,且具有利于吸附的大量官能团(如-OH、C-O、C=O、Fe-O-C等);(3)GO-IOCS和RQS对HA的吸附动力学特性都符合准二级动力学模型,前者对HA的吸附速率约为后者的3倍;(4)GO-IOCS对HA的吸附除了静电作用外,还包括离子交换作用。
- 李冬梅冯俊辉黄明珠黄俊任毅蒋树贤杜青平
- 关键词：氧化石墨烯三氯化铁改性石英砂
- 两种新型涂铁改性砂的过滤性能及反冲洗条件研究被引量：3
- 2014年
- 以两种新型涂铁改性石英砂(纳米氧化铁改性砂,Nano-OCS;氧化铁改性砂,IOCS)及普通石英砂(RQS)为研究对象,考察了两种新型改性砂对沉后水腐殖酸及浊度的直接过滤效果,对其反冲洗条件进行优化研究,并对3种滤料的过滤效果进行了比较.结果表明,1滤层厚度为45 cm时,最佳滤速为6 m·h-1;3种滤料对腐殖酸和浊度的直接过滤效果依次为:Nano-OCS>IOCS>RQS,其中两种涂铁砂对腐殖酸的去除率分别为71.70%和61.61%;2Nano-OCS和IOCS滤柱的反冲洗流程分4步,对应的流程及最佳操作条件为:首先,用0.5 mol·L-1NaOH的溶液浸泡,气冲强度13 L·s-1·m-2,气冲时间6 min;然后,用0.075 mol·L-1的NaOH溶液与空气同时反冲洗,NaOH溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13 L·s-1·m-2,冲洗时间3 min;接着用0.015 mol·L-1的FeCl3溶液与空气同时反冲洗,FeCl3溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13L·s-1·m-2,冲洗时间2 min;最后,用清水冲洗,冲洗强度8 L·s-1·m-2,冲洗时间4 min.两种涂铁砂反冲洗前后表面形态结构更加复杂、粗糙度增加,对腐殖酸去除率进一步提高.3当滤层厚度由45 cm增加到80 cm时,Nano-OCS对腐殖酸直接过滤的最高去除率由74.6%提高至80.3%,平均去除率由57.9%提高至68.5%.
- 李冬梅张昶凯刘贝黄太福李国浩庞治星李绍秀
- 关键词：腐殖酸
- Mn^(2+)协同过二硫酸钠电催化体系对茜素红与酸性蓝80的降解性能研究
- 2022年
- 以酸性蓝80(AB80)与茜素红(AR)配制的两种模拟染料废水为处理对象,分析Mn^(2+)与过二硫酸钠(PDS)浓度、初始pH和电流密度等因素对Mn^(2+)协同PDS电催化体系降解两种染料的影响,并探讨其降解机理。结果表明,该体系降解AR和AB80的最佳初始pH(3)和Mn^(2+)摩尔浓度(40μmol/L)相同,AR比AB80更难降解(前者降解时间为160 min,后者为45 min),对应的PDS摩尔浓度更高(前者为35 mmol/L,后者为25 mmol/L),电流密度更大(前者为17.14 mA/cm^(2),后者为14.29 mA/cm^(2))。该体系的降解机理:PDS被电流与Mn^(2+)激发产生具有强氧化性的SO_(4)^(-)·,然后SO_(4)^(-)·与水反应生成HO·,最后Mn^(2+)被HO·氧化成活性Mn^(3+),SO_(4)^(-)·、HO·与Mn^(3+)3种氧化性物种协同降解AR和AB80。
- 肖秋熔李冬梅刘君扬陈炯禧董奇赵飞严廖志成
- 关键词：印染废水
- Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)介电氧化处理模拟亚甲基蓝废水
- 2020年
- 使用介体电化学氧化(MEO)/Ce(Ⅳ)技术用于模拟亚甲基蓝(MB)废水的处理,探讨了不同催化体系、初始铈离子含量、初始pH和电流密度对体系降解模拟MB废水的影响。结果表明,初始Ce3+的浓度为5 mmol/L,在pH为4.0~6.0,电流密度为120 A/m2时,MEO/Ce(Ⅳ)的MB染料废水去除效果明显优于直接电催化和单独Ce(Ⅳ)催化,此时对MB染料废水的去除率可达到50%以上,并在pH为2.0时达到了90%。在MEO/Ce(Ⅳ)体系中主要的氧化性物质为Ce4+,体系中MB的降解通过Ce4+的氧化和直接电化学氧化共同实现,体系中并没有羟基自由基和硫酸根自由基等氧化性物质的存在。
- 李冬梅谢昱梁奕聪王子熙冯力卢文聪
- 关键词：电催化亚甲基蓝废水氧化降解
