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CuFe2O4復合材料催化氧化有機污染物的性能與機理
一、項目進展
創意計劃階段
二、負責人及成員
姓名
學院/所學專業
入學/畢業時間
學號
馮疇境
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043101
李暄
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043116
羅雨欣
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043111
黃品杰
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043110
張一丹
化學化工學院環境工程
2019-2023
201931043105
三、指導教師
姓名
學院/所學專業
職務/職稱
研究方向
周家斌
化學化工學院
教授
環境材料與污染控制
劉丹
化學化工學院
講師
環境材料與污染控制
四、項目簡介
工業生產當中產生大量的有機廢水需要凈化處理，對此問題，本課題準備采用光催化耦合基于硫酸根自由基的快速降解水中有機污染物。制備出磁性好、易回收且具有良好催化性能的Z型CuFe2O4/MnO2復合材料來活化PMS。PMS在復合催化材料表面會迅速反應生成硫酸根和羥基的自由基，同時在光照下實現電子空穴的有效分離。通過光催化和高級氧化產生的強氧化性的活性物種會爭奪有機物的最外層電子來實現對有機廢水的高效降解。
因為CuFe2O4具有磁性好、易回收、可重復使用、低毒、化學性質穩定、可見光催化活性等優點，可減少二次污染，且能夠高效的活化PMS，此外，PMS可作為電子受體快速轉移和消耗光生電子，實現電子和空穴的有效分離，提高其光催化活性。同時，通過摻雜MnO2顆粒進一步提高CuFe2O4催化劑比表面積，在反應體系中能夠進一步活化PMS產生氧化自由基，從而有效地降解有機物。
西南石油大學
2023-07-20
復合型重金屬污染土壤改良劑及其應用和施用方法
本發明公開一種復合型重金屬污染土壤改良劑及其應用和施用方法，其包括如下組分：草木灰、鈣鎂磷肥、生石灰、沸石和有機肥，其重量的配比為：草木灰:鈣鎂磷肥:生石灰:沸石:羥基磷灰石:有機肥＝(0.3-1.1):(0.1-1.2):(0.4-2.1):(0.1-0.6):(0.008-0.06):(0.4-1.2)。其通過生石灰、鈣鎂磷肥、羥基磷灰石中的磷酸鹽、草木灰中的碳酸鉀等無機組分固定污染土壤中的重金屬，并結合草木灰、有機肥等有機肥料相改善污染土壤的肥力，持續強化受污染土壤的修復，具有較高的穩定性、良好的環境友好型、成本低廉，能夠鈍化并修復多種重金屬污染土壤，特別是對工礦企業排放廢渣造成的土壤污染有良好的修復效果，能夠達到治理目標，而且不會產生二次污染，易于大面積推廣。
四川大學
2016-10-21
微生物——植物聯合原位生態修復技術處理中低濃度 石油污染土壤
針對我國油田區域土壤不同濃度、不同原油物性、不同土壤環境的石油污染，開發物理化學—生物耦合技術以及微生物—植物聯合生態修復的分類集成技術，并建立相應的示范工程。在著重開展技術創新與集成的同時，嘗試建立油田區污染土壤的修復理論體系、技術規范和評價體系，建設油田區典型石油污染土壤生態修復集成技術的示范工程，同時為在我國大面積開展石油污染土壤修復工作建立一個具有國際先進水平和引領作用的技術研發平臺，為我國油田區污染土壤生態功能恢復和環境質量改善提供技術支撐。
南開大學
2021-04-13
一種等離子體發射光譜法檢測重金屬污染方法
一種等離子體發射光譜法檢測重金屬污染方法，對樣品的發射光譜進行實時采集，根據不同重金屬元素的特征發射波長對光譜數據進行識別，以標準樣品的濃度為橫坐標，光譜峰值強度為縱坐標，繪制標準校準曲線；將待測樣品的光譜峰值強度代入標準校準曲線，計算出重金屬元素的濃度，在對樣品的發射光譜進行實時采集前，利用放電等離子體對樣品進行處理，如果樣品是液體時，將液體樣品吸附在載體上進行處理。本發明在檢測過程中，利用放電等離子體，能夠激發重金屬元素，提高檢測效率，適用于快速響應的應用場景。此外，該方法無需昂貴的真空設備或復雜的化學試劑，并通過標準曲線校準，可實現對重金屬元素的準確定量分析，檢測精度高且結果穩定可靠。
南京工業大學
2021-01-12
微生物菌劑礦化固結修復土壤中重金屬污染關鍵技術
近年來重金屬污染事件頻發，不僅嚴重阻礙經濟社會的良性發展，而且對人體健康造成不可逆轉的損害。我國是人均耕地資源短缺的國家，水、大氣等受體的污染物最終將會陸續轉移到土壤中。為保證糧食安全問題，2016年國務院印發了《土壤污染防治行動計劃》，簡稱“土十條”。
本成果針對中國日趨嚴重的土壤重金屬污染問題，開展土壤重金屬污染生物修復關鍵技術研發與應用示范，對于大力推進耕地質量保護與提升，解決重金屬污染造成的食品安全問題具有重要的意義。
技術特點：
1．綜合利用有機物料、微生物等對土壤中重金屬的鈍化和解毒原理，結合改良土壤、誘導植物抗逆等技術手段，圍繞微生物菌劑創新等開展研究；
2．篩選出多種重金屬修復優勢菌株，研發了復合微生物菌劑的配方及其發酵生產工藝，通過田間試驗證明土壤中施用微生物菌劑可明顯降低土壤有效態重金屬的含量，并可顯著降低作物可食用部分中重金屬的含量，提高作物對重金屬的耐受性，提高土壤pH值，增產效果較明顯；
3．實現了多菌株協同發酵培養的創新，在復合微生物菌劑制備工藝上，從菌株的發酵到生產工藝的優化等方面取得了一系列的自主知識產權。
相關技術對于保護生態環境、治理環境污染具有重要的意義，同時為保障農產品安全和促進農民增收提供新途徑。
南京工業大學
2021-01-12
人工關節軟骨材料——半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體
北京科技大學材料科學與工程學院生物醫用材料研究室研制開發的半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種新型醫用生物材料，可用于人關節軟骨的修復或替代。本項目成果屬國內外首創，其應用和推廣不但會產生100萬元／年的經濟效益，而且能帶來巨大的社會效益。利用反復冷凍－融化法可將聚乙烯醇（Polyvinyl alcohol，縮寫PVA）水溶液凝膠化而制成聚乙烯醇水凝膠彈性體（PVA hydrogel elastomers, 縮寫PVAHE），由于其PVA結晶度為50％－60％，因此又稱為半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體。1998年以來，這種人工關節軟骨材料通過三次動物實驗（共19個月）表明生物相容性很好，植入材料（PVAHE）周圍組織未產生任何炎性反應和退變。2000年6月至2001年10月曾在中國藥品生物制品檢定所動物實驗室進行PVAHE生物學評價并通過產品注冊檢測。目前，已達到臨床應用的水平。從1996年以來，本項目的研究和研制開發工作是在北京市自然科學基金（3962006）、國家自然科學基金（59775038）和北京市科技項目合同（954020400）資助下歷時5年完成的。多年實驗室試驗和動物試驗表明，半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體是一種很有產業化前景的醫用表面修復材料，它具有以下特點：（1）潤滑性能良好（摩擦系數0.05，磨損系數小于10-7mm3/Nm）;（2）充分的吸震能力（含水率70％－80％，多微孔）；（3）很好的生物相客性；（4）彈性大，強度高（壓縮模量14MPa，壓縮強度4MPa）；（5）能與宿主骨（軟骨下骨）牢固連接（界面剪切強度1MPa）。 半晶聚乙烯醇水凝膠彈性體的結構和性能非常接近于人關節軟骨，其主要用途是在矯形外科手術中用于修復或替代關節軟骨。典型產品為厚度2~3mm的平板狀水凝膠彈性體（白色、不透明、觸感類似于橡膠）。
北京科技大學
2021-04-11
聚四氟乙烯改性親水膜工藝及處理應用
隨著城市規模迅速膨脹，淡水資源嚴重缺乏、工業廢水處理率低，城市的生態環境惡化成為制約城市發展的主要問題。以北京為例，數據顯示目前人均占有用水量不足300 立方米，不及國際公認的缺水下限的1/3，僅為全國平均水平的1/8。這其中，工業用水量所占的比重很大。而冷卻水用量占工業用水的60～65%。因而，解決好冷卻水循環回用的問題，可以對城市的發展帶來促進作用。在冷卻水處理中，需要去除水中的鈣鎂等結垢性離子。這些離子通常是通過水處理劑使之沉淀，再利用固液分離技術來實現的。傳統的固液分離技術（如澄清池等）中存在占地體積大、分離效率低、適用面窄、操作彈性小、對微細顆粒無法去除等缺點。由于傳統固液分離技術缺點較多，人們一直關注新型分離技術的開發及應用，因此利用膜實現的微濾技術得到了迅速的發展。微濾技術是利用微孔膜本身極小的微孔（孔徑一般為0.1～10 微米）對顆粒的吸附、截留、篩分等作用進行分離。微濾技術的核心為膜材料的選擇，在眾多的膜材料中，由于聚四氟乙烯(PTFE)不吸水、熔點高(327℃)、使用溫度范圍廣(-200～260℃)，具有不燃性及熱穩定性、摩擦系數小，尤其具有耐化學性(能耐許多高腐蝕性介質)、耐氣候性及抗電性等，因此成為國內外表面過濾首選材料。PTFE 膜極低的表面張力可以降低膜污染，并使膜的清洗操作更為簡便。但PTFE 膜的強疏水性卻限制了其在水溶液體系處理中的應用。本技術基于配位鍵合理論對常規的聚四氟乙烯疏水膜進行改性，得到親水性聚四氟乙烯膜，用于水處理領域中的微濾技術，新技術應用前景廣闊。 技術指標：1、過濾后溶液SS<1mg/L；2、可在強酸、強堿、強氧化性、強溶劑性條件下應用；3、操作壓力0.05～0.15Mpa；4、處理溫度5～150℃；5、處理通量1～1.1m3/m2·hr；6、使用壽命≥1 年。應用范圍：可以適用于工廠循環水處理、污水處理及其它涉及固液分離過濾技術的領域。市場分析：隨著人們環保意識的增強、各項環保制度規定的日益嚴格、水資源的嚴重缺乏，對工業及生活廢水的資源化處理已成為當務之急，尤其是對于工業廢水的處理迫在眉睫。而本工藝具有過程簡單易行、能耗低、分離速度快、分離效率高、使用周期長等優點，因此，本項目具有廣泛市場應用前景。效益分析：利用本技術改性的親水聚四氟乙烯膜，成本較低，整個處理工藝設備簡單，投資少，操作成本低，與傳統技術相比能耗大大降低，具有顯著的經濟效益。
北京化工大學
2021-02-01
一種地表水的水處理系統及水處理方法
其他成果/n一種地表水的水處理系統及水處理方法。該水處理系統包括：電絮凝裝置、超濾膜分離裝置和混合液內回流單元；所述電絮凝裝置和所述超濾膜分離裝置連通，所述混合液內回流單元設置于所述電絮凝裝置和所述超濾膜分離裝置之間。本發明的水處理方法：采用電絮凝?超濾耦合并輔以混合液內回流去除地表水體中有機污染物，使處理后的出水能滿足我國《生活飲用水衛生標準》(GB5749?2006)要求，該工藝結構簡單，有機污染物去除比例高，超濾膜的膜裝置運行壓力損失小、膜通量衰減速度低、膜組件反洗頻率低。
武漢輕工大學
2021-01-12
一種從丹參水提醇沉物中制備水蘇糖的方法
【發 明 人】 鄭云楓；程建明；丁寧；彭國平【技術領域】 本發明屬于中藥技術領域，具體涉及一種從丹參水提醇沉物中制備水蘇糖的方法【摘要】本發明公開了一種從丹參水提醇沉物中制備水蘇糖的方法，是將丹參水提醇沉后得到的水提醇沉物，通過加水溶解，調節pH，離心或濾過使藥液澄清，再通過除雜脫色，藥液減壓濃縮、噴霧干燥即得水蘇糖固體粉末，純度為70-95％.
南京中醫藥大學
2021-04-13
用于同時去除水污泥中多種重金屬的改性污泥活性碳
本發明公開了一種用于同時去除污水污泥中多種重金屬的改性污泥活性炭，其原料組分及其重量百分比含量為海藻酸鈉0.01～13.00wt％，污泥87.00～99.99wt％。制備步驟為：①制備海藻酸鈉溶液；②制備污泥活性炭；③制備海藻酸鈉改性污泥活性炭。本發明首次采用天然高分子材料海藻酸鈉改性污泥活性炭，并將其用于同時去除污水污泥中多種重金屬的改性污泥活性炭。
天津城建大學
2021-01-12