2025年 03期
铝型螯合树脂与载锆纳米树脂除氟性能对比研究
胡恭博;邓子牛;史贞峰;尚勇;张孝林;随着我国含氟工业废水深度治理需求的快速增长，特种除氟树脂在工业废水领域的应用潜力引起研究人员关注。目前主流特种除氟树脂包括铝型螯合树脂与载锆纳米树脂两类，且均已实现在实际水处理中的工程应用。然而，目前缺乏关于两类树脂除氟性能、适用范围与循环再生行为的对比研究，限制了实际水处理应用中对特种除氟树脂的选择与优化。文章考察了铝型螯合树脂ZGF-1与载锆纳米树脂NDA-F对水中F-的吸附性能，结果显示，NDA-F在pH=7.0时吸附容量可达56.62mg/g，在pH=3.0时吸附容量高达195.43mg/g，在pH=3.0～9.0内未发生明显的金属溶出现象，表明其具有优良的pH稳定性；ZGF-1在pH=7.0时的吸附容量为17.97mg/g，在pH≤6或≥8时均出现明显的Al溶出现象，且在pH=3.0时溶出率达17.9%，表明其适宜的应用pH范围为中性附近。ZGF-1与NDA-F在阴离子竞争条件下均可保持优良的吸附性能，这与两者主要通过配位作用吸附F-有关。固定床吸附试验表明NDA-F在pH=3.0时对模拟废水的有效工作容量(设置1.0mg/L为穿透点)可达2350床体积(BV)，但pH=6.0时有效工作容量下降至70BV左右；ZGF-1柱在pH=6.0时的有效工作容量可达380BV左右。循环吸附脱附试验表明NDA-F具有优异的循环使用性能，连续5批次试验的脱附率均>90%；同等条件下ZGF-1的脱附率下降至约54%，这可能与螯合树脂富集Ca2+、Mg2+造成的材料污堵有关。
纳米零价铁氮掺杂碳纳米纤维电化学脉冲法分离废水中的铀
邹景兰;练紫欣;滑熠龙;纳米零价铁(nZVI)具有反应活性强、选择性好、易功能化的特点，是一种优良的铀吸附剂，但其在矿区含铀废水的处理中仍然面临着易氧化、稳定性差和活性位点有限的问题。为了提高其稳定性，同时增加其活性位点，本研究制备了纳米零价铁氮掺杂碳纳米纤维(nZVI@NCNFs)，并结合更有利的电化学供电方法，优化操作参数来提升其除铀性能。结果表明，本研究所制备的nZVI@NCNFs的抗氧化性和稳定性明显提高；采用电化学脉冲法时，在频率为100Hz、电位为-0.8V和0V交替的条件下，实现了矿区废水中铀的高效提取，6h内电化学脉冲法的铀去除率可达95%，其吸附速率是同等条件下电化学恒电位法的3倍，是物理化学吸附法的6倍；且nZVI@NCNFs具有良好的长期稳定性，15次循环实验后nZVI@NCNFs材料的铀吸附容量可达729mg/g。本研究提供了一种电极材料和高效电化学技术相结合的策略，也为其他金属资源的回收提供了参考。
TiO2载体甲基橙印迹聚硅氧烷-海藻酸钙膜及性能研究
张新新;王文爽;李琦;冯灵智;赵孔银;为解决染料废水的污染问题，文章以TiO2为载体，甲基橙(MO)为模板分子，硅烷为功能单体，制备了MO分子印迹聚硅氧烷(MIP)，将其混合分散在海藻酸钠(NaAlg)水溶液中得到铸膜液，经过钙离子交联，得到MO分子印迹聚硅氧烷-海藻酸钙(MIP-CaAlg)复合水凝胶膜，同时不加模板分子制备了非印迹聚硅氧烷-海藻酸钙(NIP-CaAlg)复合水凝胶膜，采用透射电镜、扫描电镜、红外光谱和热重分析对其进行表征，研究其对MO的吸附和光催化降解性能。结果表明，与NIP-CaAlg膜相比，MIP-CaAlg膜对MO的吸附和光催化降解性更强。当MIP的添加量为NaAlg质量的30%，反应3 h时MIP-CaAlg复合膜对0.1 mmol/L MO的光催化降解率为91.7%，反应速率常数为0.012 min-1。该复合水凝胶膜制备工艺简单，成本低，绿色环保，为印染废水的高效降解提供了新思路。
光催化抗菌改性聚丙烯非织造布的制备及其性能研究
赵誉钦;王钇;一次性非织造布口罩在抵御有毒物质和病原微生物方面发挥着至关重要的作用，但大量使用口罩也会带来固体废物处置压力。文章以常用聚丙烯非织造布为基材，负载掺杂碳量子点的磷酸银复合物(CQDs/Ag3PO4)，使其(CQDs/Ag3PO4-PNF)具备可见光催化抗菌功能。实验结果表明，助催化剂CQDs不仅作为“激发器”增强Ag3PO4对可见光的吸收，还作为电子阱捕获光生电子，抑制光生载流子复合和避免光腐蚀，并能通过熵转换荧光效应进一步激发Ag3PO4生成更多光生载流子。大量强氧化性光生空穴具有抑菌效应，使得CQDs/Ag3PO4-PNF灭活病原菌的效率高达89.49%，且具有较好的稳定性。此外，负载光催化灭菌材料并未明显降低聚丙烯非织造布的过滤与透气性能，因此CQDs/Ag3PO4-PNF能够有效延长一次性口罩使用时间，减少医疗固体废物产生量，具有较大的应用前景。
柠檬酸修饰沙漠砂对Cd（Ⅱ）吸附行为的研究
佟埝;柴琳琳;高帅兵;赵旭;高凯;娜孜叶尔克·叶尔波力;麦热姆·图尔荪;肖开提·阿布力孜;文章利用柠檬酸对沙漠砂(Desert Sand,DS)进行湿法修饰，将修饰沙漠砂(Modified Desert Sand,MDS)作为吸附剂，基于原子吸收光谱(AAS)研究MDS对Cd(Ⅱ)的静态吸附行为并优化吸附条件。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对沙漠砂修饰前后的表面形貌和官能团进行观察和表征。结果表明，柠檬酸修饰使沙漠砂表面形貌发生变化的同时增加了其官能团数量，MDS对Cd(Ⅱ)的吸附性稍优于原沙漠砂。通过Langmuir和Freundlich等温式进行拟合发现，Langmuir吸附模型更符合MDS对Cd(Ⅱ)的吸附行为。在室温下，溶液pH为6，吸附时间为120 min时吸附率可达到83%，修饰前后沙漠砂对Cd(Ⅱ)的饱和吸附量分别可达到13.0 mg/g和15.6 mg/g。
物理法去除水体中纳米塑料的研究进展
王舒瑜;裴宪;任悦;邱方程;宋玉锋;常海;吴云;纳米塑料(NPs)是一种新型环境污染物，它由微塑料进一步分解产生。与微塑料相比，NPs粒径更小、比表面积更大，更容易吸附环境中的多环芳烃和重金属等污染物，加之其体积小、质量轻，极易大面积扩散，使毒性加剧。NPs的存在严重威胁着人类健康以及整个生态系统的稳定，因此，去除NPs迫在眉睫。目前，NPs的去除方法是环境领域的研究热点和难点，主要有物理、化学、生物3大类，其中物理法因简单易行、成本低廉、再生性能好、适用范围广而备受关注。文章综述了物理法去除纳米塑料的研究现状，系统地介绍了现有方法对NPs的去除作用，为水环境中NPs的去除提供了参考，并对未来的研究方向提出了展望。
脱细胞ECM支架用于胰岛类器官构建的研究进展
王裕康;王洁;易昕;付爽;王淑芳;糖尿病作为一种常见慢性病，其治疗方法一直备受关注。用于治疗糖尿病的胰岛移植策略和类器官技术由于供体不足、血管化程度低及微环境丢失等问题而难以发挥预期的作用。脱细胞支架保留了天然细胞外基质(ECM)的整体结构和固有生长因子，模拟了体内细胞微环境，是胰岛移植的理想载体；器官的脱细胞支架具有很高的学术研究价值和临床应用潜力。文章对器官脱细胞支架的构建方法进行了总结，并介绍了近年来脱细胞支架用于胰岛类器官构建的研究进展。总的来说，目前多通过灌注去污剂和酶溶液辅以物理作用的方式进行脱细胞支架构建，同时以ECM支架为基础制备的类器官已在动物体内产生短期的正向治疗效果。此外，文章还介绍了脱细胞支架内皮化的方法，如多种细胞共培养、多方式富集生长因子等。最后，总结了现阶段脱细胞支架所面临的挑战和未来的发展机遇。
聚丙烯酰胺类聚合物降阻剂的研究进展
黄静;刘源;张望清;地层深处页岩油气资源的开采，往往通过向地层输送压裂液来实现。然而，高流量输送压裂液时，管道内会出现紊流现象，损耗大量动能，最终导致导流效果无法达到预期。在压裂液中加入降阻剂来缓解湍流层的扰动，可有效缓解这一状况，其中，聚丙烯酰胺类聚合物降阻剂以其优异的水溶性以及较好的耐剪切性能，得到了研究者们的青睐。文章介绍了压裂工艺所用的降阻剂，着重分析了聚丙烯酰胺类降阻剂的种类及降阻机理，简述了聚丙烯酰胺类降阻剂在工业中的实际应用，并展望了其发展方向。
SBR+MBBR工艺在某市政污水处理厂总氮提标升级改造中的应用
谭建国;张鹏翔;陈旭斌;张俊;邱慧;基于序批式活性污泥法(Sequential Batch Reactor,SBR)和移动床生物膜反应器(MovingBed Biofilm Reactor,MBBR)，浙江省某污水处理厂提标工程中，针对系统冬季SBR生化段总氮(TN)脱除效果差的问题，受限于SBR罐体结构及厂区可利用地，在不新建水处理构筑物的条件下，将原SBR池改造为SBR+MBBR反应器，强化生化脱氮效果。提标后出水水质标准由《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准提升至浙江省地方标准《城镇污水处理厂主要水污染物排放标准》(DB 33/2169—2018),SBR+MBBR工艺将生化段TN及总磷(TP)的去除率分别提升至69.85%和79.3%。
响应面分析法优化AB-8大孔树脂桑叶提取物总黄酮解吸率再生工艺研究
陶娟娟;宗绚丽;余文华;樊少静;杜曼;以桑叶提取物总黄酮树脂解吸率为指标，通过单因素试验和响应面分析法对AB-8大孔树脂不同再生工艺解吸桑叶提取物的工艺条件进行对比研究。考察了AB-8大孔树脂在不同再生清洗试剂浓度、树脂再生清洗水流速、树脂再生清洗水温等再生工艺下，对桑叶提取物总黄酮解吸率的影响，采用Box-Behnken试验设计方法，对影响桑叶提取物总黄酮解吸率的各因素进行显著性及交互作用分析，最终确认AB-8大孔树脂解吸桑叶提取物总黄酮的最适宜工艺条件。AB-8大孔树脂解吸桑叶提取物总黄酮的最佳再生工艺条件为：树脂再生清洗试剂质量分数为9%、树脂再生清洗水流速为2 BV/h、树脂再生清洗水温度为50℃。经实验探索和中试验证，该工艺具有较好的重现性。因此，优化AB-8大孔树脂的再生工艺可提升解吸桑叶提取物总黄酮的稳定性。研究结果表明，AB-8大孔树脂的不同再生工艺对桑叶提取物总黄酮解吸率影响显著。