氧化石墨烯和碳化钛胶体溶液的聚集和光转化研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:woshiwl0000
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
二维类石墨烯材料如氧化石墨烯(GO)和过渡金属碳化物(Ti3C2Tx)因其独特的层状结构和优异的物化性能,在含铀放射性废水修复领域中具有广阔的应用前景。这种应用伴随着它们在水环境中的存在,以及对生物群落和人类的潜在生态风险。目前,如何有效去除水中吸附剂材料和微量放射性核素已经成为亟待解决的热点问题,吸引了越来越多的关注。聚集和光降解是进入自然环境的类石墨烯材料的胶体稳定性的两个主要方面,控制着它们的归趋和影响。本文以GO和Ti3C2Tx为研究对象,采用间歇实验和动态光散射测试相结合的方法,研究了它们在与自然环境相关的各种条件下的胶体性质和光转化行为。主要研究内容如下:(1)以GO为研究对象,考察了其在水环境中的胶体性质和光转化行为,为降低吸附剂和吸附质在自然环境中的不利影响提供理论基础。实验结果表明,GO在理想水环境中具有良好的分散稳定性和迁移能力,而GO悬浮液在U(Ⅳ)离子存在下变得不稳定,导致形成GO聚集体。在紫外光照射下,低浓度U(Ⅵ)促进了 GO光降解,而高浓度U(Ⅵ)诱使GO聚集,削弱了 GO光降解效率。同时,受紫外光激发的GO既可以作为吸附剂材料又可以作为光催化剂材料,因此可以实现对水溶液中低浓度U(Ⅵ)的有效去除。这一项工作为同步去除GO(吸附剂)和U(Ⅵ)(吸附质)提供了一个重要示例。(2)以Ti3C2Tx为研究对象,探讨所购买Ti3C2Tx的胶体性质和稳定性,旨在全面理解其在自然环境中的迁移和归趋。结果表明,Ti3C2Tx悬浮液在pH值4.0~10.0的范围内具有良好的静电稳定性和分散性,而在真实的自然水环境(自来水和巢湖水)中出现了聚集和凝聚趋势。此外,Ti3C2Tx在放射性核素(Cs+、Sr2+、UO2+、Eu3+和Th4+)溶液中的胶体稳定性符合遵循经典的DLVO理论,且高浓度和高价态的放射性核素更有效地破坏Ti3C2Tx的稳定性。(3)在上述研究的基础上,进一步讨论紫外光照射对Ti3C2Tx环境行为的影响,这对研究其在相对复杂环境中的光转化机制具有重要意义。实验结果表明,紫外光照射加快了 Ti3C2Tx向TiO2的转化过程,且光降解速率随光照时间的增加呈线性增加。对于在U(Ⅳ)溶液进行的实验,紫外光诱导的Ti3C2Tx的残余浓度进一步降低,尤其是在低浓度U(Ⅳ)存在的情况下;同时,在光催化反应过程中,可溶性的U(Ⅵ)被还原为微溶的U(Ⅳ)。这些结果表明,紫外光诱导可以同时将水溶液中Ti3C2Tx和U(Ⅳ)转化为轻度有毒成分。
其他文献
<正>“双减”下高中生物教学的改革十分重要,教师应对“双减”政策为教学改革带来的契机进行了解,并从课堂教学、课后作业和课后实践活动三方面,对高中生物教学进行全面优化,全面提高生物教学的质量。“双减”政策对高中生物教学带来的积极影响有助于教师形成正确的教学思路。现阶段,受到高考现实压力的影响,不少生物教师依然局限于讲课和反复练习的教学思路,显然这无法满足当下学生探索生物的兴趣,也会影响学生学科成绩和
期刊
近年来,横跨物理、化学、材料、生物等多个学科的活性系统受到了大家的广泛关注。活性物质广泛地存在于自然界的各个尺度中,从微观的细菌,到介观的Janus胶粒,再到宏观的鱼群和鸟群等。活性物质系统由于其远离平衡的特性,往往会表现出区别于非活性系统的奇特动力学行为,例如涡旋结构、动力学手性、涌动行为等。特别地,作为活性系统丰富动力学行为的一个典型代表,纯排斥相互作用的活性粒子能够自发地形成相分离。这种单纯
学位
"双减"政策基本上涵盖两方面:一是减轻学生的作业负担,二是减轻校外学习负担。在这种情况下,教师要从课堂准备、课堂教学、作业设计到教学效率等入手,在生活的各个方面都发挥着重要作用,在生物技术技能的发展中也起着重要作用。根据现代教育理念,当今世界面临的问题,例如环境和资源,无论是科学的还是现实的需要,都需要加强生物学,尤其是初中生物学,因为如何在生物学课上实现最大的教学效率是一个有争议的话题。
会议
信息安全是国家安全的重要组成部分,密码学中的加解密算法是保障信息安全的核心技术之一。现用加解密算法的安全性主要依赖于算法破译的计算复杂度。随着算力的提升、数学方法的进步和量子计算等技术的出现和快速发展,现用加解密技术的安全性正面临着严峻的挑战。量子密码以量子力学的基本原理为安全性基础,结合“一次一密”的加密手段,可以提供理论上无条件安全的通信。量子密钥分配是量子密码的核心内容,自1984年被提出以
学位
改善驾驶员作业条件、强化农机安全生产是推进我国农用车辆装备高质量发展的重要目标。农用车辆因行驶路况复杂多变,转向频繁,且经常需要挂载农机具进行高负荷作业,转向轻便性与转向灵敏性的矛盾愈发突出,极易造成驾驶疲劳,甚至引发重大事故。循环球式变比转向器作为一种可靠的解决方案,对进一步提升车辆的操纵稳定性、驾驶舒适性和行驶安全性具有显著优势。然而,变传动比变厚齿轮作为循环球式变比转向器的核心部件,其复杂的
学位
单模光纤激光具有高转换效率、高光束质量、以及结构紧凑、热管理方便等独特优点,在地球科学、原子分子物理、工业加工等领域展现了丰富的应用前景。最新研究表明,大模场光纤中受激拉曼散射效应(SRS)会导致信号光模式退化,限制高光束质量光纤激光输出功率的进一步提升。作为高功率光纤激光领域的研究热点之一,目前关于大模场光纤中SRS导致模式退化的实验表述和抑制手段不够完备、理论解释有待进一步完善,厘清相关的物理
学位
经济的迅速发展带来了日益严重的环境问题,回收再制造活动作为降本增效与绿色经济循环发展的重要手段之一,得到众多企业与政府的重点关注和广泛推广。为响应国家相关政策,适应激烈的市场竞争,企业积极探索寻求各种新颖的回收模式,以更好地回收旧产品,为再制造活动持续供应资源。那么企业到底应不应该采取新型的回收模式,又应该采取何种回收模式来更好地进行回收活动,是企业家们深刻关心的问题。政府应该如何扶持企业的回收活
学位
目的:探讨Toll样受体4 (TLR4)信号通路与慢性移植物抗宿主病(cGVHD)合并干眼症的关系,以揭示炎症反应在该疾病发生发展中的作用。方法:纳入18例诊断为cGVHD合并干眼症的患者,并以18例移植后发生cGVHD但没有合并干眼症患者为对照。结果:cGVHD合并干眼症患者外周血中的TLR4、NF-κB、TNF-α的mRNA水平均较对照组明显升高。相关性分析显示TLR4表达水平与cGVHD合并
会议
在国家提出了教育双减的政策之后,直接导致了初中的生物学教材和作业方面的改革。而想要在教育双减的大背景下,更好的提高生物学的教学质量,就必须从两方面着手。首先在教学中加以改造,充分调动学生的学习兴趣,充分调动学生在教室教学中的自主作用,以此提高学生在教学中的效率,进而减少学生的生物学业压力。同时还要改善作业的品质,通过力求精而准的作业,降低教师的工作量,以提高学生的作业质量,进而使得作业和教学均能优
会议
第一部分基于光学相干断层成像构建易损斑块预测模型研究背景和目的:急性冠脉综合征(Acute coronary syndrome,ACS)通常由冠状动脉易损斑块的破裂引起,继而血栓形成和血管闭塞导致严重后果。早期识别易损斑块具有重要的临床意义。近来的组织病理学和临床研究认为薄纤维帽粥样硬化斑块(Thin-cap fibroatheroma,TCFA)是易损斑块的主要特征,它与60%-70%的急性冠脉
学位