本研究构建了介质阻挡放电等离子体（DBDP）协同硅钛复合催化剂（SI-TI）活化过硫酸盐（PS）的复合氧化体系,考察了运行参数对PFOS降解的影响,采用响应面法优化工艺条件,并结合猝灭实验解析降解PFOS的协同机制。结果表明,DBDP/SI-TI/PS协同体系的降解率和脱氟率分别达到94.13%和44.95%,明显高于两个子体系。放电电压与SI-TI/PS质量比交互作用显著,优化的反应条件为初始浓度10 mg/L、放电电压9 kV、载气流速5 L/min、SI-TI/PS质量比1：5。猝灭实验表明,SO₄•^-、•OH、¹O₂、•O₂^-和h⁺共同参与了PFOS断链脱氟,反应过程中生成短链含氟中间体,ECOSAR预测显示主要产物毒性低于PFOS。该体系可为含PFOS废水深度氧化处理提供参考和机制依据。

微塑料因其难降解特性对生态环境构成持续威胁,而现有分离技术在微米级颗粒处理能力上尚有不足,亟需发展高效分离方法。水力旋流器因其结构简单、处理量大且无需化学药剂等优势,已成为固-液分离的有效手段之一,但其微型化后分离效率受环隙结构影响显著,相关规律尚不清晰。本研究以双进口微型水力旋流器为对象,选用粒径为15 μm的聚氯乙烯（PVC）微塑料颗粒,以去离子水为连续相,配制浓度为100 mg/L的悬浮液作为分离对象,采用实验设计（DOE）、计算流体力学（CFD）模拟与实验验证相结合的方法,系统考察环隙插入上边界（s）、环隙下边界（l）、环隙直径（D_h）及环隙宽度（w）四个关键几何参数对分离性能的影响。DOE与CFD相结合的方法在旋流器结构优化中具有良好适用性;经实验验证,优化后的微型水力旋流器分离性能显著提升。DOE与CFD优化后的参数为：w=3.2 mm、s=7 mm、l=12.4 mm、D_h=7.5 mm时,分离效率达95.57%,其中,环隙宽度对分离效率影响最为显著;研究揭示了环隙结构参数对微塑料分离效率及内部流场的影响规律,为微型水力旋流器处理微塑料颗粒的工程设计提供了理论依据和实践指导。

针对传统臭氧（O₃）传质效率低、氧化效果差等问题,本研究系统对比了臭氧-微纳米气泡（O₃-MNB）与传统O₃体系的传质系数（K_La）与羟基自由基（∙OH）暴露量及对新污染物的降解特性。结果显示,O₃-MNB的K_La是O₃的1.13~1.42倍,饱和O₃浓度是O₃的1.07~1.77倍,O₃利用率是O₃的1.89~2.26倍,∙OH暴露量是O₃的1.31~1.40倍,表明MNBs可显著强化O₃传质并促进∙OH产生。反应动力学研究表明,O₃-MNB将磺胺嘧啶、舒必利的反应动力学常数提高至O₃的3~15倍,并将难降解二甲双胍的反应动力学常数提高3~6倍。MBR出水中试试验表明,O₃-MNB体系降低了O₃/COD和O₃/TOC比值,并强化对蛋白质类有机物的去除。本研究从传质强化与自由基生成两方面阐明了O₃-MNB体系的增效机理,为其工程化应用提供了理论依据。

江苏泰州某医药园区污水处理厂出水被检测含有多种抗生素,其中氧氟沙星（OFL,0.45~1 300 ug/L）浓度最高,为应对更高的新污染物管控要求,发展高效绿色的新污染物废水处理技术十分迫切。本研究通过金属螯合-热解法制备了双金属铁钴单原子催化剂（FeCo-N-CNTs）,并将FeCo-N-CNTs制备电极用于电芬顿深度处理OFL废水。探究了碳纳米管（CNTs）管径、金属载量等电极制备因素对OFL降解速率的影响,将该系统用于深度处理污水处理厂出水,结果发现OFL去除率高达92.9%。本研究表明FeCo-N-CNTs催化剂可用于电芬顿电极合成,其在抗生素污染物去除领域具有广阔的应用前景。

通过水热法并结合氮气氛围热解,制备基于铁铜双金属-有机框架（Fe/Cu-MOF）衍生的催化剂（Fe_xCuCNS-y）,并将其应用于活化过一硫酸盐（PMS）以去除水体中的磺胺甲噁唑（SMX）。采用XRD、SEM、拉曼光谱等方法对该催化剂的结构与形貌进行表征。结果显示,衍生物材料中的主要物相为Fe₃O₄、Cu⁰和石墨碳,其形貌主要呈现为棒状及纺锤型骨架,骨架上附着大小不一的颗粒。深入探究了Fe/Cu摩尔比、热解温度对催化性能的影响。结果表明,Fe/Cu摩尔比为3∶1、热解温度为650 ℃的衍生物（Fe₃CuCNS-650）具备最佳的催化性能。当PMS浓度为0.65 mmol/L、催化剂投加量为100 mg/L、pH为7.0、SMX浓度为10 mg/L时,60 min后SMX的去除率可达到100%。该催化剂展现出良好的稳定性和抗干扰能力,在3.0~8.0的宽pH范围内表现出色。循环3次后,仍能保持94.7%的活性,且无金属离子浸出。通过自由基捕获实验与EPR分析,证实体系的主要活性物质为SO4·-、·OH及¹O₂,并初步探究了其催化机理。本研究为抗生素废水处理提供了高效且稳定的新策略。

以尿素为氮源,通过一步水热法成功制备了氮掺杂溴氧化铋纳米片,系统考察了氮掺杂对材料形貌、晶相结构、光电性能及可见光催化降解盐酸四环素（TC）性能的影响。结果表明,适量氮掺杂（N₉-BiOBr）可显著减小BiOBr纳米片尺寸、增大比表面积（提升至23.2 m⊃2;/g）,并诱导晶格膨胀与能带结构优化。在可见光照射60 min内,N₉-BiOBr对TC的降解率高达99.1%,反应速率常数（k = 0.076 5 min^-⊃1;）为纯BiOBr的2.8倍。结合XPS、密度泛函理论（DFT）计算及活性物种捕获实验,发现氮掺杂不仅增强了催化剂表面对H₂O和O₂的吸附能力,还促进了光生电子-空穴对的分离与迁移,其主要活性物种为光生空穴（h⁺）和超氧自由基（O₂^•-）。本研究为设计面向抗生素废水治理的高效非金属掺杂光催化剂提供了理论依据与实验参考。

针对矿山固废资源化和环境污染治理的需求,以铁尾矿（IT）和偏高岭土（MK）为主要原料,开展锰掺杂地聚物催化材料（Mn/ITGs）的制备及应用研究,系统探究了地聚物基催化材料的制备工艺、降解性能及实际应用潜力。通过简单碱激发溶胶-凝胶法,制备出具备多孔结构与多价态活性位点的锰掺杂地聚物复合材料,并探究了其活化过氧单硫酸盐（PMS）类芬顿降解四环素的催化机理。研究结果表明,Mn掺杂量为10%、催化剂投加量为0.6 g/L、PMS浓度为0.2 g/L、四环素初始浓度为15 mg/L时,在60 min内降解率可达90%以上,显著优于传统芬顿体系。其中,锰作为主要活性位点,在地聚物基质中高度分散,Mn⊃2;⁺/Mn⊃3;⁺物种的价态循环有效驱动了Mn/ITGs/PMS体系中产生活性氧自由基SO₄∙^-和∙OH,且两者的协同作用是Mn/ITGs/PMS体系高效降解的核心机制。

中空纤维膜水中透气过程测试是判断其结构和性能的重要方法,与膜的亲水性、孔缺陷、孔径参数、机械性能、完整性等息息相关。为了提高中空纤维膜在水中透气过程测试结果的准确性,利用负压脱气和液体置换过程,建立了一种准确的中空纤维膜水中透气过程测试的方法。以多种中空纤维膜为研究对象,开展了测试液体对中空纤维膜耐压性能影响的研究、水对中空纤维膜浸润能力的研究、本文测试方法与现行测试方法的比对研究,并对该测试方法的精度进行了评价。结果表明,与有机试剂相比,中空纤维膜在水中具有更强的耐压能力,但很难在水中完全浸润,会造成透气过程测试结果出现较大偏差。该测试方法原理科学,测试结果准确,精确度高,适用于不同材质、孔径的中空纤维膜在水中透气过程的测试,能够解决亲水性较差的膜在水中透气过程测试的难题。

本文构建了Fe²⁺/过氧乙酸（PAA）体系,系统探究其对磺胺甲恶唑（SMX）的降解效能及机制。实验表明,在初始pH=6.5条件下,Fe²⁺/PAA体系5 min内可完全去除5 μmol/L的SMX,显著优于单独PAA和传统Fenton体系。自由基淬灭实验证实羟基自由基（HO•）为关键活性物种,有机自由基（CH₃COO•和CH₃COOO•）亦参与反应。优化实验表明,PAA与Fe²⁺的最佳投加量分别为75 μmol/L和600 μmol/L,过量Fe²⁺会因竞争自由基而抑制降解。共存NO₃^-、SO₄^2-、Ca²⁺、Mg²⁺及天然有机物对SMX降解无显著影响,而Cl^-、HCO₃^-通过淬灭HO•产生抑制作用。此外,SMX在真实水体中的降解效率因pH缓冲及共存离子影响而下降。基于鉴定出的6种反应产物,揭示了SMX的羟基化、断键、氨基氧化及开环降解路径;并预测分析了其降解产物的毒性,评估了其潜在的生态风险。

通过Pickering乳液聚合法将钠基蒙脱土（NaMMT）与丙烯酰胺（AM）交联聚合制得NaMMT-AM气凝胶,利用浸渍法经十八烷基三氯硅烷（OTS）疏水改性制备T-NaMMT-AM气凝胶。采用SEM、FT-IR、BET、水接触角测试等方法考察疏水改性前后气凝胶的理化性质,再通过开展一系列吸附测试获取气凝胶对于油品的吸附量,深入分析气凝胶的吸附性能与吸附机理。结果表明：该气凝胶具有丰富的片层结构,水接触角能够达到 137°,具有较好的疏水性。吸附过程更适合准一级动力学模型,能够在 180 min 内达到吸附平衡,能够进行 5 次吸附-解吸的循环过程,还能保有自身重量10倍的吸附量,具有较好的可重复使用性。

采用溶胶-凝胶法在羟基磷灰石（HAP）掺杂双金属制备了Ca10-x-yFexCoy（PO4）6（OH）2（DHAP）材料用于活化过硫酸氢盐（PMS）降解水中磺胺甲噁唑（SMX）。SEM、TEM、XRD、BET和FT-IR表征表明,Co⊃2;⁺/Fe⊃3;⁺成功取代HAP晶格中的Ca⊃2;⁺并诱导表面氧空位形成,同时保留HAP的分层介孔结构,并将比表面积提升至98.87 m⊃2;/g。猝灭实验、EPR和XPS分析证实,催化剂表面的Co/Fe活性位点与氧空位协同活化PMS,生成硫酸根自由基（SO₄•⁻）、羟基自由基（•OH）和单线态氧（⊃1;O₂）。在催化剂0.04 g/L,PMS 0.1 mmol/L,pH=7的最佳条件下,30 min内SMX降解率达98.96%,反应速率常数k为0.146 min^-⊃1;。该催化剂在pH=3~11宽泛范围及50 mmol/L的高浓度阴离子共存时仍保持大于80%的降解效率,DFT计算结果证明相对于HAP,DHAP对PMS具有更强的吸附作用。通过LC-MS分析,确定了SMX的降解路径。采用T.E.S.T对中间产物毒性分析可知,SMX降解后其毒性降低。在五次循环后,SMX的降解率仍保持在75%以上。

本研究设计制备了一种的C、N（NH₄⁺）掺杂CN石墨烯负载铜钴双金属氧化物芬顿催化剂,用于活化过碳酸盐降解水中磺胺嘧啶（SDZ）。利用XRD、SEM、TEM、EDS、XPS和N₂吸附-脱附比表面与孔隙度分析仪等方法对CuCoOx/CN进行结构和性能表征,并考察CuCoOx、CuCoOx/C和CuCoOx/CN催化剂降解磺胺嘧啶性能及影响因素。结果表明,CuCoOx/CN催化剂比表面积高于CuCoOx/C,金属氧化物等活性组分分布在分子筛孔道表面,表现出优异的降解效能。CuCoOx/CN催化剂对磺胺嘧啶去除受碳酸盐浓度、pH和磺胺嘧啶浓度等操作条件影响显著。在碳酸盐浓度为2.5 mol/L,pH为8.5,催化剂用量2 g/L的条件下,反应时间50 min时,CuCoOx/CN催化剂对5 mg/L的磺胺嘧啶降解率可达97%以上。

为提高市政污泥脱水性能及减量化效果,提出了Fe²⁺/过硫酸盐（PDS）高级氧化与PAC/PAM絮凝联合调理技术,并探讨了其对污泥结构及界面热力学行为的影响。结果表明,在单独Fe²⁺/PDS体系中,反应6 h、PDS投加量8 mg/g、温度35 ℃时,污泥脱水性能最优,毛细吸水时间（CST）降至73 s,污泥比阻（SRF）降至3.01×10⁹ s²/g;胞外聚合物（EPS）有效降解,水溶性有机物（SCOD）、多糖和蛋白质分别增加了19.6、34.3和7.2倍。进一步引入PAC/PAM絮凝剂,污泥脱水性能得到显著提升。当PAC/PAM质量比为4、反应时间2 h时,CST和SRF分别降至30 s和2.02×10⁸ s²/g,泥饼含水率降至71%,污泥减量率高达75.6%。机理分析表明,Fe²⁺/PDS体系通过硫酸根自由基（SO₄^-·）的强氧化作用,破坏了EPS的凝胶网络,释放出被束缚的有机物和水分;随后,PAC/PAM通过电中和与吸附架桥作用,增强了絮体结构,形成有利于水分排出的通道。基于Flory-Huggins晶格理论,研究揭示了氧化和絮凝联合作用通过削弱水-EPS相互作用和重构疏松骨架结构,显著增强了水分迁移的驱动力,为优化污泥脱水工艺提供了新的理论视角。

为了获得去除水中微量重金属离子的吸附材料,本文选择典型的碳材料（活性炭、改性活性炭和羟基碳纳米管）为吸附剂,首先以吸附水中微量的重金属Co²⁺,系统开展碳材料形貌结构、表面基团和电荷等对重金属离子吸附性能的影响。结合吸附模型和热力学计算,揭示不同碳材料吸附重金属离子的主要机制。结果发现,活性炭和N改性活性炭作为吸附剂,对水体中微量的Co²⁺等重金属离子有良好的吸附性能,尤其N改性活性炭材料对Co²⁺去除能力最强,对Co²⁺的吸附去除率最高可达80%左右。碳材料对Co²⁺的吸附过程属于放热过程且是单层吸附,符合Langmuir等温吸附模型。Co²⁺在活性炭的吸附过程以物理吸附为主,吸附能力与碳材料的比表面积和孔容有关。而N改性活性炭对Co²⁺的吸附过程不仅有物理吸附还存在化学吸附,吸附能力与表面羟基等基团数量相关。N改性活性炭对其他重金属离子（如Pb²⁺与Cr⁶⁺）都具有较好的吸附性能,说明该碳材料在实际废水中去除重金属离子的应用上具有广阔的前景。

加湿除湿（Humidification-dehumidification,HDH）技术是一种基于低热蒸发原理,利用低品位热源（60~90 ℃）对含盐溶液进行盐和水分离的热法脱盐工艺。该技术对进料水质包容度好,适用于高浓度含盐溶液的减量化处理。本工作设计并搭建了小型的四风道HDH实验系统,以不同浓度的NaCl水溶液为对象,着重对近饱和浓度NaCl溶液的减量化处理涉及的功能表现进行实验研究。结果表明,料液浓度对蒸发冷凝相变的纯水产量有规律性的抑制作用,但在固定浓度下的产水量是稳定的。在近饱和浓度工况下,该系统依然可以实现对料液的稳定减量化处理,单位时间产水量降低约40%。结晶盐的析出随着大流量料液冲刷排走,对系统的产水量没有明显影响。本工作验证了采用HDH技术减量化处理近饱和含盐溶液的可行性和稳定性,结合离心式固液分离等潜在方法,HDH技术有潜力作为工业含盐废水处理的末端系统和装备。

本文通过球磨法制备了一系列炔基修饰的碳化硅（SiC）,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱等表征分析了材料的物相结构、表面形貌、元素化学态。结果表明,炔基成功修饰于SiC表面,且未破坏其晶体结构。光催化性能测试显示,样品0.5-C/SiC对左氧氟沙星的吸附和光催化降解性能以及光催化固氮性能,显著优于纯SiC。自由基捕获实验证实,^·O₂⁻为该降解过程的主要活性物种。瞬态光电流证实炔基修饰显著提升了光生载流子数目。电化学阻抗谱（EIS）表明,与未修饰SiC相比,0.5-C/SiC具有更低的界面电荷转移电阻,更有利于载流子传输。塔菲尔（Tafel）和转换频率（TOF）均证实炔基碳的引入有效提升材料的本征反应动力学与反应活性。总之,炔基功能化优化了其电荷动力学行为,提高了碳化硅对太阳光的利用率,从而增强了光催化性能。本研究首次成功构建了炔基官能团化SiC光催化材料,为开发高效SiC基光催化材料提供了新路径。

本文采用单相法合成策略制备了具有丰富磺酸基团的共价有机框架纳米片（TpPa-SO₃H）,并通过阳离子交换法构建了单原子级分散的铁基催化剂（Fe-TpPa-SO₃H）。由于开放纳米片结构及磺酸基团的强配位作用,Fe活性位点实现了高度分散与稳定锚定。实验结果表明,Fe-TpPa-SO₃H在活化过硫酸氢钾（PMS）降解环丙沙星（CIP）反应中表现出卓越的催化活性,15 min内去除率接近100%。自由基捕获实验证实了FeIV=O为主导的非自由基氧化路径。这种非自由基机制赋予了催化剂优异的抗干扰能力,使其在宽pH范围及共存无机阴离子存在下仍能保持高效稳定的降解性能。本研究为设计高性能非自由基主导的环境催化材料提供了新思路。

以毛竹与壳聚糖为原材料,采用熔碱法和原位沉淀法,制备了竹基活性炭负载壳聚糖复合材料CTS/PBC-A,以期解决低浓度含铀放射性废水深度处理效率低的问题以及生物炭基材料与壳聚糖材料单用对水中U（Ⅵ）去除效率均不高的问题。当U（Ⅵ）初始质量浓度为5.00 mg/L,CTS/PBC-A投加量为0.10 g/L,pH为6,温度25 ℃,在2 h后达到平衡,最大吸附容量达321.36 mg/g,去除率达97.8%,比竹基活性炭 （PBC-A） 提高了28.9%,该吸附过程经动力学与吸附等温线模型拟合证实其主导机制为多分子层化学吸附。FTIR、XPS、XRD等检测结果证明熔碱与原位沉淀在PBC表面成功引入的Na元素与壳聚糖,活化了表面官能团,极大促进了对U（Ⅵ）离子交换和表面络合。

近年来,氮、磷污染物大量入河导致蓝藻水华频发,严重威胁水生态与饮用水安全。为此,本研究以铜绿微囊藻为处理对象,在常规超声控藻基础上耦合微纳米气泡,提出了一种低能耗、高效抑藻的技术方法。通过开展0.21~2.52 J/mL能量密度下的单次与双循环超声试验,系统评估了抑藻效果并优化运行参数。研究结果表明,微纳米气泡可显著增强超声的长期抑藻效果,延缓藻类恢复;在0.63 J/mL下单次处理,藻去除率达47.15%,能效值达74.84 mL/J;采用双循环策略（总能量1.26 J/mL）后,去除率提升至69.47%,能效值仍能达到55.13 mL/J。机理分析表明,微纳米气泡主要通过强化机械作用（剪切力与微射流）破坏藻细胞,而对羟基自由基生成的化学作用无显著促进。该耦合工艺在中等能量下兼具抑藻效果与能耗经济性,结合双循环策略可进一步提升控制持续性。此外,采用实际藻水样品对典型工况进行了验证,最大藻去除率可达81%~95%。在此基础上提出了集成化超声-微纳米气泡耦合处理船的工程应用方案,并对其能耗与运行成本进行了初步评估,结果表明该技术具有一定的工程应用可行性。

本研究构建人工湿地-微生物电解池耦合系统（ECW）,探究其对水产养殖尾水中典型新污染物氟苯尼考（FF）的处理效能与响应机理。通过设置50 μg/L（低浓度）与1 mg/L（高浓度）FF胁迫,并以传统人工湿地（CW）为对照组,运行 150 d发现：ECW 系统表现出显著的工艺韧性,最高COD去除率达99.64%,NO₃^--N去除效率较CW提升18.06%;同时,N₂O与CO₂排放通量分别削减11.36%和12.95%。针对目标污染物FF,ECW1（87.45%）与ECW2（91.71%）较对照组显著提升24.52%和6.70%。微生物分析表明,ECW通过富集变形菌门、厚壁菌门及放线菌门,优化了微生物群落结构,有效缓解了FF胁迫。本研究证实ECW具备脱氮效能提升与温室气体减排的协同效应,为抗生素废水的深度净化与碳减排提供了理论支撑。

通过界面聚合反应将磺丁基-β-环糊精（SBE-β-CD）离子传输通道引入电纳滤膜内,并利用所得电纳滤膜替代传统离子交换膜应用于电渗析过程,以实现Li⁺/Mg²⁺高效分离。通过对电纳滤膜形貌、结构的表征以及电渗析测试,证明SBE-β-CD的引入显著改变了膜的微观结构和理化性质,进而影响了分离性能。在适宜浓度范围内,分离层的尺寸筛分作用和SBE-β-CD对Mg²⁺的主-客体络合作用赋予膜出色的分离能力;同时,SBE-β-CD的亲疏水分相结构和磺酸基团促进了Li⁺的传输,有效降低了膜面电阻。在SBE-β-CD浓度为2.0wt%时获得了最佳Li⁺/Mg²⁺分离性能（${{J}_{L{{i}^{+}}}}$=3.83×10^-8 mol/（cm²∙s）、$P_{M{{g}^{2+}}}^{L{{i}^{+}}}$=6.00）。

近年来,基于过硫酸盐的高级氧化工艺在废水有机污染物去除领域得到了广泛应用。钙钛矿因成本低、制备简便、稳定性好,成为理想的过硫酸盐催化剂,但因其较低的电子持续转移能力导致金属氧化还原对转化速率慢,限制了过一硫酸盐（PMS）的活化效率。本研究采用静电纺丝技术成功构筑了具有高比表面积、异质结构且富含氧空位的新型LaCoO₃/La₂O₃催化剂用于活化PMS降解典型有机污染物。通过结构表征与催化性能测试,该PMS催化剂降解罗丹明B（RhB）时,10 min内降解率高达98.9%,反应速率常数（0.454 min^-1）为纯LaCoO₃的1.6倍,且经5次循环使用后降解率仍稳定在95.0%以上。同时,LaCoO₃/La₂O₃对盐酸四环素（TC）、亚甲基蓝（MB）、盐酸雷尼替丁（RAN）等多种有机污染物均表现出优异降解性能。机制研究表明,其污染物降解过程是以¹O₂为主的非自由基路径,兼具自由基的协同作用,展现了静电纺丝异质结构PMS催化剂在高效、稳定降解有机污染物的显著优势。

反渗透（RO）技术具有分离效率高,过程无相变等优点,已广泛应用于水处理领域。反渗透膜片是反渗透技术的核心材料,本研究分别选取相同应用场景下的国产反渗透膜和进口反渗透膜,对两种膜的分离性能及抗污染性能进行测试,并通过扫描电镜（SEM）,原子力显微镜（AFM）,以及X射线光电子能谱（XPS）等表征手段,对其表面形貌,粗糙度,电负性,亲水性以及表面基团种类进行分析。结果显示,国产反渗透膜的通量高于进口反渗透膜,两种膜的截留率相当,但是进口反渗透膜的抗污染能力高于国产反渗透膜;同时,国产反渗透膜的亲水性、电负性、粗糙度以及机械强度均高于进口反渗透膜,进口反渗透膜表面的酰氯基团和胺基基团种类均多于国产反渗透膜。

为高效处理印染废水中的直接黑22,本研究首先采用复合共聚法制备了无机絮凝剂聚硅酸铝镁（PSAM）,通过单因素实验,对PSAM的制备条件进行了优化。接着,将PSAM与阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）进行复配,得到聚硅酸铝镁-阳离子聚丙烯酰胺（PSAM-CPAM）絮凝剂。探讨了PSAM-CPAM复配比、投加量及共存离子对直接黑22絮凝效果的影响。通过絮体的分形维数、红外光谱和扫描电镜等表征手段对PSAM-CPAM絮凝机理进行了深入研究。结果表明,PSAM-CPAM的最佳制备条件为：n（Mg+Al）∶n（Si）=1∶1、n（Mg）∶n（Al）=1∶4、pH=4、温度20 ℃、聚合时间2.5 h、PSAM-CPAM投加量为15 mg/L、m（PSAM）∶m（CPAM）=5∶5。在此条件下,PSAM-CPAM对直接黑22的去除率可达96.58%,相较于单独使用PSAM的去除率提高了15.37%。PSAM-CPAM絮体表面呈现出粗糙的不规则网状结构,絮体结构紧实,絮团间粘连紧密;在PSAM-CPAM絮体的红外光谱中出现了PSAM和CPAM的特征吸收峰,说明PSAM-CPAM絮体是PSAM和CPAM的共同作用的产物。絮体的分形维数越大,絮体结构越密实,其沉降性能越好。此外,Fe³⁺、CO₃^2-、HCO₃^-、H₂PO₄^-等共存物质对直接黑22的去除具有不利影响。

全氟辛酸类物质（PFAS）因其稳定性和生物累积性,已成为水环境中典型微污染物,亟需高效的去除技术。本文选取四种商用纳滤膜（EQC、NF90、NF30、NF270）,系统评估其PFAS去除性能及机理。通过SEM、AFM、FTIR和XPS表征膜的结构与化学组成,并结合接触角和Zeta电位测试分析亲疏水性与表面电荷。PEG截留实验进一步确定MWCO和孔径分布。PFAS截留结果表明,膜对PFAS去除效率依次为EQC > NF30 > NF270 > NF90。PFAS截留率与分子量显著正相关,说明尺寸排阻是主导机制;表面电荷与亲水性则协同影响短链PFAS去除。EQC膜因孔径较小且表面性质适中,表现出最高去除率效能同时展现了优异的抗污染特性,从而显示出较强的工程应用潜力。本研究旨在揭示NF膜去除PFAS的作用机理,并为膜材料优化及水处理应用提供参考。

以海藻酸钠和聚乙烯亚胺为原料,双重交联合成一种绿色环保的海藻酸钠/聚乙烯亚胺复合膜材料（SA/PEI膜）。通过批量吸附实验探讨了SA/PEI膜对Mo（Ⅵ）的吸附特性,包括初始pH、吸附动力学、吸附等温模型、吸附热力学、循环再生稳定性和共存离子实验,结合膜材料特性测试、FTIR、SEM-EDS和XPS表征手段,对SA/PEI膜的理化性质和吸附机理进行了探索。结果表明,SA/PEI膜在pH=3时对Mo（Ⅵ）吸附效果最佳。Langmuir吸附模型和拟二级动力学模型可以很好地描述SA/PEI膜吸附Mo（Ⅵ）的过程,说明吸附形式是单分子层吸附且吸附速率主要受化学反应控制。最大吸附量为358.692 mg/g。根据FTIR和XPS的表征结果,SA/PEI膜对Mo（VI）的吸附主要通过静电吸引和配位反应实现。这项研究成果为处理水中钼离子提供了一种高去除率和高吸附容量的绿色方法。

为制备回收便捷、方法简单、具有高活性和稳定性的臭氧氧化催化剂,采用一步电沉积法制备了活性碳毡负载铜基催化剂（CF-Cu）。考察其制备的最佳条件以及进行SEM、XRD、Raman和XPS等表征分析,同时考察催化剂降解磺胺二甲嘧啶（SMT）过程中的催化活性以及稳定性,探究其催化臭氧氧化降解机理。结果表明：Cu²⁺浓度为2 mmol/L、电沉积电压5 V、电沉积时间5 min为催化剂最佳制备条件。通过SEM、XRD、Raman和XPS表征可以观察到属于Cu及Cu氧化物的特征峰,证明Cu成功负载到CF上,最佳条件下制备出的材料反应10 min后,对SMT的降解效率和矿化率分别达到89.82%和57.69%。催化剂投加量为5.4 g/L、臭氧流量30 mL/min、溶液初始pH为7为最佳反应条件,电子顺磁共振波谱和猝灭实验证明反应体系中存在着·OH、·O₂^-、¹O₂并且参与反应。通过液相色谱-质谱联用仪（LS-MC）对SMT及SMT中间产物进行检测,判断其存在有四种降解路径。同时催化剂循环试验表明,循环5次的CF-Cu催化剂的降解效率从84.71%降至77.99%,具有优异的催化稳定性和重复利用性。

本研究探讨了蒸汽爆破预处理所制备生物炭对废水中Cr（VI）的去除效果的提升机制。研究以废弃烟梗为原料,采用响应面法优化蒸汽爆破制备生物炭的条件,结果表明,当蒸汽爆破压力为0.5 MPa,维压时间为5 min,炭化温度为500 ℃,炭化时间为3 h,升温速率为15 ℃/min时,所获得的生物炭（QBBC-5）对Cr（VI）的去除效果最佳。与未经处理的生物炭（BC）相比较,QBBC-5在pH为2,投加量大于0.1 g,吸附温度为35 ℃,吸附时间超过200 min的条件下,对Cr（VI）的去除率超过90%。通过SEM、BET和FTIR表征分析可知,蒸汽爆破显著改善了生物炭的孔隙结构和比表面积,具有优越的多层吸附特性。吸附等温线与热力学分析结果表明,该吸附过程为非自发性和吸热反应,同时伴随熵减。该研究为废弃烟梗的利用及水污染治理,尤其是水中铬的去除,提供了新思路和方法。

通过改变反应物浓度制备了不同粒径（70、130、250 nm）的苯胺/吡咯共聚中空纳米球（PPHMNs）,然后将其添加到界面聚合的水相溶液中制备反渗透膜。利用原子力显微镜探究了不同粒径PPHMNs在聚砜基膜表面的沉积状态,定量分析比较了不同粒径PPHMNs与聚酰胺之间的界面面积。结果表明,当PPHMNs粒径中等（130 nm）时,其与聚酰胺之间具有最大的界面面积,理论上能最大限度地提高膜的渗透性能;当粒径为70 nm时,PPHMNs与聚酰胺之间的界面面积最小。膜的渗透性测试结果表明,中等粒径（130 nm）PPHMNs改性的膜具有最佳的渗透性能,水通量为34.1 L/（m²·h）,NaCl截留率为99.02%;尽管较大粒径（250 nm）的PPHMNs与聚酰胺之间具有比70 nm PPHMNs更大的界面面积,但其却表现出最低的渗透性能,这可能是其分离层厚度增大所致。

为实现农业废弃物高值化并治理水中三氯生（TCS）污染,以青稞秸秆为碳源,550 °C热解2 h制得生物炭（BC）,经酸碱盐活化后,聚焦盐酸活化生物炭（BC-HCl）对水中TCS污染物降解的研究。结果表明,BC-HCl比表面积为322.56 m²/g,孔体积为0.179 7 mL/g最优。吸附符合准二级动力学与Langmuir模型,298 K时最大吸附量66.667 mg/g,240 min TCS去除率达到92%;吸附为自发放热过程,BC-HCl吸附自发性更强,且在pH 2~10.5范围内性能稳定。TCS经“吸附-催化协同”降解为H₂O、CO₂。本实验研究首次将青稞秸秆生物炭用于TCS的吸附-催化协同降解,为TCS污染治理提供了可行路径及实验基础。