铋系氧化物在光催化技术中的研究进展

总结近年铋系列半导体光催化剂的制备、种类和光催化反应机理等的研究进展,并展望了铋系列半导体光催化剂未来的发展方向.     

Predicting the degree of phosphorus saturation using the ammonium acetate–EDTA soil test

As a result of the important role played by phosphorus (P) in surface water eutrophication, the susceptibility of soils to release P requires evaluation. The degree of phosphorus saturation, assessed by oxalate extraction (DPS_ox), has been used as an indicator. However, most laboratories do not include DPS_ox in routine soil tests because of cost and time. This study evaluates the suitability of the ammonium acetate extraction in the presence of EDTA (AAEDTA), the standard soil test P (STP) in Wallonia (Southern Belgium), to predict DPS_ox; we also compared it with the Mehlich 3 extraction. Ninety‐three topsoil samples were collected in agricultural soils throughout Wallonia. Good correlations were found between the AAEDTA and the Mehlich 3 methods for P, Fe and Al (r = 0.85, 0.77 and 0.86, respectively). An exponential relationship was found between P_AAEDTA and DPS_ox. Results of principal component analysis and regression demonstrated that STP can be used to predict DPS_ox (r = 0.93) after logarithmic transformation. Soil test Al was also a good indicator of the P sorption capacity (PSC_ox) of soils (r = 0.86). Including the clay fraction in regression equations only slightly improved the prediction of PSC_ox (r = 0.90), while other readily available data (such as pH or organic carbon) did not significantly improve either DPS_ox or PSC_ox predictions.     

九宫山土壤剖面中黏土矿物的组成特征

以湖北省九宫山的4种垂直地带性土壤为对象,研究其剖面层次的黏土矿物组合和铁、铝氧化物的特征,揭示山地土壤中黏土矿物的变化特点。结果表明,随海拔升高,土壤中黏土矿物类型从以高岭石为主,逐渐变为以14.0?矿物、伊利石及三水铝石为主,有从1︰1型向2︰1型矿物过渡的趋势;不同层次的土壤中黏土矿物类型和相对含量变化明显;土壤随垂直高程的升高,其中游离态铁、铝减小,非晶形和络合态铁、铝增加,各种形态铁、铝氧化物的总量也增加。     

铵、钾同时存在时, 土壤对铵的优先吸附

The water stability of aggregates in various size classes separated from 18 samples of red soils under different managements, and the mechanisms responsible for the formation of water-stable soil aggregates were studied. The results showed that the water stability of soil aggregates declined with increasing size, especially for the low organic matter soils. Organic matter plays a key role in the formation of water-stable soil aggregates. The larger the soil aggregate size, the greater the impact of organic matter on the water stability of soil aggregates. Removal of organic matter markedly disintegrated the large water-stable aggregates (> 2.0 mm) and increased the small ones (< 0.25-0.5mm) to some extent, whereas removal of free iron(aluminium) oxides considerably destroyed aggregates of all sizes, especially the < 0.25-0.5 mm classes. The contents of organic matter in water-stable aggregates increased with aggregate sizes. It is concluded from this study that small water-stable aggregates (< 0.25-0.5 mm) were chiefly cemented by Fe and Al oxides whilst the large ones (> 2.0 mm) were mainly glued up by organic matter. Both free oxides and organic matter contribute to the formation and water stability of aggregates in red soils.     

柠檬酸对三种人工合成氧化铁磷吸附特性的影响

试验采用了3种人工合成的氧化铁为材料,研究了氧化铁对磷的吸附以及柠檬酸对氧化铁磷吸附特性的影响。结果表明:3种人工合成的氧化铁对磷的吸附特性及柠檬酸对氧化铁吸附磷的影响都可用Langumir方程来描述,都达到了极显著水平。从磷的最大吸附量(Sm)、吸附反应常数(K)和最大缓冲容量(MBC)来看,未加入柠檬酸时,水铁矿对磷的吸附在容量和强度方面均为最高;而在加入柠檬酸时,3种人工合成的氧化铁对磷的吸附能力的顺序并无差别,水铁矿和针铁矿的磷Sm和MBC要比赤铁矿大很多。     

紫色土可溶性有机碳的吸附-解吸特征

选择代表性的酸性、中性和石灰性紫色土为实验材料,采用平衡吸附和动力学吸附法研究了紫色土对可溶性有机碳（DOC）的吸附-解吸特征,分析了土壤理化性质与DOC吸附量之间的关系。结果表明,紫色土对DOC的吸附容量呈以下顺序：酸性紫色土〉中性紫色土〉石灰性紫色土。石灰性紫色土对DOC的解吸率明显高于酸性、中性紫色土,其迁移淋失问题值得重视。紫色土对DOC的吸附过程包括快速吸附和慢速吸附2个阶段,0~0.5 h内吸附速率最大,随后吸附速率逐渐减小,4~6 h内基本达到吸附平衡。土壤pH值、有机质、粘粒和活性铁铝氧化物含量是影响土壤DOC吸附量与解吸率的重要因素。通径分析表明,土壤理化性质对DOC吸附量的直接作用系数大小顺序为活性铝含量〉土壤pH值〉有机质,对DOC解吸率的直接作用系数大小顺序为活性铁含量〉粘粒〉有机质。多元线性回归模型能较好地预测土壤对DOC的吸附及解吸的变化。     

土壤剖面胶体中铁氧化物及其厌氧还原特征研究

采用自由沉降法分离提取玄武岩赤红壤不同剖面深度的土壤胶体,分析其基本特征,并通过厌氧培养试验测试不同剖面土壤胶体中铁氧化物的厌氧还原特征。化学分析结果表明,土壤胶体中铁的游离度表现出A层>B1层>AB层的趋势,铁的活化度则随剖面深度的增加而降低,XRD、FTIR的表征结果显示,玄武岩赤红壤胶体中铁氧化物主要是结晶较差的赤铁矿和针铁矿。培养试验结果表明,不同剖面深度的土壤胶体厌氧培养过程中,Fe(Ⅱ)浓度均表现出不断增大的趋势,A层土壤胶体铁氧化物易被还原且累积量较高,可达(0.104±0.003)mg/g土。Fe(Ⅱ)的最大累积量随着土壤胶体中无定形铁的含量和铁的活化度的增加而增加,其速率常数与土壤有机质含量有一定的正相关关系。     

三江并流区土壤氧化铁及其发生学意义研究

采集云南省西部怒江、澜沧江、金沙江三江并流区8种不同类型土壤,进行土壤氧化铁及其发生学意义研究。结果表明,发育于第三纪古红土和玄武岩母质上的土壤全铁含量较高,铁游离度较低,活性铁和铁活化度也较低。不同类型土壤全铁含量由低到高依次为：高山草甸土〈紫色土〈黄棕壤〈棕色针叶林土〈棕壤〈红壤〈石灰土〈暗棕壤。棕壤、石灰土的土壤铁富集明显,处于富铁化阶段;红壤、紫色土、黄棕壤的土壤铝富集超过铁,铁的游离度很高,已进入富铝化阶段;暗棕壤、棕色针叶林土、高山草甸土的土壤风化发育尚停留在脱盐基的硅铝化阶段。     

不同材料包膜氮肥氮素挥发特征及对油菜产量的影响

【目的】施用包膜缓/控释肥料是减少氮素损失,提高氮肥利用率的重要途径之一。新型有机-无机复合包膜氮肥具有缓释性能好、环境友好等优点。研究不同有机-无机复合包膜氮肥的气态氮损失特征,可为新型包膜缓/控释肥料的研发与应用提供科学依据。【方法】本研究以改性聚乙烯醇分别与无机材料硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉、硫磺进行混合作为包膜材料制备包膜尿素（分别记作Ag、Af、Ac、Ap、As肥料）,采用室内培养方法,以普通尿素为对照（CK）,通过测定60 d内土壤的氨挥发速率和氮氧化物排放速率,揭示不同膜材料包膜氮肥施入土壤后的氨挥发和氮氧化物排放特征。并设计盆栽试验,研究施用不同包膜氮肥对油菜生长和产量影响。【结果】施肥后土壤氨挥发从培养的第1天开始出现,且不同包膜氮肥的氨挥发速率均在培养的第3-10天达到最大值,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的最大氨挥发速率分别为1.132、0.373、0.508、0.696、0.347和 0.304 mg·L^-1·d^-1,各包膜肥料氨挥发峰值的出现时间迟于普通尿素,说明包膜肥料的包裹层可以有效地阻碍外界水分同其内部的尿素核心相接触,使尿素溶解时间延长,减缓尿素溶出速率。氨挥发速率呈现先快后趋于平稳的趋势。CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氨挥发总量分别为104.0、88.2、93.4、95.6、81.9和79.4 mg,Ag、Af、Ac、Ap和As肥料氨挥发总量较普通尿素CK分别降低了15%、10%、8%、21%和23%。包膜肥料的氮氧化物排放特征与氨挥发相似,氮氧化物排放速率峰值与氨挥发相比明显后移。排放高峰期出现在第6-23天,CK、Ag、Af、Ac、Ap和As肥料的氮氧化物排放速率峰值分别为 0.092、0.033、0.039、0.051、0.027和0.022 mg·L^-1·d^-1,其氮氧化物排放总量分别为15.8、11.1、12.4、13.2、10.3和8.5 mg,包膜肥处理氮氧化物排放总量均低于普通尿素处理。各处理氨挥发占氮素气态损失总量的80%-90%。施用包膜肥料的油菜产量与普通尿素（CK）相比均有提高,提高量分别为 47%（Ag）、37%（Af）、31%（Ac）、52 %（Ap）、63%（As）。【结论】氨挥发是肥料氮素气态损失的主要形式,发生在施肥后的前两周。硅藻土、沸石粉、生物质炭、磷矿粉和硫磺与改性聚乙烯醇制备的包膜肥料对氨气和氮氧化物的排放具有抑制作用,能够提高油菜产量。     

过渡金属氧化物对木粉/PVC复合材料燃烧性能的影响

用锥形量热仪(CONE)和热重分析法(TGA)研究金属氧化物CuO、La2O<,3>和TiO2对木粉/PVC复合材料(WF-PVC)燃烧性能的影响.结果表明,这3种过渡金属氧化物的加入对WF-PVC均有阻燃作用.其中,CuO使热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)降低较多,阻燃效果明显;加入金属氧化物使WF-PVC的烟释放速率(SPR)和总烟释放量(TSP)都有所降低,其中,CuO在有焰燃烧阶段烟释放量最低,抑烟效果最好.这3种氧化物都能增加成炭量.结合热重分析的结果,3种金属氧化物对WF-PVC的热降解影响是不同的.PVC和木粉之间存在相互作用,PVC显著促进了木粉的热降解,木粉的加入推迟了PVC的降解,明显提高了PVC体系的成炭量;WF-PVC的热降解行为,具有更多的PVC降解的特征.