[课外阅读]新型光催化还原净水材料可除致癌离子
科技成果——光催化深度净水技术及成套模块
科技成果——光催化深度净水技术及成套模块技术开发单位山东默锐环境产业股份有限公司适用范围根据所要处理的水量的大小，采用集中式（100吨/日）或分散式（300公斤/日）光催化净水设备模块及其配套工艺，可将市政自来水、超标（如高毒性微污染有机物，砷、氟及重金属，微生物，硬度或TDS等）地下水处理为符合CJ94-2005《饮用净水水质标准》的居民饮用水。
其中光催化净水设备模块及其配套工艺模块所使用的原材料都需有涉水卫生批件或达到食品级标准；如原水水质太差，处理一定水量后配套模块需及时更换，减小对光催化净水设备模块造成的影响。
成果简介光催化技术是在光（紫外光等）照下，催化剂（TiO2等）会产生强氧化因子·OH，将水中的高毒性微污染有机物氧化降解、杀灭微生物并降解其代谢产物的一个过程，同时充分保留水中的矿质元素，在深度净化和高效杀菌消毒的同时，不会造成水的纯化和二次污染，是一种不同于传统的吸附或膜分离（污染物转移）的分解技术。
默锐环境突破了光催化纳米催化剂固载的行业瓶颈，开发了高效固载型光催化净水设备模块及其配套工艺，全球首家实现了光催化技术在净水领域产业化应用。
技术效果光催化净水模块及其配套装置可将市政自来水、超标地下水处理为符合CJ94-2005《饮用净水水质标准》、GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》的居民饮用水，其中重点针对的是各类卤代污染物（如三氯苯酚）、消毒副产物（如二氯乙酸）、甲苯、苯胺、脂类、阴离子表面活性剂等微污染有机物（以其总耗氧量为指标，COD<3），砷（<0.01）、氟（<1）及重金属离子，微生物（如大肠杆菌等，不得检出），总硬度（<300）等。
运营成本（1）建设成本一次性投入费用：以100m3/d的日处理量为例，总投资为30万，年运行费用2.55万，主体设备寿命10年。
（2）吨水处理费用0.83元/吨。
（3）后期维护费0.5万/年。
应用情况示范项目：中科院战略先导专项——纳米光催化/吸附一体化净水器项目自2016年至今，默锐环境已与中科院化学研究所在内蒙赤峰等地先后向饮用水不达标（砷有的地区超标3-6倍，氟普遍超标，有的地区甚至超标5-10倍）的牧区等地提供了光催化纳米吸附一体化净水装置：家用净水器1700余台（前后共4批），商务净水器40余台，集中式净水设备1套，解决了当地牧区上万人口的饮用水安全问题。
饮用水中有机污染物光催化降解研究进展
饮用水中有机污染物光催化降解研究进展本文综述了TiO2光催化技术在饮用水有机物污染物降解处理中的应用研究进展，分析了存在的问题，展望了饮用水中有机污染物光催化降解材料研究的发展方向。
标签：光催化；饮用水；有机污染物1、引言饮用水污染对人类健康带来了严峻的挑战，据世界卫生组织（WHO）调查表明，全球有80%的疾病和50%的儿童死亡都与饮用水水质不良有关。
饮用水中的有机污染物主要来源于水源中天然存在的有机物（NOM）、人工合成有机物（SOC）、消毒副产物（DBPs）等，具有致癌、致畸和致突变等作用，威胁着饮用水安全，危害人类健康，因而有必要大力开展饮用水深度处理技术研发，有效去除饮用水中难降解有机污染物[1-4]。
光催化氧化技术作为一种新型环境保护技术，具有无二次污染，能耗低、反应快、操作简单、效率高等优点，逐渐成为饮用水深度处理中的研究热点。
TiO2因其无毒、廉价、稳定、来源丰富、氧化能力强及可以重复利用等特点[5-7]，使其成为最具潜力的绿色环保型光催化材料。
TiO2在光催化反应过程中，产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）及活性氧类（HO2·和O2·-），能有效降解饮用水中的天然有机物、人工合成有机物、消毒有机副产物等，并将其矿化为H2O、CO2和相应的无机离子（Cl-、Br-、SO42-、NO3-等），使饮用水达到深度净化效果[8-10]。
2、饮用水中天然有机物光催化降解研究天然存在的有机物主要为腐殖质（腐殖酸、富里酸和胡敏酸）。
它是饮用水消毒副产物的主要前体，其含量高低决定了饮用水中消毒副产物水平的高低。
He等[11]采用TiO2催化剂在光反應器中进行实验，在自然阳光照射下，探讨了催化剂负载量、PH值、初始浓度和光照时间等条件对腐殖酸（HA）去除效果的影响，结果表明，TiO2在自然阳光照射下可有效去除水中腐殖酸（HA）。
刘文等[12]以P-25型纳米TiO2作为催化剂，对富里酸（FA）进行了光催化氧化的实验研究，测得当FA初始浓度为9.42mg/L，TiO2投加量为0.3g/L，PH=7.00，光照40min时，FA的去除率达到98%。
铋及其复合物的研究进展
第46卷第3期2021年6月广州化学Guangzhou ChemistryV ol. 46 No. 3Jun. 2021文章编号：1009-220X(2021)03-0029-08 DOI:10.16560/ki.gzhx.20210304铋及其复合物的研究进展吕振春（上海理工大学，上海200093）摘要：简单介绍了单质铋的低毒或无毒性、低电导率超导电性、冷膨胀和热收缩等独特性质。
基于文献重点讨论了铋及其复合物近些年在电催化、光催化、抗肿瘤、光热放射治疗等方面的新应用，尤其是在光催化净化水体污染和抗肿瘤/癌药物方面具有广阔的发展前景。
铋复合物独特的层状结构、合适的带隙、近红外光吸收及X-射线衰减等特性为其进一步应用奠定了坚实的基础，且不同的制备工艺及掺杂金属元素等各种改性方法也为其广泛普及提供了新的思路。
关键词：铋；光催化；电催化；光热放射治疗中图分类号：O6-1 文献标识码：A半导体光催化技术能够实现高效且环境友好的净化水资源，因此，利用光催化反应处理水污染问题被认为是具有广阔前景的绿色环境治理技术。
而铋（Bi）及其复合物因为独特的层状结构、合适的禁带宽度、更适合被可见光激发等特点，逐渐发展成为一类独特的新型光催化材料，引起了人们的广泛关注。
与此同时，随着研究的深入，铋的各种特殊性质及不同应用也开始进入人们的视线。
最开始，Bi的典型应用集中在冶金添加剂、焊料、弹药等方面，其化合物广泛应用于颜料、化妆品和药物中。
特别是后者，水杨酸铋常见于腹泻的治疗[1]。
目前大多数的研究针对于Bi基材料的热电、铁电、光电化学、电催化、光催化性能、其纳米材料及合成方法、薄膜制备及薄膜电极替代汞电极测定重金属离子等方面[2-8]。
近年来，关于Bi及其复合物的特殊性质及综合应用的相关综述较少，大多数是描述其一种具体的应用，例如Bi基光催化材料的研究进展等。
本综述则简单介绍了Bi的特殊性质，对光电催化、抗肿瘤及光热放射治疗等方面的应用进行总结，并详细介绍了Bi及其复合物光热治疗的研究进展。
光触媒材料在水污染处理中的应用研究
光触媒材料在水污染处理中的应用研究随着人口和工业的增长，水污染问题变得越来越严重。
传统的水污染处理方法在处理效率和成本方面存在一定的限制。
因此，寻找一种高效、经济且环保的水污染处理方法变得迫切。
光触媒材料的应用在水污染处理领域引起了广泛关注。
光触媒材料的独特特性使其成为一种有望实现高效净化水污染的新方法。
光触媒材料是一类能够利用可见光或紫外光激发一系列光化学反应的材料。
常见的光触媒材料包括二氧化钛（TiO2）、二氧化锌（ZnO）、氧化锌（ZnO2）等。
这些材料具有良好的光催化活性和化学稳定性，能够吸收光能并通过光催化氧化或光催化还原反应分解或转化水中的有机物、重金属离子和微生物等污染物。
在光触媒材料中，二氧化钛是应用最广泛的材料之一。
它具有优异的催化活性，在可见光或紫外光的照射下，可以引发一系列光化学反应，如激发电子和生成活性氧物种等，从而分解水中的有机物。
此外，二氧化钛还具有表面积大、化学稳定性好、成本低廉等优点，使其成为光触媒材料中的理想选择。
光触媒材料在水污染处理中的应用可以分为两大类：光催化氧化和光催化还原。
光催化氧化是指光触媒材料通过吸收光能，在催化剂的作用下，使有机物氧化为无害的低分子化合物或水和二氧化碳。
这一过程利用了光催化剂在光照下产生的活性氧物种（如超氧阴离子和羟基自由基）来分解有机物。
光催化还原是指光触媒材料在催化剂的作用下，使金属离子氧化为低毒或无毒的形态。
通过这种方法，可以有效地减少水中的重金属污染。
光触媒材料在水污染处理中的应用不仅包括有机物和重金属的去除，还可用于消毒和微污染物的降解。
在水处理中，光触媒材料可以用于杀灭水中的细菌、病毒和其他微生物。
通过光催化反应，光触媒材料可以破坏细菌和病毒的细胞壁，从而实现消毒的效果。
对于一些难以被传统消毒方法杀灭的微生物，如耐药菌和囊蛹虫等，光触媒材料具有独特的优势。
此外，光触媒材料还可以降解水中的微污染物，如农药、药物残留等。
这些微污染物通常难以被常规的水处理方法去除，对环境和人体健康造成潜在的风险。
光催化材料在水污染治理中的应用
光催化材料在水污染治理中的应用随着人民生活水平的提高，城市化和工业化的快速发展，水污染成为困扰人类的一个大问题。
为了保护环境，各国政府不断加强水污染治理的力度，同时不断探索水污染治理的新技术和新方法。
在这些技术和方法中，光催化材料被人们越来越广泛地应用于水污染治理中。
光催化材料的基本概念光催化材料指的是可以利用光能使化学反应发生的材料，一般用于污染物的处理和大气环境的改善。
最常见的光催化材料是二氧化钛（TiO2），其具有高催化活性、低毒性、易得到等优点。
除此之外，还有铜铟镓硫（CIGS）、铜铟硒材料等。
可以利用太阳光、紫外光、蓝光等波段的光线来激发光催化材料中的电子，从而使污染物质分解或降解为无害的物质。
光催化材料在水污染治理中的应用水污染问题是世界面临的严峻问题之一，各种化学、生物、重金属、有机物等污染物质充斥着水环境。
传统的污染治理方法难以处理这些污染物质，此时光催化技术可以起到很好的作用。
以下是光催化材料在水污染治理中的具体应用：1、处理重金属污染水:重金属污染是水污染中的重要问题。
传统的处理方法如沉淀法、离子交换、电解沉积等存在各种弊端。
而利用光催化材料，在适当的条件下，就能够实现对重金属离子的吸收、分解和还原，有效地降低重金属污染物的含量并达到去除重金属离子的目的。
2、处理工业废水：工业废水主要来自于工业生产过程，其水质和水量的特点各异，其中有些工业废水含有毒性物质和致癌物质等，对人体和环境安全带来极大的威胁。
光催化技术可以有效地去除工业废水中的致癌物质和有毒物质。
例如，利用光催化材料对含亚甲基蓝的工业废水进行处理，其降解率可达到80%以上，表现出了优异的处理效果。
3、净化自来水自来水中也有一些含有有机物的污染物质，由于自来水通常是供给人类饮用和生活的，其水质的纯度要求极高。
利用光催化技术可以将自来水中的有害物质分解掉，无需添加一些额外的去污剂即可达到净化自来水达到人类饮用专业标准的目的，提高了自来水的质量。
2022北京初三二模化学汇编：科普阅读题
2022北京初三二模化学汇编科普阅读题一、科普阅读题 1．（2022·北京东城·统考二模）阅读下面科普短文。
葡萄中富含钙、铁、钾、镁等人体必需元素。
以葡萄为原料发酵制成的葡萄果醋含有人体必需的多种氨基酸和有机酸，能促进新陈代谢，调节酸碱平衡，缓解机体疲劳。
某地区光照强、气候干燥、昼夜温差大，是优质的葡萄种植基地，种植的玫瑰香葡萄品质优良。
经检测，玫瑰香葡萄原汁的pH 为3.40~3.60，总酸含量为6.4g/I ，含糖量高，适于酿造葡萄果醋。
葡萄果醋发酵的工艺流程如图1所示，其中酒精发酵过程中糖度和酒精度变化如图2所示。
以新鲜玫瑰香葡萄为原料，采用液态发酵法酿制葡萄果醋，对醋酸发酵过程中的酸度进行研究。
在不同条件下进行发酵实验，测得总酸含量结果如下、总酸含量越高，发酵效果越好。
葡萄果醋的醋酸发酵实验结果依据文章内容回答下列问题。
(1)玫瑰香葡萄原汁呈______（填“酸性”“中性”或“碱性”）。
(2)由图1可知，在葡萄果醋发酵的工艺流程中发生化学变化的步骤有______（填序号）。
(3)由图2可知，在酒精发酵过程中的物质转化为______（填序号）。
a．糖—→酒精b．酒精—→糖(4)依据表中数据可知，要达到最好的醋酸发酵效果，应控制的条件为______。
(5)下列说法正确的是______（填序号）。
A．葡萄富含钙、铁、钾、镁等元素B．葡萄果醋具有促进新陈代谢，调节酸碱平衡，缓解机体疲劳的作用C．在葡萄果醋发酵的过程中，随着酸的浓度增加，酸性增强，pH会增大2．（2022·北京西城·统考二模）阅读下面科普短文。
光导纤维，简称光纤，根据材料不同分为石英光纤（SiO2）、玻璃光纤和聚合物光纤（又称塑料光纤）等。
光纤作为光的传导工具广泛应用于生活、生产中。
例如，治疗新生儿黄疸的蓝光治疗毯，是用塑料光纤和纺织织物共同织成，具有柔软、可弯曲等性能。
又如光纤在光催化降解污水中也有着重要应用，其中光催化剂利用光能催化降解污染物。
净水材料有哪些
净水材料有哪些
净水是指通过物理、化学、生物等方法将水中的杂质去除，使水质达到一定的
标准，可以直接饮用或用于工业生产等用途。
净水材料是指用于净水设备中的各种物质和器材，下面我们来了解一下净水材料都有哪些。
首先，最常见的净水材料之一就是活性炭。
活性炭是一种多孔性的吸附剂，能
够有效去除水中的异味、余氯、有机物等杂质，使水质更清洁、口感更好。
活性炭广泛应用于家用滤水壶、净水壶、净水器等设备中。
其次，离子交换树脂也是常见的净水材料之一。
离子交换树脂是一种高分子化
合物，具有特定的交换功能，能够去除水中的硬度离子、重金属离子等有害物质，使水质软化、净化。
另外，超滤膜、反渗透膜等膜材料也是净水设备中不可或缺的重要部分。
这些
膜材料能够有效拦截水中的微生物、悬浮物、重金属离子等有害物质，使水质达到国家饮用水卫生标准。
除此之外，还有一些辅助材料在净水过程中起着重要作用。
比如，石英砂、活
性矿物质、陶瓷滤芯等材料能够帮助去除水中的微小颗粒、细菌、病毒等有害物质，提高净水设备的过滤效果。
此外，还有一些新型的净水材料不断涌现，如纳米材料、光催化材料等，它们
具有更高的净化效果和更长的使用寿命，为净水领域的发展带来了新的希望。
综上所述，净水材料种类繁多，每种材料都有其独特的净化功能和应用范围。
在选择净水设备时，需要根据自身的水质情况和需求来选用合适的材料，以确保净水效果达到预期。
希望本文所述内容能够帮助您更好地了解净水材料，为您的生活和工作提供更健康、更安全的水资源。
光催化材料的应用前景和发展趋势_概述及解释说明
光催化材料的应用前景和发展趋势概述及解释说明1. 引言1.1 概述光催化材料是一种具有特殊结构和性质的材料，能够利用光能激发电子和产生化学反应。
随着环境污染和能源危机问题日益突出，光催化材料在环境净化和能源领域中的应用前景备受关注。
通过研究光催化材料的特点和应用领域，可以为解决环境问题和改善能源供应提供新的思路和方法。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行阐述：引言、光催化材料的概念和特点、光催化材料在能源领域中的应用前景与发展趋势、光催化材料在环境污染治理中的应用前景与发展趋势以及结论部分。
其中引言部分将介绍文章背景、目的以及整体结构。
1.3 目的本文旨在全面介绍光催化材料在环境净化和能源领域中的应用前景与发展趋势。
首先，将概述光催化材料的基本概念和特点，以便读者对其有一个清晰的认识。
随后，将详细探讨光催化材料在能源领域中的应用，包括光电转换、光解水制氢以及二氧化碳还原反应等方面。
接着，将阐述光催化材料在环境污染治理中的潜在应用，包括有机污染物去除、大气净化和水处理等方面。
最后，通过总结光催化材料应用前景、分析发展光催化材料的必要性和挑战，并提出未来光催化材料研究的发展方向，为相关领域的研究人员和决策者提供参考。
以上是“1. 引言”部分内容的详细说明。
2. 光催化材料的概念和特点2.1 光催化反应基本原理光催化是一种利用光能激发物质发生化学反应的方法。
在光催化过程中，材料吸收光能并将其转化为活性电子或空穴，从而促使与之接触的物质发生化学变化。
这种催化过程主要通过吸收可见光或紫外线光来实现。
在光催化反应中，通常采用半导体材料作为催化剂。
当光照射到半导体表面时，电子从价带跃迁到导带，产生电子空穴对。
这些带有高度活性的电荷对可以参与氧气和水等物质的氧化还原反应，从而产生具有氧化或还原作用的自由基、羟基离子等活性物质。
通过这些活性物质的相互作用，污染物可以被降解或转化为无害的物质。
2.2 光催化材料的分类及特点根据不同材料性质和结构特点，光催化材料可以分为多种类型。
新型高分子材料在水处理中的应用研究
新型高分子材料在水处理中的应用研究随着城市化进程的不断加速，环境污染成为了一个严重的问题。
水资源是人类生存和发展的必需品，但是水污染却威胁到了人类的健康和生存。
因此，水处理成为了一项非常重要的任务。
近年来，新型高分子材料得到了广泛的研究和应用，这些材料具有很好的抗污染性和处理效果，成为了水处理领域的热门研究方向之一。
一、新型高分子材料的分类和特点1. 示例一新型高分子材料是指在功能、性质或结构上有独特性质的高分子材料，按照用途和性质的不同，可以分为以下几类：（1）吸附型高分子材料这种材料可以通过表面活性剂或吸附剂的特殊结构，吸附水中的有害物质，达到净化水的目的。
（2）凝聚型高分子材料凝聚型高分子材料可以通过自我聚集体系来净化水，包括沉降、过滤、双极凝聚、纳米材料等。
（3）反应型高分子材料反应型高分子材料可以在水中引起化学反应，例如电解、光解和氧化等，从而达到净化水的目的。
2. 示例二新型高分子材料具有以下优点：（1）高分子吸附材料具有高效、低成本、易反应、可再生等优点，在水处理中得到广泛的应用。
（2）新型高分子材料的生产成本低，易于制备和使用，广泛应用于一些废水处理、海水淡化和工业废水处理等领域。
（3）新型高分子材料抗污染性能好，在环境污染严重的情况下，仍能维持其原有的特性，因此，可以大大减少环境污染。
二、新型高分子材料在水处理中的应用1. 示例一（1）吸附型高分子材料吸附型高分子材料在废水处理中起到了非常重要的作用。
通过这些材料，大量的重金属离子、有机物质等有害物质可以被吸附和净化。
例如，活性炭、纳米复合材料、聚合物、生物吸附材料等都是吸附型高分子材料的代表。
（2）凝聚型高分子材料凝聚型高分子材料在污水处理中也有很好的应用。
通过这些材料，污水中的微生物、悬浮颗粒和沉淀物可以被凝聚在一起，从而达到净化水的目的。
例如，高岭土、淀粉酸钠、聚丙烯酰胺和聚乳酸等都是凝聚型高分子材料的代表。
2. 示例二反应型高分子材料在水处理中也有一定的应用。
光催化净水新材料太阳能光电转换效率提升
光催化净水新材料太阳能光电转换效率提升传统的水净化方法通常依赖于化学药剂和过滤器，但这些方法存在着高成本、二次污染、能源消耗大等问题。
随着科技的进步，光催化净水成为了一种新的选择，具有低成本、高效率、无化学药剂以及环境友好等优势。
在光催化净水技术中，光催化材料是核心，它能够利用太阳能将有害物质氧化分解，从而实现净化水源的目标。
然而，目前光催化净水的效率还有待提高，其中，太阳能光电转换效率是一个关键的问题。
为了提高太阳能光电转换效率，研究人员已经在光催化净水领域做出了一系列贡献。
一种常用的策略是通过设计合适的纳米结构来增强光催化材料的吸光能力和光电转换效率。
纳米结构能够有效地增大材料的比表面积，提高光吸收的能力，并且能够提高光生电子和空穴的分离效率，从而提高光电转换效率。
除了纳米结构的设计，还有其他一些方法可以提高太阳能光电转换效率。
例如，引入共价掺杂材料可以改变材料的能带结构，从而改善载流子的分离和传输性能。
同时，优化电子传输路径和空穴捕获路径也能提高光电转换效率。
此外，还可以通过调控材料的表面性质和能带结构来提高光电转换效率。
近年来，一种新型的光催化材料--钙钛矿材料，引起了研究人员的广泛关注。
钙钛矿材料由于其较高的吸光能力、优异的载流子传输性能以及丰富的化学组成，被认为是一种潜力巨大的光催化材料。
研究人员通过改变钙钛矿材料的成分和结构来提高其光电转换效率，并且已经取得了一定的成功。
此外，还有一些新型的材料在光催化净水领域显示出巨大的潜力。
其中，二维材料如石墨烯和过渡金属硫化物等具有优异的光电转化性能和导电性能，适用于光催化净水。
此外，金属有机骨架材料和金属卟啉类材料等也被广泛研究用作光催化净水材料。
总之，光催化净水作为一种新兴的水净化技术，具有巨大的发展潜力。
为了提高太阳能光电转换效率，研究人员们不断探索新的材料和方法。
通过设计纳米结构、引入共价掺杂材料、优化电子传输路径和空穴捕获路径等手段，可以有效提高光催化材料的光电转换效率。
新型材料在光催化技术的绿色应用考核试卷
1.光催化技术中，半导体的带隙宽度决定了其对光的________响应范围。（）
2.在光催化反应中，提高光生电荷的________可以增强催化活性。（）
3.量子点的________性质使其在光催化领域具有广泛的应用前景。（）
D.降低光催化反应的能耗和成本
15.以下哪种材料在光催化技术中具有较好的生物相容性？（）
A.二氧化硅
B.二氧化钛
C.钙钛矿型氧化物
D.纳米银
16.关于光催化技术在实际应用中的局限性，以下哪项描述正确？（）
A.光催化技术具有较高的稳定性和重复使用性
B.光催化技术可以处理所有类型的环境污染物
C.光催化技术无需后续处理即可实现污染物矿化
C.光催化合成燃料
D.太阳能电池
15.以下哪些材料可以用作光催化反应的光吸收剂？（）
A.纳米金
B.纳米银
C.量子点
D.碳黑
16.以下哪些方法可以用于提高光催化材料的稳定性和重复使用性？（）
A.表面修饰
B.载体固定化
C.制备复合材料
D.优化制备工艺
17.以下哪些因素会影响光催化反应中光生电荷的迁移和转移？（）
1.光催化技术可以处理所有的环境污染物。（）
2.光催化材料的带隙宽度越宽，其光催化活性越高。（）
3.在光催化反应中，光生电子和空穴的复合会降低催化活性。（）
4.光催化反应的量子效率可以达到100%。（）
5.光催化技术只能用于环境治理，不能应用于能源转换。（）
6.新型光催化材料通常具有更高的成本。（）
3.光生电荷的复合会降低催化活性。降低复合率的方法有：使用助催化剂、调整催化剂的微观结构、表面修饰等。
石墨烯基复合材料去除水中重金属研究进展
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2017年第36卷第2期·602·化 工 进 展石墨烯基复合材料去除水中重金属研究进展滕洪辉，彭雪，高彬（吉林师范大学环境科学与工程学院，吉林 四平136000）摘要：近几年，石墨烯及其复合材料因其比表面积大、传输电子能力强、结构稳定、可吸附多种污染物，被认为是极具发展潜力的环保新材料，尤其是在重金属分离方面具有明显的优势。
本文综述了各类石墨烯材料在水中重金属去除方面的研究现状，对比分析了不同材料对镉、汞、铬、铜、铅、锌和砷离子的去除能力及机理。
认为石墨烯复合材料在水中分散情况、活性官能团种类、电子传输能力调控和重复使用性能对重金属离子去除有重要影响。
指出控制石墨烯片层聚集、增加亲水性、提高可回收性和制备高灵敏选择性电极将是石墨烯材料修饰改性的研究热点。
此外，石墨烯复合材料对一些有机污染物也有良好的吸附能力，制备能够吸附多类别污染物的净水剂也将成为石墨烯复合材料的一个主要研究方向。
关键词：石墨烯；复合材料；吸附中图分类号：X703 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2017）02–0602–09 DOI ：10.16085/j.issn.1000-6613.2017.02.028Removal of heavy metals from water by graphene compositesTENG Honghui ，PENG Xue ，GAO Bin（College of Environmental Science and Engineering ，Jilin Normal University ，Siping 136000，Jilin ，China ）Abstract ：In recent years ，graphene and its composites are considered new promising environmentalprotection materials ，because they have large specific surface area ，strong transmission electron ability and stable structure which renders them ability to adsorb more kinds of pollutants than other materials ，especially for heavy metals. The current researches of the removal of heavy metals from the water by graphene materials are reviewed in this paper. The removal ability and mechanism of cadmium ，mercury ，chromium ，copper ，lead ，zinc and arsenic ions by graphene materials are analyzed. The results show that the dispersion of graphene materials in water ，the type of reactive functional groups ，control of electronic transmission and the reuse performance of graphene composites have significant effects on the removal of heavy metal ions. We also point out that controlling graphene layers aggregation ，increasing the hydrophilicity ，improving the recycle ability and preparing high sensitive selective electrode will be hot topics of graphene materials modified researches. In addition ，graphene composites also have good adsorption capacity for some organic pollutants ，so the preparation of graphene composites as purifiers for many pollutants will become one of the main research directions of graphene composites.Key words ：graphene ；composites ；adsorption水环境中存在的大量重金属严重影响了动植物的正常生长，对生态系统和人类健康构成了极大的威胁。
2023年化学中考二轮复习---科普阅读题专项训练
2023年化学中考二轮复习科普阅读题专项训练一、科普阅读题1．阅读下面科普短文。
在“碳达峰、碳中和”的大背景下，CO2地质封存技术作为当前缓解CO2排放最有效的措施，将成为影响碳中和进度的关键。
地质封存是通过管道将CO2注入到油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或者永久性对CO2的封存。
三种碳封存途径中，煤层CO2封存技术成本更低，同时可提高煤层气（主要含CH4）采出率，增加经济效益，符合国家绿色发展理念。
典型煤层CO2封存过程如图1所示，主要包含注入和采出两大系统。
烟气注入到煤层后，由于煤对气体的吸附能力CO2>CH4>N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出井抽出。
研究人员对不同的煤在相同条件下吸附CO2的能力进行研究，结果如图2所示。
然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。
如CO2注入后，易引发地质体结构失稳，导致CO2泄露，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。
依据文章内容回答下列问题。
（1）CO2地质封存的途径主要有煤层封存、。
（2）图1中，通常是先将CO2由气态压缩成超临界流体再注入。
从微观角度．．．．分析，这一过程中发生变化的是。
（3）CO2使水酸化的原因是（请用化学方程式表示）。
（4）判断下列说法是否正确（填“对”或“错”）。
①煤层CO2封存成本较低，同时可实现煤层气高效采收。
②CO2对环境的危害是形成酸雨。
（5）对比图2中的四条曲线，得出的结论是：在实验研究的压力范围内，。
2．木糖醇是白色粉状或颗粒状结晶，有甜味，无毒，10%水溶液的pH为5.0-7.0.以固体形式食用时，会在口中产生清凉感。
木糖醇不致龋且有防龋齿的作用，一定程度上有助于牙齿的清洁度，但是过度的食用也有可能带来腹泻等副作用。
木糖醇代谢不受胰岛素调节，在人体内代谢完全，可作为糖尿病患者的热能源。
请根据所给信息回答下列问题。
（1）木糖醇的化学性质有。
（答1点即可）（2）木糖醇溶于水时会热量（填“放出”或“吸收”）。
CuOBi_(2)O_(3)光催化耦合过一硫酸盐氧化降解盐酸四环素
'£朽知库环境工程学报第15卷第3期2021年3月Vol. 15, No.3 Mar. 2021Eco-Environmental Knowledge Web C hinese Journal of Environmental Engineering@(010) 62941074文章栏目：水污染防治DOI 10.12030/j.cjee.202008112 中图分类号X701.3 文献标识码A丁丽丹，周家斌，刘文博，等.Cu0/Bi203光催化耦合过一硫酸盐氧化降解盐酸四环素[J].环境工程学报，2021. 15(3): 898- 910.DING Lidan, ZHOU Jiabin, LIU Wenbo, et al. Oxidative degradation of tetracycline hydrochloride by Cu0/Bi203 photocatalysis coupling with peroxymonosulfate[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2021, 15(3): 898-910.C u0/B i203光催化耦合过一硫酸盐氧化降解盐酸 四环素丁丽丹、周家斌刘文博\陈新2,冯芹芹2,杨玉玲\张天磊11. 西南石油大学化学化工学院，成都6105002. 武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉430070第一作者：丁丽丹（1995—)，女，硕士研究生。
研究方向：水处理高级氧化技术。
E-mail: ***************** *通信作者：周家斌（1972—），男，博士，教授。
研究方向：环境功能材料与污染控制：E-mail: ****************摘要利用共沉淀-浸渍法合成了基于可见光响应的Cu0/Bi203复合催化剂，并对其光催化活化过一硫酸盐 (PM S)去抗生素盐酸四环素（TC-HC1)的性能进行了探究。
2020-2021备战中考化学科普阅读题的综合复习及详细答案
一、中考初中化学科普阅读题1．CaCO 3在生产生活中有广泛的用途。
(1)煅烧石灰石可制得活性CaO ，反应的化学方程式为_______。
为测定不同 煅烧温度对CaO 活性的影响，取石灰石样品分为三等分，在同一设备中分别于800℃、900℃和1000℃条件下煅烧，所得固体分别与等质量的水完全反应，测得反应液温度随时 间的变化如图1所示．可知：CaO 与水反应会_______热量(填“放出”或“吸收”)；上述温度中，______℃煅烧所得 CaO 活性最高．要得出正确结论，煅烧时还需控制的条件是_________。
(2)以电石渣[主要成分为 Ca(OH)2，还含有少量 MgO 等杂质]为原料制备高纯 CaCO 3的流程如下：①如图为 NH 4Cl 浓度对钙、镁浸出率的响( =100% 进入溶液的某元素的质量固体中该元素的总质量浸出率)。
可知：较适宜的 NH 4Cl 溶液的质量分数为______；浸取时主要反应的化学方程式为_______。
②流程中大方框内部分若改用___溶液(填化学式)，可一步得到与原流程完全 相同的生成物。
③该流程中可循环利用的物质有________。
【答案】CaCO 3高温 CaO+CO 2↑ 放出 900 煅烧时间相同 10%2NH 4Cl+Ca(OH)2=CaCl 2+2H 2O+2NH 3↑ (NH 4)2CO 3 NH 4Cl(NH 3)【解析】【详解】(1)煅烧石灰石可制得活性CaO ，反应原理是碳酸钙高温条件下反应生成氧化钙和二氧化碳，化学方程式为CaCO 3高温 CaO+CO 2↑。
为测定不同煅烧温度对CaO 活性的影响，取石灰石样品分为三等分，在同一设备中分别于800℃、900℃和1000℃条件下煅烧，所得固体分别与等质量的水完全反应，测得反应液温度随时间的变化如图1所示．可知：CaO与水反应会放出热量；由图中信息可知，上述温度中，900℃煅烧所得 CaO 活性最高．要得出正确结论，煅烧时还需控制的条件是煅烧时间相同；(2) ①通过分析图象中氯化铵浸出钙离子的质量分数可知，较适宜的NH4Cl溶液的质量分数为10%，氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气和水，所以浸取时主要反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2=CaCl2+2NH3↑+2H2O；②图中的流程分析可知，氨水、水、二氧化碳反应生成碳酸氢铵，故氨水、水、二氧化碳和碳酸氢铵所起的作用是相同的，所以流程中虚线内部分若改用NH4HCO3溶液；③除了氨气可以循环使用，NH4Cl可以循环使用。
2022年中考化学专题训练：科普阅读题
2022年中考化学专题训练：科普阅读题1．（2022·安徽·模拟预测）阅读下列科普短文，回答有关问题。
为实现二氧化碳减排，我国对全世界宣布“碳达峰”和“碳中和”目标，彰显了大国的责任和担当。
“碳达峰”指的是在某一时间，二氧化碳的排放量达到历史最高值，之后逐步回落；“碳中和”指的是通过植树造林、节能减排等形式，抵消二氧化碳的排放量。
我国的目标是争取2030年前达到“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。
实现“碳中和”的路径之一为降低化石能源在消费能源中的比例，提高可再生、非化石能源比例。
路径之二为捕集、利用和封存二氧化碳，如利用海水吸收二氧化碳等。
请依据短文内容回答下列问题：(1)目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、石油、______（写出主要成分的化学式）；化石燃料的大量使用，使大气中二氧化碳的含量持续上升，由此引发的环境问题是加剧______。
(2)新能源在我国能源结构中的占比逐渐增大，目前人们正在利用和开发的新能源有______（答一种即可）。
(3)发展“低碳经济”，提倡“低碳生活”，已成为社会发展的总趋势。
下列说法正确的有______（填字母序号）。
A．能源结构向多元清洁和低碳方向转型B．发展公共交通事业，提倡绿色出行C．“碳中和”指的是没有碳排放D．控制化石燃料的使用可减少碳排放E．“碳达峰”与“碳中和”中的“碳”指的是碳单质F．退耕还林，大力植树造林(4)利用化学方法吸收二氧化碳也是实现碳中和的方法之一，请写出海水吸收二氧化碳的化学方程式：______。
2．（2022·山东·泰安市基础教育教学研究室模拟预测）某天然气矿发生“井喷”事故，喷出的气体中含有大量的硫化氢（H2S）气体，造成了人员伤亡和较大的经济损失。
蛋类腐烂时会产生一种无色、有臭鸡蛋气味的硫化氢气体，它的密度比空气大，能溶于水，其水溶液称为氢硫酸。
硫化氢有剧毒。
硫化亚铁（FeS）是一种黑色块状固体，把稀硫酸滴在硫化亚铁表面，会产生硫化氢气体，实验室常利用这个反应制取硫化氢。
2020-2021中考化学科普阅读题综合题及答案
一、中考初中化学科普阅读题1．化学用语是化学学科的专用语言，也是学习化学的重要工具。
⑴请从氧气、二氧化碳、氯化钠、盐酸、硫酸、氢氧化钙中选择合适的物质，将其化学式填写在下列横线上。
①可供给呼吸的气体单质_____②参与光合作用的氧化物_____③一种不易挥发的无机酸_____④常用于食品调味的盐_____⑵铁缺乏被认为是全球三大“隐性饥饿”之首（微量营养元素缺乏），全球约有1/5的人患缺铁性贫血。
食物铁强化是目前国际公认的最经济、有效和可持续的给人群补铁的方法。
中国疾控中心研制的新型铁强化剂（EDTA钠铁）在人体内的铁吸收、利用率高于其他铁剂，是传统补铁剂硫酸亚铁的2倍至3倍。
它在酱油中的溶解性较好，不影响食品口感，不改变酱油的原有口味。
此外，EDTA钠铁在食品加工和储存过程中性质稳定，它在酱油中可稳定保持两年以上。
研究表明，应用铁强化酱油补铁效果显著。
EDTA钠铁的化学式为C10H12FeN2NaO8，它是一种淡土黄色结晶性粉末，易溶于水，性质稳定，不易被氧化，其水溶液pH在3.5～5.5之间。
根据上述信息，请回答下列问题：①EDTA钠铁属于_____。
（选填“混合物”、“有机物”、“无机物”或“氧化物”之一）②EDTA钠铁中，碳、氧原子个数比为_____（填最简整数比）。
③EDTA钠铁中，元素质量分数最小的是_____元素。
④EDTA钠铁的化学性质有_____（至少答一条）。
⑤若经常使用铁锅炒菜做饭，也能有效预防缺铁性贫血，其反应原理的化学方程式为：（已知胃液中含有盐酸）_____。
【答案】O2 CO2 H2SO4 NaCl 有机物 5:4 H 不易被氧化，其水溶液显酸性Fe+2HCl=FeCl+H22【解析】【分析】【详解】（1）①可供给呼吸的气体是氧气，化学式为O2；②参与光合作用的氧化物是二氧化碳，化学式为CO2；③盐酸有挥发性，硫酸没有挥发性，故填H2SO4；④常用于食品调味的是氯化钠，化学式为NaCl；（2）①EDTA钠铁的化学式为C10H12FeN2NaO8，EDTA钠铁属于有机物；②EDTA钠铁的化学式为C10H12FeN2NaO8，EDTA钠铁中，碳、氧原子个数比为10:8=5:4。
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[课外阅读]新型光催化还原净水材料可除致癌离子
近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家（联合）实验室环境功能材料研究部研究员李琦及其研究团队发展出一种高效光催化还原净水材料，无需加入空穴牺牲剂即可在可见光下高效去除饮用水中常见的致癌阴离子溴酸根。
相关研究结果发表于《应用催化B：环境》。
为了提升光催化还原反应的效率，通常需要在反应体系中加入空穴牺牲剂来消耗光生空穴，从而避免光生空穴对还原反应的影响。
但是，这种方法增加了处理成本，容易造成水体的二次污染，不适用于饮用水处理。
贵金属/过渡金属具有较高的功函数，与光催化材料结合形成异质结，能够捕获光生电子，增强光生电子与空穴的分离，进而提升光催化反应效率，在高效光催化材料设计中得到了广泛应用。
但是，这种光催化材料设计并不能有效消耗掉具有强氧化性的光生空穴，实现有效光催化还原反应仍需依赖在反应体系中加入空穴牺牲剂。
在光催化还原材料设计上，若能通过空穴捕获与消耗来增强光生电子与空穴的分离，就可以在提升光催化还原反应效率的同时避免在反应体系中加入空穴牺牲剂，从而解决上述问题。
经过理论分析和材料筛选，该团队选择了半金属Bi与金红石TiO2结合形成异质结。
作为一种半金属，Bi有着特殊的物理性质。
与贵金属或过渡金属相比，Bi的功函数较低，约为4.22eV，与金红石TiO2比较接近；块体Bi与金红石TiO2结合形成异质结时TiO2产生的光生电子依然能够被块体Bi捕获。
随着其尺寸减小到纳米尺度，半金属Bi从金属转变为半导体，伴随此转变纳米Bi出现导带位置上升与价带位置降低的半导体特性。
此时，半导体纳米Bi的导带高于金红石TiO2的导带，光照下产生的具有强还原性的光生电子将不能向纳米Bi转移，而是留在金红石TiO2上；而光生空穴能够转移到纳米Bi上，并通过将Bi氧化为Bi3+从而被消耗掉。
该材料体系不仅能够通过提高光生电子的寿命来提升光催化还原反应效率，而且避免了在反应体系中加入空穴牺牲剂，非常适于光催化还原技术在饮用水处理中的应用。