电子报阅读机
2026-03-22
星期日
当前报纸名称:金华晚报

聚焦环保与能源应用

日期:03-11
字号:
版面:第06版:互动空间       上一篇    下一篇

当前,环境污染与能源短缺已成为制约全球可持续发展的两大核心挑战。

据统计,全球每年约有1000万吨工业染料废水排入水体,其中纺织业占据了近70%的排放量,含罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)等有毒染料。不仅导致水体色度超标,还会通过食物链危害人体健康,引发呼吸道疾病、膀胱癌等问题。

传统污水处理方法(如活性炭吸附、超滤)易产生二次污染,而工业合成氨采用的Haber-Bosch法,需在300℃、200atm的条件下进行,每生产1吨氨消耗约300公斤化石能源,同时排放2.8吨二氧化碳,加剧温室效应。

为破解这些难题,科研人员研发出ZnSnO3基复合材料(Bi2WO6/ZnSnO3、Bi/ZnSnO3、ZnSnO3异相结),它们能通过“光催化”(利用太阳能)或“压电催化”(利用超声波等机械能),在常温常压下实现染料降解和绿色固氮(将N2转化为NH3,氨是高效储氢介质,能量密度达3kWh/kg)。这类催化剂不仅清洁高效,还能重复使用,为污水净化和清洁能源生产提供了新路径。为深入探究其性能,科研小组开展系列实验,获取如下详细数据:

实验1:不同催化剂的压电催化降解RhB性能对比

取5组100mL浓度为10ppm的RhB溶液,分别加入0.1g纯ZnSnO3、Bi2WO6/ZnSnO3、Bi/ZnSnO3、ZnSnO3异相结和空白对照(无催化剂),在40kHz、60W超声振动下反应,每隔一段时间检测RhB的浓度,数据如下:

实验2:pH对Bi2WO6/ZnSnO3压电催化降解的影响

取6组100mL10ppmRhB溶液,调节pH值,加入0.1gBi2WO6/ZnSnO3,超声振动90分钟,数据如下:

请回答:

1.根据实验1数据,计算90分钟时Bi2WO6/ZnSnO3的降解率,并说明该数值反映了催化剂的什么性能?

提示:降解率=(初始浓度-剩余浓度)/初始浓度×100%

2.根据实验2数据,描述溶液pH对Bi2WO6/ZnSnO3催化效果的影响规律,并结合酸碱性知识,解释为何pH=4时降解率最高?

提示:从催化剂活性和染料吸附角度思考

(未完,下期待续)

上期答案:

(1)无性

(2)提供有机物让酵母菌进行有氧呼吸产生大量二氧化碳

(3)隔绝氧气,让酵母菌进行无氧呼吸产生酒精

(4)方法二,方法二有利于乳酸菌进行无氧呼吸产生乳酸,使苹果醋口感更佳

本期专家团队名单:

供稿/金华市第四中学 陈慧强

金华市第四中学 赵春然

审稿/金华市教育教学研究中心 葛新福

温馨提醒:本期答案和解析将在下期公布,敬请关注。