改性粉煤灰对废水色度的吸附研究

对粉煤灰进行水合碱改性和酸改性,合成改性粉煤灰。比较不同改性粉煤灰的氮BET比表面积和孔径大小;通过线性回归分析考察色度吸附容量与改性粉煤灰的比表面积、孔径的相关性;考察溶液pH值对色度的吸附性能的影响。实验结果表明,水合碱改性(熟石灰与粉煤灰质量比为1.5∶1)再硫酸(0.10 mol/L)改性粉煤灰对色度的吸附容量为lg[(c0-c)/c]=0.67;溶液pH值在3.5～6.5之间色度吸附效率最佳;回归分析出吸附剂的吸附容量和比表面积、孔径分布显著相关,比表面积越大,孔径越小,吸附性能越高。     

不同粒径条件下煤孔隙结构特征分析

当前煤体孔隙结构研究普遍基于液氮吸附实验,而实验所测结果因选取煤样粒径的不同而变动。利用不同煤阶的5种煤样分别选取不同目数的煤样进行实验,测得了在不同粒径条件下的比表面积、平均孔径、吸附曲线等数据。研究表明,焦煤孔隙结构测试数据受实验样品粒径影响较大,褐煤平均孔径较大,孔隙发育程度高且测试数据受实验样品粒径影响较小。     

基于KOH活化法的核桃壳基活性炭制备及其表征

采用农林废弃物制备比表面积大、微孔结构发达的活性炭,能够缓解资源短缺问题,减少环境污染,并且提高活性炭在气相吸附方面的利用价值。以核桃壳为原料、KOH为活化剂,采用单因素法探讨碱炭比、活化温度和活化时间对活性炭得率、碘吸附值的影响,确定了核桃壳基活性炭制备的最佳工艺条件。采用场发射扫描电镜、孔径分析仪、傅里叶红外光谱仪分析了活性炭的微观形貌、孔径结构、表面化学性质。结果表明:当碱炭比为3∶1、活化时间为60 min、活化温度为800℃时,制备的核桃壳基活性炭的比表面积为1 551.85 m2/g,总孔容为0.79 cm3/g,微孔比表面积为1 491.22 m2/g,微孔率为89.87%。该活性炭的比表面积大,微孔结构发达,同时极微孔含量很高。     

褐煤对苯酚的吸附性能及机制研究

酚类废水是一种有毒且排放量较大的有机废水,排放之前必须进行有效处理。以污染物苯酚为研究对象,褐煤为吸附剂,基于实验室小试,在正交试验的指导下,采用振荡平衡法研究了褐煤对苯酚的吸附效果,确定了褐煤用量、振荡吸附时间、温度、pH值对苯酚模拟废水吸附效果的影响。结果表明:在褐煤用量为10 g、振荡时间为1.5 h、温度为25℃、pH值为6的条件下,对100 mL质量浓度为100 mg/L的苯酚模拟废水处理效果最佳,苯酚的去除率可达70.86%。在最佳吸附条件下,一方面结合吸附苯酚前后褐煤比表面积及孔隙结构的变化进行分析,另一方面利用FT-IR对褐煤吸附苯酚前后表面官能团的变化进行了对比分析。褐煤内部孔隙发达,存在多类孔,以50 A以下的孔居多数,表明其微孔结构较复杂,且吸附行为致使孔隙面积缩小至近1/3,微孔减少明显,表明微孔对吸附过程影响很大;褐煤表面含有丰富的含氧官能团,为吸附苯酚提供了条件,在吸附苯酚的过程中物理吸附与化学吸附同时存在,褐煤主要表面宫能团—COOH、酚羟基及苯环结构骨架在化学吸附苯酚方面发挥着重要作用。这两方面从微观角度很好地解释了褐煤的吸附机理。     

纳米X型沸石制备及其对含铜废水处理

采用水热合成法以煅烧高岭土为原料合成了纳米级X型沸石分子筛,并采用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征.研究了影响纳米X型沸石分子筛对Cu(Ⅱ)吸附的因素,包括纳米X型沸石分子筛用量、pH值、接触时间和温度.结果表明:投加0.4 g纳米X沸石分子筛,在pH为5.0、温度为25 C、吸附时间为10 min情况下,去除率达到99.65%,最大吸附量可达101.4 mg/g.采用0.5 mol/L的Na2EDTA能较完全洗脱纳米级X型沸石分子筛所吸附的Cu(Ⅱ),表明纳米级X型沸石分子筛能循环使用,可应用于含铜废水的处理.     

利用海泡石合成MCM-48介孔分子筛其吸附性能研究

海泡石除铁后用2 mol/L盐酸在80 ℃下处理3 h,使海泡石中的杂质和镁、铁等阳离子与热酸反应,通过过滤和洗涤去除,烘干后焙烧,得到脱镁海泡石.然后加十六烷基三甲基溴化铵(CTABBr)和去离子水,配比为n(CTAB)∶ n(SiO2)∶n(H2O)=1∶0.6∶30的溶液,搅拌2 h后老化24 h,用NaOH调节pH值到12后,在110 ℃下密封水热合成反应72 h,用去离子水水洗、干燥后在空气中于550 ℃下焙烧,得到具有介孔特征的MCM-48介孔分子筛.用XRD、TEM、FT-IR、N2吸附-脱附等方法,分析表征了MCM-48介孔分子筛的物相结构、孔径分布、比表面积等.结果表明,介孔MCM-48分子筛对亚甲基蓝的吸附量约为200 mg/g,吸附规律符合Frendlich等温吸附关系式.     

磷灰石在废水治理中的应用

由于具有特殊的晶体化学特点，天然磷灰石可以作为一种新型环境功能矿物材料用于对含重金属废水的处理。对Cd^2 ,Pb^2 ,Fe^2 ,[UO2]^2 ,Cu^2 ,Zn^2 ,Cr^6 ,和Hg^2 等离子的吸附实验结果表明，磷灰石对绝大多数重金属离子去除效果很好。在室温和pH为3、作用时间为60min的实验条件下，Pb^2 去除率可达99．4％，饱和吸附容量超过1100mg/g。主要的去除机理包括吸附、表面络合、溶解－沉淀以及重金属离子与晶格中之间的离子交换作用。一般而言，被吸附的重金属离子可固化在晶格中而不出现解吸，因此不会产生二次污染。影响去除效果的因素包括磷矿石的类型、磷灰石的矿物成分、介质pH值、温度、吸附时间、离子的初始浓度、样品的粒度和用量等。通常，羟基磷灰石的效果优于氟磷灰石的，硅质磷块岩的效果优于钙质磷块岩的，结构碳酸根的存在能量增加比表面积从而增加反应活性。对于不同离子，最佳pH值条件不同。温度的升高有利于反应的快速进行，但一般地说60－180min即可达到平衡。     

微波诱导热解法制备落叶吸附剂及其工艺优化

采用微波诱导热解法制备低成本落叶吸附剂,以实现落叶的资源化利用.以碘吸附值为响应值,采用响应面分析法研究了微波诱导热解法制备落叶吸附剂的工艺条件.结果表明,热解时间与微波功率之间存在交互作用,当热解功率增加时,可适当缩短热解时间.落叶吸附剂的最佳制备工艺条件为:热解时间4.04 min,微波功率488.72W,氯化锌质量分数27％.落叶吸附剂以微孔吸附为主,BJH孔径分布较窄,孔容最高峰对应的孔径在1.9 nm左右,Langmuir比表面积为769.61 m2/g.     

球衣菌对Pb2+的吸附及其影响因素研究

采用球衣菌(Sphaerotilus natans)FQ32为生物吸附剂,研究了Pb2 初始浓度、吸附剂用量、菌龄、pH值、温度和吸附时间等理化因素对球衣菌吸附硝酸铅溶液模拟废水中Pb2 的影响.结果表明,球衣菌在Pb2 初始质量浓度为50mg,/L、吸附剂0.6g/L用量、菌龄32h、pH=7、温度30℃、吸附时间60min的条件下,对Pb2 的吸附率为89.98%,吸附量为74.98mg/g;该吸附过程是一个快速的过程,在吸附5mln时,吸附量已达总吸附量的94%,90min达到吸附平衡.球衣菌对Pb2 的吸附基本为细胞表面的被动吸附,吸附条件对吸附效率有较大影响.     

汞在胶州湾北部沉积物上的吸附特征研究

为研究胶州湾北部沉积物汞吸附的特征,于2012年5月中旬在位于胶州湾北部的红岛贝类养殖滩涂采集沉积物样品,选取两种理化性质差异较大的沉积物。采用F732-V型冷原子吸收测汞仪对沉积物中的总汞质量比进行测定。结果表明,在两种汞质量浓度条件下,有机质质量比和CEC值较高的沉积物最大汞吸附量与有机质质量比和CEC值较低的沉积物最大汞吸附量的比值在106%~143%。用Langmuir、Freundlich、Temkin等温吸附方程对试验数据进行拟合,其中Freundlich(r=0.917~0.945)、Temkin(r=0.909~0.932)等温吸附方程的拟合程度较高。pH值对两种沉积物的汞吸附量有明显影响,当pH值约为7时,两种沉积物的汞吸附量均最大;pH7时,两种沉积物的汞吸附量随pH值增加而递增;pH7时,两种沉积物的汞吸附量随pH值增加而减小。     

EDTA二钠功能化SBA-15去除水中钴离子的性能研究

采用后嫁接法,先后以硅烷偶联剂NQ-62和EDTA-2Na为改性剂,制备出功能化的介孔二氧化硅SBA-15,利用热重分析、元素分析对样品进行了表征,并探讨了吸附动力学和吸附等温线。采用单因素实验法确定了最佳吸附条件:投加量为1.0 g/L,温度为308~313 K,p H为6。研究结果表明,改性后的SBA-15吸附水中Co~(2+)可以在120 min趋于平衡,吸附过程符合拟二级动力学模型。Langmuir等温线模型很好地描述了吸附材料对Co2+的吸附行为,可算出在308 K时吸附量最大,最大值为30.12 mg/g。     

火灾过程中羽流模型及其评价

总结了Zukoski(1)、Zukoski(2 )、NFPA、McCaffre和Thomas -Hinkley几种常见的羽流模型和适用条件 ,运用算例对几种常见羽流模型的羽流质量流量、保持一定冷空气高度条件下的热烟气层温度和排烟体积流量进行了对比分析。结果表明 ,在冷空气层高度 2m～ 3m时 ,各羽流模型的计算结果较为接近 ;在冷空气层高度较大时 ,小面积火源条件下Zukoski(1)、Zukoski(2 )、NFPA三个模型的计算结果较为接近 ,McCaffre模型计算的羽流质量流量最大 ,热烟气层温度最低 ,排烟体积流量最大 ;大面积火源条件下 ,McCaffre模型和Thomas -Hinkley模型相比 ,羽流质量流量大 ,热烟气层温度最低 ,排烟体积流量大。在相同房间高度和地板面积条件下 ,羽流质量流量大则热烟气的充填时间短     

Fenton-活性炭联合处理高浓度工业废水

实验采用Fenton氧化与活性炭吸附相结合的方法处理高浓度工业废水,考察了Fenton反应和活性炭吸附影响COD去除率的的最佳条件。结果表明,Fenton反应的最佳条件为H2O2∶COD=2,Fe2+∶H2O2=1∶4,反应pH=3,反应时间采用60 min。活性炭柱吸附最佳用量采用15 g活性炭吸附50mL Fenton反应后水样,两者结合COD最大去除率达到85.47%。     

不同粘土矿物材料对Pb2+的吸附特征

探讨了在不同矿物投加量、不同振荡时间、不同Pb2 浓度、不同矿物颗粒细度和不同pH条件下,钠基膨润土、膨胀蛭石和沸石3种粘土矿物对Pb2 的吸附效果.结果表明:对于具有可膨胀层间的粘土矿物而言,其对溶液中Pb2 的吸附量不仅仅由单一的阳离子交换量所决定;Pb2 在矿物表面的吸附过程是个迅速的过程,矿物对Pb2 的吸附在10 min内即可完成;粘土矿物不同颗粒细度对Pb2 的去除率有所不同,但考虑到实际应用中的成本问题,并非颗粒越细越好;就试验所采用的3种粘土矿物而言,其对Pb2 的吸附效果是,钠基膨润土和沸石明显优于膨胀蛭石;较高的pH有助于粘土矿物对溶液中Pb2 的吸附,但考虑到实际操作的其他因素,不能把pH调得过高.     

花生壳粉对分散黄染料吸附性能的研究

采用花生壳粉作吸附剂对分散黄染料进行吸附试验研究.研究了花生壳粉用量、pH值、吸附时间等因素对分散黄染料吸附的影响,确定了最佳吸附条件.结果表明,分散黄染料溶液质量浓度100 mg·L~(-1),花生壳粉用量10 g·L~(-1),pH值2,吸附时间36 h时,脱色率可达97.85%以上.通过测定常温下花生壳粉对分散黄染料的吸附等温线,并进行回归分析,得出花生壳粉对分散黄染料的吸附等温线符合Langmuir方程,其饱和吸附量达54.64 mg·g~(-1),说明花生壳粉可在一定质量浓度范围内吸附分散黄染料.     

头孢生产废水的光催化氧化特性

利用光催化氧化技术高效、低选择性的特点,系统地探讨了ZnO与TiO2等光催化剂种类以及用量、光照时间、废水的初始浓度、pH值、混合条件等因素对预处理头孢类制药废水的光催化氧化特性的影响.在光催化氧化过程中,头孢类制药废水的COD去除率受催化剂用量、光照时间、废水初始浓度和pH值影响较大,反应器内的混合条件显著影响头孢类制药废水的光催化氧化效率.混合使用ZnO与TiO2光催化剂对COD的去除率优于单独使用ZnO或TiO2光催化剂时的效果.稀释头孢半合成生产废水可以显著提高处理效果,最高COD去除率达到99%.     

新型高分子抑尘剂的性能实验研究

为了进一步改善抑尘剂抑尘性能,自主研发了新型高分子抑尘剂。以阜新发电厂末煤为实验原型,对8组小煤堆 在自然条件下进行抑尘性能实验。研究其表面固化效果、耐水冲蚀性、抗风蚀性、流动性等主要性能,得出其在不同条 件下的最佳浓度配比。实验结果表明:新型抑尘剂具有良好的抑尘功能,其耐水冲蚀性和抗风蚀性随抑尘剂浓度增加而 增强。在多雨地区,抑尘剂溶液最佳浓度是3%,浓度大于3%时抑尘剂耐水冲蚀性随浓度增加效果不明显;在干燥多风地 区,当煤堆储存在30天以内时,抑尘剂溶液最佳浓度范围为1%~3%,储存30~50天时,最佳浓度范围为3%~4%,储存在50 天以上时,最佳浓度为5%。抑尘剂溶液流动性随浓度增加而降低,高浓度抑尘剂喷洒时不易实现均匀喷洒,浓度超过3% 的抑尘剂喷洒时需提前用低浓度溶液进行预湿润。     

PFC-APG-SA水成膜泡沫防治油液储运火灾实验研究

为有效防治油液在储运过程中易发生火灾问题,针对油液储运火灾特点,研发1种PFC-APG-SA水成膜泡沫材料。基于发泡性能、表面张力、pH值和抗烧性能,对复配的8种水成膜泡沫液开展性能测试实验,优选出最佳配方。结合分子动力学模拟,探究复配表面活性剂在模拟体系界面中分子排布作用的微观机理。研究结果表明：新型水成膜泡沫液发泡倍数为9.5,泡沫形态稳固,表面张力为17.521 mN/m,抗烧时间约为784 s,用量小且可以有效抑制油液燃烧;在分子动力学模拟中,复配的表面活性剂分子在油表面排列更为紧密,与油之间的相互作用能绝对值为8 210.238 kJ/mol,相互作用强且结构稳定。研究结果可为水成膜泡沫在油液储运火灾防治中的应用提供一定参考。     

秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究

将麦秆、向日葵秆和玉米秆低温热解制备生物质炭。采用傅里叶红外光谱、X射线衍射等仪器对其结构进行了表征。研究了热解温度、溶液p H值、初始浓度、吸附时间以及吸附剂用量等因素对各生物质炭吸附亚甲基蓝效果的影响。实验结果表明,3种生物质炭均含有多孔的微晶炭,表面存在大量的活性-OH,-COOH等基团,对亚甲基蓝有较强的吸附作用;在最佳吸附条件下,玉米秆炭、向日葵秆炭以及麦秆炭对亚甲基蓝的吸附容量分别为26.6,26.2,14.7 mg/g。