硅烷偶联剂对油页岩灰渣制备疏水性SiO_2气凝胶介孔材料的影响

以油页岩灰渣制备的水玻璃为原料,采用不同种类的硅烷偶联剂,在常压下制备了多孔疏水SiO2气凝胶。实验结果表明:在常压干燥之前,对湿凝胶进行溶剂交换-表面改性,是获得多孔气凝胶的关键。未加入硅烷偶联剂制备的气凝胶具有微孔结构;不同硅烷偶联剂制备的SiO2气凝胶均为纳米颗粒组成的中孔结构,比表面积800~980 m2/g,密度0.084~0.11 g/m3,最可几孔径9.38~10.10 nm;FT-IR分析结果表明凝胶表面Si-OH已被改性为Si-CH3,表面呈现较强的疏水性,且疏水性HMDZ>TMCS>DMDC。TG-DTA实验结果表明,改性气凝胶的热稳定性都能达到350℃,HMDZ和TMCS的气凝胶具有更高的热稳定性。     

太阳光下TiO2/SiO2气凝胶复合光催化剂光催化降解2,4-二硝基酚

以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶法(so1-ge1)和常压干燥法制备SiO2气凝胶,在此基础上,将硅气凝胶掺杂进入TiO2溶胶中制备出TiO2/SiO2气凝胶复合光催化剂.利用xRD、TEM和FI-IR等技术对其晶型、形貌和结构进行表征,研究了太阳光下TiO2/SiO2气凝胶复合光催化荆对2,4-二硝基苯...     

SiO2气凝胶的制备方法及其应用研究进展

针对SiO2气凝胶制备过程复杂和推广应用难等问题,就其制备过程中在溶胶-凝胶、老化和干燥等阶段受不同因素影响的研究现状进行了详细叙述,并对SiO2气凝胶材料在航空航天、建筑、医学以及催化剂等领域的应用研究情况进行归纳总结。在此基础上,展望了未来SiO2气凝胶的制备及其应用的发展趋势。     

水玻璃常压制备块状SiO_2气凝胶及特性的研究

以廉价水玻璃为硅源,常压干燥制备出了低密度、高性能的块状SiO_2气凝胶,结果表明:所制备的SiO_2气凝胶平均密度在0.11~0.15 g/cm3,比表面积在450~650 m~2/g,孔隙率为90%~98%,具有高疏水性,对甲基红的吸附率可达80%;最佳制备方案为:向20%硅酸钠溶液中加入乙二醇和乙酰胺,硅酸钠与乙二醇和乙酰胺的摩尔比为1∶1∶2,无水乙醇为置换剂,1∶5的三甲基氯硅烷/无水乙醇混合液为表面改性剂,置换和改性时间分别为72 h和24 h;酸的种类、浓度和量,疏水改性剂的种类和比例,干燥工艺,乙二醇和乙酰胺的添加对SiO_2气凝胶的制备都存在影响;所制备的SiO_2气凝胶的疏水性能和吸附性能均非常良好。     

有机粘土疏水性吸附过程的分子模拟:烷基碳原子数和有机物logK_(ow)的影响

基于从分子尺度上解析改性剂烷基碳原子数和有机物疏水性对有机粘土吸附能力的影响机制,以从头算的量子化学计算方法(MP2/6-31g(d))模拟了有机粘土在水溶液中的吸附过程.通过计算吸附前后几何构型、能量、化学键和电荷分布等参数的变化,分析了影响有机粘土疏水性吸附的关键因素,并对疏水性吸附作用力的化学本质进行了初步探讨.计算结果表明,烷基碳原子数增加对提高有机物吸附能的作用并不显著,长链烷基提高有机粘土吸附容量的真正原因在于其可提供更多的有机物吸附位.有机物的疏水性(以正辛醇-水分配系数logKow表征)是影响疏水性吸附过程的关键因子,水分子的引力作用对疏水性吸附具有决定性影响,理论上解释了普遍存在的有机物吸附量与logKow呈正相关的实验现象.疏水性吸附力的作用前提是有机物为疏水性,即当水分子的引力作用较弱时疏水性作用力才可以表现出来;而对于亲水性有机物,疏水性吸附力会被水分子的引力所抵消,吸附强度减弱.模拟红外光谱和电荷分布结果表明,吸附前后无化学键断裂和电子得失的发生,只有原子电荷密度的微小变化,据此推测疏水性吸附力以分子间弱相互作用力——London色散力为主.     

石墨烯/SiO_2气凝胶对苯、甲苯水溶液的吸附

以正硅酸乙酯(TEOS)与氧化石墨烯(GO)为原料,采用溶胶–凝胶法,经表面改性、常压干燥制备不同GO含量的氧化石墨烯/二氧化硅气凝胶(GOS),再由高温还原得到石墨烯/二氧化硅气凝胶(GS).通过堆密度、比表面积等测试,将最佳配比的GS与活性炭(AC)、SiO_2气凝胶作对比,研究其对苯和甲苯溶液的吸附性能,并探讨了GS的吸附机理.结果表明:掺杂3%GO的复合气凝胶性能有显著提升.松散堆密度为160kg/m~3,比表面积、孔径分别为1039m~2/g、16.56nm,对苯、甲苯水溶液的最大饱和吸附量分别达到180mg/g,210mg/g,约为活性炭吸附量的2.5倍.且吸附过程符合Langmuir等温吸附模型.     

干燥方式对油页岩灰渣制备SiO_2气凝胶性质的影响

以油页岩灰渣为原料,结合微波干燥、热风干燥和烘箱干燥3种方式在常压下成功地制备了SiO2气凝胶,研究了干燥方式对气凝胶性质的影响。结果表明:3种干燥工艺都能制备出性能较好的气凝胶,密度为0.0703~0.112 g/m3,比表面积为718~1360 m2/g,孔体积为2.37~4.29 m3/g,孔径为11.8~14.1 nm。其中微波干燥制备气凝胶弥补了传统的烘箱干燥使凝胶受热不均而产生温度梯度的缺点,缩短了干燥时间,减少了粉体团聚,使气凝胶尽可能保持了原有的孔结构。     

壳聚糖增强疏水性硅气凝胶的制备及其吸油性能研究

许多石油加工行业产生的大量含油废水引起的水污染问题对环境与人类健康构成严重威胁,因此,基于当前含油废水处理技术,绿色、高性能吸油材料的开发尤为重要. 本文采用溶胶-凝胶法和常压干燥法制备了壳聚糖改性二氧化硅气凝胶(CS-SAS),通过扫描电子显微镜(SEM)、红外线光谱分析仪(FTIR)、电子万能试验机、热重分析仪、静态接触角测量仪等对材料进行表征测试,对比分析引入壳聚糖(CS)对纯硅气凝胶(SAS)结构性能的影响. 结果表明:CS-SAS是表面具有颗粒状的乳白色块体,添加少量壳聚糖粉末使二氧化硅球状小颗粒联结更紧密形成连续网络状结构,较SAS更加疏松多孔;壳聚糖的加入使得材料结构更加稳定,与SAS相比,CS-SAS的疏水性、热稳定性均有所改善,抗压性能明显增强,提升至66.2%,对多种油品和有机溶剂具有良好的吸附能力,在重复10次吸附-挤压回收试验后依然保持较强的吸附性能,最大吸附能力可达自身重量的12倍. 研究显示,经壳聚糖改性后的材料提高了对油水混合物的吸附性能和可重复使用性,可实现较低成本并且高效地进行油水分离的目的.      

多孔SiO_2凝胶对废水中铀的吸附性能研究

采用间歇法研究了多孔SiO2凝胶在不同的条件下(pH值、固液比、浓度、介质)对溶液中铀的吸附性能,并初步探讨了其吸附机理。研究结果表明:分相法制备的多孔SiO2凝胶对铀具有良好的吸附性能,吸附机理符合Langmuir等温吸附方程,为单分子层包覆;吸附体系的最佳pH值约为6.0,最佳固液比约为1∶500,对铀的吸附的平衡吸附量随着初始浓度的增大逐渐升高直至饱和,平衡吸附率及吸附比逐渐降低;对铀的吸附性能与溶液中干扰离子的种类和价态有关,三价离子对铀的吸附反应影响较大,二价及一价离子对铀的吸附反应基本无影响。     

PW_(12)/SiO_2光催化降解水中苯酚

采用溶胶-凝胶法制备了二氧化硅负载H3PW12O40催化剂,并采用红外光谱、XRD及BET对其进行了表征。研究了其对水中苯酚的光催化降解性。讨论了负载催化剂用量、光照时间对苯酚和TOC去除率的影响。结果表明:PW12/SiO2负载型催化剂用量为3g/L,光照6h,10mg/L苯酚水溶液中苯酚去除率为93.06%,TOC去除率为73.20%。PW12/SiO2多相光催化10mg/L苯酚水溶液降解反应和苯酚水溶液直接光解反应均为一级动力学反应。     

城市垃圾填埋场温室气体及VOCs排放的研究进展

随着城市垃圾填埋量的增加,填埋气体造成的环境问题被愈加重视,国内外对填埋气的产生和排放也进行了大量研究,以温室气体和挥发性有机物为主要研究对象。综述了最近几年国内外学者针对填埋场垃圾和填埋气中3种重要温室气体和挥发性有机物(VOCs)的产生模型、产量估计及其监测方法优劣、减排和资源化利用等领域进行的研究成果,指出后续对填埋气间的相关性和由此产生的次生污染物进行适当研究的必要性,与填埋气产生排放相关的气象条件监测也应加强,旨在为填埋气体的相关研究提供参考。     

硅胶表面TEOS疏水化改性及吸附VOCs特性

以正硅酸乙酯（TEOS）为疏水改性剂,通过硅胶表面的羟基接枝反应,得到具备一定疏水性的改性硅胶;利用BET、FT-IR、XRD和TG-DTG等手段对改性硅胶的结构及稳定性进行了表征;在此基础上考察了改性硅胶对各类有机废气的吸附性能.结果表明,TEOS成功接枝在了硅胶表面,改性硅胶不仅具备一定的疏水性,而且机械强度增加到原来的66.85%,稳定性也都得到了提高; 550℃空气下焙烧后的改性硅胶仍具有疏水性且吸附容量是焙烧之前的2倍;在高湿度高浓度的废气治理中,TEOS改性硅胶表现出更高的吸附能力和优良的热再生性能.高浓度下改性硅胶的吸附容量是低浓度下的10倍且不受水汽的影响;改性硅胶循环10次的吸附/脱附几乎不变,且在一定条件下,15~30min就达到90%的脱附率.     

芳香族化合物在人工湿地中的去除途径探讨

芳香族化合物是一类对人体具有严重危害的持久性有机污染物(POPs),目前芳香族化合物的高级处理技术价格昂贵,难以推广。人工湿地由于低成本、低能耗、低运营维护的特点,被认为具有去除芳香族污染物的潜力。分析了芳香族化合物在人工湿地中的归宿,讨论了基质、植物、微生物与水解、光降解、挥发等方面的去除贡献大小,指出了目前研究中存在的不足,并展望了其未来发展方向。     

机动车尾气排放VOCs研究进展

机动车尾气排放的挥发性有机物(VOCs)严重危害着人类的健康和大气环境,备受人们关注。本综述对机动车尾气排放VOCs的采样和分析等监测技术研究进展进行了综合和概括;对国内外机动车尾气排放VOCs的研究进行了分类和归纳。对国内研究存在的问题进行了总结,并对未来相关研究进行了展望。目前,国内机动车排放VOCs源成分谱、采样分析方法,以及其排放特征都需要进一步深入研究。     

气相抽提技术修复石油类污染土壤的研究进展

气相抽提技术(SVE)是一种安全、经济、高效的有机污染土壤原位修复技术。介绍了SVE的系统组成、修复原理、适用范围及成本,综述了SVE修复石油类污染土壤的研究进展,讨论了SVE效率的影响因素和3种SVE强化技术,并分析了目前SVE技术存在的问题及未来研究方向。     

地表水中全氟有机化合物污染现状及其危害研究进展

全氟有机化合物(PFCs)是一类人为产生的污染物,被广泛应用于化工生产领域,目前已有大量的PFCs进入地表水环境,在国内外各大河流、湖泊、海洋均有检出。人体对PFCs的暴露途径主要通过饮用水、饮食和空气/灰尘等方式摄入。综述了地表水中PFCs的来源、污染现状、人体暴露途径及潜在危害,以期为我国地表水环境中PFCs的环境监测和生物安全性研究工作提供参考。     

生物淋滤技术修复重金属污染河流底泥研究进展

近年来生物法修复重金属污染河流底泥已成为研究热门,其中生物淋滤技术逐渐得到诸多研究者的青睐。结合最新的文献综述了国内外生物淋滤技术修复重金属污染河流底泥的研究进展和成果,重点介绍了生物淋滤法采用的微生物以及影响淋滤技术的主要因素,如p H、ORP、有机质、硫添加量、含固率等,并展望了生物淋滤技术在河流底泥重金属污染治理方面的应用前景。     

Removal of organic contaminants from water or wastewater with liquefied gases

This study utilized liquefied gases(LG)as extractant to remove various organic contaminants including halogenated hydrocarbons and phenols as well as aromatic compounds from aqueous matrices.Orthogonal experiments were performed to optimize the operating conditions such as temperature,co-solvents and so on.Under favorable conditions,high removal efficiencies can be readily achieved for a great number of representative model organic contaminants,the removal efficiencies for most of the hydrophobic contaminants were greater than 90% in a single extraction stage.Tentative effort was also done for the removal of extracted contaminants from recycled liquefied gases.     

Removal of organic contaminants from water or wastewater with liquefied gases

Ｏｖｅｒｔｈｅｌａｓｔｔｈｒｅｅｄｅｃａｄｅｓ,ｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｈａｖｅｂｅｅｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｒｅａｔｌｙ ,ｂｕｔ,ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ,ｔｈｅｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃｈａｎｇｅｓｗｉｔｈｔｉｍｅｓａｎｄｐｒｅｓｅｎｔｓａｖｅｒｙｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｔｒｅｎｄｗｉｔｈｔｈｅｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｍｏｄｅｒｎｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｎｄｅｘｐａｎｄｅｄｈｕｍａｎａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ.Ｍｏｒｅｏｖｅｒ,ｏｗｉｎｇｔｏ…