固定化菌藻微球的制备、表征及其对富营养化湖水的修复

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要包埋材料,以活性炭、SiO2和CaCO3作添加剂,采用普通小球藻(Chlorella vulgaris)和活性污泥制备固定化菌藻微球。采用正交实验对微球的制备条件进行了优化,并对最优化条件下制得的微球进行了表征,还考察了固定化菌藻微球对某富营养化湖水的修复效果。结果表明,固定化菌藻微球的最优化制备条件为:PVA用量10%(m/v),微生物包埋量15 mL,海藻酸钠用量0.6%(m/v),氯化钙浓度2.0%(m/v)。制得的微球具有较大的比表面积,内部呈网状结构,孔径分布均匀,中孔居多,适合小球藻和微生物生长。采用固定化菌藻微球可有效修复上述湖泊的实际富营养化湖水,微球可重复使用3~4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96 h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上,表明固定化菌藻微球在富营养化湖水的修复方面具有潜在的应用价值。     

空心壳聚糖微球对二甲酚橙的吸附性能研究

以生物可降解的壳聚糖为原料,采用反相悬浮交联法制备了具有空壳结构的壳聚糖微球,通过控制反应条件得到单分散性的微米级微球.通过分光光度法探讨了溶液初始pH、吸附时间、二甲酚橙初始浓度、壳聚糖微球用量及其直径对壳聚糖微球吸附二甲酚橙的影响.结果表明,常温下壳聚糖微球对二甲酚橙的最佳吸附条件为:溶液初始pH为5,吸附时间为2.0 h,二甲酚橙初始质量浓度为32 mg/L,壳聚糖微球用量为0.3 g/L(以每升二甲酚橙溶液计),壳聚糖微球直径为74 靘;在此最佳吸附条件下,采用分光光度法对二甲酚橙模拟废水进行测定,相应的回收率误差均在-1%～1%.     

用钛白废酸和副产锌泥制备活性氧化锌

以次硫酸氢钠甲醛副产锌泥和钛白废酸为原料,经高剪切乳化、酸浸、锌粉置换、除杂、碱锌合成等工艺制得碱式碳酸锌,再经过滤、洗涤、干燥、煅烧制备活性氧化锌。考察了浸取工艺液固比(硫酸与副产锌泥的质量比)和硫酸质量分数对锌浸出率的影响,以及煅烧温度和时间对活性氧化锌质量的影响。实验结果表明,锌泥酸浸工艺的最佳液固比4,硫酸质量分数30%,在此工艺条件下,锌浸出率达95%。活性氧化锌的最佳煅烧温度为600℃,煅烧时间为240 min,在此条件下测定产品质量,氧化锌质量分数大于96%,比表面积大于50 m2/g,堆积密度小于0.35 g/m L。     

累托石/腐殖酸微球的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用累托石（REC）、腐殖酸（HA）等材料制备微球状吸附剂，考察了累托石、腐殖酸、聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、氯化钙等材料的用量对制得的微球吸附性能的影响，通过正交试验确定了微球的最佳制备条件，还考察了微球用量、振荡时间和溶液pH值等因素对微球吸附去除水中Cr(VI)效果的影响。结果表明，采用累托石、腐殖酸、聚乙烯醇等材料可制得高效去除水中六价铬离子的微球状吸附剂，微球的最佳制备条件为：REC 1%，HA 4%，PVA 7%，SA 0.1%，CaCl₂ 0.5%。制得的累托石/腐殖酸微球孔系发达，吸附性能良好。在温度30℃，微球用量0.02 g/mL，振荡时间为2.5 h，pH值为1的条件下，微球对Cr(VI)的吸附效率可达98%以上。     

固定化原油降解菌的制备及其性能研究

从石油污染土壤中筛选出的石油降解菌Y-13对石油的降解率为57.45%,经初步鉴定为芽孢杆菌属,以Y-13为固定化对象,选择聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)为主要载体材料,以胜利原油为反应底物,研究了固定化微球的制备和运行条件对微球性能的影响,实验确定了PVA-H3BO3包埋法制备固定化微球的最佳条件,最高降解率为79.04%;对PVA-H3BO3微球的性能测定结果表明:这种固定化微球具有良好的机械强度、弹性和渗透性、较高的比表面积和孔容;固定化微球比游离细菌对外界的适应性要强,适宜pH值、接种量和活化时间分别为7.5、1∶10和21 h。     

双子表面活性剂杂化海藻酸钠微球的制备及其在环保领域中的应用

以双子表面活性剂为疏水改性剂,采用直接混合的方法制备得到一种新型的海藻酸钠杂化微球。用紫外可见分光光度计(UV-Vis)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)对微球的结构、表面和内部形貌、稳定性能进行了表征。以甲苯为模拟污染物,对比了纯海藻酸钠微球和含双子的海藻酸钠微球对含甲苯废水的吸附能力。结果表明,双子表面活性剂与海藻酸钠的质量比为1∶5时,可得到规整球形,平均直径(2.14±0.08)mm的微球;双子表面活性剂的引入能提高微球对甲苯的吸附能力,最大去除率达44.5%;升高温度有助于进一步提高其吸附能力,65℃时微球在8 h内对甲苯的去除率达到了85.2%。扫描电子显微镜观察到微球的表面和内部因双子表面活性剂的引进导致微相分离,增大了疏水物质在微球内的溶解度。在稳定性实验中,微球具有较长时间的稳定性,避免了给水体带来新的污染,在水处理中此类微球可能具有潜在的应用价值。     

酸浸法提取煤矸石中Al2O3的研究

煤矸石是主要的煤系固体废物,其中Al2O3质量分数约占35％左右.以某煤矿的煤矸石为原料,通过单因素实验比较盐酸和硫酸对Al2O3的浸取率,研究各因素对Al2O3浸取率的影响,确定浸取煤矸石中Al2O3的最佳酸浸介质为硫酸.利用正交实验确定酸浸取的最佳条件为:液固比(酸溶液体积与煤矸石样品质量比)15 mL/g、硫酸摩尔浓度3 mol/L、浸取时间120min、助样比(助溶剂与煤矸石样品质量比)0.20,在此条件下硫酸对煤矸石中A12O3的浸取率可达79.6％.     

高铁脱硫渣制备高纯度硫酸亚铁及草酸亚铁的研究

以高铁脱硫渣为原料，采取酸浸、除杂和结晶等工艺制备出99%以上硫酸亚铁晶体。研究了酸浸过程中硫酸浓度、浸取温度、时间对铁浸出率的影响，分析了各个影响因素的规律性。结果表明：适宜的浸取条件为硫酸溶液质量分数为25%，在70℃下，不断搅拌浸取6 h。固液分离后调节硫酸亚铁溶液pH=1～2，在70℃下蒸发浓缩结晶，即可得到99%以上硫酸亚铁晶体。     

ZnO/AgBr复合微纳米球的制备及其光催化降解罗丹明B的性能

使用简单丙三醇-水混合溶剂热法制备碱式碳酸锌微纳米球前驱物,经退火得到ZnO微纳米球,通过液相沉淀法把AgBr纳米颗粒固定在ZnO微纳米球表面,在AgBr和ZnO之间形成异质结,有效地增强了AgBr/ZnO复合物的光催化活性。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)与紫外可见分光光度计对样品物相、形貌、元素组成及光学性质进行表征。在可见光条件下,研究ZnO及不同AgBr的ZnO/AgBr复合材料的光催化活性,结果表明:循环修饰5次AgBr的ZnO微纳米球(AgBr颗粒负载质量分数为5%,5%-AZ)样品对罗丹明B的光催化降解性能最好;该复合材料的光催化可重复性使用结果显示,循环使用次数的增加,其光催化性能有下降的趋势。通过分析可知,在光照条件下AgBr的分解引起异质结构变化。     

MnOX/ACF低温选择性催化还原烟气中的NO

进行了MnOX/ACF(活性炭纤维)对低温选择性催化还原(SCR)NO的影响研究.实验表明,ACF先经浓酸预氧化,然后再负载MnOX催化剂,对NO脱除率的提高较明显,并且以20%(质量分数)HNO3预氧化处理的效果最佳.比较了相同制备条件和相同负载量下的MnOX/ACF和V2O5/ACF的催化效果,认为在同等条件下MnOX的活性高于V2O5.考察了不同负载量的MnOX对NO脱除率的影响,较理想的MnOX负载量为12%(质量分数).在此基础上就不同的催化剂质量和烟气流速比(W/F)对NO脱除率的影响进行了研究,结果表明,在低温、W/F为2～3 mg/(mL·min-1)时NO的去除率较高.     

一株絮凝剂高效产生菌的筛选及对炼油废水絮凝特性的研究

采用常规的细菌分离纯化方法从土壤和活性污泥中分离出237株菌株,通过考察菌株的絮凝能力及稳定性,从中筛选出一株絮凝剂菌,命名为HT1-2,根据其生理生化实验结果,初步鉴定该菌株为芽孢杆菌属(Bacillus)。对HT1-2的培养条件进行优化,通过单因素和正交实验得到其最优培养条件为:碳源(葡萄糖)2.0%(质量分数),氮源(氯化铵)0.2%(质量分数),菌液接种量10%(质量分数),培养温度30℃,摇床转速120r/min,发酵液初始pH=8。在此条件下培养的HT1-2对炼油废水中石油类去除率达40%以上。     

丝胶蛋白的固定化及其对Cd~(2+)的吸附效果研究

通过固定化载体和制备方法的选择,以对Cd~(2+)的吸附量为考察指标,得到了固定化丝胶蛋白的最佳制备条件。结果表明,以壳聚糖为载体,采用包埋—交联法,在壳聚糖质量浓度为20g/L、煮茧废水与壳聚糖溶液体积比为1∶1、戊二醛体积分数为2%的条件下,制备的壳聚糖固定化丝胶蛋白成球效果好、易操作、机械强度适中,对Cd~(2+)的吸附量最大达到102.72mg/g。     

新型铁碳微电解填料制备与除磷性能评价

针对传统铁碳填料处理污水活性低的问题,通过均质化-碳化-成型工艺制备新型铁碳微电解填料,采用SEM-EDS、XRD等方法对制备填料进行了表征,探讨了新型填料除磷机理;同时,开展了填料制备条件优化及生活污水除磷性能评价研究。结果表明,新型填料(Fe-C)由于焦油经高温碳化处理可在海绵铁表面及内部孔道形成大量铁碳微原电池,提高了电化学反应速率,其磷脱除率显著高于传统填料(Fe/C);在焦油/铁比(Tar/Fe)为0.3、碳化温度为950℃、恒温时间为0 min、黏结剂质量分数为30%、900℃焙烧90 min条件下,制备的填料除磷性能最佳,除磷效率达98%,可实现含磷废水达标排放。     

车用环保甲醇柴油制备工艺的研究

根据微乳液理论和甲醇分子结构的特点，选择出适合制备甲醇柴油微乳燃料的助溶剂和助溶表面活性剂，并对乳化过程进行了机理和实验研究。由实验得出微乳燃料最佳制备工艺条件为：常温下甲醇、0#柴油、脂肪酸甲酯、正丁醇分别占乳液质量的12%、50%、30%和8%，搅拌速度300 r/mim，乳化时间3 min。对最佳配方所得样品的粒径分析发现，粒径大小在30～140 nm之间，微乳液具有较好的高温稳定性、低温稳定性和机械稳定性，外观保持均一，1年内无沉淀或分层析出。     

微生物絮凝剂的制备及其絮凝活性

从土壤和活性污泥中筛选获得性能稳定、对高岭土悬浮液的絮凝率达75%以上的菌株20株,其中编号为Ⅰ-18的菌株培养液对高岭土悬浮液的絮凝率达85%以上,经鉴定为球形芽孢杆菌Bacillus sphaericus.实验表明,该菌株以质量分数为2%的蔗糖为碳源,以质量分数均为0.15%的蛋白胨与尿素组合为氮源;生长与分泌絮凝剂的合适温度为30℃,适宜的pH为7.0,最佳培养时间为80 h.利用该微生物絮凝剂处理水性油墨废水效果明显,15 min浊度去除率达98.7%.     

响应面法优化磷酸改性秸秆生物炭的制备

以秸秆为原料,磷酸为活化剂制备改性生物炭,利用基于Box-Behnken中心组合的响应面法对生物炭制备条件进行优化。根据响应面分析,热解温度、保留时间和磷酸质量分数对生物炭的吸附性能有显著影响,浸渍比影响不显著;保留时间与浸渍比、磷酸质量分数与浸渍比的交互作用对生物炭吸附能力也有显著影响。根据响应面法获得生物炭制备的最优条件为:热解温度884.32℃、保留时间82.61min、磷酸质量浓度40.74%、浸渍比1.74,此时生物炭最大碘吸附预测值为1 099mg/g,与验证实验实测结果(1 063mg/g)仅相差3.28%,表明响应面回归模型预测结果可靠。响应面法优化后制得的生物炭具有更高比表面积与总孔容,因此具有更高的吸附性能。     

聚醚砜/改性凹凸棒杂化微球对双酚A的吸附性能

以酸热、有机改性凹凸棒和聚醚砜为原料,利用液-液分离技术制备了聚醚砜/改性凹凸棒毫米级杂化微球。利用扫描电镜和比表面仪分析所制杂化微球表观特征。实验探讨了改性凹凸棒掺杂比和溶液pH对杂化微球吸附双酚A效果的影响,并深入研究了吸附动力学和热力学原理。实验结果表明:杂化微球对双酚A的吸附性能受pH影响较小;相比纯聚醚砜微球,掺杂后的杂化微球对双酚A吸附量从1.97μmol·g~(-1)提升到11.80μmol·g~(-1);吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。根据Langmuir模型计算可知,25℃时杂化微球最大吸附量为116.28μmol·g~(-1)。5次乙醇再生后,杂化微球对双酚A的去除依然保持在95%以上。杂化微球作为吸附剂在水处理中具有潜在应用价值。     

TiO_2微球光催化降解腐植酸钠

以阳离子交换树脂为模板,采用溶胶-凝胶法以四氯化钛为原料制备TiO2微球,采用XRD,FTIR,SEM对样品进行了表征。微球中主要组分是锐钛矿型TiO2,同时掺杂有少量Na＋,SO24-等离子,比TiO2粉末具有更好的光催化性能,具备重复使用的能力,使用寿命较长,可作为一种有实用价值的光催化剂。在300 W高压汞灯下采用二氧化钛微球催化降解腐植酸钠,分析了催化剂投加量和反应时间对降解率的影响。腐植酸钠的光催化降解实验结果表明：初始浓度为10 mg/L的腐植酸钠在碱性条件,催化剂投加量为2.5 g/L,反应时间为3 h时最为适宜,最大降解率可达到96.51%。     

TiO2微球光催化降解腐植酸钠

以阳离子交换树脂为模板,采用溶胶-凝胶法以四氯化钛为原料制备TiO2微球,采用XRD,FTIR,SEM对样品进行了表征。微球中主要组分是锐钛矿型TiO2,同时掺杂有少量Na+,SO24-等离子,比TiO2粉末具有更好的光催化性能,具备重复使用的能力,使用寿命较长,可作为一种有实用价值的光催化剂。在300 W高压汞灯下采用二氧化钛微球催化降解腐植酸钠,分析了催化剂投加量和反应时间对降解率的影响。腐植酸钠的光催化降解实验结果表明:初始浓度为10 mg/L的腐植酸钠在碱性条件,催化剂投加量为2.5 g/L,反应时间为3 h时最为适宜,最大降解率可达到96.51%。     

响应面法优化聚磷硫酸铁的制备及其应用

采用单因素实验方法,针对制备聚磷硫酸铁(PPFS)的主要影响因素加以分析,包括酸度(nH2SO4/nFe2+、碱化度和nPO34-/nFe2+等。以生活污水中总磷(TP)的去除率为考察对象,采用Box-Behnken中心组合实验和响应面分析方法对主要影响因素加以优化,得到了二次响应曲面模型以及优化的水平值。结果表明,当把PPFS用于生活污水中TP的去除时,其最佳制备参数如下所列:酸度为0.1017,碱化度为12.21%,nPO34-/nFe2+为0.0560。通过回归分析,模型拟合性良好,在优化制备条件下得到的TP去除率预测值与实验值接近,误差为1.26%。