疏水性分子筛对焦化废水生物处理尾水的吸附过程解析

采用表面活性剂为模板剂常温一步合成疏水性介孔分子筛(MCM-41-dry)和通过煅烧去除模板剂得到亲水性介孔材料(MCM-41-cal).分别以制备的两种分子筛作为吸附剂吸附焦化废水生物出水中COD和TOC组分,考察吸附剂浓度、pH值等对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学拟合.结果表明,MCM-41-dry的吸附效果远远强于MCM-41-cal,归因于含有模板剂的材料表面具有较强的疏水性及含有高吸附容量的季铵基团.在25℃、吸附剂浓度为2g·L-1时,MCM-41-dry对焦化废水中COD和TOC的去除率分别达53%和66%,吸附量分别为64mg·g-1和17mg·g-1.拟二级动力学模型能够真实反映整个吸附过程.水样吸附前后的GC/MS数据表明,焦化废水生物出水中残留了长链烷烃、卤代物、多环芳烃等难降解有机物,经MCM-41-dry吸附后,各种物质浓度均得到降低,MCM-41-dry尤其对疏水性烷烃类有较好的吸附效果,表明该吸附剂能够优先吸附疏水性物质.此外,吸附剂对水具有一定的润湿性能,能与废水充分接触,从而利于其吸附水中的污染物,这使其用于实际废水的处理成为可能.     

孔径调变对MCM-41分子筛吸附VOCs性能的影响

采用3种不同碳链长度的季铵盐表面活性剂C_nTAB(n=8,12,16)为模板剂,分别合成8-MCM-41、12-MCM-41和16-MCM-41介孔分子筛,并以甲苯、邻二甲苯、均三甲苯为吸附对象,考察了介孔分子筛动态吸附VOCs的性能.结果表明,通过减少表面活性剂的碳链长度,可以成功地把MCM-41分子筛的孔径调变为4.1、3.2和2.4 nm.吸附实验结果表明,当MCM-41孔径减小时,其对低浓度甲苯、邻二甲苯的吸附量大幅上升,均三甲苯存在孔道扩散效应,其吸附量增加不明显.吸附等温线表明,在2.4 nm孔道内,3种芳烃分子均属于典型的Langmuir单分子层吸附;当孔径大于2.4 nm时,芳烃分子出现明显的多层吸附和毛细凝聚现象.     

镍改性MCM-41介孔分子筛对水中甲基蓝的吸附

通过水热法合成介孔分子筛MCM-41,采用等体积浸渍法制备了Ni负载MCM-41分子筛吸附剂(Ni/MCM-41).小角X-射线粉末衍射(XRD)表征结果显示,Ni/MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,并研究了Ni/MCM-41对水中甲基蓝的吸附去除性能,考察了投加量、反应时间、p H值、温度对水中甲基蓝去除率的影响,并从吸附等温线探讨了吸附机理.在优化条件下(25℃,20 mg投加量,6.32 p H,50 mg·L-1甲基蓝),反应120 min后,Ni/MCM-41对甲基蓝吸附量为36.85 mg·g-1,是MCM-41的7.1倍.研究表明吸附等温线符合Freuulich和Dubinin-Radushkevich模型,最大吸附量随着温度的升高而升高,吸附为吸热过程.通过Zeta电位分析认为,静电作用是甲基蓝吸附的主要机理.     

两种介孔分子筛动态吸附VOCs的研究

采用模板剂法制备了孔道规整、大比表面积的2种介孔分子筛MCM-41和SBA-15,并以甲苯、二甲苯、三甲苯为吸附对象,考察了介孔分子筛动态吸附VOCs的性能.结果表明,增加VOCs分子尺寸和浓度,降低床层温度可大幅提高介孔分子筛吸附性能.SBA-15由于介孔壁上的微孔结构适合吸附低浓度、小分子VOCs;MCM-41更适合吸附高浓度、大分子VOCs.TPD脱附试验表明,VOCs在介孔材料表面150℃下就能基本脱附完全.     

微波合成介孔材料及其对Hg(Ⅱ)吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,蒙脱土作为硅源,采用微波辐射晶化法合成了有序介孔材料;通过X射线衍射、透射电子显微镜、Fourier变换红外光谱和比表面积孔径等测试手段对所合成的材料进行了表征,考察了所合成材料对水中重金属离子Hg(Ⅱ)的吸附性能。实验表明:所合成材料结构与介孔材料MCM-41基本一致;比表面积为510.5m2 g-1,平均孔径为2.8nm;所合成材料对水中重金属离子Hg(Ⅱ)具有较高吸附性能。     

功能化介孔材料SBA-16对水中碱性橙染料的去除

通过共浓缩法用正硅酸四乙酯(TEOS)、3-巯丙基三乙氧基硅烷(TMMPS)作为硅源,聚醚F127和十六烷基三甲基溴化铵(CTMABr)作为模板剂合成SBA-16,随后将其磺酸基功能化.合成的材料用粉末X射线衍射、氮气吸附脱附和扫描电镜表征.结果表明,n(TEOS)∶n(TMMPS)为3～8时,合成的材料为介孔材料,当n(TEOS)∶n(TMMPS)为7时,该功能化的介孔材料对碱性橙染料的吸附能力最佳;通过不同的pH值下的实验表明,在pH为4～5时,该功能化的介孔材料的吸附能力最好.     

铝钛改性MCM-41材料对污水中铅镉的吸附研究

研究了改性MCM-41材料对污水中重金属铅、镉离子的吸附行为。在MCM-41材料中加入Al、Ti两种诱因金属离子来合成新的Al-Ti-MCM-41及Ti-Al-MCM-41改性材料,通过氮气吸附-脱附等温线对Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=1∶1)及Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=2∶1)样品进行了表征,并采用改性后的MCM-41材料为吸附剂对含有二价铅、镉离子的溶液进行吸附实验,考察了吸附剂投加量,Pb2+、Cd2+初始质量浓度和吸附温度对吸附的影响。结果表明:改性Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=1∶1)材料的最可几孔径和比孔容分别为16.68 nm和0.046 cm3/g,由BJH计算得到的平均孔径为17.02 nm;Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=2∶1)的最可几孔径和比孔容分别为16.88 nm和0.083 cm3/g,由BJH计算得到的平均孔径为17.08 nm。Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=1∶1)对Cd2+的吸附率为99.8%;Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=2∶1)对Pb2+的吸附率为99.96%;Pb2+和Cd2+的吸附容量随吸附剂投加量的增加而降低,随离子初始浓度的增大而增加;温度越高越有利于吸附。该研究重点考察改性MCM-41材料在重金属铅镉离子污染治理中的性能,从而为解决重金属铅镉的污染,加强环境保护提供理论支撑和技术支持,具有明确的现实意义。     

苯基改性的介孔分子筛SBA-15的合成与表征

采用一步法在酸性条件下以聚乙氧基聚丙氧基聚乙氧基三嵌段共聚物(P123)为模板剂,用正硅酸乙酯(TEOS)和苯基三甲氧基硅烷(PTMS)直接缩合制备了苯基改性介孔分子筛Ph-SBA-15,并用红外光谱(FTIR)、小角X射线衍射(SAXRD)、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)和氮气吸附-脱附对样品进行了表征。结果表明,制备的样品不仅保持了高度有序的SBA-15的二维六角结构,而且具有较高的热稳定性,较大的比表面,孔容和孔径。     

甲基化MCM-41吸附水中硝基苯类化合物的研究

利用三甲基氯硅烷对MCM-41进行表面修饰制得甲基化MCM-41,采用X-射线衍射分析仪（XRD）、透射电镜（TEM）、N2吸附-脱附和红外光谱（FTIR）对样品进行表征,并考察其对水中硝基苯类化合物（NACs）的吸附性能.结果表明,甲基化MCM-41对NACs的吸附速率较快,吸附为放热过程,吸附等温线可以用线性模型拟...     

介孔SiO_2/TiO_2材料处理苯酚水溶液研究

通过水热法以PEG6000和β-CD为复合模板剂合成介孔SiO_2纳米粒子;采用溶剂热法以Tween-80为模板剂合成介孔TiO_2纳米粒子;应用溶剂热法利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂合成介孔SiO2_2-TiO_2复合纳米粒子。采用本实验合成的三种介孔材料对苯酚水溶液进行吸附性能对比实验。研究在不同用量、不同时间、不同pH值、不同初始浓度条件下介孔材料对苯酚水溶液的吸附效果。     

Capture of carbon dioxide by amine-impregnated as-synthesized MCM-41

The novel carbon dioxide(CO2) adsorbents with a high capture effciency were prepared through impregnating the as-synthesized MCM-41 with three kinds of amines,namely diethylenetriamine(DETA) ,triethylenetetramine(TETA) and 2-amino-2-methyl-1-propanol(AMP) .The resultant samples were characterized by small angle X-ray diffraction and low temperature N2 adsorption.The synthesis way not only saves the energy or extractor to remove the template but also is environmentally friendly due to the absence of the potential pollutants such as toluene.CO2 capture was investigated in a dynamic packed column.The sample impregnated by TETA showed the highest adsorption capacity,approximately 2.22 mmol/g at 60°C due to its highest amino-groups content among the three amines.The CO2 adsorption behavior was also investigated with the deactivation model,which showed an excellent prediction for the breakthrough curves.     

沸石负载介孔TiO_2的制备及其可见光催化性能研究

以人工沸石为载体,采用溶胶-凝胶法,制备出了沸石负载介孔改性TiO2光催化剂。以亚甲基蓝为目标污染物,研究了不同掺杂金属及介孔薄膜制备方法对纳米TiO2可见光催化性能的影响。用扫描电镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等手段研究了掺杂改性前后TiO2的变化。研究发现,N-Fe掺杂可使催化剂的光吸收谱带红移。当掺杂Fe的比为0.2%,焙烧温度为500℃时制备的TiO2效果最好,在可见光照射2 h后,亚甲基蓝的去除率可达90%。研究表明经十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为模板剂修饰后的TiO2催化效果有明显提高,通过将经过萃取去除模板剂的共掺TiO2和直接高温焙烧的TiO2对比后发现,前者比后者降解亚甲基蓝的效果要好,原因在于,高温直接焙烧去除模板剂很容易使模板剂形成的骨架塌陷,减小了比表面积,从而影响了其光催化性能。     

刚果红分子印迹聚合物纳米微球的合成及吸附性能

本研究以刚果红为模板分子,α-甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)为交联剂,乙腈为致孔剂,2,2-偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用沉淀聚合法制备了刚果红分子印迹聚合物纳米微球(MIP).通过扫描、透射电镜对聚合物的结构和形貌进行了表征,结果显示制备的MIP微球的粒径在90 nm左右,粒径较为均匀.利用氮气吸附脱附实验测定了聚合物颗粒的比表面积和孔容.并对诸多吸附影响因素以及分子印迹聚合物的吸附能力、选择性和重复利用率进行了分析.结果表明,MIP对刚果红表现出较好的选择性识别能力,可多次循环使用,能用于染料废水中刚果红的选择性吸附.     

模板剂十二胺对胺改性HMS吸附CO2的影响

以正硅酸乙酯为硅源、十二胺为模板剂制备中孔硅HMS-1,采用焙烧和乙醇萃取的方法去除其模板剂,所得材料分别为HMS-2与HMS-3,并将四乙烯五胺（TEPA）与二乙醇胺（DEA）混合负载于3种材料上,采用X射线衍射（XRD）、傅里叶红外（FTIR）与氮气吸附实验对材料进行表征,研究改性前后的HMS对常压下低浓度CO₂的吸附性能及再生能力.XRD与FTIR结果表明,TEPA与DEA已被成功负载到HMS孔道内.氮气吸附实验表明,保留模板剂和胺基改性后,材料的孔容显著降低.20℃下,初始浓度为10%的CO₂在材料上的吸附量顺序为：MA-HMS-1（3.29mmol/g） > MA-HMS-3（2.7mmol/g） > HMS-1（1.88mmol/g） > MA-HMS-2（1.65mmol/g） > HMS-2（1.33mmol/g）,模板剂的存在,不仅增加了CO₂的吸附位点,还对混合胺改性的HMS吸附CO₂起到了协同作用.在20~75℃范围内,MA-HMS-1与MA-HMS-3受温度影响最明显,65℃时吸附量达最大值;随着温度的升高,HMS-1的吸附量随温度升高持续降低;MA-HMS-2的吸附量基本不变.含胺基的4种材料（HMS-1、MA-HMS-1、MA-HMS-2与MA-HMS-3）在80℃下拥有优良的再生性能,经4次循环再生后,MA-HMS-1的再生率为97.5%,高于MA-HMS-2（83%）和MA-HMS-3（84%）,保留HMS的模板剂对材料的再生性能有明显促进作用.     

富勒烯对PCR反应的抑制作用

以110bp单链DNA为模板,研究富勒烯(C60)对聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的影响.实验结果表明,随着C60浓度的增加,PCR反应被显著抑制;将Taq DNA聚合酶、单链DNA模板与C60孵育后,其PCR扩增产物均显著减少;增加PCR反应体系中的Taq DNA聚合酶量,可消除C60的抑制作用,但增加起始单链DNA模板的数量,效应不明显,上述研究结果说明,C60不仅可抑制Taq DNA聚合酶活性,同时对DNA模板也具有一定的损伤作用.     

改性SBA-15对电厂尾气CO_2的吸附性能研究

文章以三嵌段共聚物P123为模板剂、正硅酸乙酯为硅源,水热合成了介孔分子筛SBA-15,以3-丙胺基三乙氧基硅烷(APTES)为氨基化剂,采用浸渍法将其嫁接到SBA-15孔内,形成氨基化的SBA-15用于吸附电厂尾气CO2。通过氮等温吸附-脱附、XRD、TEM等测试技术对其进行了表征,考察了改性前后SBA-15的吸附性能。结果表明:改性前后的SBA-15对电厂尾气中CO2均具有良好的吸附性能,改性的SBA-15比合成的SBA-15吸附性能要好。     

Ce-MCM-22分子筛的合成与吸附动力学研究

采用静态水热晶化法,以硅溶胶为硅源、六亚甲基亚胺(HMI)为模板剂,通过掺杂Ce合成了具有MWW层状结构的Ce-MCM-22分子筛。并利用粉末X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等方法对其进行了表征,对其进行了吸附动力学的研究。研究表明,Ce-MCM-22吸附动力方程拟一级方程为y=-0.028 1x-0.136,R2=0.983 4。Ce-MCM-22吸附动力方程拟二级方程为y=0.465 7x+1.2005,R2=0.999 5,说明拟二级反应模型更能真实地反映分子筛吸附亚甲蓝溶液的反应机理。     

Characteristics of air pollution by polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans in the typical industrial areas of Tangshan City, China

The ambient air in vicinity of different industrial sources for PCDD/PCDFs was sampled by TSP/PM10 active samplers and passive PUF disk samplers in Tangshan City, a metropolis containing clusters of various industrial plants. The TEQ concentrations of PCDD/PCDFs ranged from 44.2 to 394.1 fg I-TEQ/m3 with an average of 169.9 fg I-TEQ/m3. 2,3,4,7,8-PeCDF was the dominant contributor to PTEQ, contributing 41% (12% to 55%), while 1,2,3,4,6,7,8-HpCDF, OCDD and OCDF were the major congeners for the total concentrations. The ratios of PPCDF/PPCDD reached 2.54 on average, suggesting that de novo synthesis in thermal processes played an important role to the airborne pollution of PCDD/PCDFs. The similarities congener profiles indicated that TSP and PM10 active sampling methods are comparable for the determination of the PCDD/PCDFs in ambient air, and the ratios of concentrations determined by the two methods suggested that the PCDD/PCDFs tended to stay in fine particles. It was found that 2,3,7,8-TCDF and OCDD were the dominating congeners in the passive PUF disks samples. Through principal components analysis, the coke industry was suggested to be a relatively high potential emission source for PCDD/PCDFs in the ambient air of Tangshan, which was possibly formed by de novo synthesis mechanism. In this study, the atmospheric impacts to the environment from di erent industrial sources could be ranked as follows (from high to low): coking, iron sintering, steel making, power generation and chlorinate alkali chemical production industries.