壳聚糖及其衍生物对土壤中重金属的稳定效果研究

以湖南某铅锌矿区重金属复合污染土壤为研究对象,分别采用羟丙基壳聚糖、羧甲基壳聚糖、异丁基壳聚糖、壳聚糖季铵盐、壳聚糖盐酸盐和壳聚糖作为稳定剂,对土壤中重金属Cu、Cr、Pb、Zn进行稳定化处理,并采用TCLP和BCR连续提取法对稳定化效果进行分析和评价。研究结果表明:羧甲基壳聚糖、异丁基壳聚糖和壳聚糖的稳定效果好于壳聚糖季铵盐、壳聚糖盐酸盐和羟丙基壳聚糖。其中,羧甲基壳聚糖稳定效果最好,当其投加量为9%时,对Cu、Cr、Pb、Zn的稳定化效率分别为92.29%、45.73%、63.12%和85.33%,且经稳定后重金属残渣态和可氧化态比例较高,是一种稳定效果较优的土壤重金属稳定剂。     

戊二醛交联壳聚糖膜的制备

通过戊二醛和壳聚糖在微波辐射条件下制备G-CTS膜。G-CTS考虑了单因素条件对G-CTS膜的影响,并进行了正交试验。G-CTS膜的制备条件为:70mL2%壳聚糖溶液加入一滴25%的戊二醛溶液,35℃中反应30min,然后吸取3mL制膜液制膜。     

壳聚糖交联沸石小球对Cu2+、Ni2+及Cd2+的吸附特性

以壳聚糖和人造沸石为原料,采用滴加成球法制备了一种新型重金属吸附剂——壳聚糖交联沸石小球,通过吸附实验考察了pH值、时间及重金属离子浓度对吸附Cu2+、Ni2+、Cd2+的影响.结果表明,制得的壳聚糖交联沸石小球的平均粒径为3.2 mm,密度为1.08 g·cm-3,含水率为80％.在pH=5、温度25℃条件下,壳聚糖...     

复合稳定剂对砷污染土壤的稳定研究

重金属污染土壤均含有多种元素,使用一种药剂对土壤进行稳定的效果不佳且处理费用较高.本研究采集富含砷(As)、镉(Cd)、锌(Zn)的重金属污染土壤,选用无机和有机稳定剂对土壤进行快速化学稳定化实验研究,利用酸浸提程序(TCLP法)评价土壤中重金属的浸出毒性,结果表明,含钙物质、含硫物质以及含铁物质对于降低金属流动性非常有效,6种试剂中稳定效率排序为:氧化钙>硫化钠>有机硫>壳聚糖>硫酸亚铁>二乙基二硫代氨基甲酸钠.根据不同试剂稳定重金属的靶向特性对两种类型稳定剂进行组合,对复合稳定剂的稳定效果进行评价,分析结果显示复配试剂的综合稳定效率更高:铁钙复配(3%硫酸亚铁+5%氧化钙)对土壤中3种金属的稳定率为81.7%、97.2%、68.2%,而有机硫氧化钙复配试剂(3%氧化钙+5%有机硫)对3种金属的稳定率达到76.6%、95.7%、93.8%.重金属形态测试的结果认为重金属从可交换态转变为还原态(无机类试剂)或氧化态(有机类试剂)是重金属稳定的主要原因,且形态转变程度决定了土壤的稳定程度.     

交联改性壳聚糖的制备及其对Ni2+的吸附性能

以壳聚糖为原料,甲醛为预交联剂,戊二醛为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了改性壳聚糖吸附剂.通过正交试验考察了交联反应条件对改性壳聚糖吸附Ni2+性能的影响,得出的最佳交联条件为:甲醛用量1 mL,反应温度70℃,戊二醛用量2 mL,反应时间2h.在最佳条件下制备的交联壳聚糖对Ni2+的吸附量达1.98 mmol/g.对吸附Ni2+后的交联壳聚糖分别用0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L氢氧化钠溶液进行脱附,结果表明用0.1 mol/L氢氧化钠溶液脱附效果较好.     

造纸黑液制备球形阳离子木质素吸附树脂

以造纸黑液中的碱木质素为原料,采用两步法制备球形阳离子木质素吸附树脂,并用扫描电镜和傅立叶变换红外光谱仪对其进行表征.第1步以造纸黑液中的碱木质素为原料,利用反相悬浮法制备球形木质素珠体,通过正交实验得出以占木质素质量1.5%的环氧氯丙烷为交联剂,吐温80为分散剂(含量为木质素质量的3%),煤油为分散相,O/W相比为3∶1,反应温度为90℃,搅拌速度为200r/min,反应时间1h为球形木质素珠体制备的最佳条件.第2步利用丙烯酰胺对球形木质素珠体接枝,得出以H₂O₂/Fe²⁺为引发剂,丙烯酰胺浓度为0.72mol/L,室温反应2h为接枝的适宜条件,在此条件下可得到离子交换容量为1.6405mmol/g的阳离子木质素吸附树脂.     

交联壳聚糖珠的制备及其对染料的脱色性能

通过自行配置壳聚糖珠制备仪元件,成功制备出5种不同粒径的壳聚糖珠(CTS-B)。在控制系统电压为5.6 k V的条件下,制备出一种平均粒径为420μm的最小壳聚糖珠CTS-B1,其平均比表面积达到1.31 m2/g。以5种制备的CTS-B为载体,通过戊二醛交联化,进一步制备出交联壳聚糖珠CCTS-B。在25℃、转速180 r/min和脱色30 min的反应条件下,所制备的粒径最小的CCTS-B1对染料酸性绿AG25的脱色率最高,达到82.3%;在相同条件下CCTS-B1对酸性红18、活性蓝198、活性蓝220和直接红243的最高脱色率分别达到82.2%、75.4%、79.2%和83.2%,均显著高于非交联CTS-B1的脱色率。     

一种硅钙稳定剂对水稻吸收重金属的抑制效应

采用盆栽试验研究一种硅钙稳定剂对污染农田土壤中重金属的稳定效果及水稻吸收土壤中重金属的抑制效应。结果表明:(1)添加硅钙稳定剂可提高土壤pH,降低土壤中重金属有效态百分比含量(有效态/总量),抑制水稻对重金属的吸收。其中水稻分蘖期铅有效态百分比降幅为9.06%~18.6%,铜有效态百分比降幅为24.4%~27.4%,锌有效态百分比降幅为1.81%~5.4%;水稻成熟期铅有效态百分比降幅为59.8%~62.6%,铜有效态百分比降幅为30.6%~50.1%,锌有效态百分比降幅为21.8%~22.7%。(2)从不同时期比较,成熟期土壤中铅、铜、锌有效态百分比明显高于分蘖期;从土壤中不同元素重金属有效态百分比比较,铜锌铅;从硅钙稳定剂对不同元素重金属稳定效果比较,铅锌铜。(3)添加适量的硅钙稳定剂能抑制水稻对重金属的吸收,促进水稻的生长。综合硅钙稳定剂对土壤中重金属稳定效果、水稻吸收重金属抑制效应及水稻生长效应,合适的添加量是硅钙稳定剂修复重金属污染农田土壤的关键因素。     

化工污泥基轻质填料的制备研究

以化工污泥焚烧灰渣和粘土为原料,添加自制无机重金属稳定剂S01,经烘干、预热、焙烧等工艺过程,制备了粒径为10~20mm的水处理用填料。通过单因素实验考察了S01添加量、烧结温度、化工污泥焚烧灰渣添加量、烧结时间等工艺条件对填料性能(堆积密度、吸水率)的影响,确定了填料的最佳制备条件:S01无机重金属稳定剂添加量4%,化工污泥焚烧灰渣添加量40%,烧结温度1 150℃,烧结时间10 min。在此条件下,填料的堆积密度为844.1 kg/m3,吸水率为9.27%,重金属浸出浓度远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中规定的浓度限值。采用扫描电镜观察了填料表面和内部孔隙特征,发现最佳制备条件下制得的填料表面粗糙多孔,内部具有发达的孔道结构。     

CNFM的制备及其协同电动技术修复土壤重金属的研究

首先采用静电纺丝工艺制备壳聚糖纳米纤维膜并优化了其制备条件,将制备的纳米纤维膜协同电动技术对土壤中的重金属（Cu、Cr）进行了修复.结果表明,纳米纤维膜制备的优化条件为：m（壳聚糖CS）/m（聚乙烯醇PVA）为20：80,乙酸质量浓度为20%,混合溶液质量分数为8%;所制备的纳米纤维膜平均直径为37.11nm,对金属的吸附平衡时间为4h.单一的电动修复来处理土壤中的重金属效率较低,Cu和Cr的去除效率仅为34.9%和11.7%;采用电动技术协同壳聚糖纳米纤维膜能显著提高重金属的去除效率,二者的去除效率分别达到了82%和91%.