HDTMA改性蒙脱土对土壤Cr(Ⅵ)的吸附稳定化研究

以钠基蒙脱土为原料,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)为改性剂,制备了系列有机蒙脱土改性材料,并将其用于Cr(Ⅵ)污染土壤的稳定化处理研究.红外光谱、X射线粉末衍射、扫描电镜、氮气吸附脱附、阳离子交换量以及电动电位等表征结果表明,随着HDTMA投加量的增加,蒙脱土层间距从1.25 nm增加到2.13 nm,表面粗糙度下降,比表面积从38.91m~2·g~(-1)降低到0.42 m~2·g~(-1),可交换的阳离子数量从62 cmol·kg~(-1)降低到9.9 cmol·kg~(-1),且表面电性由-29.1 m V升高到5.59m V.毒性浸出实验结果表明,材料的有效性与土壤初始Cr(Ⅵ)浓度、蒙脱土的投加量、养护时间以及HDTMA的改性量均有关.随着HDTMA改性量的增加,有机改性蒙脱土对Cr(Ⅵ)的物理吸附作用下降而对污染物的静电作用增强,静电吸附作用是改性蒙脱土对土壤Cr(Ⅵ)的稳定化效果增强的主要原因.     

改性蒙脱土对稻田土壤甲基汞的阻控修复

采用3-巯丙基三甲氧基硅烷和壳聚糖对蒙脱土进行改性,利用XRD技术对改性蒙脱土进行表征,并通过室内模拟试验,探讨在不同的水分条件下,巯基蒙脱土和壳聚糖蒙脱土对甲基汞污染土壤的阻控修复效果.XRD分析结果显示,巯基和壳聚糖都成功负载于蒙脱土上.模拟试验结果表明,在甲基汞污染土壤中添加修复材料后,对土壤甲基汞均产生了较好的阻控修复效果.对比空白对照,在淹水条件下,土壤中甲基汞含量分别降低了82. 10%(巯基蒙脱土)和45. 20%(壳聚糖蒙脱土);在干湿交替条件下,土壤中甲基汞含量分别降低了66. 70%(巯基蒙脱土)和49. 79%(壳聚糖蒙脱土);在干旱条件下,土壤中甲基汞含量降低了44. 66%(巯基蒙脱土),添加壳聚糖蒙脱土4周后,土壤甲基汞含量降低了54. 37%.相比单加改性蒙脱土,联合添加改性蒙脱土和石灰处理后其修复效果没有明显提升.     

固体超强酸催化合成PESA及其阻垢性能研究

以马来酸酐为原料、首次应用固体超强酸SO_4~(2-)/M_xO_y为催化剂"一锅法"催化合成聚环氧琥珀酸(PESA)。采用FTIR、GPC对产物结构和分子量进行了表征,利用SEM、XRD考察了产物对Ca CO_3沉渣形貌和物相,并探讨了其阻垢机理。结果表明:8种固体超强酸SO_4~(2-)/M_xO_y中SO_4~(2-)/Ti O_2-Si O_2催化活性最好,阻垢效率高达98.87%;FTIR分析证实了产物分子结构具有羟基、羧基、C-O-C基团,聚合物为PESA;GPC分析该PESA的数均和重均相对分子量分别为1 471和1 609;SEM和XRD分析表明该PESA能有效地损伤和变形Ca CO_3沉渣的晶体习性和结构,表现了明显的晶格畸变能力。     

不同金属改性的蒙脱土对普萘洛尔的吸附

采用浸渍法将蒙脱土用5种金属阳离子饱和,分别得到铁基蒙脱土、铜基蒙脱土、钾基蒙脱土、钠基蒙脱土和钙基蒙脱土,研究普萘洛尔在这5种金属阳离子饱和的蒙脱土上的吸附行为,探明主要影响因素,并推测可能的吸附机制。结果表明:5种金属阳离子饱和的蒙脱土对普萘洛尔均具有较高的吸附能力,且吸附能力顺序为铁基蒙脱土>铜基蒙脱土>钾基蒙脱土>钠基蒙脱土>钙基蒙脱土。pH为3~9时吸附量增加,是由于溶液中H+与普萘洛尔在金属阳离子饱和蒙脱土上吸附位点竞争力减弱;pH为9~11时吸附量减少,是由于普萘洛尔主要以分子状态存在,静电引力下降。K+、Na+和Ca2+的存在会抑制普萘洛尔的吸附。腐植酸加入会促进普萘洛尔的吸附,但促进作用随腐植酸浓度升高而减弱,甚至出现抑制作用。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程能较好地描述普萘洛尔的吸附过程。研究结果有望为全面掌握普萘洛尔在土壤环境中的迁移转化规律提供的理论依据。     

HDTMA改性蒙脱土的稳定性

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)改性天然蒙脱土,观察其在不同环境条件下的稳定性.试验结果表明:随着阳离子交换量(CEC)的增加改性蒙脱土在蒸馏水中的稳定性逐渐降低,1.0CEC改性蒙脱土中HDTMA发生解吸.改性蒙脱土在水体中的稳定性随着振荡强度的加强而降低.从室温到70℃对改性蒙脱土的稳定性几乎无影响.超声波处理使改性蒙脱土的稳定性有所降低.NaCl能提高水体中改性蒙脱土的稳定性,而CaCl₂却使其稳定性有所下降.同酸性条件相比,在碱性条件下改性蒙脱土的稳定性更好.因此,废水的温度、pH和无机盐对低改性蒙脱土稳定性的影响都比较小,这为改性蒙脱土处理废水和它的再生提供了可能.同时在较低振荡强度下,改性蒙脱土也许还能成为废水生物处理的载体.     

不同硒化修复剂对稻田汞污染修复效果研究

以亚硒酸钠、蒙脱土等作为材料,对蒙脱土进行硒化改性,将硒负载在经过改性的蒙脱土上制备出汞的钝化剂以降低汞和甲基汞（MeHg）在稻米中的富集.将硒化修复剂与污染土壤混合进行浸泡土试验和盆栽试验,分析土壤和稻米中THg和MeHg,探讨不同硒化修复剂对污染土壤中汞的阻控修复效果,并筛选出最佳修复剂.结果表明,4种修复剂均对污染土壤中汞有明显的钝化阻控作用,可显著降低土壤中可交换态汞和甲基汞,降低稻米中THg和MeHg含量.蒙脱土通过不同方式硒化改性后,使蒙脱土结构性能优化,吸附容量增加,并能使硒稳固在蒙脱土上,达到更好的钝化修复效果.硒化壳聚糖改性蒙脱土、亚硒酸钠改性蒙脱土、硒化纤维素改性蒙脱土、硒粉改性蒙脱土4种修复剂稻米THg的降低率依次为81.86%、79.74%、65.69%、61.78%,MeHg降低率依次为89.62%、83.91%、72.93%、63.01%.相比较而言,亚硒酸钠改性蒙脱土修复效果稍低于硒化壳聚糖改性蒙脱土,但其改性方法简单,成本低,更有利于修复剂的推广应用.     

蒙脱土/聚丙烯酰胺杂化絮凝剂制备及絮凝性能研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与钠基蒙脱土(Na-MMT)的阳离子交换反应制得有机化蒙脱土(O-MMT),通过硝酸铈铵引发丙烯酰胺单体在有机化蒙脱土片层间原位插层聚合制得蒙脱土/聚丙烯酰胺(MMT/PAM)杂化物. 同时,研究了引发剂用量、聚合反应时间和蒙脱土含量对杂化物特性粘数的影响,并用XRD、FTIR、TEM对Na-MMT、O-MMT和MMT/PAM杂化物进行结构表征. 最后实验对比了MMT/PAM杂化物与PAM对三氧化二铬悬浮液的絮凝效果. XRD、TEM结果显示,纳米尺寸大小的蒙脱土均匀地分散在PAM基体中. 絮凝实验结果显示,添加质量分数0.5％~5.0％MMT的MMT/PAM杂化物的絮凝效果优于纯PAM.     

低分子量腐殖酸改性蒙脱土对黄曲霉素的吸附作用

采用振荡平衡法研究了相对分子质量<3 500的低分子量腐殖酸改性蒙脱土对黄曲霉素(AFB1)的吸附作用及机制.吸附动力学实验结果表明,0～24 h内,蒙脱土原土快速吸附AFB1,在2 h处吸附量即至最大值,而后吸附量持续降低,12 h后趋于稳定、吸附量为1.01μg.g-1;0～24 h内,改性蒙脱土对AFB1的吸附量则持续增加,12 h时吸附量达最大值(1.60μg.g-1),其后吸附达平衡.用腐殖酸改性后,蒙脱土对AFB1的等温吸附曲线由Langmuir型转变为Freundlich型,平衡浓度较高条件下,AFB1在改性蒙脱土上的吸附量明显高于蒙脱土原土.蒙脱土改性后晶层坍塌,出现不规则和絮状松散结构,与其表面聚集的腐殖酸形成较为稳定的"矿物-腐殖酸"复合体,增强了其对疏水性AFB1的吸附能力.随溶液pH值的增大,原土和改性蒙脱土对AFB1的吸附量均增大,但AFB1在改性蒙脱土上吸附量的增加幅度较大,这可能主要与溶液碱性的提高促进了AFB1与蒙脱土矿物的氢键及电性结合有关.研究结果可为进一步阐明AFB1在土壤中的界面过程和环境归趋提供依据.     

溶液插层法制备CS/MMT复合保鲜膜及其性能表征

以壳聚糖和蒙脱土为主要原料,通过溶液插层法制备了壳聚糖/蒙脱土(CS/MMT)复合保鲜膜,并分析了蒙脱土质量分数对复合膜性能的影响。结果显示,当蒙脱土质量分数为5.0%时,复合膜的拉伸强度、断裂伸长率、溶胀度、水溶性和水蒸气透过率系数等均有较大改善;热重分析显示,相较于纯壳聚糖膜,复合膜的热稳定性有了明显提高。     

一株芽孢杆菌还原Cr(Ⅵ)的特性研究

从青海某化工厂水溶态C(rⅥ)含量为248.17 mg/kg的表层土壤中,利用平板划线法,分离纯化出一株菌株。形态学观察该菌株为杆状的革兰氏阳性菌,16S rDNA序列分析结果显示,为芽孢杆菌属。生长条件实验表明,该菌株能在pH值为7⁹,温度309,温度30⁵0℃条件下生长,是一株较为罕见的耐高温菌株。静态批实验表明,C(rⅥ)对该菌的生长有抑制作用,且抑制作用随着C(rⅥ)浓度的升高而增强;该菌株在48、72、168 h内,可将C(rⅥ)浓度为25、50、100 mg/L的溶液中99%以上的C(rⅥ)还原;还原过程呈现延滞期、对数期和稳定期3个阶段;在稳定期,培养基pH值上升速率随C(rⅥ)浓度的增大而降低,可能是由于细胞浓度不同、还原产物C(rⅢ)的水解作用导致。     

铝钛柱撑系列改性膨润土处理含铬废水的应用研究

以钠基膨润土为原料,制备了铝钛无机柱撑、铝钛有机柱撑系列改性膨润土,比较了膨润土原土及铝钛无机有机柱撑改性膨润土处理含铬废水的性能,探讨了改性膨润土用量、pH值、搅拌时间等因素对膨润土吸附Cr(Ⅵ)实验的影响。结果表明:有机柱撑改性膨润土、无机柱撑改性膨润土对废水的处理效果明显好于原土;膨润土用量、废水的pH对Cr(Ⅵ)的吸附效率影响很大;在无机柱撑改性中,当pH为4,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到66 5%;在有机柱撑改性中,当pH为5,投加量为6g L,搅拌时间为30min,Cr(Ⅵ)质量浓度为30mg L时,Cr(Ⅵ)去除率达到94 6%;铝钛无机、有机柱撑改性膨润土对铬离子水样处理的吸附等温线均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Langmuir常数分别为9 823,8 790mg g和4 5167,4 327。      

Study on polyepoxysuccinic acid reverse osmosis scale inhibitor

The effectiveness and applicability of polyepoxysuccinic acid (PESA) as a reverse osmosis (RO) scale inhibitor were studied using static and dynamic methods. In the static study, PESA performed very well in the treatment of water samples with various types of scale that commonly exist in RO water (i.e., CaCO₃, CaSO₄, BaSO₄, SrSO₄), showing an average scale inhibition ratio of above 90% at a dosage of 10 mg/L. SEM analysis showed a disordered CaCO₃ crystal in the presence of PESA, suggesting the scale-inhibiting mechanism. In the dynamic experiment, PESA also showed great performance in the treatment of 10 samples of synthetic tap water or sea water with different ion composition (i.e., Ca²⁺, HCO₃^?, Fe³⁺, Al³⁺). After one cycle (7 d) of RO treatment of each sample at full recycle operation mode under a constant pressure of 1×10⁶ Pa, the differences in water permeability and desalination ratio among samples are within 5%, suggesting that PESA is capable of treating waters of different quality, and has a strong resistance to ions that are harmful to scale inhibiting (i.e., Fe³⁺ and Al³⁺). All these results suggest that PESA should be an effective scale inhibitor that is applicable to RO treatment of waters with a wide range of ion compositions.     

CrⅥ adsorption on four typical soil colloids: equilibrium and kinetics

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＣｈｒｏｍｉｕｍ ,ｗｈｉｃｈｉｓｔｏｘｉｃｔｏｍａｎａｎｄｏｔｈｅｒｌｉｖｉｎｇｏｒｇａｎｉｓｍｓ,ｐｒｅｓｅｎｔｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｌｙｓｅｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｔｈｒｏｕｇｈｏｕｔｔｈｅｗｏｒｌｄ .ＣｈｒｏｍｉｕｍｍａｉｎｌｙｅｘｉｓｔｓｉｎｔｗｏｆｏｒｍｓａｓＣｒⅢ ａｎｄＣｒⅥ .ＣｒⅢｉｓｏｆｌｅｓｓｐｏｉｓｏｎｏｕｓｎｅｓｓ,ｂｕｔＣｒⅥ ｅｘｈｉｂｉｔｓａｓｔｒｏｎｇｔｏｘｉｃｉｔｙ .ＷｈｅｎＣｒⅥｉｓｄｉｓｃｈａｒｇｅｄｉｎｔｏｗａ…     

CrⅥ adsorption on four typical soil colloids: equilibrium and kinetics

It is observed that the adsorption of chromium are greater on kaolinite minerals, red soil (R) and laterite (L) colloids than that on montmorillonite, indicotic black (IB) and yellow brown (YB) soil colloids. The adsorption process of CrⅥ on these media can be further described by Langmuir or Freundlich equation quite well. The adsorption reaction of CrⅥ is fast, and the adsorption equilibrium can be reached within the first two hours in moderate temperature. The adsorption quantity of CrⅥ to kaolinite mineral increased with the increasing pH in the range of 2.0 to 7.0, then decreased at higher pH. But it showed some consistence among the four soil colloids. The lower the pH, the stronger the adsorption. The possible mechanisms are further discussed here. Meanwhile the influence of temperature on CrⅥ adsorption on different soil colloid and clay minerals are also investigated.     

络合剂对铬污染土壤电动修复作用的影响

用电动方法对铬污染砂土的修复进行了实验室研究。结果表明,EDTA和柠檬酸的加入明显改变了电动过程中电流的大小和铬在砂土中的分配,柠檬酸因与C(rⅥ)发生明显的竞争吸附或与土壤中的C(rⅢ)发生较强的络合作用而增加土壤总铬的迁移率,迁移到阳极附近的铬占砂土中铬含量的78.4%,电动处理以后土壤中剩余的六价铬浓度均显著减少,尤其是加入络合剂后的迁移率比不加入约提高40%,充分表明电动处理时加入络合剂可明显增加对砂土中六价铬的迁移。     

铬污染建筑废物清洗剂的筛选

以原海北化工厂的铬污染建筑废物为研究对象,用微波消解、碱消解-共沉淀和改良BCR顺序提取法,研究了不同粒径样品总Cr和Cr(Ⅵ)以及各形态Cr的含量,探讨了6种清洗剂对样品总Cr和Cr(Ⅵ)的清洗效果,最终筛选出合适的清洗剂. 结果表明:粒径对样品总Cr和Cr(Ⅵ)以及各形态Cr含量的影响不显著,对样品总Cr和Cr(Ⅵ)的解吸无影响. 水洗1次后,总Cr和Cr(Ⅵ)的去除率分别为75.24%和77.59%;用6种清洗剂第2次清洗后,柠檬酸、高浓度盐酸和高浓度醋酸对总Cr和Cr(Ⅵ)的去除率最高,均达到94%以上,说明这3种酸可将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ),从而去除Cr(Ⅵ). 从经济环保角度考虑,宜选择柠檬酸作为二次清洗剂.      

活性氧化铝对六价铬的吸附研究

为了应对水体中六价铬的污染问题,文章研究了活性氧化铝(AA)对六价铬的吸附效果。实验考察了吸附过程中的影响因素pH、六价铬初始浓度、投加量和吸附时间对吸附效果的影响。研究结果表明:活性氧化铝对六价铬的吸附效果受pH的影响较大,六价铬的去除率随着pH值的升高先升高然后降低,最佳pH为3,去除率为84.04%。六价铬的去除率随着活性氧化铝的投加量和吸附时间的增加逐渐升高然后趋于稳定,最佳的投加量和吸附时间分别为10 g/L和90 min,去除率分别为87.34%和84.04%。随着初始浓度的不断上升,六价铬的去除率逐渐下降。在原水条件下的吸附速度和吸附容量都比在纯水条件下低。平衡吸附数据符合Freundlich和Langmuir吸附等温线模型。活性氧化铝对六价铬吸附效果非常好,可以作为去除水中六价铬的吸附剂。     

L-抗坏血酸还原降解六价铬的影响因素

对L-抗坏血酸(维生素C,VC)还原降解六价铬(Cr(Ⅵ))的影响因素进行了试验研究. 当ρ(VC)∶ρ(Cr(Ⅵ))为5∶1时,ρ(Cr(Ⅵ))降至检测限以下. 低温条件下仍能取得较高的Cr(Ⅵ)去除率,当反应体系温度维持在35 ℃时,Cr(Ⅵ)的去除率达到95.5%. 在饱和溶解氧条件下,Cr(Ⅵ)的去除率仍能达到85.5%. 氧化还原体系中VC和零价铁同时作为电子供体,存在竞争关系. VC还原降解Cr(Ⅵ)的产物为三价铬(Cr(Ⅲ))和脱氢抗坏血酸,反应化学计量比(n(VC)∶n(Cr(Ⅵ)))为3∶2.      

难溶态Cr (Ⅵ)对重度铬污染土壤淋洗还原修复效果的影响

通过对某铬渣堆场的重度铬污染土壤进行解吸动力学和难溶态Cr (Ⅵ)还原实验,揭示限制重度铬污染土壤有效修复的关键因素。结果表明:室温下,采用柠檬酸淋洗可显著降低土壤中难溶态Cr (Ⅵ)浓度,将淋洗温度提高至90℃,可进一步显著降低难溶态Cr (Ⅵ)浓度。淋洗后土样中难溶态Cr (Ⅵ)浓度越低,其还原效果越好。供试土样经柠檬酸高温淋洗+FeSO₄高温还原工艺修复后,Cr (Ⅵ)浓度从(1813.2±59.8) mg/kg降至(99.1±8.8) mg/kg。此外,淋洗实验中柠檬酸对难溶态Cr (Ⅵ)的还原可忽略不计;土样中残留的柠檬酸对土壤Cr (Ⅵ)的检测结果无显著影响。研究证明了难溶态Cr (Ⅵ)的还原效果是重度铬污染土壤修复的关键限制因素,结果可为铬污染土壤修复工艺研发提供参考。     

湿法解毒还原工艺对铬渣中Cr(Ⅵ)的治理特性

以治理铬渣中的Cr(Ⅵ)污染为目的,提出了硫酸浸出-硫酸亚铁还原的铬渣湿法解毒工艺,在对铬渣处理前后的表面形貌进行表征的基础上,探究了不同处理条件下铬渣中Cr(Ⅵ)的处理效果及其修复机理。结果表明:铬渣湿法球磨时间为20 min时,铬渣颗粒98.68%过200目筛,水溶性Cr(Ⅵ)的浸出率可达40.96%;铬渣硫酸添加量为60%,液固比为4∶1,酸溶时间为2.5 h时,Cr(Ⅵ)浸出趋于饱和,此时浸出终点pH为5.8,水溶性和酸溶性Cr(Ⅵ)总浸出率为95.38%;硫酸亚铁添加量为40%时,铬渣中Cr(Ⅵ)含量下降为1.38 mg/kg。铬渣中Cr(Ⅵ)的去除主要与硫酸对含Cr(Ⅵ)矿物的溶解、SO₄2-和CrO₄2-的离子交换以及Fe(Ⅱ)对溶液中Cr(Ⅵ)的还原作用有关。