水钠锰矿光电催化降解亚甲基蓝及其机理研究

水钠锰矿在自然界分布广泛、容易制备、光谱响应宽,受到越来越多的关注并被应用于环境治理领域。该研究通过电沉积法高效快速制备了水钠锰矿电极,研究其在可见光下对亚甲基蓝的光催化降解效果,通过添加空穴(h+)捕获剂甲酸和羟基自由基(·OH)捕获剂异丙醇分析光催化降解机理。结果表明,通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱证实合成物质为水钠锰矿,并且无其他矿物结晶相。紫外可见漫反射吸收谱显示水钠锰矿电极可吸收300～700 nm的光。通过Tauc方程计算得水钠锰矿电极直接带隙为2.8 V,间接带隙为2.4 V。在1.0 V恒定电压下,黑暗中反应3.5 h后亚甲基蓝的吸附率为11.0%,而光照下亚甲基蓝的降解率为67.0%,并且12h后降解率可达98.5%。光照下亚甲基蓝的降解率显著提高,印证了水钠锰矿具有良好的表面光催化性质。分别向反应体系中添加0.7%的甲酸和1.0 mmol/L的异丙醇后,亚甲基蓝的降解率降低到47.7%和34.6%;经动力学计算得出甲酸对h+的淬灭率为35.944%,异丙醇对·OH的淬灭率为56.760%。通过加入捕获剂发现水钠锰矿主要通过光生h+和·OH对亚甲基蓝进行氧化降解作用,其中·OH的氧化作用强于h+。     

水铁矿及其腐殖酸复合体对Sb(Ⅴ)的吸附行为研究

在实验室条件下制备了水铁矿和水铁矿与腐殖酸复合物,通过X射线衍射、傅里叶红外光谱、Zeta电位及比表面积的测定对其基本性质进行了表征,并采用静态批处理吸附试验研究了水铁矿及其腐殖酸复合物对Sb（V）的吸附行为特征,探讨了吸附时间、初始pH值、初始浓度、不同干扰离子（PO₄^3-、CO₃^2-、NO₃^-和Cl^-）对水铁矿及其复合物吸附Sb（V）的影响.结果表明：腐殖酸与水铁矿结合后未改变水铁矿的晶型结构,但降低了水铁矿的零电点与比表面积.水铁矿及其复合物对Sb（V）的吸附过程符合Langmuir和伪二级动力学模型,腐殖酸的加入抑制了水铁矿对Sb（V）的吸附.随着pH的上升,水铁矿与复合物的去质子化能力增强,对Sb（V）的吸附量减小;溶液中共存离子PO₄^3-、CO₃^2-对水铁矿及其腐殖酸复合物吸附Sb（V）有较强的抑制作用.     

嗜冷型产碳酸酐酶菌对碳酸钙沉积的影响

为探究四川黄龙钙华地貌高寒水体中低温微生物对碳酸钙沉积的影响,该试验自黄龙钙华水体中分离到2株具有高产碳酸酐酶(CA)活力的嗜冷型菌株,在不同的初始p H值和不同的低温沉积温度下,通过测定沉积体系pH值和电导率的变化来研究菌株对碳酸钙沉积过程的影响,并用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对生成的碳酸钙晶体进行晶型晶貌分析。结果表明:供试菌株在不同条件下都能促进碳酸钙沉积,形成的晶体均为方解石型,但其形貌却不尽相同。尤其在初始p H值8.0,10℃低温下对碳酸钙沉积的影响最为显著。研究结果表明供试嗜冷型碳酸酐酶产生菌株能在一定程度上调控碳酸钙的沉积速率与晶体形貌结构,其结果可为探究低温下黄龙钙华的生物沉积机制提供一定的理论基础。     

喷吹压力和脉冲宽度对脉冲喷吹滤筒除尘器清灰效果的影响

无粉尘条件下,利用压力传感器测定脉冲喷吹实验台上滤筒侧壁各测点的正压力峰值及到达该峰值的时间.结果表明,喷吹压力对正压力峰值及到达该峰值的时间这两个指标的影响较大,提高喷吹压力能够很好地改善脉冲喷吹滤筒除尘器的清灰性能,但脉冲宽度的增加对这两个指标的影响不明显.有粉尘条件下,对使用中的脉冲滤筒除尘器滤筒内外压差的测定发现,提高喷吹压力能明显增加喷吹前和喷吹瞬间滤筒内外压差的差值变化,从而有助于提高除尘器的清灰性能; 而脉冲宽度对滤筒内外压差的影响不明显.本文通过对除尘器喷吹压力和脉冲宽度的研究,为其清灰性能的提高提供了指导.     

氧化亚铁硫杆菌浸提废旧线路板铜的浸出率与时间的关系

探讨氧化亚铁硫杆菌SW-02(Thiobacillus ferrooxidans SW-02)浸提废旧印刷线路板Cu的适宜浸出时间,对Cu的浸出率与时间的关系进行了研究。通过摇瓶培养的方式,在30℃,摇床转速为170 r/min条件下进行浸出实验,按不同时间间隔取样测定溶液Cu2+浓度,pH值与氧化还原电位。分析发现,线路板加入量在30 g/L及以上时,浸出40 h后浸出反应停止,而线路板加入量在15 g/L时,浸出40 h后Cu的浸出率达到70%,继续浸出,浸出率不再显著增加。研究结果表明,铜的适宜浸出时间为40 h。     

废旧线路板富集体中金属与非金属的分离研究

在中国,废旧印刷线路板(WPCBs)的资源化处理一般为破碎后多级物理分选,所得金属富集体中Cu含量约60%,仍含有大量的非金属,需进一步分离。将矿浆电解法应用于此富集体,研究了Cu SO_4·5H_2O、NaCl、H_2SO_4、WPCBs富集体添加量、电流密度和电解时间对WPCBs富集体所含金属与非金属分离率的影响。结果表明:H_2SO_4、NaCl和电解时间对金属与非金属的分离率有促进作用;金属分离率随着电流密度和Cu SO_4·5 H_2O的增加先升高后降低,随着WPCBs添加量的增加而不断降低。当Cu SO_4·5H_2O、H_2SO_4、NaCl分别为30、130、60 g/L时,加入6 g WPCBs金属富集体,80 mA/cm~2下电解4 h,金属的分离率可达95.56%;此条件下所得金属粉末中Cu含量高达97.20%,其次是Fe 1.24%,最后为Al 0.59%、Pb 0.40%、Zn 0.29%、Sn 0.16%。     

煤气化炉渣浮选精炭在染色废水中的应用

北方某地煤气化炉渣炭含量为21.7%。以2号油为起泡剂,煤油作为捕收剂,通过"一粗一精"的浮选流程,获得了产率为16.12%、含炭量达88.92%、回收率为66.05%、发热量为6 569.2 cal/g的精炭,该精炭具有较大的比表面积和孔隙率。甲基橙模拟染色废水吸附处理实验结果表明:吸附剂添加量为2‰、模拟废水初始浓度为60 mg/L、处理时间为60 min的条件下,该精炭对废水中甲基橙的去除率为97.90%(此条件下商品活性炭的去除率为100%);甲基橙的吸附过程更加符合准二级动力学方程,相关性达到99.95%;采用Langmuir等温吸附模型对精炭的吸附效果拟合较好;在相同的处理条件下,要达到相同的处理效果,精炭的添加量为商品活性炭的1.28倍即可。因此,作为染色废水处理剂,与商品活性炭相比,该精炭材料来源广、成本低,有很好的开发利用前景。     

模拟降雨下磷石膏堆场地表径流的磷污染研究

明确磷化工企业不同形态磷元素随地表径流的迁移特征,对防控磷污染物的环境过程具有重要意义。文章通过人工模拟降雨试验,研究了不同降雨强度下(16.8、46.8、96 mm/h)磷石膏堆场中不同形态磷元素随地表径流的迁移特征。结果表明:径流中不同形态磷(TP、TDP、TPP和PO43-)含量随时间的变化具有一定规律性,即在雨水径流形成初期,各含磷污染物浓度下降迅速,并随着降雨时间延长其浓度下降速度变小,直到降雨后期(30 min以后)污染物浓度逐渐趋于平衡。其中,TPP含量的动态变化情况与TP具有高度的一致性,相关系数r为0.9。3次降雨事件均存在冲刷效应,其强弱受降雨强度、降雨量等降雨参数的影响,其中降雨事件2(降雨强度46.8 mm/h)的冲刷效应最强。     

As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在骨炭中迁移行为的对流扩散模型研究

采用一维对流扩散模型对比分析了As(III)和As(V)在骨炭中的迁移行为,并开展解吸试验。结果表明,1)Langmuir等温吸附模型能够很好地描述批试验吸附数据,As(III)和As(V)的最大吸附量(qmax)分别为0.827 mg/g和0.337 mg/g。2)骨炭对As(III)和As(V)的滞留能力随循环次数增加而降低,用对流扩散模型拟合试验数据获得的滞留因子表明As(V)的滞留能力是As(III)的1.38~2.20倍。3)共存阳离子在骨炭表面能够形成包覆层,从而增强了骨炭对As(III)和As(V)的滞留能力,其中Mn2+强于Al3+;共存阴离子会降低As(III)和As(V)的滞留能力,其SiO2-3和PO3-4分别对As(III)和As(V)影响最强。4)0.1 mol/L的NaOH解吸能力要强于蒸馏水,As(V)的解吸程度高于As(III),3次累计解吸平均值分别为0.59和0.41。     

天水大气降尘矿物与水作用产生羟基自由基研究

利用高效液相色谱法测定了甘肃天水市麦积镇降尘与水作用产生羟基自由基(·OH)的能力,并根据降尘中主要矿物的百分含量对降尘与水作用产生·OH进行理论和混合模拟.结果表明,天水降尘中的主要矿物组成为石英,方解石,钠长石,白云母.降尘及组成矿物成分与模拟降尘与水作用产生·OH能力大小顺序为:方解石(1.30×10^-10 mol)>理论模拟降尘(5.47×10^-11 mol)>降尘(5.34×10^-11 mol)>石英(2.90×10^-11 mol)>白云母(1.90×10^-11 mol)>钠长石(1.09×10^-11 mol)>混合模拟降尘(7.16×10^-12 mol).降尘中的矿物成分是降尘与水作用产生·OH的主要贡献者.降尘中矿物的组成和在水溶液中金属离子与有机物的溶出,降尘与水作用时的接触表面积,矿物组分之间水溶液中的相互作用,可能是导致降尘,混合模拟降尘,理论模拟降尘三者与水作用产生·OH量有所差异的原因.