麦羟硅钠石对水中Zn2+的吸附性能研究

以沉淀白炭黑、NaOH、Na2CO3和水为原料,制备了单一晶相麦羟硅钠石(magadiite),并用BET、X射线衍射、红外以及SEM对其进行表征,并考察了magadiite对Zn2+离子的吸附行为.结果表明:magadiite是一种比表面积为19.38m2/g的非孔型材料,在25℃、Zn2+初始浓度20mg/L、pH值为6、吸附平衡时间为60min时, magadiite的饱和吸附量为42.55mg/g. Magadiite对Zn2+的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程.结合BET、X射线衍射、红外、SEM分析推断magadiite对Zn2+的吸附是物理吸附和化学吸附共存,但以化学吸附为主.     

中国重要丛生竹硅储量研究

为了探明中国重要丛生竹的硅(Si)储量的大小及空间分布特征,在广东、福建、浙江、云南和四川等丛生竹的主产区选择了8 种重要丛生竹(青皮竹、粉单竹、麻竹、绿竹、黄竹、龙竹、缅甸竹和慈竹),通过测定不同丛生竹叶、枝、秆和现存凋落物中的硅含量和生物量,对我国重要丛生竹的硅储量进行了初步估算.结果表明:① 8 种丛生竹不同竹龄叶、枝、秆Si 含量大小依次表现为叶(12.47~62.71 g·kg^-1) >枝(7.66~29.26 g·kg^-1) >秆(1.12~11.77 g·kg^-1),且各器官中Si含量均低于凋落物(40.86 ~123.74 g·kg^-1);在不同竹种间,绿竹2、3 a 叶、枝Si 含量均显著高于其他竹种,粉单竹的1、2、3 a 秆中的Si 含量分别与1 a 麻竹、2 a 绿竹及3 a 缅甸竹存在显著差异;② 8 种丛生竹地上部分的总Si 储量为5 082.93 kg·hm^-2,其中,现存凋落物的贡献率可达51.18%,远大于叶、枝、秆.不同竹种Si 储量大小依次为:龙竹 >黄竹 >慈竹 >绿竹 >青皮竹 >缅甸竹 >粉单竹 >麻竹;③ 通过对竹种面积与地上部分总Si 储量计算可得,8 种重要丛生竹地上部分Si 总储量约为41.55×10⁴ t Si,目前全国丛生竹地上部分Si 总储量约为51.94×10⁴ t Si.论文对丛生竹生态系统硅储量的估算能为整个竹林系统以及亚热带森林生态系统硅储量的估测提供一定基础数据.     

优化多孔蜂窝状硅镁胶的制备及其对弱酸性红的吸附性能

为了研究开发经济、高吸附量、可再生的吸附剂,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料,通过溶胶-凝胶法制备出一系列优化蜂窝状硅镁胶,并分析制备硅镁胶的最佳焙烧条件,采用热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、比表面及孔隙度分析、电镜扫描(SEM)等手段对硅镁胶进行结构表征和性质测定,研究硅镁胶对印染废水中弱酸性红的吸附行为. 结果表明:经500 ℃焙烧4 h后镁硅配比〔n(Mg2+)∶n(SO2-₃)〕为3∶1的硅镁胶对弱酸性红具有最好的吸附效果,硅镁胶对弱酸性红的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二级动力学模型,在吸附温度为25 ℃、投加量为0.5 g/L、ρ(弱酸性红)初始值为200 mg/L时,硅镁胶对弱酸性红的饱和吸附量可达到199.51 mg/g,脱除率达到99.34%;经过5次再生之后对弱酸性红依然具有较高的吸附量,可达到192.12 mg/g,脱除率为95.60%. 研究显示,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料制备的优化多孔蜂窝状硅镁胶对弱酸性红具备良好的吸附性能,并且具有较好的再生能力,是一种廉价高效的吸附材料.      

生物反应器中投加含硅聚铁混凝剂的协同作用研究

比较了将含硅聚铁混凝剂分别投加到反应器和出水中两种工艺对COD和磷的去除效果.结果表明: 混凝剂投加量在40 mg/L以下时,前者出水中的磷低于后者,此时将混凝剂投加到反应器中具有生物协同作用,30 mg/L时协同作用最明显; 当混凝剂的投加量增加到50 mg/L时两种工艺出水中的磷没有明显差别,不再具有生物协同作用; 混凝剂投加量为10～50 mg/L时,两种工艺的出水COD差别不大,没有协同作用.将混凝剂直接投加到反应器中可省去混凝、沉淀所需的设备及构筑物,从而节约投资.因此为提高对TP和COD的去除效果,可直接将混凝剂投加到生物反应器中.     

磁性硅基介孔材料对水中微囊藻毒素的吸附研究

采用水热合成法可控合成了磁性Fe 3O 4@SiO 2和Fe 3O 4@SiO 2@Cu^2+球状核壳介孔材料,研究了模板剂的种类及去除方式对形貌的影响,并将材料用作固相萃取剂选择性吸附水中微囊藻毒素,结合高效液相色谱定量分析来研究其对MC-LR的吸附性能。实验表明,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)模板剂更有利于壳层的形成,3次乙醇振荡萃取的方式对于两种材料均可达到很好的模板剂去除效果,对MC-LR的吸附率分别达到85%和95%以上,而马弗炉煅烧方式则适用于Fe 3O 4@SiO 2@Cu^2+介孔材料的制备。太湖水样中MC-LR的去除实验表明,两种材料能够很好地应用于实际水样处理。     

掺硅碳羟基磷灰石的制备及其对Pb2+的吸附性能

以废弃蛋壳、硅酸钠为原料,采用水热法制备掺硅碳羟基磷灰石(Ca10(PO4)6-x-y(SiO4)x(CO3)y(OH)2-x-y,Si-CHAP),研究其对溶液中Pb2+子的吸附性能.采用BET比表面积、红外光谱、X光衍射、扫描电镜等分析手段对样品进行表征,实验考察了pH值、反应时间以及温度等对Si-CHAP吸附Pb2+的影响.结果表明,Si-CHAP是一种具有较大比表面积的介孔材料,其比表面积为323.25m2/g.Pb2+初始浓度为300mg/L并加入2g/L的吸附剂,室温下反应时间90min后,Si-CHAP对溶液中铅离子去除率和吸附容量分别为99.39%和149.09mg/g. Langmuir等温吸附方程能较好描述铅离子在Si-CHAP上的吸附平衡,准二级动力学方程式描述铅离子在Si-CHAP上吸附的最佳吸附动力学模型,热力学参数表明Si-CHAP吸附铅离子是自发、吸热和熵值增加过程.     

沸石及其改性材料硅炭素处理含铅废水

对沸石及其改性材料硅炭素(ANJ.SiC)处理含铅废水进行优化研究,结果表明,当废水中ρ(Pb)为10 mg/L,pH>4.62,吸附剂投加量为5 g/L,25 ℃处理30 min时,沸石及硅炭素对铅的去除率均可达到90%以上,且硅炭素的处理效果优于沸石.分别采用5种再生剂对饱和的沸石和硅炭素进行再生,NaOH再生效果最佳;经过5次再生,2种吸附剂的饱和容量呈现不同的衰减,硅炭素的再生效果较好,饱和容量从33.9 mg/L衰减到20.5 mg/L.通过扫描电镜(SEM)对沸石和硅炭素吸附前后的表面形貌进行观察发现,二者的除铅机理不尽相同,沸石主要是通过离子交换作用,使铅进入其结构内部;沸石经过改性,表面发生变化,硅炭素主要是通过材料表面与铅离子的反应达到除铅目的.      

LaCu_xZn_(1-x)Al_(11)O_(19-δ)六铝酸盐催化剂分解N_2O的催化性能

采用共沉淀法制备Cu和Zn取代的六铝酸盐(LaCuxZn1-xAl11O19-δ,0.2,0.4,O.5,0.6,0.8,1)催化剂,考察了催化剂对N2O的分解活性.结果表明,在1200℃焙烧4 h可以形成完整的六铝酸盐晶型,Cu和zn能够取代Al3+很好地促进六铝酸盐晶体结构的形成;LaCuxZn1-xAl11O19-δ催化剂对N2O分解有很好的催化活性,其中LaCu0.8Zn0 2Al11O19-δ活性最好.在LaCuxZn1-xAl11O19-δ六铝酸盐中,Cu为N2O催化分解的主要活性元素,Zn有助于提高催化剂的稳定性,但Zn在催化剂中的作用很小.     

珠江三角洲稻田土壤砷及其向水稻籽粒迁移特征

采集珠江三角洲区域水稻(Oryze sativa L.)植株的根系、秸秆、稻谷和对应的耕层土壤(0～15锄)样品,分析土壤和水稻植株中砷含量,初步研究土壤砷与土壤基本理化性质的关系及砷在土壤-水稻系统中的迁移规律.结果表明,土壤砷含量在1.83～18.14 mg·kg~(-1)之间,土壤砷与土壤有机质、砂粒含量呈显著负相关,与土壤粉粒含量呈显著正相关.糙米中的砷含量在0.21～0.43mg·kg~(-1)之间,均未超过国家食品卫生标准(0.7mg·kg~(-1)),砷在水稻植株中的分布规律为根>秸秆>颖壳>糙米.糙米砷含量与秸秆砷含量呈极显著正相关,与秸秆中P/As、Si/As摩尔比呈极显著负相关,因此,降低秸秆中As的积累、增加秸秆中P、Si的积累可降低水稻籽粒中的砷含量.     

沉积物中生物硅快速测定的优化方法

目前,沉积物中生物硅含量的测定方法面临耗时长、步骤繁琐、工作量大,及缺乏国际统一的标准样品的问题。本文采用碱式连续提取法分析了贵州喀斯特地区水库表层沉积物的生物硅含量,并采用硅铝截距法证实了Demaster斜率截距法的准确性。结果表明,01、05、1 mol/L Na_2CO_3溶液提取分析得到的生物硅含量是一致的,其中01 mol/L的Na_2CO_3更适合喀斯特地区水库沉积物生物硅的提取和含量测定。同时,本研究还比较了多点法和单点法的优缺点,并指出在提取时间为15～30 min以内时,采用单点法分析生物硅含量比传统的5 h提取测定生物硅含量更加精确,同时也大大节省了分析时间。