锰氧化物改性硅藻土对苯胺的去除动力学与机制

硅藻土经焙烧并用高锰酸钾和盐酸改性处理,制备出一种新型的改性硅藻土(Mn-D).考察了Mn-D制备过程中焙烧温度和改性比例(ρ)对其去除苯胺性能的影响,探讨了Mn-D对苯胺的去除动力学行为和去除机制.结果表明,当焙烧温度为450℃、ρ为1.6和负载δ-Mn O2量为0.82 g·g-1时,Mn-D对苯胺有最佳去除效率且伴有Mn2+的释放,10 min内可达饱和吸附量的80%.在酸性条件下,准二级方程能够较准确地描述Mn-D对苯胺的去除动力学行为,且其过程主要由颗粒内扩散过程控制;Freundlich方程能较好地拟合苯胺在Mn-D上的等温吸附过程;通过气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行检测分析,发现偶氮苯为主要中间产物,并提出了苯胺的可能去除途径.     

Mechanisms and chemistry of dye adsorption on manganese oxides-modified diatomite

The investigations into structural changes which occur during adsorbent modification and the adsorption mechanisms are essential for an effective design of adsorption systems. Manganese oxides were impregnated onto diatomite to form the type known as δ-birnessite. Initial investigations established the effectiveness of manganese oxides-modified diatomite (MOMD) to remove basic and reactive dyes from aqueous solution. The adsorption capacity of MOMD for methylene blue (MB), hydrolysed reactive black (RB) and hydrolysed reactive yellow (RY) was 320, 419, and 204 mg/g, respectively. Various analytical techniques were used to characterise the structure and the mechanisms of the dye adsorption process onto MOMD such as Fourier transform infrared (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and atomic absorption spectrometry (A.A.). A small shift to higher values of the d-spacing of dye/MOMD was observed indicating that a small amount of the dye molecules were intercalated in the MOMD structure and other molecules were adsorbed on the external surface of MOMD. Two mechanisms of dye adsorption onto MOMD were proposed; intercalation of the dye in the octahedral layers and adsorption of the dye on the MOMD external surface. Moreover, the results demonstrated that the MOMD structure was changed upon insertion of MB and RY with an obvious decrease in the intensity of the second main peak of the MOMD X-ray pattern.     

焙烧改性硅藻土处理垃圾渗滤液

硅藻土具有空隙率高、比表面积大、比重小、吸附性强等优良特性,使之在污水处理领域的应用越来越广泛。本研究对硅藻土进行焙烧改性,并用来处理垃圾渗滤液。实验得出硅藻土经过焙烧改性后,对垃圾渗滤液的处理效果有所提高,其最佳焙烧温度为400℃,最佳投加量为2 g,最佳pH值为5.5,最佳搅拌时间为30min,对COD去除率为16.9%,但去除效果仍有待于提高,建议结合多种改性方式以进一步提高硅藻土的水处理能力。     

磁性硅藻土负载纳米过氧化钙对水中磷酸盐吸附

本研究以磁性硅藻土为载体,负载纳米过氧化钙(CaO_2),制备了一种可高效吸附磷酸盐且可回收的复合材料(MDCP),并利用SEM、EDX-mapping、XRD、XDS和VSM等技术对MDCP的微观形貌、内部结构、晶体组成以及元素组成进行了表征.结果表明,MDCP表面成功负载了CaO_2,并具有良好的磁性. MDCP对水中磷酸盐的吸附数据符合Langmuir等温吸附模型,根据Langmuir模型确定当T=20℃时MDCP对水中磷酸盐的最大单位吸附容量为191. 84 mg·g~(-1).吸附等温线与吸附动力学的结果表明,MDCP对磷酸盐的吸附过程属于化学吸附. pH对MDCP吸附磷酸盐具有显著的影响,MDCP对磷酸盐的有效吸附pH范围为4～10,且MDCP对溶液pH具有调节效果,可使溶液pH保持在7～9的水平.当溶液共存Cl-、SO_4~(2-)、CO3_~(2-)、HCO_3~(2-)、F-和NO_3~-等阴离子时,MDCP对水中磷酸盐仍具有良好的选择吸附性.回收后的MDCP可用HCl溶液对其吸附的磷酸盐进行解吸,解吸后的MDCP再次负载CaO_2后对磷酸盐去除率仍可达到初次吸附量的70%.     

LaxCe1-xMnO/γ-Al2O3催化剂的制备及其催化燃烧甲苯的性能

为了研究镧、铈2种稀土元素共掺金属氧化物催化剂对甲苯的去除效果,采用等体积浸渍法制备了LaxCe1-xMnO/γ-Al2O3稀土改性催化剂。考察了活性组分负载量、焙烧温度对催化剂催化活性的影响,确定了催化剂的最佳制备工艺。同时对镧、铈两种稀土元素不同原子配比对催化活性的影响进行研究。实验结果表明,LaxCe1-xMnO负载量为12%,催化剂的焙烧温度为450℃,La、Ce物质的量比为4∶1,制得的催化剂催化活性最强,催化效率最高,在6 000 h-1空速下,反应温度为320℃时即可将甲苯气体完全燃烧。运用BET、XRD、SEM、XRF等方法对催化剂的结构进行表征,结果表明,催化剂表面活性组分具有高分散性,氧化物颗粒粒径均一且分散均匀。稀土共掺催化剂与单一稀土改性催化剂相比,活性组分易于负载在载体表面,负载效果有着显著的提高。     

纳米TiO2/硅藻土光催化降解废水中二甲胺

通过凝胶-溶胶法制备纳米TiO2/硅藻土复合催化剂,对常见工业难降解有机污染物二甲胺(DMA)进行了降解实验.采用扫描电镜和X射线衍射技术对催化剂能进行了表征,考察了废水初始浓度、pH、催化剂用量、外加氧化剂对DMA光催化降解效果的影响,进行了降解动力学和降解机理的分析.结果表明,所制催化剂为锐钛矿和金红石混合晶型,均达纳米级,对中低浓度(≤400 mg/L)DMA废水具有良好的降解效果.常温常压、18W紫外汞灯下,3 g/L TiO2/硅藻土对DMA废水(400 mg/L)降解率可达70％以上;其降解反应符合Langmuir-Hinshelwood动力学模型;其可能的降解途径为:二甲胺(DMA)→甲胺(MA)→CO2/CO32-、H2O和NH4+.     

改性硅藻土的制备、表征及其在富营养化水体除磷中的应用

利用吉林原土和FeCl3作为主要原料,制备应用于抑制湖泊富营养化的除磷材料—改性硅藻土,并利用物理吸附仪、扫描电镜、射线粉末衍射仪（XRD）等对改性硅藻土进行表征,此外,探讨了吸附时间、pH以及温度等对改性硅藻土除磷性能的影响。结果显示：（1）经改性后,硅藻土中Fe元素的含量有所增加,杂质含量则有所降低;微孔明显增多,孔径增大,表面负载一定量的颗粒物,粗糙度增大,比表面积较原硅藻土增大6倍。（2）在水体除磷应用中,当吸附时间达到20min时,吸附趋向平衡;在酸性条件下改性硅藻土的除磷效果好于碱性条件下的除磷效果;在25℃下改性硅藻土对磷的吸附能力较其他温度下强;（3）Langmuir和Freundlich等温吸附方程都能较好地描述硅藻土对磷的等温吸附特征,用Freundlich吸附等温方程来描述改性硅藻土对水中磷的吸附更为准确。     

铁路简支梁桥桥台承受列车制动力的计算分析

铁路桥台是桥梁和路基之间过渡的结构物,列车制动力通过桥台进行传递,其传递的机理和数值大小对桥台设计意义重大。笔者首次应用桥墩线刚度概念,把长钢轨力传到路基或更多的桥跨上,目的在于增加桥墩台抵抗长钢轨力的能力,以减小每个墩台的长钢轨力。应用结构分析的伪动力法,对不同跨度、不同长度的铁路简支梁桥墩台承受制动力进行大量计算;确定了16 m,24 m及32 m跨度桥梁的桥墩台可能承受的最大制动力,并与试验结果进行对比分析;研究了桥台传递列车制动力的机理,为确定简支梁桥的墩台制动力设计值提供了理论基础。通过分析制动力作用下的桥台安全性问题及措施,提出了列车制动力率取0.2和有效制动力率取0.15比较合理的数值,以确保列车运营的可靠与安全。     

复合絮凝剂XG-1用于工业废水的处理

对利用硅藻土研制出的复合絮凝剂XG－1处理造纸、焦化工业废水进行了研究。试验结果表明：该絮凝剂对造纸、焦化工业废水有很好的处理效果，COD去除率达70％－80％，脱色率大于90％，操作工艺简单，成本低，处理效果优于聚合氯化铝。     

铁路简支梁桥墩承受列车制动力的研究

应用结构分析的伪动力法 ,对不同跨度、不同长度的铁路重力式简支梁桥进行了大量计算 ;确定了 16m、2 4m及 3 2m跨度桥梁桥墩可能承受的最大制动力 ,为确定重力式简支梁桥墩制动力设计值提供了理论依据。在此基础上 ,以墩底承受的弯矩为准 ,对制动力作用下的桥墩安全性问题进行了分析