生物质基纳米HZO杂化材料的研制及其除磷特性

采用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化胺(CTA)对生物质秸秆进行胺基化改性获得St-N',通过正交试验确定其最佳合成条件为Na OH质量分数30%、CTA体积100 m L、反应温度80℃、反应时间3h.通过原位沉积法将纳米水合氧化锆(HZO)固载于St-N'内部,制备得到生物质基纳米HZO杂化材料St-N'-Zr.SEM、TEM、XRD与BET等技术表明纳米HZO已成功负载于StN'内部,以无定形为主,分布均匀,粒径为50~100 nm.批次吸附实验结果表明,St-N'-Zr吸附磷酸根符合Langmuir吸附等温模型,最大吸附量为33.90 mg·g-1;最佳吸附pH为1.8~6.0,可用于酸性水体除磷;强竞争离子体系中,磷去除率始终高于初始吸附量的70%,性能明显优于商用阴离子交换树脂D-201,吸附选择性良好.经10次吸附-解吸循环,再生性能良好,表明在水体磷污染深度治理领域具有一定应用潜力.     

斑马鱼在纳米金属及金属氧化物毒性研究中的应用

纳米金属及金属氧化物材料在催化、涂料、电子、机械和生物医学领域大量生产和应用,因此,对纳米金属材料及其氧化物可能给环境以及人体健康带来的潜在影响和风险需要有足够的认识.本文就近年来纳米金属及金属氧化物对斑马鱼毒性的研究进展进行综述,为人们进一步认识和更好地应用纳米材料奠定基础.     

多孔陶粒负载水合氧化钛吸磷材料的制备及其性能研究

以粉煤灰为主要原料制备多孔陶粒,并在其上负载水合氧化钛以制备吸磷材料.研究结果表明,陶粒吸磷主要通过其中羟基和磷酸根的离子交换实现.在40℃,pH值为10时对磷酸根有较好的吸附能力,饱和吸附量为7.8 mg/g.吸附等温线符合Lngmiur吸附模型,吸附动力学符合二级吸附动力学模型.吸附后的滤料可在NaOH中再生,经多次“吸附-解吸”后,其吸附容量可达到1.35 mg/g左右.     

胶态水合二氧化锰絮凝粒子的结构形貌及其混凝机理

采用透射电镜技术观察了胶态水合二氧化锰絮凝粒子的结构形貌并采用Zeta电位测定仪对粒子的荷电特征进行了研究;利用红外光谱、XRD等技术对粒子的界面性质进行了表征;通过混凝试验考察了KMnO₄ 还原法制备的水合二氧化锰胶体对原水的混凝性能并探讨了混凝机理.结果表明,胶态水合二氧化锰粒子在去离子水和原水中荷负电,在去离子水中,粒子直径为10　nm并形成网状结构,有利于发挥吸附架桥作用;粒子具有丰富的表面羟基,比表面积为151.422　m²/g,为δ-MnO₂,表现出优良的吸附污染物的界面特性;较低投量的胶态水合二氧化锰表现出对原水的优良混凝效能和去除有机微污染的效能.     

Fractionation and solubility of cadmium in paddy soils amended with porous hydrated calcium silicate

Previous studies have shown that porous hydrated calcium silicate （PS） is very effective in decreasing cadmium （Cd） content in brown rice. However, it is unclear whether the PS influences cadmium transformation in soil. The present study examined the effect of PS on pH, cadmium transformation and cadmium solubility in Andosol and Alluvial soil, and also compared its effects with CaCO3, acidic porous hydrated calcium silicate （APS） and silica gel. Soil cadmium was operationally fractionationed into exchangeable （Exch）, bound to carbonates （Carb）, bound to iron and manganese oxides （FeMnOx）, bound to organic matters （OM） and residual （Res） fraction. Application of PS and CaCO3 at hig rates enhanced soil pH, while APS and silica gel did not obviously change soil pH. PS and CaCO3 also increased the FeMnOx-Cd in Andosol and Carb-Cd in Alluvial soil, thus reducing the Exch-Cd in the tested soils. However, PS was less effective than CaCO3 at the same application rate. Cadmium fractions in the two soils were not changed by the treatments of APS and silica gel. There were no obvious differences in the solubility of cadmium in soils treated with PS, APS, silica gel and CaCO3 except Andosol treated 2.0% CaCO3 at the same pH of soil-CaC12 suspensions. These findings suggested that the decrease of cadmium availability in soil was mainly attributed to the increase of soil pH caused by PS.     

水合氧化铝负载的磁性核/壳结构Fe3O4@SiO2纳米颗粒对水中磷的去除及再利用

在磁铁矿纳米颗粒表面包被硅壳后再包被水合氧化铝,制备了具备核壳结构的磁性纳米颗粒除磷吸附剂(磁性氧化铝),通过XRD、TEM、VSM、BET比表面积测定进行了表征.XRD和TEM结果显示了核壳结构的存在,其饱和磁化强度达56.00 emu·g~(-1),比表面积达47.27 m~2·g~(-1).Langmuir模型计算的磷最大吸附量为12.90 mg·g~(-1),且在25℃和50℃下均保持稳定,反应快速,40min磷去除率达96%以上.磁性纳米吸附剂对磷的吸附与pH关系密切,在p H为5~9时磷去除率达90%以上.采用实际污水实验,最佳投量为1.25 kg·t~(-1).吸附-脱附-再生实验结果表明,磷吸附率随循环次数增加稍有下降,吸附的磷可以通过1 mol·L~(-1)的NaOH脱附,脱附率为90%左右,且吸附剂可以进行再生,具有反复利用和回收磷资源的潜力.     

金属及其氧化物催化降解多氯联苯的研究进展

催化降解因其高的反应速率和降解彻底性,在氯代有机物的削减中得到广泛应用.目前研究较多的催化剂为零价态和氧化态的碱金属和碱土金属、过渡金属及贵金属,包括单金属和双金属两种.这类催化剂表面活性位点多样,在氯代有机物的降解中显示出优异的活性.多氯联苯(Polychlorinated Biphenyls,简称PCBs)是一类有毒难降解的持久性有机污染物.本文阐述了不同价态的单金属和双金属催化剂催化降解PCBs的反应机理,并介绍了影响反应速率和产物选择性的因素.并对金属及其氧化物催化降解PCBs的应用现状做了评述,对该技术的发展进行展望.     

氧化锰改性的茶叶渣吸附水体中Pb(Ⅱ)

将水合氧化锰(HMO)采用原位沉积技术负载于废弃茶叶渣表面,合成了复合材料氧化锰改性的茶叶渣(HMO-TW),研究了HMO-TW对水溶液中常见重金属离子Pb(Ⅱ)的吸附特性,探讨了溶液p H值、共存碱土离子、温度、接触时间、Pb(Ⅱ)初始浓度等因素对Pb(Ⅱ)的吸附效果的影响.结果表明:酸性范围内,Pb(Ⅱ)的去除率随p H升高而增大;在竞争离子Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Na(Ⅰ)的浓度高于Pb(Ⅱ)20倍时,Pb(Ⅱ)的吸附去除率仅分别下降11%、7%和1%;Pb(Ⅱ)的吸附过程较好的符合Freundlich等温模型,计算的理论最大吸附容量为188.25 mg·g-1.远远高于未经改性茶叶渣的Pb(Ⅱ)吸附量(33.49 mg·g-1);Pb(Ⅱ)的吸附速度较快,250 min内便基本达吸附平衡.所有结果均证实HMO-TW在净化实际铅污染水体中有着较为广阔的应用前景.     

纳米金属氧化物对土壤酶活性的影响研究进展

纳米金属氧化物的大量生产和广泛应用使其不可避免地进入环境中,土壤是其释放到环境中主要的汇。纳米颗粒由于尺寸效应,具有许多独特的物理化学性质,其进入环境后潜在的生态和健康风险问题日益受到研究者的关注。土壤酶是土壤生物化学过程的主要参与者,也是生态系统物质循环和能量流动过程中最活跃的生物活性物质。土壤酶活性的变化能反映土壤中生化反应的情况,可作为评价土壤中纳米材料污染状况的生物学指标。本文较系统地回顾和总结了纳米金属氧化物对土壤酶活性的影响及可能的影响途径,探讨了纳米金属氧化物作用于土壤酶的主要影响途径,并展望了未来研究主要发展方向。