新型胺化介孔炭的制备及其对Pb(II)的吸附

采用微波辅助磷酸活化制备了高中孔率蔗渣基介孔炭,并通过硝酸氧化和乙二胺聚合在其孔道内修饰了含氮多胺基团,探索了溶液浓度、温度、吸附剂剂量等对改性介孔炭的Pb(II)吸附性能、行为和热力学特性的影响.结果表明,蔗渣基介孔炭较宽的孔道结构可通过乙二胺缩水聚合反应在其表面接枝酰胺、仲胺等含氮基团;胺化改性增强化了介孔炭对水溶液中Pb(II)的固定作用,改性后介孔炭对Pb(II)的吸附量高达180mg/g,是改性前介孔炭的1.5倍;改性介孔炭对Pb(II)的去除率显著增加,对溶液浓度<60mg/L的Pb(II)去除率接近100%.等温吸附与热力学数据表明,胺化改性介孔炭对Pb(II)的吸附位能量存在差异化,吸附是自发的吸热反应过程,温度对铅(II)离子吸附有促进作用,化学作用在吸附过程中发挥了重要作用.     

负载金属改性活性炭降解VOCs的研究

本文对活性炭表面的负载金属改性进行了综述,并对经金属改性后的活性炭在VOCs处理中的作用原理进行了讨论。认为根据VOCs的具体组成成分,选择某一种特定的金属物质对活性炭进行改性可提高其去除空气中VOCs的效果。     

化学修饰在生物吸附中的应用

化学修饰技术可以掩蔽细胞壁上一些基团,从而使吸附量改变,利用该技术可以探讨生物吸附法去除金属离子的机理。化学修饰在环境污染治理方面有广阔的应用前景。     

Sb2O5/TiO2催化超声降解甲基橙溶液

采用实验室合成的Sb2O5掺杂TiO2作为催化剂,研究各种因素对甲基橙的超声催化降解反应的影响.结果表明,在Sb2O5掺杂TiO2催化剂作用下,甲基橙的超声催化降解效果明显优于单独使用TiO2的情况.1.5%掺杂量的催化剂,用量在1.0～1.5 g/L之间,超声波频率25 kHz,输出功率1.0 W/cm2,pH为1.0～3.0时,初始浓度为20 mg/L的甲基橙水溶液,100 min左右基本可全部降解,COD去除率达到99.0%以上.Sb2O5掺杂TiO2催化超声降解有机污染物的方法具有很好的应用前景.     

丙酮冲洗法提高纳米零价铁抗氧化性能

纳米零价铁(nanoscale zero valent iron,nZVI)具有还原能力强、便于回收等优势,是目前广泛应用于地下水污染治理的一种活性纳米材料.然而,nZVI易被空气氧化失活及其储存难等问题严重地限制了其应用.为增强nZVI抗氧化能力,本文首次采用丙酮(acetone)对新制备的nZVI样品进行简单冲洗,并以水洗(water)作为对照,分别得到nZVIA和nZVIW样品.采用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外吸收光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)等技术对样品的物理结构、表面性质进行了表征.结果发现,相较于表面粗糙、有大量氧化物存在的nZVIW,nZVIA为表面光滑球形,说明经丙酮简单冲洗能有效提高Fe0纯度.通过对在空气中持续暴露15 d后的样品进行XRD测试及其对甲基橙(MO)降解动力学实验,发现nZVIA具有优异的抗氧化能力,这源于通过配位吸附在nZVIA表面的丙酮分子起到的阻隔作用.此外,通过测试两种样品对三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)脱氯实验,发现nZVIA对TCA的降解速率是nZVIW的3.37倍,对TCA具有更快的脱氯能力.本研究为制备高活性且兼有抗氧化能力的nZVI提供了一种十分简单的改性方法.     

钒-氮共掺杂TiO2的合成、表征及光催化性能

以偏钒酸铵作为钒源、二乙醇胺作为氮源,采用溶胶-凝胶法合成了钒-氮共掺杂TiO2.通过XRD、UV-Vis、TEM、XPS、BET等表征手段,对光催化剂的晶体结构及形貌、紫外可见光响应特性、比表面积、表面元素及存在形式进行分析,探讨钒氮共掺杂TiO2的影响机制.以苯酚为污染物,评价其在紫外光及可见光下的光催化活性.结果显示,所合成的光催化剂均为锐钛矿,钒氮共掺杂能够增大其比表面积,并使光吸收范围拓展至可见光区,N以O—Ti—N、Ti—O—N结构存在于钒氮共掺杂TiO2中,V以V5+的形式存在,钒-氮共掺杂TiO2在紫外光下对苯酚降解速率是TiO2的3.18倍,在可见光下对苯酚的降解速率为TiO2的2.56倍,重复使用7次后,钒-氮共掺杂TiO2对苯酚的降解率仍可以达到99%以上.     

硅烷偶联剂对石英砂滤料的表面改性

采用硅烷偶联剂KH-550对石英砂滤料进行表面改性,以提高滤料表面的亲油疏水性.通过正交―单因素实验,考察KH-550浓度、改性温度以及搅拌时间对石英砂滤料表面改性效果的影响.结果表明,KH-550浓度为15%、改性温度为110℃、搅拌时间为15min时改性效果最好,水的润湿重量由改性前的1.5589g减小到0.0607g,而油的润湿重量改性前后基本不变.改性后石英砂对油的吸附容量增大到0.1843,与未改性石英砂相比提高了27.72%.扫描电镜与电子能谱研究表明,KH-550以化学键的方式结合在石英砂滤料表面,形成了牢固的有机包覆层,使得石英砂滤料的亲油疏水性大大提高.     

垂直流人工湿地MgFe-LDHs覆膜改性基质净化效果研究

选取生物陶粒、无烟煤、沸石3种垂直流人工湿地常用基质,采用金属摩尔比(M2+ : M3+)为2:1的MgCl2溶液和FeCl3溶液在碱性条件下共沉淀即时生成MgFe-LDHs,并将其覆膜于所选3种垂直流人工湿地基质表面;构建模拟基质试验柱,对改性前后的6种基质进行垂直流人工湿地模拟柱净化受污染湖水的小试试验,并进行对比分析.结果表明:该种针对垂直流人工湿地典型基质的MgFe-LDHs覆膜改性方式可行;改性后的3种基质对CODCr、氨氮、总磷的净化效果均有不同程度的提高;其中,无烟煤基质的覆膜改性性能最优,改性后的无烟煤基质对CODCr、氨氮、总磷的平均去除率分别超过了80%、60%和90%.     

半焦脱硫剂的制备及其H2S脱除性能

利用废弃褐煤半焦原料作为炭基材料前驱体,经表面改性处理后制备高效脱硫剂,用于脱除原料气中的少量H2S杂质.经改性处理后,改性半焦的比表面积显著提高,形成丰富的织网结构,灰分和挥发分减少,固定碳含量增加,表面酸/碱性官能团含量也随着改性处理过程发生明显变化.采用固定床反应器和模拟气体考察脱硫剂的脱硫性能,结果表明,原料褐煤半焦基本没有脱除H2S的能力.改性处理后,随着改性半焦物化性质的改善,脱硫能力迅速提高穿透时间达95 min.负载铁氧化物有利于进一步增强其脱硫性能,穿透时间提高到1095 min;温度、氧含量和水含量等因素对脱硫性能的影响也非常显著.     

煤矸石的改性及其对稀土生产废水中氨氮的吸附

采用热改性、盐酸改性、硫酸改性、碱改性的方法分别制备了4种改性煤矸石吸附剂,研究了吸附工艺条件对4种改性煤矸石吸附剂对稀土生产废水中氨氮去除效果的影响以及吸附机理.实验结果表明:4种改性煤矸石吸附剂吸附氨氮的最佳工艺条件为:吸附剂加入量0.02 g/mL,振荡时间2.5 h,废水pH 7～8;4种吸附剂氨氮去除率大小顺序为:碱改性煤矸石＞硫酸改性煤矸石＞盐酸改性煤矸石＞热改性煤矸石;碱改性煤矸石的氨氮去除率最高,为59.19％;碱改性煤矸石吸附剂对含氨废水中氨氮的吸附较好地符合Langmuir方程和Freundlich方程,在一定程度上符合Temkin方程.