腐殖酸修饰凹凸棒对U(VI)的吸附性能及机理

采用腐殖酸(HA)修饰凹凸棒(ATP)制备得到腐殖酸/凹凸棒(HA/ATP),用于去除废水中的U(VI)。通过静态吸附实验,研究了溶液初始p H、投加量、吸附时间和初始浓度对吸附的影响,并用扫描电镜(SEM),X射线能谱图(EDS),傅里叶红外光谱仪(FITR)分析吸附机理。实验结果表明,去除率随时间的增大而增大,在120 min内可以达到平衡;吸附剂投加量越大,溶液p H=6左右时越有利于U(VI)的去除;HA/ATP能多次重复使用,且经过5次吸附解吸后对U(VI)的去除率仍能达到96%。吸附过程均符合Langmuir和Frendlich等温方程。较之准一级动力学,准二级动力学模型能更好地拟合实验数据。SEM-EDS、FITR分析结果表明,U(VI)被成功地吸附到了HA/ATP的表面,吸附机理为络合作用。     

凹凸棒土改性方法研究进展

介绍了凹凸土矿物特性、资源概况,综述了凹凸土各种改性方法和研究进展。根据应用凹凸土的不同目的而采用不同的改性方法和改性剂,可相应改善其性能。     

内分泌干扰物双酚A在黏土防渗层中的吸附作用研究

双酚A(BPA)是典型的内分泌干扰物,其在水体中广泛存在,可通过多种途径使人类遭受直接或潜在的暴露风险。研究了黏土对垃圾渗滤液中BPA的吸附机制规律及其吸附模型,讨论了溶液pH、土水比等影响因素对吸附效果的作用机制。结果表明,黏土对BPA的吸附过程遵循准二级动力学方程,黏土对BPA的最大吸附量可达到0.571mg/g,吸附等温线符合Langmuir模型。在吸附开始阶段,不同水土比的黏土吸附速率均较大,约90min达到吸附平衡,平衡吸附量为0.133mg/g;当pH≥8.39时,吸附量随着BPA的电离而减小。通过与其他各类物质进行比较时发现,黏土对氨氮的吸附性能较强,对BPA等内分泌干扰物的平衡吸附量很小,因此有必要对黏土层进行改性,以保障地下水的安全。     

凹凸棒土基磁性复合材料对水溶液中Cu(Ⅱ)和氯酚的吸附特性

针对粉末状凹凸棒土在实际应用中难以固液分离的问题,采用铁酸钴对有机改性后的凹凸棒土(OAT)进行磁性负载,制备凹凸棒土基铁酸钴磁性复合材料(MOAT),探究它对水溶液中Cu(Ⅱ)和氯酚的双组分吸附性能。结果表明,与凹凸棒土原土相比,MOAT对氯酚的吸附量明显提高,且在外加磁场的条件下能够快速实现固液分离。单组分溶液体系中,MOAT的吸附速率很快,对Cu(Ⅱ)和氯酚的吸附分别在150 min和40 min即可达到吸附平衡。在pH值=5的双组分溶液体系中,Cu(Ⅱ)的存在对MOAT吸附氯酚的性能有很大影响,而氯酚对Cu(Ⅱ)的吸附量则影响很小,MOAT优先吸附Cu(Ⅱ)。无机盐离子的存在会促进MOAT对两种物质的吸附性能,增加吸附量。     

造粒堆浸在粉质黏土重金属污染修复中的应用

针对粉质黏土对重金属的强吸附性导致淋洗修复难度大的问题，以某Pb污染场地的粉质黏土为研究对象，开展了造粒堆浸实验。加入0.06%(w)的无患子皂苷作为黏结剂造粒制得的球团，抗压碎力为65.87 N，堆浸240 h未发生崩解，满足堆浸要求。造粒可改善堆体的渗透性，240 h时堆体的渗透速率由5.50 L/(m²·h)大幅提升至22.66 L/(m²·h)。以4.00%(w)FeCl₃-5.00%(w)一水柠檬酸混合液作为堆浸液，水土比控制在1.5∶1，当土壤球团粒径1～4 mm、筑堆高度1.5～2.0 m、注液速率20 L/(m²·h)时对Pb的去除效果最优，去除率可达71.65%。对Pb污染土壤造粒堆浸的动力学过程较符合双常数方程，表明该过程具有土壤吸附特征。     

黏土矿物组合类型对盖层封闭性的影响

在CO2地质封存中,封存的安全性备受关注。本文根据我国主要含油气盆地盖层中黏土矿物的组合特征,总结了5种常见的盖层黏土矿物组合类型,并以鄂尔多斯盆地为例,运用Toughreact软件建立了一维储盖层模型,研究了不同黏土矿物组合类型对盖层的溶蚀与自封闭效应的影响。结果表明:黏土矿物组合类型不同,引起的CO2-水-岩石的地球化学反应不同,导致盖层渗透率发生不同程度的变化,从而影响盖层的封闭性;ISCK、ISK组合以自溶蚀作用为主,尤其是ISCK组合自溶蚀效应最严重,不利于CO2的地质封存;ISC、IKC、IC组合以自封闭作用为主,其中IC组合渗透率最大减小14%,对盖层的封闭性有积极的意义。在此基础上,对我国南方5个盆地盖层的封闭性进行了初步评价,以期为我国盆地CO2地质封存的适宜性评价提供参考。     

CTMAB/凹凸棒土颗粒的制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能研究

以凹凸棒土粉末为原料经一定工艺制得凹凸棒土颗粒,采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,通过微波改性合成了CTMAB/凹凸棒土颗粒,确定了最佳制备工艺条件为煅烧温度550℃,改性剂浓度80 mmol/L,微波改性时间6 min。考察了Cr(Ⅵ)溶液初始浓度和p H的影响,当Cr(Ⅵ)溶液浓度为20 mg/L,p H=5.6,CTMAB/凹凸棒土颗粒投加量为4 g/L时,在最佳条件下制备的CTMAB/凹凸棒土颗粒对Cr(Ⅵ)的去除率为90.7%。结果表明:改性后CTMAB进入到了凹凸棒土颗粒的表面及孔道,使其所带电性由负转为正,因而对以阴离子重铬酸根存在的Cr(Ⅵ)有更好的吸附性能,且Zeta电位随p H升高而降低,与去除Cr(Ⅵ)效率变化一致。吸附过程符合Langmuir等温线和Lagergren准二级速率方程,表明吸附为一种快速的单分子层化学吸附。     

改性凹凸棒土/纳米铁复合材料与微生物耦合去除地下水硝酸盐氮的研究

地下水是我国重要的饮用水源之一,国内部分地区地下水NO₃--N含量超标,对人体健康造成潜在威胁.采用模拟装置考察改性凹凸棒土/纳米铁复合材料、反硝化细菌及其耦合体系对地下水NO₃--N去除效果及脱氮产物的变化特征.结果表明,在模拟地下水溶解氧[ρ（DO）为0.3 mg/L]、温度（15℃）和黑暗环境下,50 mg改性凹凸棒土/纳米铁复合材料与50 mg/L NO₃--N反应,7 d后NO₃--N去除率为43.7%,其中63.6%的还原产物转化为NH₄+-N,几乎无NO₂--N生成,TN去除率为15.9%;反硝化细菌体系中,7 d后NO₃--N去除率仅为9.7%,其中NO₂--N占4.1%,几乎无NH₄+-N生成,TN去除率为5.3%;在改性凹凸棒土/纳米铁复合材料-反硝化细菌耦合体系中,7 d后NO₃--N去除率为80.6%,其中NH₄+-N占33.2%、NO₂--N占12.1%,TN去除率为35.2%.研究显示,模拟地下水环境下,改性凹凸棒土/纳米铁复合材料-反硝化细菌耦合体系对NO₃--N去除效果最好,TN去除率高.      

黏土介质地下水非达西渗流的研究进展

Darcy定律自从诞生以来已经被广泛地运用于多项工程技术领域。然而,越来越多的研究表明黏土介质地下水中存在着非达西渗流现象,而且这种现象不可忽略。本文综述了近几十年来黏土介质地下水非达西渗流的研究进展,重点概述了黏土介质地下水非达西渗流的存在性、非达西渗流的本构方程、非达西渗流的产生机理以及非达西渗流临界点转化判据等方面的研究成果,并对黏土介质地下水非达西渗流研究存在的问题进行了讨论,对今后的前沿研究方向进行了展望。