溶胶-凝胶法制备复合光催化剂（MWNTs/ TiO2）工艺条件的研究

以多壁碳纳米管（MWNTs）为载体，在煅烧温度200~900℃、煅烧时间1~7 h、溶胶体系pH值为2~10的工艺条件下，采用溶胶-凝胶法制备复合光催化剂（MWNTs/TiO₂）。通过其对甲基橙的光催化降解效果对比，评价各种复合光催化剂催化活性之间的差异，结果表明，随着煅烧温度的升高，复合光催化剂中纳米TiO₂的晶型由锐钛型逐渐向金红石型转变，500℃时为2种晶型的混合相；pH值为2的强酸性条件有利于形成金红石晶型，pH值为5的中性及弱酸性条件则有利于形成锐钛型，而pH值为3时为2种晶型的混合相；在煅烧温度500℃、煅烧时间3 h、溶胶凝胶体系pH值为3的最佳制备工艺条件下，复合光催化剂催化活性最高，借助扫描电镜发现其TiO₂均匀地包覆在多壁碳纳米管管壁上。     

基于Donnan渗析离子交换膜分离水中的Cd (Ⅱ)

基于Donnan渗析原理构建了离子交换膜反应器,探讨了受体池溶液种类和浓度、给体和受体池搅拌功率以及给体池溶液的初始pH、进水流量和Cd(Ⅱ)进水浓度等因素对Cd(Ⅱ)分离效果的影响。结果表明,随着搅拌功率由0.035W增大为0.162 W,Cd(Ⅱ)分离去除率与离子通量显著增加。当受体液NaCl浓度为0～0.5 mol·L-1时,Cd(Ⅱ)分离去除率随着受体液浓度的增加而显著增加。当给体池进水Cd(Ⅱ)溶液初始pH≤8时,Cd(Ⅱ)分离去除率随受体液pH的增加而增加。此外,给体池中Cd(Ⅱ)分离去除率与Cd(Ⅱ)初始浓度以及给体池进水流量成反比。在本实验条件下,Cd(Ⅱ)的分离去除率最高可达85.51%。     

利用紫外光降解多氯联苯（PCBs）的研究进展

本文综述了PCBs在各种溶剂中的紫外光化学反应特性和降解途径：PCB的光化学反应以氢取代氯的脱氯反应为主,除此之外,在水或醇等极性溶液中,还存在羟基化反应;PCB的光化学反应活性与其氯原子的数量和取代位置有关。文章最后还简述了光降解在治理受PCB污染土壤方面的应用。     

微波辐照再生载苯酚活性炭的实验研究

在无载气、无预处理条件下,将载苯酚的饱和活性炭放入微波炉中再生.通过改变微波辐照功率、辐照时间、能量密度、活性炭处理量和活性炭再生次数,研究微波再生活性炭的效果及影响因素.结果表明,活性炭再生率随微波辐照功率、辐照时间和能量密度的增加而逐渐提高,且高微波辐照功率更有利于活性炭再生和能量利用.10 g饱和活性炭在700 W微波辐照功率下再生5 min,再生率为74%,而在300 W微波辐照功率下再生45 min,再生率可达96%;此外,活性炭再生量越大,能量利用率也越高.研究还表明,微波辐照能实现活性炭的反复多次再生,再生炭的吸附性能可部分或完全恢复.微波再生载苯酚活性炭过程中,部分苯酚随水分蒸发,大部分苯酚经高温裂解为CO₂,少部分裂解为链状有机物或缩合为环状有机物.      

基于防止热污染的湖南地区滞流水体热承载能力研究

水源热泵由于其良好的节能性,近年来得到越来越广泛的应用,但如果应用不当会造成水体的热污染,影响水体的生态环境。以用于水源热泵的湖南地区滞流水体作为研究对象,以防止热污染作为出发点,利用建立的水温模型研究了湖南地区的滞流水体水温变化规律,计算了湖南地区湖泊水体对水源热泵系统夏季冷凝热的热承载能力与冬季热泵系统从水体取热时水体的供热能力(冷承载能力),并且对冷热承载能力的影响因素进行了分析。结果表明:深度不足2 m的滞流水体在冬季热承载能力有限,作为冬季热源要谨慎对待;对于湖南地区,夏季水体作为水源热泵的冷源在以5个城市为代表的5个分区中差别不明显,但在冬季使用水体作为水源热泵的热源时,越往南越适合,其中以衡阳为代表的湘东南地区优于其他地区。     

阳离子交换膜对Cu2+离子交换的动力学及热力学研究

对阳离子交换膜离子交换Cu2+的动力学及热力学现象进行了研究,结果表明:温度25℃,溶液pH=6时,干膜对Cu2+饱和交换容量为0.506 mmol/g;随Cu2+初始浓度的升高,离子交换速率常数随之增加;随温度升高,离子交换速率常数随之增加;随转速升高,离子交换速率常数随之增加;离子交换过程与一级反应速率方程拟合结果良好;△G0<0,表明离子交换反应能自发进行;△H0m>0,表明的交换反应为吸热反应;△S0>0,表明交换反应是熵变增加的反应。     

基于Donnan分离的磷酸盐离子迁移与膜内分布

基于Donnan分离原理,研究磷酸盐离子在无电压条件下通过阴离子交换膜的迁移过程以及膜内磷酸盐的分布。结果表明,阴离子交换膜采用NaCl溶液浸泡预处理后,促进磷酸盐离子的第1步迁移过程,磷酸盐离子的迁移去除效果提高5%。受体液NaCl浓度是阴离子交换膜内磷酸盐含量的控制因素,其浓度从0.001 mol/L增加至0.1 mol/L时,膜内磷酸盐含量由0.077 mg/cm2降至0.002 mg/cm2。受体液NaCl浓度较高时,有利于促进磷酸盐离子的第3步迁移过程,且2层膜内磷酸盐含量的分布由给体液至受体液呈递减趋势。温度升高,低浓度受体液条件下膜内磷酸盐的含量增加,对高浓度受体液条件下膜内磷酸盐的含量几乎无影响。     

酸性条件下微波改性活性碳纤维对Pb(Ⅱ)的吸附

采用微波辐照的方法,在混酸条件下对活性碳纤维(ACF)进行改性,制备得到一种改性活性碳纤维(M-ACF).通过小试吸附实验考察了微波功率、溶液pH值对M-ACF吸附Pb(Ⅱ)的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、电子能谱(EDX)等技术对ACF和M-ACF进行表征.结果表明,M-ACF表面的羧基等酸性含氧官能团增多,纤维长度变短且表面粗糙化.当M-ACF的投加量为10 mg、含铅溶液初始浓度为50 mg/L、pH为6、吸附时间为24 h、吸附温度为308 K时,M-ACF对Pb(Ⅱ)的吸附量高达248.5 mg/g.吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;热力学参数表明吸附为吸热、自发的过程.     

微波改性MWNTs/TiO2复合材料对1,2,3-三氯苯的光催化降解研究

在微波辐照干化的条件下用溶胶-凝胶法制备了MWNTs/TiO2复合光催化剂.对该复合材料的表征表明：随着微波功率逐渐增大至400 W,MWNTs/TiO2复合材料管径逐渐变小,且在400 W时制备的MWNTs/TiO2复合材料分散性较好.进一步增大微波功率导致复合材料的管径增大,分散性降低.研究了不同微波辐照条件下制备的MWNTs/TiO2复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的光催化降解效果,结果表明,该复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的光降解遵循一级反应动力学;在微波功率为400 W、辐照时间为5 min情况下制备的复合光催化剂对1,2,3-三氯苯的降解速率最快,其反应常数为0.023 7 min^-1,该值比非微波加热干化的同样复合材料的反应速率常数值提高了52%.     

用粉末活性炭作前助凝剂提高PAC除藻效果的研究

采用烧杯搅拌实验研究了用粉末活性炭作前助凝剂提高聚合氯化铝(PAC)去除铜绿微囊藻的有效性。结果表明,单独使用粉末活性炭作前助凝剂的除藻效果并不好,而先投加20 mg/L高岭土,再将15 mg/L PAC与粉末活性炭同时投加,除浊除藻效果明显提高。考虑首先充分发挥粉末活性炭对有机物的去除能力,在除浊除藻率仍然较高的情况下,采用粉末活性炭先于高岭土2 min投加的方式,粉末活性炭的最佳助凝剂量为10mg/L。采用粉末活性炭、高岭土和FeCl3依次投加的完整助凝技术路线,除浊除藻效率最高。碱性水体比酸性水体有利于联用三种助凝剂除藻。扫描电镜(SEM)观察结果表明,采用助凝技术,藻细胞主要与高岭土无机颗粒发生凝聚,投加粉末活性炭有助于絮凝体体积增长,而在絮凝阶段投加FeCl3可使絮凝体的分维数达到1.947的最高值。联用粉末活性炭、高岭土和FeCl3是非常有效的助凝除藻新技术。