石墨烯材料去除重金属及放射性核素的研究

石墨烯及其改性材料具有比表面积大、吸附能力强、抗辐射性能好、耐高温、耐酸碱等优点,近年来在去除重金属和放射性核素领域得到了广泛关注.本文简要介绍了石墨烯的合成及改性方法,综述了石墨烯材料去除水中重金属离子和放射性核素的研究进展,包括吸附容量、影响因素、吸附动力学、吸附热力学模型和吸附机理,分析了该研究领域目前存在的问题,探讨了今后的研究方向.     

蒙脱石脱除霉菌毒素应用研究进展

霉菌毒素是霉菌或一些真菌在繁殖生长过程中产生的有毒有害代谢物,对农业、渔业、畜牧业和食品工业造成了巨大的经济损失,同时威胁人类健康。首先总结了蒙脱石应用于霉菌毒素脱除的蒙脱石改性研究,蒙脱石及其改性产品对霉菌毒素吸附机理和吸附效果研究,分析了蒙脱石及其改性产品在进行动物性受体实验中对霉菌毒素的脱除研究进展,然后指出了目前蒙脱石吸附霉菌毒素研究中存在的问题,最后对蒙脱石改性脱除霉菌毒素在今后的发展方向进行了展望。     

改性黏土矿物修复重金属污染底泥的稳定化试验研究

为控制河流污染底泥中重金属的迁移和生物有效性,将膨润土、硅藻土和海泡石分别进行改性得到有机膨润土、Mn-硅藻土和酸改性海泡石,按照10%的比例添加至污染河流底泥中,进行稳定化实验。结果表明:在2种浸提剂作用下,有机膨润土和酸改性海泡石对Cu、Pb、Cr的释放皆具有抑制效果,Mn-硅藻土对Pb和Cr的释放皆具有一定控制作用。重金属形态分布结果显示,3种稳定化剂对Pb具有良好的修复效果,分别使其稳定态增加92.85%、75.62%、71.02%,提升了Pb的稳定性;有机膨润土和酸改性海泡石使弱酸提取态Cu降低了39.05%和10.35%,Mn-硅藻土和酸改性海泡石则对含Cr底泥具有一定修复作用,使其不稳定态降低了22.25%和35.71%,二者的生物有效性均得到控制。     

SDBS改性活性炭对水中环丙沙星的吸附研究

本文以活性炭为吸附剂,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为改性剂,通过正交试验确定了活性炭的最佳改性条件,并且通过静态吸附试验研究了改性活性炭对水中环丙沙星的吸附作用,并通过BET,XRD对SDBS改性活性炭进行了表征。结果表明:最优改性条件为SDBS浓度2 g/L,浸泡时间为4 h,固液比为1∶10。改性活性炭对水中环丙沙星的吸附动力学符合拟二级动力学方程,其吸附行为可用Langmuir吸附等温线来描述,即为单分子层吸附。改性活性炭的最大吸附容量为27.1 mg/g,较改性前提高了48%,改性过后能更快的达到吸附平衡。并且改性过后的活性炭表面积变小,孔径变大,但是其晶格结构并未改变。     

改性活性炭纤维吸附炸药废水中TNT实验研究

本文研究了改性活性炭纤维对炸药废水中TNT的吸附行为。研究表明:1 mol/L HNO3改性的活性炭纤维吸附效果最好,其对炸药废水中TNT的最佳吸附条件为:吸附剂用量为0.6 g/25 m L,吸附平衡时间为60 min,升温有利于吸附进行。Langmuir和Freundlich吸附等温线均能较好地描述活性炭纤维对TNT的吸附,吸附动力学分析表明,吸附过程遵循准二级动力学规律。     

地铁运营突发事件应急响应模式的马尔科夫链分析

为研究城市轨道交通网络化运营线路的风险传导规律和耦合关系,构建基于随机Petri网的同构马尔科夫链模型。通过模型分析突发事件应急响应模式中线路之间的相互影响,以及各线路启动突发事件应急响应模式对整个系统稳态的影响。结果表明,用该模型可从数学上研究城市轨道交通运营线路之间的传导规律和耦合关系,找出影响整个应急指挥系统效率的关键因素,最终提高地铁应对突发事件的能力。     

本煤层瓦斯抽采渗流模型及数值模拟

在研究煤层瓦斯抽采时,假定煤岩为具有孔隙裂隙的双重介质,在运动方程、连续性方程和辅助方程基础上,以煤岩体应变为耦合媒介建立了考虑裂隙瓦斯渗流、微孔隙吸附瓦斯解吸扩散和煤岩变形的渗流模型.借助多物理场分析软件COMSOL Multiphysics,将模型转化为偏微分方程组,结合沙曲矿24305工作面瓦斯赋存条件进行分析求解.结果表明,进行煤层瓦斯预抽时,抽采初期瓦斯压力下降较快,抽采孔间距对抽采效果影响比较显著,距离抽采孔越远瓦斯压力下降越慢,抽采时瓦斯渗流速度变化可分3个阶段.参考模拟结果现场布置孔距为6m的顺层钻孔,抽采稳定时瓦斯纯量达5～7 m3/min,抽采效果比较理想.     

基于解析-数值耦合法的瓦斯压力预判方法

瓦斯压力是煤层瓦斯的重要基础参数,为了掌握煤层瓦斯压力,基于煤层瓦斯连续方程进行了瓦斯压力与煤层倾斜长度解析模型的推演,针对推演出的模型结合数值拟合方法建立了一种解析-数值耦合的瓦斯压力预判方法。为便于比较该方法与一般数值拟合的差异,选择了浅埋煤层及深部煤层两个差异化样本。不同样本下,一般数值拟合方法与耦合方法预判结果显示:样本Ⅰ中不同预判方法的相关性系数均在0.9874之上,样本Ⅱ中不同的预判模型相关性系数差异较大,耦合模型相关性系数最大为0.7786;样本Ⅰ中标准差数值及不同方法间差异均较小,样本Ⅱ中标差差异较明显;一般预判方法瓦斯压力增长梯度随倾斜长度的增加逐渐变大与实际不符,耦合方法瓦斯压力随倾斜长度增长趋于稳定与实际情况一致;不同预判模型下瓦斯压力生长曲线不因样本差异而有较大的波动。综合不同样本瓦斯压力预判结果可知,浅埋煤层瓦斯压力预判可应用线性回归方法,深部煤层瓦斯压力预判应用耦合方法与实际更相符。     

污染土壤中铅的测定方法比对

采用原子吸收光谱法(AAS法)、电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES法)和X-荧光光谱法(XRF法)分别测定污染土壤中的铅,并对检出限、精密度、准确度等指标进行了比对。结果表明,3种方法均能满足质量控制的要求,测定结果之间无显著性差异; 3种方法中ICP-OES法和XRF法可同时测定多元素,但XRF法更快速简便。     

磷酸改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO3)复合材料对双酚A的吸附

本研究选取油菜秸秆为原料,在600℃下热解得到生物炭和磷酸改性生物炭,并用共沉淀法制备3种改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO_3)复合材料.采用批量吸附法研究不同pH、吸附时间和不同生物炭/LDHs配比条件下复合材料对双酚A的吸附特性,借助XRD、FTIR和BET等测试手段探究了复合材料吸附双酚A的机制.结果表明,改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO_3)复合材料吸附双酚A的吸附平衡时间为4 h,符合准二级动力学方程(R~20.99);复合材料对双酚A的吸附效果稍逊于改性生物炭,改性生物炭在复合材料中所占比重越大,吸附效果越好.当pH值在5.0—9.0范围内变化时,改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO_3)复合材料对双酚A的吸附量呈下降趋势,且在pH=9.0时达到最小值.等温吸附模型数据表明,复合材料用Freundlich等温吸附模型效果更好.通过XRD、BET、FTIR测试研究发现,由于LDHs占据了生物炭表面的活性位点,致使生物炭与双酚A之间的相互作用减弱,降低了复合物的吸附能力.本研究结果初步阐释了改性生物炭-LDHs(Mg-Al-NO_3)复合材料吸附双酚A的机理,为生物炭-LDHs复合材料处理水体中有机污染物的应用提供了借鉴和参考.