超临界干燥制备TiO_2/蒙脱土光催化剂及性能研究

文章采用溶胶凝胶法结合超临界流体干燥法制备了纳米级TiO2/蒙脱土光催化剂,以苯酚光催化降解为反应模型,探讨了煅烧温度、不同用量的蒙脱土对光催化活性的影响。研究结果表明,煅烧温度为600℃,蒙脱土为44.1%时制的TiO2/蒙脱土光催化剂的光催化性能最好。并用XRD、TEM等手段进行了表征。TiO2以锐钛矿型形式存在。由超临界干燥法制备的光催化剂具有粒径小,比表面积大,光催化活性高等特点。     

基于微分代数方法的生物除磷模型参数结构可识别性研究

通过将微分代数方法应用于异养菌生长Monod模型和生物除磷亚模型参数结构可识别性研究,探讨了该方法的适用性.结果表明,本研究提出的算法计算过程清晰、系统化,可以实现计算机编程自动运算;在文献中方法很难进行生物除磷亚模型参数结构可识别性研究时,采用本算法也能得出结果.本研究为活性污泥模型参数结构可识别性研究提供新的方法,并对除磷过程参数估计优化实验的设计有重要的指导意义.     

改性蒙脱土颗粒吸附直接染料的分形特征

研究了改性蒙脱土颗粒(050823和MMT35)吸附2种直接染料(直接耐晒黑G和直接大红4BE)的吸附特性,并从类分形动力学规律、颗粒吸附染料前后的表面分形特征变化等方面对上述吸附过程进行了探讨.结果表明,颗粒对染料的吸附可分为快速的边缘覆盖和缓慢的晶层吸附2个过程.整个吸附过程符合准-二级反应动力学方程,并且染料进入晶层的吸附阶段具有类分形特征.除MMT35-直接大红4BE染料吸附体系外,Freundlich、Langmuir吸附等温模型的非线性方程、不同形式的线性方程及分形Langmuir模型对其余3个吸附体系(050823-直接耐晒黑G、050823-直接大红4BE、MMT35-直接耐晒黑G)等温线数据的模拟均取得了较好的效果,其中,非线性方程是获得统一模型参数较好的方法.此外,染料分子主要通过静电引力/斥力和范德华引力的综合作用吸附在颗粒上,并通过晶层膨胀和开孔作用,使颗粒表面粗糙度增加,相应的表面分形维数Ds升高.     

草酸促进双酚A在黏土矿物悬浮液中光降解研究

选择两种常见的天然黏土矿物高岭石和蒙脱石,研究了有机污染物双酚A(BPA)在其表面的吸附及草酸对黏土矿物悬浮液中BPA光降解的影响.结果表明,BPA在两种黏土矿物表面的吸附量较小,吸附符合Langmuir等温式.在250W金属卤化物灯(λ≥360nm)照射下,草酸可显著促进BPA在高岭石和蒙脱石悬浮液中的光降解,降解动力学符合Langmuir-Hinshelwood方程. 降解速率受pH值的影响较大,pH=4.0时速度最快,光降解速率同时受草酸浓度的影响.最后,通过分析矿物中铁的化学环境及反应过程中铁浓度变化,分析了草酸促进BPA在黏土矿物悬浮液中光降解的可能机制.     

Heterogeneous reaction of NO2 on the surface of montmorillonite particles

The studies on heterogeneous reactions over montmorillonite, which is a typical 2:1 layered aluminosilicate, will benefit to the understanding of heterogeneous reactions on clay minerals. Montmorillonite can be classified as sodium montmorillonite or calcium montmorillonite depending on the cation presented between the different layers. Using diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS), the heterogeneous reaction mechanism of NO₂ on the surface of montmorillonite was firstly investigated. Results showed that the reaction of NO₂ on the surface of sodium and calcium montmorillonite fit a first-order kinetics, and the reaction duration of calcium montmorillonite was longer than that of sodium montmorillonite under the dry condition. For either sodium or calcium montmorillonite, the uptake coefficient decreased as humidity increased.     

Influence of 1, 10-phenanthroline on adsorption behaviour of Ni （Ⅱ） onto montmorilionite

利用镍离子能与邻菲罗啉反应生成螯合物的性质,研究了加与未加邻菲罗啉条件下,蒙脱石对金属镍离子的吸附行为,考察了镍离子浓度、吸附时间、温度和溶液pH值等因素对吸附性能的影响．结果表明：加入邻菲罗啉后,蒙脱石对镍的螫合离子的吸附量明显增大;吸附平衡时间约为120min;蒙脱石对[Ni（phen）a]^2＋的吸附性基本不受pH值的影响．动力学研究表明该吸附过程符合准二级反应动力学模型,吸附量随温度升高而增大．二级动力学参数证明加入邻菲罗啉可显著提高蒙脱石对Ni^2＋的吸附性．蒙脱石对简单Ni^2＋的吸附符合Langmuir的单层吸附等温式;而蒙脱石对镍的螯合离子的吸附则符合Freundlich等温式．蒙脱石对Ni^2＋和[Ni（phen）a]^＋2的吸附均为自发、吸热和更无序的;XRD及FTIR研究表明,蒙脱石对[Ni（phen）a]^2＋的吸附以层问的物理吸附为主．     

几种高硅质矿物细颗粒的A549细胞毒性对比

以大气颗粒物成分中主要矿物相:石英、绢云母、钠长石和蒙脱石这4种高硅质矿物细颗粒为研究对象,检测其对A549细胞存活率、膜损伤及炎性因子释放的影响,旨在对比分析几种高硅质矿物细颗粒的毒性大小,并从颗粒物物理化学性质角度阐述其细胞毒性作用机制.结果表明,几种硅质细颗粒对A549细胞存活率的影响:蒙脱石绢云母≥石英钠长石.细胞存活率与矿物颗粒样品的SiO_2含量之间相关性较差,与Fe_2O_3含量存在较好相关性,Fe_2O_3含量越高毒性越大.高硅质矿物颗粒共培养环境中H_2O_2释放量与样品中Fe_2O_3含量呈正相关关系.蒙脱石组细胞受H_2O_2影响最大,石英和钠长石组细胞受粉体释放H_2O_2影响较小.所检测的几种高硅质矿物颗粒不同程度地造成细胞膜损伤,且均可触发A549细胞释放TNF-α或IL-6,进一步激发免疫反应的产生,但不同类型的高硅质矿物颗粒促发炎性反应不同.高硅质矿物细颗粒的成分结构并不是影响其生物活性的唯一因素,粉体的外在形态、表面活性基团、溶解性、吸附和离子交换特性等对细胞的存活率、细胞膜损伤、液相自由基的释放及炎性反应的影响同样不容忽视.     

Removal of Cs from water and soil by ammonium-pillared montmorillonite/Fe3O4 composite

To remove cesium ions from water and soil, a novel adsorbent was synthesized by following a one-step co-precipitation method and using non-toxic raw materials. By combining ammonium-pillared montmorillonite (MMT) and magnetic nanoparticles (Fe₃O₄), an MMT/Fe₃O₄ composite was prepared and characterized. The adsorbent exhibited high selectivity of Cs⁺ and could be rapidly separated from the mixed solution under an external magnetic field. Above all, the adsorbent had high removal efficiency in cesium-contaminated samples (water and soil) and also showed good recycling performance, indicating that the MMT/Fe₃O₄ composite could be widely applied to the remediation of cesium-contaminated environments. It was observed that the pH, solid/liquid ratio and initial concentration affected adsorption capacity. In the presence of coexisting ions, the adsorption capacity decreased in the order of Ca^2 + > Mg^2 + > K⁺ > Na⁺, which is consistent with our theoretical prediction. The adsorption behavior of this new adsorbent could be expressed by the pseudo-second-order model and Freundlich isotherm. In addition, the adsorption mechanism of Cs⁺ was NH₄⁺ ion exchange and surface hydroxyl group coordination, with the former being more predominant.     

聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）/膨润土/腐植酸钠三维网络凝胶吸附剂对Cd^2＋吸附性能研究

制备了一种聚（丙烯酸-co-丙烯酰胺）/膨润土/腐植酸钠三维网络凝胶吸附剂,重点考察了吸附剂对Cd2＋吸附的pH依赖性、吸附动力学和吸附等温线。结果表明,Cd^2＋溶液pH值对吸附容量有较大影响。在pH=8、吸附时间30 min、Cd^2＋溶液初始浓度0.02 mol/L和吸附剂用量0.10 g的条件下,吸附剂对Cd2＋的饱和吸附量可达294.7 mg/g。与膨润土相比,三维网络凝胶吸附剂具有更高的吸附容量和更快的吸附速率。     

羟基铝蒙脱石去除染料弱酸性深蓝GR的研究

在[OH^-]/[A1³⁺]=2.4的反应条件下,利用A1³⁺与碱液反应制备出Keggin离子,并由此制备出羟基铝蒙脱石.XRD-衍射数据表明:羟基铝蒙脱石的层间距由原来的12.58A(d₀₀₁)增加到18.63A.研究了染料弱酸性深蓝GR在7种改性蒙脱石上的吸附.结果表明:酸性条件下,羟基铝蒙脱石处理有机污染物的去除率高,用0.0200g处理25ml弱酸性深蓝GR溶液,去除率可高达95%以上.由等温吸附线可知:弱酸性深蓝GR在不同改性蒙脱石上的吸附机理主要为表面吸附、离子交换和分配作用.