TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

三峡库区典型消落区土壤氮磷的动态变化特征

在三峡库区干流段忠县石宝寨与支流段汝溪河涂井设置固定采样点,研究1年内不同月份、不同高程出露表层土壤氮、磷含量随水位变化特征.结果表明,干流石宝寨点(未淹区/消落区)土壤中全氮、全磷年均含量分别为(0.68/0.74)、(0.56/0.54)g·kg-1,而支流涂井点为(0.67/0.80)、(0.52/0.65)g·kg-1,其中,干支流采样点消落区全氮含量在7月累积量最明显,全磷含量在9月最高;相应干流采样点的速效氮、速效磷年均含量分别为(39.81/40.42)、(11.75/14.22)mg·kg-1,而支流采样点为(35.63/48.89)、(6.72/7.68)mg·kg-1,其中,干支流采样点消落区速效氮含量在9月累积量最明显,速效磷含量在7月最高,与相应全量特征不同.可见,消落区土壤氮磷全量高,其相应速效态含量未必高.较于未淹区,干流石宝寨与支流涂井消落区土壤氮磷含量在落干期间均表现出一定的积累,且涂井点的累积量明显高于石宝寨点,待水位上涨时,汝溪河的潜在富营养化风险更大.     

大气中痕量挥发性有机物气相色谱保留时间的预估

为探寻环境中挥发性有机物气相色谱保留行为与结构的关系,应用三维原子场全息作用矢量(3D-HoVAIF),对39个大气中痕量挥发性有机物进行了结构表征.采用逐步回归对变量进行筛选,建立了8变量定量结构色谱保留相关(QSRR)模型,模型的复相关系数为R-1=0.985; 进而将3D-HoVAIF矢量与相对分子质量结合,建立了9变量QSRR模型,模型的复相关系数为R-2 = 0.991; 采用留一法交互检验,结果分别为RCV,1 = 0.970、RCV,2 =0.978,表明模型具有良好的估计能力和稳定性.     

大气中痕量挥发性有机物的结构表征和保留时间的估计与预测

采用分子电性距离矢量（MEDV）表征大气中痕量挥发性有机物的分子结构,同时采用逐步回归结合统计检测对模型进行变量筛选,建立了大气中痕量挥发性有机物定量结构-色谱保留（QSRR）关系的8个变量和5个变量模型,两种QSRR模型的建模计算值复相关系数（R）分别为0.937和0.931;留一法（leave-one-out）交互校验复相关系数（RCV）分别为0.901和0.906,表明模型具有良好的估计能力与稳定性.     

从含铬铝泥中回收铝的新工艺

采用"打浆水洗除Cr(Ⅵ)—电渗析除Cr(Ⅵ)—碱浸提铝—碳酸化分解法精制Al_2O_3"的新工艺处理含铬铝泥(以下简称铝泥),并回收Al_2O_3。实验结果表明:铝泥在70℃下经3次打浆水洗后,w(Na_2CrO_4)(以干铝泥计)降至5.0%;采用电渗析除Cr(Ⅵ)工艺可有效去除铝泥中以结合态和结晶态形式存在的Na_2CrO_4,在55 V直流电压下电渗析6h后铝泥中的w(Na_2CrO_4)降至0.98%;在碱浸温度为100℃、碱浸时间为3 h、NaOH质量浓度为150 g/L的优化碱浸条件下,铝浸出率(以Al_2O_3计)高达90.0%;经3次碳酸化分解处理后,Al_2O_3产品的纯度达98.65%,满足GB/T 24487-2009《氧化铝》中的一级标准,Al_2O_3回收率为96.37%。     

改性柠檬渣的结构特征及其对Cu2+的吸附性能

为研究柠檬渣对污水中Cu2+的吸附性能,利用H₂SO₄与NaOH对柠檬渣进行改性制备吸附剂,并采用响应曲面法对制备工艺进行了优化. 测试了吸附剂的比表面积、孔容与孔径等性能,并利用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、电镜(SEM)和能谱(EDS)对吸附剂进行了表征. 通过响应面法优化后的最佳改性条件:H₂SO₄改性后的炭化温度为80 ℃,NaOH改性后的炭化温度为90 ℃,w(NaOH)∶w(H₂SO₄)为0.3.改性后的柠檬渣较原柠檬渣比表面积由88.3 m2/g增至392.2 m2/g,灰分率降低了90.7%,碘吸附值提高了近5倍,孔径分布主要是中孔;柠檬渣属于无定型结构,改性后的柠檬渣有CC生成,形成了芳香烃,表面形成了密集的孔;改性后柠檬渣主要由碳元素组成,从而能有效吸附Cu2+,对Cu2+的吸附率能达到85.3%. 由红外分析可知,改性后的柠檬渣吸附Cu2+后3 804 cm-1处的吸收峰消失,说明Cu2+取代了这个吸收峰所代表的官能团及部分O—H中的H+.      

沱江干流内江段沉积物汞和铬污染状况研究

采集沱江干流内江段的6个位点的沉积物样品,测定其中有机质、汞和铬含量,分析此区段沉积物中的重金属污染状况。结果表明沱江干流内江段沉积物中有机质含量范围是在9.129～27.323 g/kg之间,总汞含量范围是在0.055～0.160 mg/kg之间,总铬含量范围是在87.4～146.8 mg/kg之间。将有机质、总汞和总铬含量和我国土壤环境标准对比,沱江干流内江段有机质含量大多处于四级,五级阶段;总汞含量处于一级、二级阶段;总铬含量处于二级阶段。根据地累积指数分析,该区段中游地区受到轻度污染;根据生态风险单项指数分析汞生态风险大多处于中低状态,只有白马镇地区汞生态风险较重,铬生态风险普遍处于低状态;由污染负荷指数分析,该区段重金属污染处于中度污染状态,并有加深污染的趋势。     

羧甲基废纸纤维对Cr(Ⅲ)吸附性能及机理研究

以废纸纤维(WF)为原料,氯乙酸钠为醚化剂,合成不同取代度羧甲基废纸纤维(CWF-1,CWF-2,CWF-3),用于吸附Cr(Ⅲ)。采用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)表征吸附剂的结构和形貌。结果表明,羧甲基化反应在WF上引入羧基,结晶度降低,但依旧保持纤维状形貌。吸附实验表明,取代度越大吸附量越大,pH对吸附量影响显著。在30℃,pH=5,Cr(Ⅲ)初始质量浓度为50 mg/L,CWF-3添加量为1 000 mg/L的条件下,Cr(Ⅲ)的吸附量达到47.55 mg/g。拟二级动力学模型和Freundlich吸附等温线能够更好描述吸附过程。采用X射线光电子能谱(XPS)和纸浆Zeta电位研究吸附机理,结果表明,CWF-3与Cr(Ⅲ)之间的吸附机理包括络合配位和静电吸附。此外,CWF-3还具有良好的分离和再生性能。     

纳米TiO2对土壤重金属释放及形态变化的影响

通过室外模拟淹水实验研究纳米Ti O_2对土壤重金属迁移转化的影响,分析了两种纳米Ti O_2对三峡水库典型消落区土壤中Cr、Zn、Pb、Cu和Cd释放和形态变化的影响.结果表明,淹水两个月后,添加4 g·kg~(-1)金红石和锐钛矿颗粒处理均导致约30%的Cr释放到水中,主要促进可氧化态和残渣态Cr的溶出,从而促进土壤Cr的活化,大大提高其生态风险;另外,添加4 g·kg~(-1)金红石颗粒处理导致酸可交换态和可氧化态Pb含量分别下降25.92%和33.09%,增强其迁移性;但添加锐钛矿颗粒处理促进土壤中可氧化态Zn的生成,含量提高约30%,有利于Zn的固定;此外,两种纳米Ti O_2颗粒对Cu和Cd的形态均没有明显的影响.因此,纳米Ti O_2对土壤中Cr释放和形态变化影响最大,其次是Pb和Zn,在进行重金属污染土壤的修复及其风险评估时需要特别注意.     

城市河流消落带农产品中铅镉的污染初探

文章以内江市为例,采用石墨炉原子吸收分光光度法对流经内江市区的沱江消落带农产品中重金属铅(Pb)和镉(Cd)的含量进行了初步调查。结果表明,该研究区域农产品中Pb的含量范围为0～0.175 mg/kg,平均值为0.040 mg/kg;Cd的含量范围为0.007～0.077 mg/kg,平均值为0.023 mg/kg;根...