改性活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附效果,以磷酸活性炭(PAC)为原料,用10%硝酸改性得到硝酸改性活性炭(N-PAC)及直接蒸发法载铁改性得到载铁活性炭(Fe-PAC)。通过静态吸附研究表明,改性后活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率有较大提高。在常温、自然pH条件下,0.2 g活性炭处理50 mL浓度为100 mg/L的含Cr(Ⅵ)溶液,N-PAC和Fe-PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率分别为79.21%和90.59%,都高于原PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率49.58%。pH从2.2升高到11.92,Fe-PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率从99.86%降低到14.77%,N-PAC则从99.86%降低到3.23%,PAC从97.05%降低到2.53%。温度从25℃升高到70℃,3种活性炭对Cr(Ⅵ)吸附率都有较大提高,都增加到98%以上。且吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型。     

废弃中密度纤维板制备活性炭

以磷酸为活化剂、废弃中密度板木粉为原料制备活性炭(AC),采用正交实验得出制备AC的最佳工艺条件:磷酸质量浓度为813.43 g/L,浸渍比(木粉与磷酸的质量比)为4.5:1,浸渍时间为12 h,活化温度为500 ℃,活化时间为2 h.在此条件下AC得率为40.67%,碘吸附值为934.56 mg/g,亚甲基蓝吸附值为172.5 mg/g,焦糖脱色率为100%.采用3 g AC处理150 mL实际水样,COD去除率为84.50%,NH_3-N去除率为61.70%,色度去除率为86.88%,浊度去除率为82.80%,悬浮物去除率为80.98%.     

Na2S·HNO3改性活性炭对水中低浓度Pb2+吸附性能的研究

采用回流蒸煮、微波焙烧的方法改性活性炭,通过Boehm滴定法、TG和FT-IR分析了改性前后活性炭表面官能团的变化情况.Boehm滴定表明:改性活性炭的总酸度、羧基、内酯基皆有增加;TG曲线中的多个失重峰说明了改性活性炭表面含氧基团的增加;FT-IR谱图上500～720 cm-1范围内新峰的出现说明了改性活性炭表面增加...     

松木基多孔碳表面重构强化过硫酸盐去除双酚A

双酚A(BPA)作为最常用的工业化合物之一,在环境中具有持久性,对人类健康及其他微生物造成威胁,因此,开发双酚A高性能去除剂并了解其作用机制具有重要意义。基于此,采用KOH活化策略制备了松木基多孔碳(PC),利用NaBH₄对PC进行表面重构获得性能增强的松木基多孔碳(PC-1)。随后,采用单因素的实验方法考察了在多孔碳/过硫酸盐系统中松木基多孔碳去除BPA的能力及机制。结果表明,与PC相比,PC-1表面的羟基增加,羰基减少,I_D1/I_G从1.55增至1.60。与PC/PDS系统相比,PC-1/PDS系统在反应温度为25、35及45℃时对BPA的降解效率分别提高了45%、18%和64%。淬火及电化学实验说明PC及PC-1分别通过自由基及非自由基途径去除BPA。因此,碳的内在缺陷是过硫酸盐活化的活性位点,而含氧官能团则是影响活化途径的关键因素。     

日光温室土壤养分平衡及其累积特性

为探讨栽培年限对日光温室土壤养分平衡状况及其动态累积特性的影响,以黄土高原南部陕西杨凌的13个日光温室为研究对象,连续4 a监测其养分投入量、蔬菜产量、土壤养分含量等变化,以评价温室栽培系统养分平衡状况及土壤养分的累积特性. 结果表明:温室土壤每年N、P₂O₅、K₂O的平均投入量分别为18.04、15.65和17.79 kg/km2,其中来自有机肥的N、P₂O₅、K₂O分别占各养分投入总量的64%、58%、53%,氮、磷、钾投入过量问题突出;表层土壤w(有机质)、w(TN)、w(矿质氮)、w(速效磷)和w(速效钾)均随栽培年限的延长而不断增加;与建棚时相比,栽培第1年和第2年温室土壤各养分含量增幅迅速,第3年和第4年养分累积速度相对减慢. 随着温室栽培年限的延长,土壤剖面硝态氮累积量显著增加;虽然研究区井水中ρ(NO₃--N)平均值低于GB 5749—2006《生活饮用水卫生标准》标准,但随着温室栽培年限的延长,硝酸盐向深层土壤淋溶及进入地下水的风险值得关注.      

设施番茄生产系统的环境影响生命周期评价

应用生命周期评价方法,以陕西省西安市郊区为例,对设施番茄生产系统进行了环境影响评价.结果表明,日光温室和塑料大棚生产1000kg番茄消耗的能源和水资源分别是1740.58 MJ、50.767 m3和1502.346 MJ、53.734 m3;全球变暖潜值(以CO2当量计)、环境酸化潜值(以SO2当量计)、富营养化潜值(以PO3-4当量计)、光化学烟雾潜值(以C2H2当量计)、土壤毒性(以1,4-DCB当量计)、水体毒性(以1,4-DCB当量计)和人类毒性潜值(以1,4-DCB计)分别为271.943 kg、2.151 kg、0.247 kg、0.157 kg、24.217 kg、19.545 kg、0.124 kg和239.163 kg、1.88 kg、0.305 kg、0.109 kg、31.686 kg、19.7 kg、0.304 kg.设施构筑物自身建设和维护带来的主要潜在环境影响是能源耗竭、全球变暖和环境酸化;番茄种植环节引起的主要潜在环境影响是水资源耗竭、富营养化、全球变暖、土壤毒性和水体毒性;农资生产环节的主要潜在环境影响是能源耗竭.设施番茄生产系统中对环境影响大的建材和农资是钢材、聚乙烯材料、氮肥、农药和含过量重金属的有机肥.设施番茄生产系统对环境的影响不容忽视,应展开以降低其环境影响为目标的设施结构与建材、温室内气候条件调控、合理施肥和施药的研究,并对采取的技术方法进行生命周期评价,以确保设施蔬菜的可持续发展.研究结果可为促进设施蔬菜生产系统的可持续发展提供科学依据.     

黄土高原区不同植物凋落物可溶性有机碳的含量及生物降解特性

以黄土高原区刺槐、小叶杨、沙棘、沙柳、苜蓿和长芒草等6种植物凋落物为研究对象,利用2种浸提剂(水和0.01 mol·L^-1CaCl₂)浸提了不同大小(2 mm粉碎样和1 cm长)植物凋落物,测定了其中可溶性有机碳(SOC)的含量,并利用室内培养试验(25℃)评价了可溶性有机碳的生物降解特性.结果表明,不同植物凋落物可溶性有机碳含量在4.21～76.25 g·kg^-1之间,占其全碳的比例在0.99%～19.84%之间.平均来看,乔木凋落物可溶性有机物含量及其占全碳的比例大于灌木,而灌木又高于草本.经过7 d的培养,不同凋落物可溶性有机碳的生物降解率在34.7%～75.1%之间,平均56.3%,不同种类凋落物的生物降解率相比为乔木＞灌木＞草本.紫外及荧光光谱法测定法表明,培养结束后SOC溶液中结构较为复杂的可溶性有机物的比例呈显著上升,这与其中易降解组分的降解有关.     

掘进面多级气相压裂卸压抽采防突研究*

为解决煤层赋存条件复杂、煤体渗透率低、部分区域突出易发性高等问题,提出运用多级气相压裂的方案在阳泉矿区新元矿31004工作面辅助回风巷与进风巷进行压裂试验,以考察其卸压增透效果;在试验巷道的不同区段实施单孔压裂和双孔压裂,并采用“压裂抽采”和“压后即掘”2种工作循环方式进行试验;基于对多项抽采参数的实测结果,从多角度评价多级气相压裂效果。结果表明:多级气相压裂具有明显的重启裂缝与扩张裂缝作用,能够有效改善煤体的渗透性和瓦斯抽采条件;通过对比单孔压裂与双孔压裂效果,并结合现场监测数据发现,双孔多级压裂的效果明显优于单孔多级压裂,双孔多级压裂钻孔作业难度低,且作业后瓦斯更易抽采;观测不同的工作循环方式未见明显差距,但“压后即掘”的工作效率明显更高。多级气相压裂的成功实施,对该技术在低渗矿区的防突消突与瓦斯抽采工作中的应用具有重要指导意义。     

稻壳活性炭对水中染料的吸附特性及其回收利用

以稻壳为原料,采用复合活化剂制备稻壳活性炭.通过氮气吸附等温线,傅里叶红外光谱,X射线光电子能谱仪,零电荷点等手段,分析了所制备的稻壳活性炭的孔结构和表面性质.研究了稻壳活性炭对甲基橙的吸附特性,同时对吸附饱和的稻壳活性炭进行热再生以及由高温灼烧法制备二氧化硅进行了初步探索.结果表明:稻壳活性炭对甲基橙的去除率随着吸附剂用量增加而提高;随着pH值的升高去除率下降;吸附剂可以应用于高盐度条件下的吸附;随着溶液初始溶液增加去除率下降;符合Langmuir吸附等温式,吸附过程主要由化学吸附控制;吸附饱和的稻壳活性炭经过一次再生可以得到性能较好的活性炭;对吸附饱和的稻壳活性炭,在800℃条件下可以制得纳米级且具有一定晶型的二氧化硅.     

梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附

以梧桐枯叶为原料、磷酸为活化剂制备活性炭,研究了不同浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭孔结构和表面化学性质的影响.通过XRD(X射线衍射)、BET比表面积、红外图谱、XPS(X射线光电子能谱)等对梧桐叶活性炭进行表征,并对其表面零电荷点(pH pzc)进行了测定,从热力学的角度研究了梧桐叶活性炭对水溶液中不同极性酚类物质的吸附行为.结果表明,梧桐叶活性炭制备的最佳工艺条件为:浸渍比(质量比)为3∶1,活化温度为450℃,活化时间为2.5 h.浸渍比增大、活化温度升高和活化时间的延长,都有利于增加活性炭表面极性;活性炭的极性表面对酚类物质的吸附有重要影响,梧桐叶活性炭对苯酚、邻硝基苯酚和对硝基苯酚的吸附量分别达到79.2、93.9和95.8 mg/g.热力学研究表明,梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附符合Frenundlich等温吸附方程,并且是一个自发的放热过程,其吸附焓变、吸附熵变、吸附自由能变均小于零.