焙烧层状氢氧化镁铝对水溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ) 的吸附性能比较

通过静态吸附实验,对比研究了焙烧层状氢氧化镁铝(Mg-Al CLDH)对水溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)阴离子的吸附特性,并用粉末X射线衍射对Mg-Al CLDH吸附前后的结构进行了表征.结果表明,Mg-Al CLDH对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附是通过“结构记忆"效应实现的.Mg-Al CLDH可有效脱除溶液中的含砷阴离子,其吸附量明显高于现有文献的报道.当As(Ⅲ) 和As(Ⅴ)初始浓度(以As计)分别高达10 mg·L^-1和40 mg·L^-1时,吸附后溶液中残余As浓度<10 μg·L^-1.在本研究的初始浓度4～500 mg·L^-1范围内,在298～323 K下, As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在Mg-Al CLDH上的最大吸附量(以As计)分别为150.46～224.03 mg·g^-1和149.62～224.76 mg·g^-1,且吸附量仍呈直线上升趋势.吸附量随温度升高而增大,表现为吸热吸附.As(Ⅲ)和As(Ⅴ)阴离子在Mg-Al CLDH上的吸附等温线分别属于L型和H型.在低浓度区域,As(Ⅲ)在Mg-Al CLDH上的吸附可用Freundlich等温方程式来描述,As(Ⅴ)更符合Langmuir等温方程式;在高浓度范围内,均可用Freundlich等温方程式来描述.在相同初始浓度和温度下,Mg-Al CLDH对As(Ⅴ) 的吸附速率和脱除率远远大于As(Ⅲ),吸附速率和脱除率随溶液初始浓度的降低和温度的升高而增大,伪二级动力学方程可较好地描述二者在Mg-Al CLDH上的吸附动力学过程.吸附基本不受溶液初始pH值(3.0～10.0)和离子强度的影响.当溶液中As(Ⅴ)和As(Ⅲ) 同时存在时,Mg-Al CLDH优先吸附As(Ⅴ).     

海洋酸化对刺参碳、氮收支的影响

以东亚浅海生态系统关键种和重要经济生物——刺参（Apostichopus japonicus）为研究对象,设置380、750和1900 ppm 3个pCO₂梯度（实测pH分别为8.06、7.72和7.41）,研究CO₂驱动的海洋酸化对刺参碳、氮收支的影响。结果显示酸化会抑制刺参对碳、氮生源要素的摄入,pH每降低1个单位,刺参摄取的碳和氮会分别减少40.28 mg/g/d和2.48 mg/g/d;粪便碳、粪便氮、呼吸碳和排泄氮均与pH存在线性正相关关系,而生长碳、氮与pH无线性关系。酸化影响了刺参对碳、氮的分配模式,但用于生长的碳、氮占摄食碳、氮的比例未受影响。研究表明,刺参对海洋酸化具有一定的适应能力,这种适应或许与其较低的钙化程度和在自然条件下pH多变的生境中"提前适应"有关。     

改性与成型层状氢氧化镁铝对不同水体中PO43- 的脱除性能

利用大型工业设备制备出性能稳定的粉末层状氢氧化镁铝(500 kg.批-1,记为Mg-Al LDH),采用沉积法将Mg-Al LDH进行改性与成型,研究了改性与成型层状氢氧化镁铝(记为MG Mg-Al CLDH)对水溶液、废水、不同地带海水中PO34-的动态吸附脱除及再生性能.结果表明,MG Mg-Al CLDH能够有效脱除不同水体中的PO34-,满足污水综合排放一级标准或海水水质一级标准.MG Mg-Al CLDH对PO34-脱除主要是通过离子交换和"结构记忆"效应共同实现的.MG Mg-Al CLDH对水溶液中PO34-的穿透吸附量是未改性时的6倍以上,再生率为126.24%,PO34-的穿透曲线受固定床高度、流量、溶液初始浓度、溶液初始pH值的影响,液膜扩散是吸附过程的主控步骤.当溶液初始浓度低至4.61 mg.L-1时,MG Mg-Al CLDH能将某污水处理厂二级出水中PO34-有效脱除,满足污水综合排放一级标准.当PO34-浓度低至0.38μmol.L-1,MG Mg-Al CLDH仍能将其从海水中有效脱除,达到海水水质一级标准,为解决Mg-Al LDH在实际应用中存在粉末易堵塞床体、无法实现固液分离和再生的问题及水体中磷的脱除提供了一条新型可行之路.     

三聚磷酸钠在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附特性

通过静态吸附实验,研究了水溶液中三聚磷酸钠(STPP)在层状氢氧化镁铝(Mg-Al LDH)及其焙烧产物(Mg-Al CLDH)上的吸附性能,并用多晶X射线衍射对Mg-Al LDH,Mg-Al CLDH及Mg-Al CLDH吸附STPP后Mg-Al RLDH的结构进行了表征.结果表明,STPP在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附量和脱除率在pH为4.7-10.0时受溶液初始pH值的影响较小;饱和吸附量随温度的升高而增大,在25-50℃下,STPP在层状氢氧化镁铝上的饱和吸附量为34.52-40.20 mgP3 O105-·g-1,在25-60℃下,STPP在焙烧层状氢氧化镁铝上的饱和吸附量为118.67-179.57mgP3O105-·g-1.静态吸附热力学结果证明STPP在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附为自发的物理吸热过程,焓变与熵增是吸附的主要驱动力.     

硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附特性比较

通过静态吸附实验,对比研究了水溶液中硝酸盐在自制层状氢氧化镁铝(每批500 kg)(Mg-Al LDH)及其焙烧产物(Mg-Al CLDH)上的吸附性能和机理, 用多晶X射线衍射对层状氢氧化镁铝(吸附前后)及其焙烧产物(吸附前后)的结构进行了表征.结果表明,硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附分别是通过离子交换和"结构记忆"效应实现的.硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附量受吸附时间、温度、吸附剂用量、初始pH值、溶液初始浓度、离子强度等因素的影响.在25～80 ℃的条件下,硝酸盐在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附均符合Freundlich线性吸附等温方程式.在层状氢氧化镁铝上的吸附为放热反应,平衡吸附量为34.87～26.95 mg·g-1,而在焙烧层状氢氧化镁铝上的吸附为吸热反应,平衡吸附量为45.41～203.44 mg·g-1.焙烧层状氢氧化镁铝可有效脱除溶液中的硝酸盐,吸附后产物在700℃下重复再生3次,吸附量无变化.溶液初始浓度为500 mg·L-1、吸附剂用量为0.1 g、吸附时间为15min、温度为40 ℃是焙烧层状氢氧化镁铝吸附的最佳条件.     

焙烧层状氢氧化镁铝对水溶液中亚硝酸盐的吸附脱除

通过静态吸附实验,研究了焙烧层状氢氧化镁铝(Mg-Al CLDH)对水溶液中NO2-的吸附脱除性能,并用粉末X射线衍射对Mg-Al CLDH吸附前后的结构进行了表征.结果表明,Mg-Al CLDH可有效脱除水溶液中的业硝酸盐(NO2-),对NO2-的脱除是通过"结构记忆"效应实现的,当NO-2初始浓度高达15mgN·l-1时,经0.10g Mg-Al CLDH处理后,溶液中残余浓度小于lmgN·l-1.在293-323 K温度范围内,NO2-在Mg-Al CLDH上的饱和吸附量为17.24-29.94 mgN·g-1,吸附量明显高于其它吸附剂;吸附量随温度的升高而增大,表现为吸热吸附;吸附过程符合Langmuir线性等温方程式.吸附速率随温度的升高而迅速增大,伪二级动力学方程可用来描述其吸附动力学过程;吸附Ea为109.94 kJ·mol-1,Mg-Al CLDH对NO2-的吸附主要是化学吸附,Mg-Al CLDH对NO2-的脱除率基本不受溶液初始pH值的影响,吸附量随离子强度的增大而减小,正交实验结果显示溶液初始浓度是影响吸附量的最主要因素.