有机蒙脱石负载零价纳米铁处理锑离子的研究

利用阳离子交换容量为1. 02 mmol/g的钠基蒙脱石,通过液相还原法制备了有机蒙脱石负载纳米铁(NZVI-OMt)材料。研究表明:材料对锑离子具有很好的去除效果,对于初始质量浓度为5 mg/L的锑离子溶液,反应10 min去除率即可达100%,且效果远远高于两种单一材料(纳米铁NZVI和有机蒙脱石OMt)及二者之和。通过一系列实验考察了初始质量浓度、pH值、投加量等因素对NZVI-OMt处理锑离子效果的影响。动力学研究表明,NZVI-OMt对锑离子的作用符合准一级反应动力学。对反应后的NZVI-OMt进行解析实验,表明NZVI-OMt对锑离子的去除作用包含物理吸附、化学吸附及共沉淀等复杂过程。     

去除碱性染料吸附剂的制备及其吸附特性研究

本实验用橘皮果胶来改性纳米铁吸附碱性品红,用橘皮果胶来改性纳米铁,可以提高纳米铁对碱性品红的吸附。本文从吸附剂制备工艺的角度研究了橘皮果胶的质量浓度、改性纳米零价铁的投加量、活性剂羟甲基纤维素钠的投加量、吸附时间、温度、碱性品红的初始浓度对染料去除的效果,结果表明:在橘皮果胶质量浓度为2. 58%,将0. 02 g改性纳米零价铁和0. 1 g活性剂羟甲基纤维素钠投加到50 m L初始浓度为12 mg/L碱性品红溶液中,吸附时间60 min,吸附温度为60℃,改性纳米零价铁对碱性品红的吸附效果较好,改性纳米零价铁吸附碱性品红溶液遵循准一级反应动力学模型,平衡浓度对吸附量的影响符合Langmuir吸附模型,是以化学吸附为主。     

PNIPAm/PHEMA负载纳米铁去除水中4-NP的研究

采用SEM、EDS、XRD和称重法对聚(N-异丙基丙烯酰胺)/聚(甲基丙烯酸-2-羟乙酯)-纳米铁(PNIPAm/PHEMA-n ZVI)材料进行了表征和性能测试;并研究PNIPAm/PHEMA-n ZVI在不同浓度、p H值和温度条件下对4-NP的去除效果。结果表明,温敏水凝胶载体具有较好的多孔贯穿结构,其孔洞直径为2~20μm;负载的纳米铁颗粒粒径为70~100 nm,纳米铁的负载量为0.154 5 g/g;低于17℃时PNIPAm/PHEMA平衡溶胀比均在20左右,当温度从25℃升高到32℃时平衡溶胀比降至2左右。采用0.3 g干凝胶制备的PNIPAm/PHEMA-n ZVI,在18℃、p H=5、振荡速度100 r/min条件下,处理100 m L质量浓度为400 mg/L的4-NP水溶液3 h后去除率达到100%;PNIPAm/PHEMA经过5次重复使用后,4-NP的还原去除率仍可达到80%以上;PNIPAm/PHEMA-n ZVI储存105 d以后,储存稳定性仍在75%以上。研究表明,该温敏性凝胶在负载纳米铁方面是一种很好的载体,在去除硝基苯酚方面有实际应用潜能。     

改性海泡石处理水中低质量浓度NO3-的研究

实验制备酸洗及负载纳米零价铁的海泡石,进行改性海泡石吸附及还原水中低质量浓度NO~-_3的实验研究。结果表明,对于酸洗海泡石(PNS)吸附NO~-_3,吸附效果高于天然海泡石,Freundlich模型比Langmuir模型更好地拟合NO~-_3等温吸附曲线,吸附过程为物理吸附非自发过程,吸附为放热反应,温度升高不利于吸附进行;负载纳米零价铁的海泡石(PNS-nZVI)处理水中NO~-_3符合准一级反应动力学模型。在一定范围内,酸性条件下促进NO~-_3的去除,质量浓度越大去除效果越好,温度在30℃时去除率达到峰值,最佳条件下去除率可达到95.4%。PNS-nZVI还原NO~-_3是一个递进过程,初始阶段NO~-_3先转化成中间产物NO~-_2和部分NH~+_4,随着反应进行NO~-_2逐步转化成NH~+_4,NH~+_4在反应产物中所占比重最大。     

改性环糊精金属有机骨架材料对亚甲基蓝吸附性能研究

采用环保合成工艺化学修饰一种羧基化不溶性金属有机骨架材料(γ-CD-MOF-COOH),用于去除低浓度亚甲基蓝染料(MB),对γ-CD-MOF-COOH进行表征，并系统研究其对MB吸附性能。结果表明，γ-CD-MOF-COOH对MB具有良好的去除能力，拟二阶动力学模型可以很好地阐明MB的吸附过程。Sips模型的模拟效果较好，γ-CD-MOF-COOH对MB的最大吸附质量比为335.74 mg/g。热力学分析表明，去除MB的过程是自发的吸热反应。γ-CD-MOF-COOH在经过5次循环再生试验吸附率仍达首次的98%以上，表现出良好的MB去除能力。不同吸附机制之间的协同作用是γ-CD-MOF-COOH对MB去除率较高的原因。     

纳米Ni/Fe双金属去除水溶液中直接耐酸大红4BS的研究

采用纳米Ni/Fe双金属对直接耐酸大红4BS(DFS-4BS)染料进行去除研究.考察了不同反应参数对DFS-4BS去除效果的影响.结果表明,在pH值5.0,30 ℃,DFS-4BS质量浓度100 mg/L,纳米Ni/Fe质量浓度8 g/L和反应4 h的优化条件下,DFS-4BS的去除率达89.5%. 动力学研究表明,纳米Ni/Fe对DFS-4BS的降解符合伪一级反应动力学方程,表观速率常数Kobs为6.3×10-3 min-1,半衰期为110.02 min.纳米Ni/Fe对实际废水中的DFS-4BS去除率为71.2%.     

微波生物炭对阴、阳离子型染料的吸附特性

以小麦秸秆为原材料、以活性炭为催化剂,在微波辐照下制备了生物炭并进行了理化表征,而后对比考察了其对阴离子染料甲基橙(MO)和阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附特性。结果表明,提高微波辐照功率,生物炭的比表面积和孔体积逐渐增大,对染料的吸附量也相应增加,对MB的吸附量达87.72 mg/g。相关性分析表明微波生物炭对MO的吸附主要是受比表面积和孔体积决定的物理吸附,对MB的吸附则兼具有物理吸附和静电吸引作用。动力学和等温线研究表明微波生物炭对染料的吸附受多种因素控制,低功率制备的微波生物炭符合Langmuir吸附,而高功率制备的炭更符合Freundlich多分子层吸附。影响因素研究表明,受静电作用、络合作用的影响,溶液pH值、阳离子浓度以及吸附温度都会影响吸附效果。     

磁性CoFe2O4/MgAl-LDH的制备及对水中刚果红的去除

采用水热法制备了CoFe_2O_4,采用化学共沉淀法将镁铝水滑石(Mg Al-LDH)覆盖在CoFe_2O_4上,制成磁性CoFe_2O_4/Mg Al-LDH复合材料,用于去除水中阴离子染料刚果红。考察了溶液p H值、吸附时间、共存阴离子等对吸附过程的影响,研究了CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红吸附动力学、吸附等温线。结果表明,溶液p H值、共存离子对CoFe_2O_4/Mg Al-LDH去除刚果红效果的影响较小。吸附剂对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型,且在吸附时间180 min内基本达到吸附平衡。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红的理论最大吸附容量为610.8 mg/g。     

一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究北大核心CSCD

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂。研究了交联树脂对Cr(VI)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(VI)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学。结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(VI)影响较大。对初始质量浓度为120mg/L的Cr(VI)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72mg/g)。用Langmuir等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23 mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合。Fick扩散模型表明,树脂对Cr(VI)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(VI)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。     

MnO2/FeOOH复合材料对水中U(Ⅵ)的去除及机理试验研究

采用化学沉积法制备了二氧化锰/羟基氧化铁(MnO2/FeOOH)复合材料,并将其用于吸附去除水中的放射性重金属铀。通过静态吸附试验,考察了Fe/Mn物质的量比、pH值、吸附时间和干扰离子等因素对MnO2/FeOOH吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料结构和形貌进行表征,并分析其吸附机理。结果表明,在投加量为150 mg/L、温度为30℃、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH值为5、Fe/Mn物质的量比为1/2及吸附时间为120 min的条件下,MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)的去除率最大可达97.7%,且pH值对铀去除效果的影响最为明显。MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich模型,且最大吸附容量达260.34 mg/g。干扰离子试验表明,SO₄^2-、CO₃^2-和Fe³⁺对MnO₂/FeOOH吸附U (VI)几乎没有影响,而Ca²⁺和Cu²⁺具有明显的抑制作用,且抑制随浓度的增大而增强。FTIR和XPS分析表明MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的主要作用机制为表面羟基、Mn-O与铀的配位作用。因此,MnO2/FeOOH可作为一种潜在的铀吸附材料。     

柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

生物除铁除锰滤层营养条件的研究

采用模拟生物除铁除锰滤柱,通过测定整个生物滤层对铁、锰的去除效果考察了营养物质对生物滤层综合生化能力的影响,从而探求了生物滤层对铁、碳、氮等营养元素的需求.结果表明,成熟滤层内的铁、锰氧化细菌对进水铁的营养需求极低(0.04 mg/L).成熟滤层对有机物具有一定的去除能力,而无机碳减少量相对较大,大约有3～4 mg/L,溶解在水中的二氧化碳即可保证滤层对碳的需求.成熟滤层将氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐,但这种转化实际上并没有使水中氮的总量减少,只是氮的形态发生了转化;而滤柱内氮的减少是被生物体利用的结果.极低的氮素含量即可保证成熟生物滤层对氮素的需求.这表明极低的营养条件即可满足铁、锰氧化细菌的正常生理代谢,铁、锰氧化细菌可以在贫营养环境下生存.结合全国大部分地区的地下水水质状况,进而得出地下水生物除铁除锰技术在全国大部分地区可以推广使用.     

Adsorptive removal of basic dyes from aqueous solutions by surfactant modified bentonite clay (organoclay): Kinetic and competitive adsorption isotherm

Cationic surfactant (Hexadecyltrimenthylammonium chloride) modified bentonite clay was prepared and systematically studied for its adsorption behavior as an efficient adsorbent for the removal of basic dyes such as methylene blue (MB), crystal violet (CV) and Rhodamine B (RB) from aqueous phase. Organo modified clay shows better capacity for the removal of three dyes. The adsorption process was found to be dependent on pH and initial dye concentration. The maximum dye sorption was found to be at a pH of 9.0 (99.99% for MB, 95.0% for CV and 83.0% for RB). The adsorption capacity for the dyes was found to be 399.74, 365.11 and 324.36 μmol/g for MB, CV and RB, respectively at 30 °C. The equilibrium uptake was attained within 240 min. The kinetic studies were revealed that sorption follows a pseudo-second-order kinetic model which indicates chemisorption between adsorbent and adsorbate molecules. Adsorption isotherm indicates non-energetically adsorption sites which fit with Freundlich isotherm model. The fitness of kinetics and isotherm models was evaluated by using HYBRID error analysis function. Competitive adsorptions of dyes were studied by using binary component systems.     

湿法粉碎制备纳米RDX安全性分析与性能表征

从热传导理论分析入手,以回收的RDX为原料,选择易获取的水为导热介质,湿法粉碎制备了纳米级RDX样品。利用纳米激光粒度仪、场发射扫描电镜和卡斯特型落锤仪对样品粒径大小、外观特征、感度大小进行了观察和测试。实验结果表明,湿法制备的纳米级RDX感度明显降低,安全性提高。由于本方法成本低廉,使得大规模回收的RDX再次利用成为可能,解决了RDX不方便储存运输使用等难题,扩大了其使用范围。     

生物硫铁复合材料对水中U(Ⅵ)的去除性能及作用机理

目前,生物材料处理含铀废水已成为研究热点,为此,对硫酸盐还原菌(SRB)产生的生物材料的性能进行研究。通过接种硫酸盐还原菌制备了生物硫铁复合材料,探讨了p H值、U(VI)初始质量浓度和温度对生物硫铁去除U(VI)的影响,对比了硫铁、活性生物硫铁和硫酸盐还原菌(SRB)对U(VI)的去除效果。采用环境扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、高分辨率透射电镜(TEM)-X射线能谱(EDS)分析了生物硫铁结构特性及其对U(VI)的去除机理。结果表明,当初始p H值为7.5、温度为35℃,U(VI)初始质量浓度为7.2 mg/L、生物硫铁投加量为0.1 g时对U(VI)的去除效果最好,12 h完成反应,去除率达99.5%。活性生物硫铁除U(VI)效果优于硫铁和SRB,表明活性生物硫铁中硫铁化合物和SRB同时对U(VI)产生吸附与还原作用,具有速度快、效率高等优点。生物硫铁中的硫铁化合物为无定形态和不规则角柱体,角柱体厚度为20~150 nm,长度为200 nm~1μm。TEM-EDS分析表明,生物硫铁除U(VI)机理有胞外吸附与胞内积累,铀占总元素的质量分数为9.70%,特征峰明显,生物硫铁具有良好的U(VI)去除能力。FTIR分析表明,与U(VI)作用的基团主要有羟基、羧基、磷酸基和C=O、C—N、P—O。     

Synthesis of CuO nanoparticles through green route using Citrus limon juice and its application as nanosorbent for Cr(VI) remediation: Process optimization with RSM and ANN-GA based model

In present investigation, an attempt has been made for the synthesis of cupric oxide nanoparticles (CuONPs) through a green route by utilizing lemon juice extract as a bioreductant. The synthesized CuONPs were characterized through UV–visible spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The CuONPs were utilized for Cr(VI) removal from water through adsorption method in batch mode at different initial Cr(VI) concentration, pH, temperature and CuONPs dosage. The maximum uptake capacity of CuONPs was found to be 16.63 mg of Cr(VI)/g at pH 4.0. Implementation of response surface methodology (RSM) followed by artificial neural network hybridized with genetic algorithm (ANN-GA) approach has resulted maximum Cr(VI) adsorption of 98.8% under the optimized conditions of initial metal concentration 22.5 mg/L, pH 3.81, CuONPs dose 1.28 g/L and temperature 37.1 °C. Under optimum conditions, adsorption isotherm study was conducted, which showed that the fitness of experimental data was well achieved with Langmuir isotherm model illustrating monolayer pattern of adsorption. Thermodynamic study revealed that the process was spontaneous and endothermic in nature, while adsorption kinetics was best explained by pseudo-second order kinetic model.     

The electrocoagulation/flotation study: The removal of heavy metals from the waste fountain solution

The objective of this study was to investigate the possibility of heavy metals (copper, zinc and nickel) removal from the waste fountain solution by the electrocoagulation/flotation (ECF) treatment. After the printing process, the fountain solution changes its composition due to direct contact with different printing materials (plates, inks, etc.) and becomes enriched with metals. The effect of operational parameters, such as electrode materials and combinations, current density, interelectrode distance and operating time, was studied. Also, response surface methodology (RSM) was applied to evaluate the effect of main operational variables and to get a balanced removal efficiency of metals from waste fountain solution by ECF treatment. The iron/iron electrode combination yields a higher percentage of copper and zinc removal efficiency (>95% and >80%, respectively), while for nickel the aluminum/iron and iron/aluminum electrode combinations (>95 and >85%, respectively) proved to be more successful. The optimum interelectrode distance was 1.0 cm (for copper) and 1.5 cm (for zinc and nickel) for all current densities. Heavy metal removal efficiency increases with the increase of electrolysis time for all electrode combinations. Also, the increase of current density improves the ECF removal efficiency. Based on the results obtained through RSM, the optimized parameters for the ECF waste fountain solution treatment for metal removal were identified as: Fe(−)/Al(+) electrode with interelectrode distance of 1.5 cm, operating time of 60 min and current density of 8 mA cm⁻². Overall, the ECF treatment was proven very efficient in the removal of heavy metals from the waste fountain solution under optimum conditions.     

溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的残留及消解行为研究

研究了溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中残留的仪器检测方法,并在天津、山东和江苏连续开展了2 a溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中残留状况和消解动态规律研究的田间试验。结果表明,在溴氰菊酯和吡虫啉的添加质量比分别为0.025~0.5 mg/kg和0.025~1 mg/kg的水平下,甘蓝中溴氰菊酯的平均添加回收率为92.19%~102.48%,变异系数为2.98%~9.46%;吡虫啉平均添加回收率为94.58%~100.30%,变异系数为0.85%~4.10%。甘蓝中溴氰菊酯和吡虫啉的最小检出量分别为0.1 ng和0.5 ng,甘蓝中溴氰菊酯和吡虫啉的最低检出质量比均为0.025 mg/kg。田间试验表明,在甘蓝莲座期施用20%溴氰菊酯.吡虫啉悬浮剂1次,溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的消解动态符合一级动力学反应模型,溴氰菊酯和吡虫啉在甘蓝中的残留消解半衰期分别为4.4~8.8 d和5.9~8.6 d。按照推荐剂量和1.5倍推荐剂量在甘蓝中施用20%溴氰菊酯.吡虫啉悬浮剂3~4次,2次施药间隔7 d,距最后一次施药10 d时,溴氰菊酯在甘蓝中的最高残留量低于GB2763—2005《食品中农药最大残留限量》规定的溴氰菊酯在甘蓝中的最大残留限量(0.5 mg/kg),以及NY 1500.5.6—2007《农产品中农药最大残留限量》规定的吡虫啉在甘蓝中的最大残留限量(1 mg/kg)。     

聚硅酸铝铁/羧基壳聚糖复合絮凝剂处理硫化黑染料废水的研究

用聚硅酸铝铁/羧基壳聚糖复合絮凝剂对硫化黑染料废水进行了处理,研究了影响絮凝剂处理硫化黑染料废水的影响因素。结果表明,较佳的条件为转速50 r/min、聚硅酸铝铁和羧基壳聚糖的质量配比为3、废水pH值为9.0、絮凝剂用量为60 mg/L。在该条件下,复合絮凝剂对硫化黑染料废水的COD、色度、浊度去除率分别为92.1%,88.6%,96.3%。     

供水水库沉积物中铁锰的释放规律研究

在实验室模拟条件下考察了溶解氧、pH值、微生物活性和温度等因素对水库沉积物铁锰释放的影响。结果表明,在缺氧环境中(DO<1.0 mg/L),酸性条件(pH=6.0)能够促进铁锰的释放,而碱性条件(pH=9.0)则会抑制铁锰的释放;微生物活动能够显著促进铁锰的释放;温度对铁锰的释放有较明显的影响,升高温度有利于铁锰的释放;好氧条件下(DO>5.0 mg/L)铁锰的释放则受到明显抑制。