磁性生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能与机理研究

以小麦秸秆为原料在500℃N₂气氛下制备生物炭(WB),该文进一步用FeCl₃·6H₂O和FeSO₄·7H₂O进行改性制备磁性生物炭(MWB),用于溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究MWB对Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。实验结果表明,与WB相比,MWB对初始浓度为100 mg/L时水中Cr(Ⅵ)去除率由36.86%提高到93.90%。Langmuir模型更适合描述MWB对Cr(Ⅵ)的吸附等温过程,吸附动力学符合准二级动力学模型,活化能为44.81 k J/mol。热力学参数ΔG<0、ΔH>0、ΔS>0,表明吸附是自发进行的吸热过程。XPS和FTIR分析结果表明铁元素负载到生物炭上,产生的磁性有利于固液分离,还可为化学吸附作用提供更多活性位点。Cr(Ⅵ)在磁性生物炭表面的吸附主要是通过表面络合反应或氧化还原反应进行,且MWB表面的Fe-O基团强化了其对铬离子的化学吸附作用,提高了MWB对Cr(Ⅵ)的吸附性能。     

磁性GO复合材料对水溶液中Cu(Ⅱ)的去除研究

该研究利用简单的化学合成法合成新型Fe_3O_4@SiO_2/PEI修饰的氧化石墨烯磁性复合材料,并用于去除水中的Cu(Ⅱ)离子,通过Box-Behnken响应面法对pH、Cu(Ⅱ)离子的初始浓度和反应温度3个变量进行优化,得到MSPG对Cu(Ⅱ)离子吸附的最优吸附条件为初始p H为5、初始浓度80 mg/L、反应温度为40℃时,最大理论吸附量为61.48 mg/g。而在最佳条件下进行验证实验,实验值为61.55 mg/g,与理论值相近。吸附动力学研究和等温线研究表明吸附过程在6 h达到平衡,分别符合准二阶动力学模型与Freundlich等温模型,粒子内扩散并不是整个过程中唯一的速率控制步骤。热力学研究证明MSPG对Cu(Ⅱ)的吸附过程是吸热的自发过程。     

磁性PEI功能化秸秆的制备及对Pb (Ⅱ)的吸附

为获得同时具有优良的吸附性能和磁分离特性的生物吸附材料,以汽爆秸秆为基质,采用戊二醛交联剂法制备了磁性聚乙烯亚胺功能化秸秆吸附剂（Fe₃O₄-PEI-RS）,通过SEM、XRD、FTIR、XPS和VSM等手段表征了材料的结构和性质,测定了Pb（Ⅱ）在Fe₃O₄-PEI-RS上的吸附性能,考察了pH、吸附时间、吸附剂投加量、Pb（Ⅱ）初始浓度、温度等因素对吸附的影响.结果表明,Fe₃O₄-PEI-RS对Pb（Ⅱ）的吸附具有强烈的pH依赖性;吸附时间对Pb（Ⅱ）的吸附效率有明显的影响,在180 min时吸附达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型;Langmuir和Freundlich模型都能很好地描述Pb（Ⅱ）在Fe₃O₄-PEI-RS上的吸附行为,20、30和40℃时最大吸附量分别为192.31、200.00和212.77 mg/g;热力学参数△G < 0,而焓变△H>0、△S>0,说明该吸附属于熵增加的自发吸热反应过程,升温有利于吸附.重复试验表明,EDTA作解吸剂,经5次吸附/解吸附循环后吸附剂仍能保持较高的吸附容量.研究显示,所制Fe₃O₄-PEI-RS对Pb（Ⅱ）具有较高的吸附容量,稳定性好、可循环利用,能在磁场下实现快速分离.      

能源与环境(一)

能源是人类生活不可缺少的条件之一。没有能源,我们的整个社会文明——交通运输、工业制造、商业活动以及食品生产就会趋于停顿。随着现代工业的发展,能源的消耗量也显著增加,能源的种类也在不断地变化,从木材、煤到占统治地位的石油和天然气。经济繁荣与能源消费之间的相互关系已经成为决     

气候与健康(一)

在古代,人们就已经注意到气候与健康有关。希腊医师希波克拉底(约在公元前400至370年)在著名的健康纲要《格言》的第三章中,至少有23处明确地提到季节和天气对健康的影响。《格言》的第三章第十五节里这样写到:“总的来说,在一年中,干燥的天     

磁性壳聚糖凝胶微球对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以壳聚糖为原材料,通过原位共沉淀法和柠檬酸钠交联法制备了一种新型多孔磁性壳聚糖凝胶微球吸附剂CS-citrate/Fe₃O₄.利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）对吸附剂进行了表征.结果表明,吸附剂内部具有发达的孔隙结构,并均匀分布有平均直径为（4.79±1.09）nm的Fe₃O₄纳米颗粒;吸附剂中引入Fe₃O₄后,仍存在羟基、氨基和羧基等功能基团,且吸附剂磁性良好可用于磁场分离;吸附剂对Pb（Ⅱ）的吸附等温线和动力学研究表明,吸附过程以化学吸附为主,最大吸附容量可达178.25mg/g.     

磁性MZF@SiO2对水中Pb(Ⅱ)的吸附

为提高吸附剂固液分离性能,以锰锌铁氧体Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4为磁核,利用正硅酸乙酯水解制备了核壳结构磁性吸附剂Mn_(0.6)Zn_(0.4)Fe_2O_4@SiO_2(MZF@SiO_2),以水中重金属Pb(Ⅱ)作为探针分子,研究了其吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学,并通过Zeta电位、FT-IR红外光谱及X射线光电子能谱,对吸附机理进行了研究.结果表明,吸附动力学数据符合准二级动力学模型,Freundlich方程能更好地描述吸附等温行为;MZF@SiO_2对Pb(Ⅱ)的吸附为自发吸热过程,MZF@SiO_2对Pb(Ⅱ)的吸附机理为静电作用、阳离子交换和配位作用.MZF@SiO_2可采用0.01 mol·L-1硝酸进行再生.     

近地面总悬浮微粒(TSP)的季节变化规律与气象条件的关系

作者对郓城县一年来的TSP监测结果进行汇总分析 ,论述了TSP四季变化规律与某些气象条件的关系。     

磁性荞麦壳炭的制备对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以当地农业废弃物荞麦壳为原料,用硝酸改性后负载磁性Fe3O4,得到一种易于分离的吸附剂荞麦壳磁性炭。在空气为载气的氛围中,用SHMADZU DTG-60差热-热重分析仪得到荞麦壳的最佳热解温度为589℃,XRD分析结果表明磁性荞麦壳炭晶体构成主要由半晶体涡轮层碳和一些矿物质组成,并检测到了Fe3O4的特征峰,通过傅里叶红外光谱分析(FTIR)表明磁性荞麦壳炭表面在3 426 cm-1较宽的吸收峰为磁性物质与荞麦壳炭缔合形成的—OH。探究了在不同影响因素下荞麦壳磁性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,结果表明,当pH值为5、Cr(Ⅵ)浓度150 mg/L、吸附时间为150 min、荞麦壳磁性炭对Cr(Ⅵ)的去除率达到98.3%。用Langmuir和Freundlich吸附模型对该吸附过程进行拟合,发现磁性荞麦壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附更符合Langmuir吸附模型。     

阿尔山市TSP(总悬浮微粒)浓度变化与气象因素关系探讨

通过阿尔山市2005年大气中总悬浮微粒（TSP）的全年三个监测点的监测结果，结合采样时有关气象参数，着重对TSP与气象条件的关系做一下分析、研讨。     

基于关键种理论的孝义生态产业链的构建

文章在关键种概念的基础上,提出了关键产业的概念,总结了关键产业在生态工业园中发挥的作用和特点,并以关键种理论为指导,构建了以炼焦行业为关键产业的孝义生态产业链。     

水库水深变化对不同浮游微生物群落及网络互作关键种的影响

为揭示水库水深变化对不同浮游微生物类群多样性及生态网络的影响,于2021年在横山水库采集表层及深层水样,利用16S和18S rDNA分子标记进行高通量测序,探究水深变化对不同微生物类群群落结构、种间互作网络和关键种的影响机制.结果发现,横山水库表层(0.5 m)和深层(5 m)中细菌群落多样性(Richness、 Simpson、 Shannon和Pielou’s Evenness指数)均高于真核微生物群落.细菌群落在不同水深处的主要优势物种为变形菌门、放线菌门和拟杆菌门,其相对丰度在门水平上无明显差异;真核微生物群落在不同水深处群落组成基本相同,但其相对丰度差异较大,包括节肢动物门、纤毛门和淡色藻门等.此外,表层水体微生物网络的图密度、平均聚类系数等均高于深层,表明表层微生物物种间具有较强的关联性,能够较好地传递物质、能量和信息,且对外界变化的响应速度更快;细菌群落分子生态网络节点和边的数量、关键物种数目和种类均高于真核微生物群落,表明细菌群落网络规模更大,种间协同合作关系和网络连通性更强.不同水深处的细菌群落和真核微生物群落间相互作用皆以正相关为主导,两个类群在水库深层的负相关性均...     

基于eDNA技术的渭河浮游动物多样性及关键种生态位特征

环境DNA（eDNA）技术作为水生态系统生物多样性监测的新手段,能够从微观角度对生物群落结构特征进行分析.基于渭河干流eDNA浮游动物OTUs分类信息数据及水环境参数,采用多样性指数、非度量多维尺度分析、聚类分析和关联网络分析等方法,探究了浮游动物的多样性和群落结构变化特征,揭示了关键种的生态位分化及其环境适应性.结果表明,浮游动物群落在物种组成、丰度、多样性和空间异质性方面均存在显著差异（P<0.01）.Chao1指数、ACE指数、Shannon指数和Simpson指数的均值分别为22.25、22.38、2.32和0.68,下游生物多样性明显高于上游.群落中的关键种与其他物种间连接度较高,具有高节点度、中心性和模块化特征.关键种（类）的OTUs生态位宽度B_i变化范围为0.38~0.80,中生态位种类占全部关键种（类）的63%,生态位重叠程度总体较高.水环境要素与浮游动物群落结构和生态位变化密切相关,其中总氮和水温是其主要限制因子,对浮游动物群落结构变化具有重要影响.     

上海典型植物叶表滞尘离子组成及差异分析

城市植被对大气颗粒物的滞纳是削减城市大气污染的重要途径。该研究使用单颗粒飞行时间质谱仪(SPAMS)在2016年7月-2017年4月期间对上海市2个典型污染区(吴泾工业区、松江交通枢纽)的大气颗粒物、自然降尘和4种典型绿化植物(香樟Cinnamomum camphora、二球悬铃木Platanus acerifolia、龙柏Sabina chinensis、水杉Metasequoia glyptostroboidesd)叶片表面滞尘的离子组成进行了一年四季共39 d的测定,结果表明:(1)上海典型污染区大气颗粒物、自然降尘和典型绿化树种叶片上滞留的颗粒物的主要离子成分依次为CN~-、NO_3~-、NO_2~-、SO_4~-、Cl~-等,不同类别的离子占比存在显著差异;(2)4树种均对主要来源于扬尘的Fe~+有着明显的吸附特征,但香樟与水杉叶片表面滞尘与同期自然降尘中的离子组成较为接近,表明2树种叶表滞尘过程受所在地区大气环境影响较大;而龙柏和悬铃木叶片滞尘的离子组成与同期降尘成分存在明显差异,在滞尘过程中表现出对特定离子的专属吸附特性。最后提出针对不同空气污染区选配更高效滞尘树种的建议,为提高城市植被的生态系统服务功能提供技术支撑。     

煤炭型城市绿化树种叶片磁性及对PM_(2.5)的指示作用

近年来,以PM_(2.5)为主的城市大气污染日益严重,城市绿化树种叶片磁性对PM_(2.5)具有指示作用。该研究通过对平顶山市不同功能区内常见的19种绿化树种叶片样品进行磁性测试,旨在比较不同树种叶片磁性的差异,探讨叶片磁性与PM_(2.5)的关系。结果表明:(1)同一城市功能区,不同树种的叶片质量磁化率存在显著差异(p0.05)。在污染严重的矿区,不同绿化树种叶片磁性参数均高于其它区域。其中广玉兰叶片磁性参数最高,为67.30×10~(-9)m~3/kg,悬铃木叶片磁性最低,为6.41×10~(-9)m~3/kg。同一区域,广玉兰、构树、侧柏、栾树、油松叶片磁性参数均较大,对空气有较好的净化作用;(2)不同城市功能区,同一树种叶片质量磁化率差异显著(p0.05);(3)在5个城市功能区均有大量分布的绿化树种(悬铃木、广玉兰和杨树)叶片磁性均与PM_(2.5)回归关系显著(p0.05)。本研究表明在不同城市功能区,可以栽植叶片磁性较大的树种对PM_(2.5)进行净化,并可利用在不同城市功能区广泛分布的悬铃木、广玉兰和杨树的叶片磁性对该市PM_(2.5)污染程度及其分布的空间格局进行指示和监测。     

废旧干电池制备锰锌铁氧体工艺及磁性能研究

以废旧干电池为原料,通过溶解、除杂、成分调整得到溶液,并采用共沉淀、煅烧方法成功制备出具有优良软磁性能的锰锌铁氧体。采用X-射线衍射仪对相结构进行分析,并采用振动样品磁强计和阻抗分析仪对磁性能进行表征。研究结果表明溶液成分、除杂程度和煅烧温度是影响锰锌铁氧体性能的关键因素。当深度除杂后溶液中的铁∶锰∶锌配比为69∶16∶15时,经1 200℃煅烧4 h可获得单一尖晶结构的锰锌铁氧体,其具有最佳磁性能,饱和磁感应强度为432 m T,磁导率可达8 200,具有优良的软磁性能。     

大气颗粒物的形态、成分分布的透射电镜、X-射线衍射研究

本文利用透射电镜和X-射线衍射技术,对酸雨危害较为严重的重庆市市区大气颗粒物样品进行了较力细致的研究工作。通过对大气飘尘的表面状态、元素组成以及其结合形态的研究,发现粒度较小的球状颗粒物及粗柱状矿物飘尘对酸雨形成影响较大。同时,本文还对酸雨的形成机理进行了一些探讨。      

磁性碳纳米管复合材料的制备及其吸附性能研究

文章以碳纳米管为基质负载磁性介质铁酸钴,再用十六烷基三甲氧基硅烷(C_(16))修饰合成了磁性纳米复合材料(CNTs@CoFe_2O_4-C_(16))。运用SEM、TEM、VSM、FTIR等技术对材料进行表征以确定合成材料的表面结构、功能基团和磁性特点等。采用批处理实验模式,考察不同的操作条件对复合材料吸附性能的影响,并用吸附等温线和吸附动力学模型模拟吸附过程。结果表明,磁性碳纳米管复合材料对孔雀石绿和甲基蓝有较好的吸附效果,在优化的实验条件下最大去除率分别为99.7%和84.8%。此外,CNTs@CoFe_2O_4-C_(16)的吸附过程符合Freundlich方程,动力学过程更符合准二级动力学方程。     

测定大气颗粒物中金属元素的样品前处理方法比较

本文对测定大气颗粒物中金属元素样品的前处理方法:硫酸-灰化法,常压混酸消解法,高压消解法,索氏提取法进行了探讨。测定了Cu,Pb,Cd,Cr,Be,Co,Ni元素,对各方法的空白值,精密度、准确度,以及样品测定等进行了对比与评价。