g-C3N4/MnO2@PANI光催化阴极的产电性能及其对废水中铜的回收效果

以石墨相氮化碳(g-C₃N₄)、二氧化锰(MnO₂)及苯胺(An)为原料,通过溶液沉积法及化学氧化聚合法制得g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极,将其应用于光催化微生物燃料电池(PMFC),考察其产电性能并回收含铜废水中的铜。表征结果显示,制备的电极层状结构上有球形和棒状小突起,材料致密。实验结果表明：g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极产电最大功率密度为48.4 mW/m²,内阻仅有475.2 Ω,其产电性能较佳;g-C₃N₄/MnO₂@PANI光催化阴极的铜回收率达97.6%,重复使用4次后铜回收率均大于90%;回收的铜结晶性良好。     

水热处理温度对TiO2/Al2O3膜催化剂光催化性能的影响

采用阳极氧化—水热处理法制备了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂,研究了水热处理温度对该催化剂膜层TiO₂晶相转变和形貌特征的影响,并以甲基橙溶液为模拟染料废水,考察了TiO₂/Al₂O₃膜催化剂的光催化性能。表征结果显示：该催化剂的膜层具有规整的孔径分布;经水热处理后,该催化剂的比表面积明显增大,当处理温度高于300℃时,膜层出现结焦封孔现象。实验结果表明：采用TiO₂/Al₂O₃膜光催化降解甲基橙,在反应时间为120 min、反应温度为35℃、TiO₂/Al₂O₃用量为8.8 g/L、甲基橙溶液质量浓度为200 mg/L的条件下,甲基橙降解率为85.3%;TiO₂/Al₂O₃重复使用7次后,甲基橙降解率为74.2%,表现出良好的光催化性能。     

改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶,考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂,V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5;当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时,模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%,剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L;采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水,吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

阴极电势对微生物电合成系统还原CO2合成有机物性能的影响

采用微生物电合成系统（MES）还原CO₂合成有机物,从微生物菌群、有机物积累量、库伦效率、电化学分析等多个角度研究了阴极电势对MES还原CO₂合成有机物性能的影响。实验结果表明：阴极电势为-0.70 V时,甲酸和乙酸的积累量均最大（分别为1.554 mmol/L和2.754 mmol/L）,系统的总库伦效率最大（为81.42%）;在MES中,醋杆菌（Acetobacterium sp.）、假丝酵母菌（Candida sp. S）、地杆菌（Geobacter sp.）为优势菌种。     

FeCl3对餐厨垃圾厌氧消化及产生H2S的影响试验研究

为探究FeCl₃对餐厨垃圾厌氧消化的影响,在1.7 m³的厌氧发酵罐分别梯度添加43%FeCl₃35 mL、45 mL、60 mL、70 mL和75 mL进行试验。试验结果表明：厌氧消化pH值与VFA呈负相关。添加FeCl₃可提升沼气产气量15%,且甲烷浓度在58%以上。添加70 mL 43%FeCl₃,产气值量达到最高2.59 m³/kgVS,且沼气中H₂S含量低于200 mg/L。     

中孔活性炭对水溶液中Cr3+的吸附

采用模板法和氢氧化钾化学活化法制备出不同中孔率的中孔活性炭并用于水中Cr3+的静态吸附,探讨了中孔活性炭吸附Cr3+的影响因素.实验结果表明,当溶液pH为6.0、吸附温度为50℃、吸附时间为120min、活性炭加入量为2.0g/L以及活性炭中孔率为80.0％～90.0％时.中孔活性炭对溶液中Cr3+的去除率达到98.5％.分别采用Langmuir和Freundlich方程拟合活性炭对Cr3+吸附的等温线,发现Langmuir等温吸附模型对活性炭吸附Cr3+拟合程度更好.活性炭中孔率的增大有利于提高Cr3+的平衡吸附量,但同时还受到活性炭表面酸总量的影响.吸附Cr3+前、后活性炭的FTIR谱图表明,Cr3+与活性炭表面含氧官能团发生了离子交换反应.     

泡沫镍负载La3+-TiO2催化剂对苯的可见光降解

采用溶胶-凝胶法制备了掺杂La³⁺的TiO₂（La³⁺-TiO₂）,并负载于泡沫镍上,制得泡沫镍负载La³⁺-TiO₂催化剂。采用XRD、DSC、荧光发射光谱以及SEM方法进行了表征分析。研究了泡沫镍负载La³⁺-TiO₂催化剂在可见光下对苯的降解效果,并对苯的光催化降解动力学特性进行了分析。实验结果表明：在最佳焙烧温度和焙烧时间分别为400 ℃和1 h的条件下,La³⁺-TiO₂的晶相主要为锐钛矿型;负载后,La³⁺-TiO₂颗粒填充于泡沫镍的空洞中,比表面积增加,光催化活性得以提高;在不同初始苯质量浓度和催化剂使用次数条件下,苯的降解率不同,最高可达92.9 %;光催化降解过程遵循拟一级动力学规律。     

Cd2+对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程的影响

研究了SBR中不同质量浓度的Cd2+对好氧颗粒污泥同步硝化反硝化过程的影响。实验结果表明:低ρ(Cd2+)(0.1 mg/L)可促进硝化反应的进行,而高ρ(Cd2+)(大于3.0 mg/L)会对硝化反应产生抑制作用;Cd2+的加入导致反硝化速率降低,且对同步硝化反硝化脱氮效率产生一定抑制作用;另外低ρ(Cd2+)还可促进COD的去除,但Cd2+的加入导致TN去除率下降。     

鼠李糖脂、Fe3+及Mg2+对蜡质芽孢杆菌DL-1降解邻二氯苯的复合影响

以蜡质芽孢杆菌DL-1降解邻二氯苯,研究不同浓度的鼠李糖脂、Fe³⁺、Mg²⁺对邻二氯苯生物降解效果的影响。通过响应面优化法获得最适加入量,并考察添加鼠李糖脂、Fe³⁺、Mg²⁺的生物滴滤塔中邻二氯苯废气的处理效果。实验结果表明：鼠李糖脂、Fe³⁺、Mg²⁺的最适加入量分别为120,4.0,2.0 mg/L;在最适加入量下培养48 h后,邻二氯苯降解菌DL-1能够保持菌体完整,培养72 h后邻二氯苯去除率可达98.3%;在鼠李糖脂、Fe³⁺、Mg²⁺加入量为最适加入量、空床停留时间为60 s、进气中邻二氯苯质量浓度为1 000 mg/m³时,生物滴滤塔对邻二氯苯的去除率达到90.0%。     

粉煤灰基吸附剂对模拟废水中Cd2+的吸附性能

以粉煤灰为原料、Na2CO3为助熔剂,采用盐熔融—水浴结晶法制备粉煤灰基吸附剂。探讨了吸附剂的最佳制备条件及其对模拟废水中Cd2+的最佳吸附条件、吸附动力学和吸附机理。实验结果表明:制备吸附剂的最佳工艺条件为m(粉煤灰)∶m(Na2CO3)为1∶2,焙烧温度为450℃;采用最佳制备工艺条件下制备的吸附剂(记作2-450℃-FA吸附剂),在初始Cd2+质量浓度为300 mg/L、初始溶液pH为7.7、振荡时间为120 min的条件下,对模拟废水中Cd2+的去除率为98.0%。2-450℃-FA吸附剂对Cd2+的吸附主要受颗粒内扩散控制,吸附过程可用准二级吸附动力学方程很好地描述。Ea为77.22 kJ/mol,吸附过程主要为化学吸附。     

纳米腐植酸基复合树脂的制备及其对Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附

采用水溶液聚合法,以丙烯酸、丙烯酰胺及改性蒙脱土为原料,纳米腐植酸为基体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过二硫酸钾为引发剂,制备了丙烯酸-蒙脱土-丙烯酰胺/纳米腐植酸复合树脂(简称复合树脂)。考察了溶液pH、吸附时间、吸附温度、初始离子浓度等因素对复合树脂分别吸附Ni~(2+)和Cd~(2+)的影响。实验结果表明:在吸附温度35℃、吸附时间90 min、溶液pH为7、初始Ni~(2+)和Cd~(2+)的浓度分别为0.02 mol/L、复合树脂加入量16.7 g/L的条件下,Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分别为383.02 mg/g和359.27 mg/g;复合树脂吸附Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附等温线均满足Langmuir等温吸附方程;吸附过程均符合准二级动力学方程;复合树脂重复使用6次,其对Ni~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分别降低了17.1%和9.3%。     

氨基改性二氧化硅气凝胶的制备及其对镍离子的吸附性能

以正硅酸乙酯为硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备了氨基改性二氧化硅气凝胶,采用FTIR、SEM、TEM和BET技术对其进行了表征,并将其用于对水中镍离子的吸附。表征结果显示,改性前后的气凝胶均具有三维多孔网络结构,比表面积分别为877.35 m²/g和357.76 m²/g,平均孔径分别为10 nm和12 nm。实验结果表明：溶液pH为4~7时改性气凝胶对镍离子均保持较高的吸附量,溶液pH为6左右时吸附量最高;Langmuir等温吸附模型能更好地描述镍离子在改性气凝胶上的吸附行为,其饱和吸附量为70.03 mg/g,改性前仅为29.05 mg/g;改性气凝胶重复使用5次后,仍保持较高的镍离子去除率,重复使用性能良好。     

利用含铜蚀刻废液生产碱式碳酸铜

介绍了利用含铜蚀刻废液生产碱式碳酸铜的生产工艺、技术特点、工艺流程和产品质量。以碳酸钠作蚀刻废液的除杂剂,对其进行除杂前处理,控制反应液的pH为3．5～4．0、反应液中碳酸钠的浓度为0．02～0．03mol／L。可除去其中大部分杂质。用碳酸钠与含铜溶液中的铜进行合成反应,控制反应温度为70～80℃、pH为8～9、碳酸钠和含铜溶液中铜的浓度均为1mol／L,反应生成碱式碳酸铜,此产品中铜的质量分数为56％,产品质量优于木材防腐用碱式碳酸铜国内外同类产品。     

利用钢铁盐酸酸洗废液在填料塔中制备FeCl3

以钢铁盐酸酸洗废液为原料,亚硝酸钠为催化剂,氧气为氧化剂,在填料塔中催化氧化制备三氯化铁。考察了反应温度、催化剂加入量和添加方式、循环流量等对制备三氯化铁的影响。实验结果表明,在优化的工艺条件为料液预热温度为60 ℃、催化剂加入量为钢铁盐酸酸洗废液总质量的0.30%、料液循环流量6.0 m³/h的条件下,反应80~120 min,酸洗废液中的Fe²⁺完全氧化为Fe³⁺。     

膜法解吸CO_2吸收富液

采用中空纤维膜接触器(FMC)作为解吸装置,对吸收了CO_2的N-甲基二乙醇胺(MDEA)溶液(富液)进行膜法解吸实验。考察了CO_2负荷、解吸温度、解吸压力、富液流速和N_2吹扫流量对CO_2解吸率的影响。结果表明,富液中CO_2负荷越大、解吸温度越高、解吸压力越低、富液流速越大、N_2吹扫流量越大,则CO_2解吸率越高。综合考虑,本实验优选的工艺条件为解吸温度45~65℃,解吸压力10~30 k Pa,富液流速0.08 m/s,N_2吹扫流量200 m L/min。     

酒石酸改性活性炭对烟气脱硝钴氨吸收液中Co~(3+)的催化还原

废气中的NO和SO2可通过钴氨吸收液去除,但钴氨吸收液中的Co~(2+)易被氧化成Co~(3+)而失去脱硝能力。为了实现Co~(2+)的再生,采用酒石酸溶液对活性炭进行改性,提高其对Co~(3+)的催化还原能力,考察了活性炭催化剂改性及活化条件对钴氨吸收液Co~(3+)还原率及NO去除率的影响。实验结果表明:在酒石酸溶液浓度为1.5 mol/L、改性时间为18 h、活化温度为400℃、活化时间为4 h的条件下,改性活性炭的催化性能最佳;Co~(3+)还原率为67.5%,比原炭提高了11.9百分点;对应的钴氨吸收液的NO去除率为86.0%,比原炭提高了26.0百分点。pHpzc测定、Boehm滴定和BET表征结果表明,与原炭相比,改性活性炭酸性增强,羧基和内酯基含量增加,微孔数目增加,比表面积增大。这些表面特性的改变使改性活性炭的催化性能得到改善。     

海藻酸钠-聚乙烯醇-聚乙二醇复合膜的制备及其对Cu2+的吸附

采用聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）对海藻酸钠（SA）进行改性,制备了一种新型高效SA-PVA-PEG复合膜。研究了该复合膜对Cu²⁺的吸附效果。用IR和SEM等手段对复合膜进行了表征。表征结果显示,复合膜内部存在孔状结构,有利于吸附Cu²⁺。实验结果表明：在初始Cu²⁺质量浓度50 mg/L、复合膜加入量1 g/L、废水pH=5、吸附温度30 ℃、吸附时间60 min的最佳条件下,吸附率最高可达90.1%,吸附量达25.3 mg/g;复合膜吸附Cu²⁺的动力学过程可用二级动力学方程和Elovice方程进行拟合,吸附过程符合Langmuir单层吸附理论。采用浓度为1 mol/L的HCl溶液对吸附后的复合膜进行解吸,当解吸时间为2 min时,解吸率可达80.0%。     

萃取法从粉煤灰生产Al_2O_3废水中回收偏硅酸钠

采用由C_1~C_4低碳醇组成的复配萃取剂萃取回收粉煤灰生产Al_2O_3废水(脱硅液)中的偏硅酸钠,在提取产品偏硅酸钠的同时回收脱硅液中的碱。直接进行萃取时偏硅酸钠易流失,萃取剂用量大,回收成本较高。将脱硅液浓缩后再进行萃取,萃取剂用量大幅减少,回收成本明显下降。将萃取剂成本与浓缩所需成本之和最低时的最佳浓缩比下、脱硅液与萃取剂体积比为1∶0.8时回收的偏硅酸钠干燥处理,干燥后的偏硅酸钠中Na_2O含量(w)大于20.5%,SiO_2含量大于20.0%,水不溶物含量小于0.05%,铁含量小于0.05%,白度大于70%,产品符合HG/T2568—2008《工业偏硅酸钠》标准。     

超声-Fe2+-K2S2O8/NaHSO3体系降解罗丹明B

采用超声促进、Fe²⁺活化的K₂S₂O₈/NaHSO₃联合体系（US-Fe²⁺-K₂S₂O₈/NaHSO₃体系）降解罗丹明B（RhB）。考察了RhB模拟废水脱色效果的影响因素,并研究了不同处理方法的协同效应,推测了反应机理。实验结果表明：在反应温度25 ℃、初始pH 5.18、超声功率250 W、K₂S₂O₈溶液（4.91 mmol/L）加入量1.2 mL、NaHSO₃溶液（4.91 mmol/L）加入量1.2 mL、n（K₂S₂O₈）∶n（Fe²⁺）=10、反应时间7 min的条件下,RhB模拟废水（50 mL）的脱色率达到89.45%;超声与Fe²⁺-K₂S₂O₈/NaHSO₃体系对RhB的降解产生了协同效应,降解反应符合表观一级反应动力学,速率常数增强因子可达13.6。自由基猝灭实验结果表明,硫酸根自由基和羟基自由基是攻击RhB 分子的活性自由基,硫酸根自由基起主要作用。