Controlled release and retarded leaching of pesticides by encapsulating in carboxymethyl chitosan /bentonite composite gel

A novel composite gel composed of carboxymethyl-chitosan (CM-chit) and bentonite (H-bent) was used as the carrier for encapsulating atrazine and imidacloprid to control their release in water and retard their leaching in soil. Strong interactions between CM-chit and H-bent in the composite were confirmed by FT-IR, and good dispersion of pesticides in the carrier was observed by SEM. According to the results of release experiments in water, the CM-chit/H-bent composite carrier showed double advantages of both encapsulation by the polymer and sorption by the bentonite. The time taken for 50 % of active ingredients to be released, t ₅₀, was prolonged to 572 h for atrazine and 24 h for imidacloprid, respectively. The difference between the two pesticides on release behavior was related to their hydrophobicity and water solubility. Leaching experiments through a soil layer showed that this novel carrier reduced the amount of pesticides available for leaching, and would be useful for diminishing the environmental pollution of pesticides.     

磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂吸附Cu2+

以膨润土、壳聚糖、Fe3O4为原料,制备了在外加磁场作用下能实现快速固液分离的磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂.利用SEM、XRD、VSM、FTIR等分析手段对复合吸附剂的形貌及微观结构进行了表征.通过静态吸附实验研究了复合吸附剂对Cu2+的吸附性能,探讨了溶液初始pH值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等对Cu2+吸附效果的影响.结果表明,壳聚糖和Fe3O4均已负载到膨润土上.复合吸附剂吸附Cu2+的效果随溶液pH值和吸附剂投加量的增加而增加,并最终趋于稳定;当吸附剂投加量为7.2 g/L、pH值为6、Cu2+初始浓度为30 mg/L时,Cu2+的去除率可达98.5%.吸附动力学和吸附等温线数据分别较好地符合准二级动力学模型和Langmiur吸附等温模型.热力学参数表明,吸附是自发、吸热的过程.     

镧铝/壳聚糖复合小球对水中磷的吸附及机理

镧铝复合材料对水体中磷有着优良的吸附性能,但其粉末状特性大大限制了其应用前景。利用壳聚糖的可塑性,制备出镧铝/壳聚糖复合小球,并利用环氧氯丙烷和聚乙烯醇提高复合材料的耐酸性,同时研究其对水体中磷的静态批吸附及动态柱吸附行为,最后采用SEM、EDS、XRD和FTIR表征方法观察吸附磷前后的微观结构,阐述吸附机理。结果表明：镧铝/壳聚糖复合小球对磷的最大吸附量达到39.84 mg·g-1;壳聚糖/镧铝质量比为1/10时,复合小球穿透吸附效率随流速提高而下降,BDST模型能够有效地模拟该复合小球对磷的动态吸附过程;壳聚糖/镧铝质量比为1/4的聚乙烯醇改性复合小球较质量比为1/5的更加耐受水流冲击,吸附效果较为稳定;静电作用,离子交换作用,络合作用和La化合物产生的氧空位是镧铝/壳聚糖复合小球吸磷的主要机理。     

负载壳聚糖膨润土的制备及其吸附性能的影响

以天然膨润土和壳聚糖为原料,制得一种新型水处理剂——负载壳聚糖膨润土,研究了制备条件对酸性大红印染废水处理效果的影响。实验表明,当壳聚糖的浓度为30 g/L、膨润土质量与壳聚糖溶液体积之比为0.7、浸泡时间80 min、微烘时间15 min时,壳聚糖改性膨润土对酸性大红印染废水的脱色率可达97%。对改性土进行比表面积测定、电镜扫描及X-射线衍射等结构特性分析,证明壳聚糖的引入改变了膨润土在水中的分散状态,增强了其对污染物的吸附和离子交换能力。     

复合改性膨润土固定尾矿中Zn的研究

以钠基膨润土(B)为原料,加入两种改性剂,采用湿法制得复合改性膨润土(MB),并用MB固定某锡矿尾矿中的Zn。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对改性前后的膨润土进行了表征,证实改性剂壳聚糖和乙二胺部分负载到膨润土表面,部分插层到膨润土层间。通过重金属浸出实验对MB固定尾矿中Zn的效果进行了研究,单因素实验结果表明,MB的固定效果要优于B,尾矿中Zn的浸出量降低57%~83%,且在酸度较大时也有良好的固定效果。其最佳固定条件为:MB投加量为1.5 g/50 g,反应温度为35℃,pH可以低至4.0,固定过程在4 h内达到稳定。正交实验结果表明,pH是控制MB固定尾矿中Zn的最重要的影响因素,其最佳的固定条件组合与单因素实验相吻合。     

羧甲基化壳聚糖/海藻酸钠凝胶的制备及其对阳离子染料的吸附研究

采用离子交联法制备羧甲基化壳聚糖/海藻酸钠(CM-CS/SA)凝胶,利用红外光谱、扫描电镜和热重分析仪对CM-CS/SA凝胶的结构和形貌进行表征。以CM-CS/SA凝胶为吸附剂对3种阳离子染料(亚甲基蓝、品红和结晶紫)进行吸附研究,考察了吸附时间、吸附剂用量、染料初始浓度和吸附温度对吸附效果的影响。结果表明,CM-CS/SA凝胶对3种阳离子染料的吸附过程可用准二级动力学方程和粒子内扩散方程表达,根据Langmuir等温吸附模型分析,该吸附体系属于单分子层吸附,CM-CS/SA凝胶对亚甲基蓝、品红和结晶紫的最大吸附容量分别为2.50、3.17、1.78mg/g。     

壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B动力学研究

采用仿生矿化法制备了壳聚糖/纳米CdS复合颗粒光催化剂,并用于可见光光催化降解猩红B染料模拟废水,研究了猩红B初始浓度、pH、催化剂投加量和催化剂重复使用次数等因素对猩红B光催化降解的影响.X射线衍射(XRD)分析表明,壳聚糖能有效负载CdS纳米微晶.采用Langmuir-Hinshelwood模型描述壳聚糖/纳米CdS复合颗粒可见光光催化降解猩红B反应动力学行为,在猩红B初始质量浓度较低(≤20 mg/L)时,光催化降解过程符合假一级动力学方程.降低猩红B初始浓度和溶液pH都可显著增大光催化降解速率常数;催化剂投加量小于0.7 g/L时,光催化降解速率随其增加而增大,但催化剂投加量过大会使光催化降解速率减小;催化剂重复使用第5次时,猩红B光催化降解速率常数仍为第1次使用时的63.4%.     

饱和膨润土复合颗粒吸附剂吸附的重金属离子的固定及其再生

采用Na_2S化学再生法对吸附Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)饱和的膨润土-钢渣复合颗粒吸附剂分别进行重金属离子的固定及其再生实验研究,探究该吸附剂吸附的重金属离子的固定问题及其再生的可能性和多次再生后的吸附效果,同时根据SEM图进一步揭示固定、再生机理。结果表明:在对Fe~(2+)的固定、再生实验中,可形成Fe S沉淀而实现固定,但再生后再吸附时,膨润土复合颗粒中蒙脱石结构改变使得颗粒坍塌变成粉末状,因此,吸附Fe~(2+)饱和的膨润土复合颗粒吸附剂不适合用Na_2S再生;而对Mn~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的固定、再生实验中,均可形成S化物沉淀而实现固定,颗粒结构未改变,经过3次再生后,吸附剂对Mn~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的去除率还可达到94.22%、83.2%和76.30%,远比未经再生的吸附剂吸附效果好,同时,由SEM表征分析进一步揭示:Na_2S再生溶液既可使重金属离子形成MS沉淀固定,又可使复合颗粒吸附剂获得再生,实现了同步固定、再生的目的,且吸附剂经多次再生后吸附效果保持良好。     

改性壳聚糖-凹凸棒石复合絮凝剂絮凝采收小球藻

用3-氯-2-羟丙基氯化铵(CTA)季铵化改性壳聚糖(CTS),制备了季铵化改性壳聚糖(CTS-CTA);将壳聚糖(CTS)、阳离子淀粉(CS)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)进行三元接枝共聚,制备了三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS)。并且比较了壳聚糖(CTS)、季铵化改性壳聚糖(CTS-CTA)、三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS)对小球藻的絮凝效果,选择三元接枝改性壳聚糖与凹凸棒石进行复配,确定了最佳絮凝条件为:pH=8,絮凝剂与凹凸棒石的比例为1:14,沉降时间为20 min,絮凝剂投加量为0.4 g。在该条件下进行了重复实验,得出小球藻的絮凝率为98.8 %,并且絮体紧密、沉降速度快,不需要再次分离,具有很好的应用前景。     

聚吡咯/壳聚糖复合电极对金属离子的吸附

系统研究了聚吡咯（PPy）和壳聚糖（CS）制备的复合电极对金属离子的吸附性能,并采用红外光谱对PPy/CS复合材料的结构和组成进行了表征。结果表明,聚吡咯与壳聚糖结合形成了性能优良的导电聚合物复合材料;PPy/CS复合电极的吸附量与电压和溶液初始浓度成正比;吸附4 h后,对Cu2+的饱和吸附量为30.67 mg·g-1;电极具有良好的再生性和稳定性,再生率达到92.0%;复合电极对不同种类的金属离子都有较好的吸附效果,且吸附过程符合二级动力学模型。     

CMC/NI复合材料净化水中的As(Ⅲ)

采用羧甲基纤维素钠(CMC)为包覆材料,通过原位修饰技术改性纳米铁(NI),制得羧甲基纤维素包覆型纳米铁复合材料(CMC/NI)。利用场发射扫描电镜、傅立叶红外光谱仪和X射线衍射仪对CMC/NI复合材料进行表征;以水溶液中As(Ⅲ) 的有效去除率为目标,探索了制备条件(铁源种类、包覆质量比CMC/(CMC+Fe)和制备温度等)和反应条件(砷溶液初始pH值、反应温度和复合材料投加量等)对复合材料净化水中As(Ⅲ)的影响。结果表明,改性后的CMC/NI复合材料分散性和抗氧化性得到提高,具有良好的As(Ⅲ)净化能力。以FeSO4为铁源,包覆比为37%,20℃条件下制备的复合材料,以1.5 g/L加入到温度为30℃,pH为7,初始浓度为2 mg/L的砷溶液中,反应24 h,其As(Ⅲ)去除率可达98%。     

膨润土复合颗粒与SRB协同处理酸性矿山废水

针对酸性矿山废水（AMD）pH低、重金属含量大、处理难等问题,采用膨润土-钢渣复合颗粒吸附剂、塑料雪花片和碎石作为填料,经生活污水、鸡粪、锯末发酵液驯化的硫酸盐还原菌（SRB）优势菌悬液对填料进行挂膜,构造三组动态柱：I#动态柱采用分层填装方式、II#动态柱采用混合填装方式、III#动态柱为只含有微生物的动态柱。研究其对Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、SO42-和H+的去除效果,并研究分层的动态柱的再生效果、揭示机理。结果表明：膨润土-钢渣复合颗粒与微生物填料分层填装的方式更利于处理酸性矿山废水（AMD）,该动态柱40 d时对Fe2+、Mn2+、Cu2+和Zn2+的去除率均能达到95%以上,对SO42-的去除效果好于其他两个动态柱,且出水pH为中性,同时SRB还原SO42-生成的S2-/H2S可以使重金属离子固定、饱和吸附剂再生。说明膨润土复合颗粒与SRB协同处理酸性矿山废水具有创新高效性,值得推广使用。     

改性壳聚糖复合凹凸棒土絮凝油漆废水

将壳聚糖、阳离子淀粉和二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)进行三元接枝共聚,制备了三元接枝改性壳聚糖(CTS-DMDAAC-CS),通过红外光谱和扫描电镜对其结构进行了表征.并且将三元接枝改性壳聚糖与凹凸棒土进行优化复配,对油漆废水进行了絮凝实验,得出了当pH=12,沉降时间为20 min,复合絮凝剂投加量为0.2 g,三元接枝共聚物:凹凸棒土=1:10时,该复合絮凝剂对油漆去除率最佳能够达到89.3%,并且絮凝效果好,是一种新型绿色环保的有机-无机复合絮凝剂.     

Use of lysimeters to estimate leaching of pesticides in agricultural soils

In this review of lysimeters, different aspects concerning soil-filling technique, lysimeter size and materials, and drainage-system type are discussed. The placement of lysimeters in the field is dealt with, as are other types of field measurements that can provide complementary information. Evaluations of various properties are based on the assumption that the lysimeters are to be used for estimating pesticide leaching. Guidelines for use in designing a suitable lysimeter experiment for this purpose are described, with special emphasis placed on using the results as a basis for pesticide registration. In this context, some general recommendations are identified. Concerning the lysimeter itself, stress is placed on the importance of using undisturbed soil monoliths. It is recommended that two soil types, i.e. sand and clay, be used and that the management practices carried out closely resemble normal farming practices. Further recommendations include weekly water sampling, two watering regimes, and use of the normal and double the normal application rate of pesticides.     

有机-无机复合膨润土的制备及其对磷吸附特性研究

新型绿色表面活性剂C12烷基多糖苷季铵盐表面活性剂和AlCl3·6H2O作为改性剂对膨润土进行改性,制备新型环保无机-有机复合吸附剂,并将其用于含磷废水的处理,考察了A1Cl3·6H2O投加量、有机改性剂用量、改性膨润土的投加量、反应时间及pH等因素对除磷效果的影响。结果表明,经8 mmol/g(Al/膨润土)的AlC...     

交联壳聚糖/Cu_2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用,通过简单的液相沉淀-还原过程一步原位合成了交联壳聚糖/Cu2O复合粒子。X射线衍射(XRD)和红外(FT-IR)测试结果表明,壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水,采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖/Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为,从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明,当染料溶液浓度较低时,光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH,增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下,与纯Cu2O相比,交联壳聚糖/Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

应用复合改性粉煤灰吸附尾矿浸出液中的Zn

以粉煤灰为基质、十六烷基三甲基溴化铵和NH4Cl为改性剂,通过湿法制备了复合改性粉煤灰,研究了改性粉煤灰对模拟和实际尾矿浸出液中Zn的吸附效果。通过单因素实验优化了改性粉煤灰去除模拟和实际尾矿浸出液中Zn的条件,用Langmuir方程和Freundlich方程较好的拟合了改性粉煤灰的等温吸附实验数据。改性粉煤灰的饱和吸附量为17.39 mg·g-1,在模拟和实际尾矿浸出液中,改性粉煤灰对Zn的去除率分别为96.8%和91.9%,与原粉煤灰相比均有显著增加。对于实际尾矿浸出液,通过正交实验优化的改性粉煤灰的最佳使用条件是：投加量2.5 g·（50 g）-1尾矿,反应温度25℃,pH≥4.0。模拟酸雨实验的结果表明改性粉煤灰适合在酸雨频发的地区使用。     

交联壳聚糖／Cu2O复合颗粒可见光催化脱色活性艳红

利用壳聚糖对金属离子的吸附和螯合作用,通过简单的液相沉淀一还原过程一步原位合成了交联壳聚糖／Cu2O复合粒子。x射线衍射（XRD）和红外（FT—IR）测试结果表明,壳聚糖与Cu2O纳米微粒能有效复合。以活性艳红X-3B溶液为模拟印染废水,采用Langmuir-Hinshelwood假一级方程模拟交联壳聚糖／Cu2O复合粒子光催化脱色反应的动力学行为,从动力学角度系统研究染料初始浓度、反应体系pH、催化剂用量和反应体系气氛等因素对复合粒子可见光催化脱色反应速率的影响。结果表明,当染料溶液浓度较低时,光催化过程可视为假一级反应。降低活性艳红X-3B初始浓度和pH,增加催化剂用量和反应体系的含O2量都可显著增加光解脱色反应速率常数。相同条件下,与纯Cu2O相比,交联壳聚糖／Cu2O复合粒子对X-3B呈现出更好的吸附性和更高的可见光催化活性。     

膨润土复合新型吸附剂处理含Mn~(2+)废水

针对废水中Mn2+难去除问题,利用经高温焙烧制备的膨润土-粉煤灰复合新型吸附剂对废水中的Mn2+进行吸附处理实验研究。研究了新型吸附剂在不同的吸附时间、pH、初始Mn2+浓度条件下对Mn2+的吸附去除效果影响、Fe2+、Mn2+共存时竞争吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反应动力学。实验结果表明,新型吸附剂处理Mn2+浓度为35 mg/L的废水,在温度25℃、转速100 r/min、投加量20 g/L、吸附时间120 min、pH≥7时反应条件最佳,Mn2+的去除率均可达到90%以上;Fe2+、Mn2+共存时,存在竞争吸附,Fe2+会被优先选择吸附去除,Fe2+的存在会影响Mn2+的去除效果;膨润土复合新型吸附剂对Mn2+的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。新型吸附剂对废水中的Mn2+有很好的去除效果,而且能有效解决膨润土不易固液分离问题,可作为含Mn2+废水高效、廉价、环保的水处理吸附剂。     

仿生矿化法制备壳聚糖/纳米CdS复合粒子对猩红B光催化降解研究

用仿生矿化法制备了壳聚糖/纳米CdS复合粒子,并用于可见光光催化降解猩红B染料模拟废水,系统地研究了染料初始浓度、pH值、催化剂投加量、光照情况和催化剂重复使用等因素对猩红B的光解脱色效率的影响。结果表明,当pH=3.0,催化剂投加量为0.7 g/L的条件下,对初始溶液为20 mg/L的猩红B模拟废水,60 min之内脱色率超过96%。酸性媒介比碱性媒介更有利于猩红B染料光解脱色。实验范围内Br^-、NO^-₃和Cl^-等无机阴离子,均对降解脱色有促进作用,其中NO₃^-对脱色作用促进最显著。处理前后的UV-Vis谱图分析表明猩红B在壳聚糖/纳米CdS复合粒子可见光光解处理过程中脱色是因为染料发生氧化光降作用。催化剂重复利用5次后,处理60 min对猩红B的脱色率仍可达到80.7%。