碳酸镁与铅的吸附和沉淀作用研究

本文系统研究了铅离子在不同初始pH值(4和7)和初始浓度(0~3 mmol/L)条件下与碳酸镁的相互作用。研究结果表明,由于碳酸镁的溶解作用和中和作用,体系的最终pH值保持在10.5左右;随着铅初始浓度的增加,体系的平衡pH值有增加的趋势,在大于0.75 mmol/L后p H值的变化不大;铅的平衡浓度随着初始浓度的增加而增加,在大于0.75 mmol/L后基本稳定;碳酸镁对铅的吸附等温线为折线型,在低浓度时的反应主要为表面配位吸附,而在高浓度时则发生表面沉淀,有Pb_3(CO_3)_2(OH)_2生成。     

天然沸石负载壳聚糖吸附溶液中镉(Ⅱ)的研究

根据天然沸石的离子交换特性,利用壳聚糖在酸性溶液中带有的正电荷,将踟目天然沸石与90%脱乙酰度壳聚糖的0.5%醋酸溶液混合,使壳聚糖负载在天然沸石上,制成颗粒吸附剂,用于吸附溶液中的Cd2 .结果表明,在最佳吸附条件下,即壳聚糖与天然沸石质量比为1:20,颗粒吸附剂用量为15 g/L,溶液中CD2 质量浓度不大于300 mg/L,pH=6～8,吸附平衡时间为8 h,Cd2 的吸附率为99%.本文结果为利用天然沸石原位修复镉污染土壤提供了理论依据.     

壳聚糖对污染土壤中吸附态镉的提取效果研究

向污染土壤中施用螯合剂可增加土壤溶液金属离子的浓度,有利于金属离子到根部而被植物吸收.选用人为污染土壤为供试样品,在土样中加入壳聚糖,通过等温吸附试验研究了壳聚糖对污染土壤中吸附态Cd的提取效果.结果表明,壳聚糖能提高土壤中吸附态Cd的解吸效率,增加解吸溶液中Cd2 的浓度.壳聚糖对污染土壤中Cd2 的吸附作用随着壳聚糖加入量的增大而增大.用质量浓度为0.4 g/L的90%脱乙酰度壳聚糖做提取液,提取液pH值为6,提取平衡时间为20 h,对Cd2 质量比为200 mg/kg的土壤,Cd2 提取率为31.8%.该吸附过程遵从一级动力学模型.研究结果可为Cd在环境中的迁移转化和治理技术等方面的实际应用提供有价值的参考.     

土壤中镉、锌离子的单一及竞争吸附研究

采用等温吸附法探讨了重金属镉、锌在青岛地区3种主要土壤(棕壤、潮土和砂浆黑土)中的吸附特征.结果表明,在质量浓度为20～500 mg/L的单一重金属等温吸附试验中,棕壤和潮上对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量相近,而黑土对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量明显高于棕壤和潮土.Cd~(2+)、Zn~(2+)的双组分竞争吸附表明,3种上壤对Cd~(2+)、Zn~(2+)的吸附量与其单独存在下的情形相比都有所下降.质量浓度分别为20～500mg/L的两种重金属元索等馈竞争吸附时,这3种土壤对Cd2+的吸附量比对Zn~(2+)的大.非等量竞争吸附试验的结果表明,3种土壤中,500mg/L的Zn~(2+)对100 mg/L的Cd~(2+)吸附量的影响均比同浓度的Cd~(2+)对Zn~(2+)的影响大.用Langmuir和Freundlich方程对这两种重金属离子的等温吸附试验数据进行拟合,均呈极显著相关关系.     

土壤矿质胶体对镉的吸附-解吸热力学与动力学研究

通过等温吸附-解吸热力学与动力学实验,研究了土壤胶体对镉的吸持特性.结果表明,吸附等温线拟合以Freundlich方程最优,其次是Langmuir方程.按对镉的吸附量由大到小顺序胶体依次是:紫色土矿质胶体(8 216.34 mg/kg)、黄壤矿质胶体(6 468.11 mg/kg)、紫色土去铁矿质胶体(4 963.13 mg/kg)和黄壤去铁矿质胶体(2 342.83mg/kg).而吸附强度则相反,按解吸率大小胶体依次是:紫色土去铁矿质胶体(8.7%～33.9%)、黄壤去铁矿质胶体(2.2%～25.4%)、紫色土矿质胶体(6.8%～18.9%)和黄壤矿质胶体(0.6%～17.7%).由动力学实验得出:土壤矿质胶体对镉的等温吸附-解吸过程分为开始时的快速反应阶段和随后的慢速反应阶段,吸附和解吸过程中两阶段划分时间点分别为4 h和12 h,动力学过程以双常数方程描述最佳.     

沉淀酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附机理研究

应用红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)等研究了沉淀酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附机理.从扫描电镜图片可以看出,吸附Pb(Ⅱ)后沉淀酵母菌细胞发生变形,细胞之间相互粘连;能量分析谱证实Pb(Ⅱ)与细胞表面的K进行了交换吸附;比较吸附Pb(Ⅱ)前后沉淀酵母菌的红外光谱可以发现,糖醛酸COOH基团C-O伸缩振动蓝移了13.59cm-1,C=O伸缩振动红移了5.42 cm-1,N-H伸缩振动峰红移了4 cm-1,C-O伸缩振动蓝移了2.86 cm-1,说明了COOH、C=O、C-O、N-H为沉淀酵母菌吸附Pb(Ⅱ)的主要活性基团.X射线光电子能谱进一步证实了吸附后Pb(Ⅱ)主要同N、O、P等元素形成配合物.沉淀酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附是离子交换和表面络合共同作用的结果.     

柠檬酸对膨润土吸附镍离子的影响研究

采用平衡吸附法,研究了柠檬酸对膨润土吸附镍离子的影响.吸附结果表明,当Ni2 初始质量浓度为30 mg/L时,振荡反应90 min,介质pH为5,投加量为5 g/L时,膨润土对Ni2 显示了较好的吸附性能.动力学研究表明该吸附过程符合Lagergren二级动力学模型,等温吸附实验表明其吸附行为符合Freundlich模型.离子强度增大及柠檬酸存在时,会降低其吸附能力.解吸实验发现,通过柠檬酸间接与膨润土结合的Ni2 结合牢固程度较差,更易解吸出来.表明柠檬酸的存在对镍离子的吸附有抑制作用.     

水热合成类水滑石/生物炭对镉的吸附和稳定化性能

为提高类水滑石(LDH)对镉(Cd)的吸附能力并考察类水滑石/生物炭复合材料(LDH/BC)在土壤中对镉的稳定化性能,以经KOH活化的稻壳生物炭(BC)为载体,采用水热法和共沉淀法制备LDH/BC,以研究不同复合方式及BC复合量对LDH吸附能力的影响.对经优化制备的LDH/BC在不同Cd2+质量浓度、pH值和反应时间下的吸附特性进行考察,以阐明吸附机理并初步在土壤中验证钝化效果.结果表明:通过水热法制备的LDH(h)/BC0.25对Cd2+吸附性能出色,其中BC添加量为0.25 g.当Cd2+初始质量浓度为160 mg/L 时,LDH(h)/BC0.25对 Cd2+吸附量最大(150.15 mg/g)且吸附反应有较宽的pH值范围.LDH(h)/BC0.25在1 h内可迅速吸附Cd2+,在3 h后吸附达到饱和.动力学过程与拟二级动力学方程拟合程度较高,表明吸附过程主要为化学吸附.同时,XPS结果表明,Cd2+可能以CdCO3、Cd(OH)2、CdClOH的形式存在或Cd2+可能通过与含氧官能团的络合作用吸附在LDH(h)/BC0.25表面.此外,对镉污染土壤施加质量分数为6％的LDH(h)/BC0.25并处理14 d后,土壤中酸溶态镉向残渣态转化,镉形态更加稳定.     

金针菇菌柄非食用部分对镉的生物吸附

采用金针菇(Flammulina velutipes)除去其可食用部分后剩余的废弃部分菌粉作为生物吸附剂吸附Cd2 ,研究金针菇吸附Cd2 的理想条件.试验评价了5个影响因子:样品的不同处理方式,振荡吸附时间,溶液pH值,Cd2 初始浓度和菌粉投加量.结果表明,菌粉颗粒越细,吸附能力越强;振荡时间对吸附的影响不显著;pH值是影响金针菇吸附能力的关键因子,pH值为7时达到最大吸附率(63.1%);吸收60 min时,金针菇对Cd2 的吸附率最高(71.9%);随着溶液初始Cd2 浓度的增加,吸附率降低,但随菌粉生物量的增加,吸附能力上升;当溶液Cd2 的浓度为80 mg·L-1时,最大吸附量达到5.573mg·g-1.可以认为金针菇菌柄非食用部分是一种有效的生物吸附剂.     

水稻、油菜秸秆对水中镉的吸附特性

为了解水稻秸秆和油菜秸秆对废水中Cd2+的吸附特性,研究了吸附时间、初始离子质量浓度、秸秆投加量、初始pH值和振荡速率对溶液中Cd2+去除率与吸附量的影响,通过动力学、热力学模型拟合和扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析,探讨其吸附机理.结果表明:水稻和油菜秸秆具有良好的Cd2+吸附效果,pH值为4～7时,Cd2+吸附率均可达到50％以上;在投加量为10 g/L、初始pH值为6、振荡速率为150 r/min、温度为25℃的条件下,处理200 mg/L含Cd2+废水时,水稻和油菜秸秆对Cd2+的去除率分别达到66.5％和68.2％,吸附平衡时间约为90 min;其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好,等温吸附模型符合Langmuir方程,在25℃下油菜秸秆和水稻秸秆的最大吸附量理论值分别为14.28 mg/g和13.76 mg/g;结合SEM和FTIR分析推断,两种秸秆吸附Cd2主要发生在吸附剂表层,吸附过程以化学吸附为主.研究表明,油菜秸秆和水稻秸秆是具有潜在利用价值的Cd2+吸附剂.     

菲和萘在黄土上的吸附等温线和吸附热力学

研究了菲和萘在黄土上的吸附行为,比较分析了Linear方程、Freundlich方程和Langmuir方程描述吸附等温线的准确性.结果表明,菲和萘在黄土上的吸附等温线呈非线性,Freundlich方程最符合其吸附行为.菲和萘在天然黄土上的吸附量随温度升高而降低.其吸附是一个放热过程,吸附热分别为0.017 74 kJ·mol-1和-0.061 25 kJ·mol-1; 吸附的标准自由能改变量分别为-9.939 kJ·mol-1和-7.333 kJ·mol-1.标准自由能的变小是菲和萘在黄土上吸附的推动力.经过阳离子表面活性剂改性后的黄土对菲和萘的吸附能力,随加入的表面活性剂占原土阳离子交换容量(CEC)的百分数增大明显增强,能更加有效地去除水环境中的多环芳烃类污染物.     

沼泽红假单胞菌去除镉的实验研究

研究了驯化后的光合细菌沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)N菌株在不同条件下的生长和对重金属镉的去除效果.结果表明, 该菌株的最佳生长条件和对镉的去除条件为:pH=7.0,温度35 ℃,好氧黑暗,接种量12%.在最佳条件下,镉的去除率可达80%以上.在最佳去除条件下,模拟了N菌株去除镉的动力学方程.通过测定镉的去除与细菌生长曲线,表明镉的去除与菌体的生长相关.     

镁合金熔铸过程中的安全问题

分析了镁合金熔液爆炸的持点和机理,提出了在镁合金熔铸(压铸)时的安全预防措施。     

电动修复法对土壤中镉的去除及形态转化研究

面对镉污染土壤日益严峻的现象以及各种土壤修复技术存在的不足,采用快速、高效、对环境干扰较小的电动修复法对自制镉含量为200 mg/kg的污染土壤进行修复,在不同电压梯度下对土壤p H值、Cd去除效果进行研究,同时采用BCR法分步提取不同形态的镉,对不同形态镉的迁移转化情况进行分析。实验结果表明,随着电压的增加,土壤中不同形态的镉去除效果明显,在靠近阳极区域去除率达到90%以上,在阴极区域以弱酸提取态为主的镉出现了富集现象。另外,酸性条件有利于不同形态的镉向弱酸提取态转化,有利于提高镉的去除率。     

粒径对镁粉爆炸特性的影响

在简要分析了镁粉爆炸的过程和特性基础上,结合在20 L球型爆炸测试装置中对粒径D50为6,47,104,173 μm镁粉的爆炸特性实验数据,着重分析了粒径对镁粉爆炸特性所产生的影响.实验结果表明,随着粒径的增大,镁粉的爆炸危险性随之减小.     

镁合金熔炼、铸造过程的危险性分析

随着材料制造和材料加工业迅速发展,新结构材料和功能材料不断出现。镁能与锌、铝、锰等金属组成性能优越的合金,镁合金广泛用于轻工、通讯、军事等领域。由于镁合金应用领域的拓展,镁合金的生产企业也越来越多。镁合金生产的主要工艺是熔炼、铸造,熔炼、铸造时,镁合金极易与氧及含氧化合物反生氧化反应,释放出巨大的热量,发生爆炸事故,使生命和财产受到巨大损失。针对镁合金的特性,从镁合金熔炼、铸造的工艺过程、安全特点等方面分析了镁合金熔炼、铸造过程中发生爆炸事故的原因,提出了安全生产对策措施,以期减少镁合金熔炼、铸造过程中意外伤亡事故的发生,减少财产损失及对企业周边和社会造成的影响。     

氢氧化镁处理含镍废水条件探索及机理研究

考察了氢氧化镁用量、搅拌时间、温度及pH 值对含镍废水处理效果的影响,进一步探讨氢 氧化镁吸附作用机理.结果表明,常温下,废水pH值在4.8～8.6之间时,以1.5 g/L的投加量加入氢氧化镁并搅拌4 min,废水中镍离子去除率可达90%以上.吸附机理研究表明, 镍离子在氢氧化镁上的饱和吸附容量为19.25 mg/g....