包埋类脂的吸附剂制备及吸附POPs性能

用丙酮作溶剂将三油酸甘油酯分散到醋酸纤维(CA)基体中,采用悬浮聚合的方法制备出了一种兼具亲水性,又能高倍富集持久性有机污染物的球形复合吸附剂。通过对分散剂的种类及其用量、悬浮介质的种类及其用量的研究,获得了球形复合吸附剂的最佳合成路线与工艺.球形吸附剂粒径为1～2mm。通过荧光分析和电镜扫描分析,表明三油酸甘油酯已被包埋到醋酸纤维基体中,并得到了均匀分散。采用七氯、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵为代表性的持久性有机污染物(POPs)。动力学吸附实验表明,当初始浓度为1μg/L时,在快速吸附阶段,溶液中80%的氯、狄氏剂、异狄氏剂可得到有效去除,但并没有达到吸附平衡。快速吸附完后,还在持续地进行慢速吸附。而对于灭蚁灵,吸附速度远远低于其他几种POPs。实验证明了吸附速度不仅与辛醇/水系数有关,而且还与有机污染物的分子结构有关。     

醋酸纤维素吸附剂的制备及其性能表征

研究开发了1种球形醋酸纤维素吸附剂,对其制备方法、形态结构及其对水中4种有机氯农药的吸附性能进行了研究.扫描电镜结果表明,所制备醋酸纤维素吸附剂的外表面是一层致密的醋酸纤维素膜,内部为网状结构;对水中狄氏剂、艾氏剂、异狄氏剂、七氯4种有机氯农药有较强的吸附能力,12h后去除率均达到85%以上;并且对正辛醇-水分配系数(lgK_ow)较大的有机物具有更快的吸附速度,对七氯、艾氏剂的去除率在0·5h后可达99%.说明该吸附剂对水中亲脂性的有机物具有较高的吸附效能.     

β-环糊精/醋酸纤维素纳米纤维的制备及对染料废水的处理

制备了不同β-环糊精(β-CD)含量的醋酸纤维素(CA)纳米纤维膜,并对纤维膜的结构形貌、尺寸分布、孔隙率、比表面积以及纤维膜的力学性能进行表征分析。随后研究了不同β-CD含量、初始浓度、吸附时间下,纳米纤维膜对甲基红染料的截留性能和吸附性能。结果表明:过量(≥30%)的β-环糊精会使纳米纤维产生珠节,纤维的形貌和力学性能变差;吸附试验表明,β-CD的加入提高了CA纳米纤维膜对染料的吸附,MR吸附率可达93.48%,最大平衡吸附量可达181.74 mg/g,比纯CA纳米纤维膜提高了将近40%;此外,染料的截留实验表明,纳米纤维膜对染料的截留效果较差,最大截留率为50.35%。     

新型MIL-100(Fe)基MOFs材料的制备及其对Sr2+的吸附

采用水热法和溶剂热法制备了金属有机骨架材料——MIL-100(Fe)和MIL-100(Fe)-DMA.利用FTIR、XRD、SEM、XPS和N₂吸附/脱附对材料结构进行了表征.通过静态吸附实验,探究了初始Sr²⁺浓度、吸附时间、溶液pH值和不同共存阳离子对材料吸附性能的影响,研究了两种材料对Sr²⁺吸附过程的吸附动力学和吸附等温线模型.表征结果表明:两种材料基本骨架一致,吸附Sr²⁺对材料骨架影响均可忽略;虽然MIL-100(Fe)-DMA比表面积小于MIL-100(Fe),但由于晶粒尺寸小,堆积形成的介孔结构更有利于Sr²⁺的扩散.吸附实验结果表明:随着反应时间和初始Sr²⁺浓度的增加,两种材料对Sr²⁺的吸附量先迅速增大再逐渐达到平衡;随着pH值的增大,两种材料对Sr²⁺的吸附量增大,且碱性条件下吸附效果好;两种材料吸附过程均符合准二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温模型;采用三价铁盐作为铁源以及DMA作为有机溶剂可提高MIL-100(Fe)材料对Sr²⁺的吸附效果.     

金属负载活性炭的亚甲基蓝/单宁酸吸附性能

考察了亚甲基蓝和单宁酸在金属负载活性炭表面的吸附行为,并用Langmuir与Freundlich方程对等温吸附线进行拟合。结果表明,亚甲基蓝在活性炭表面倾向于多分子层吸附,而单宁酸则倾向于单分子层吸附;金属负载降低了活性炭对有机污染物的饱和吸附容量,但新建的金属氧化物活性中心可促进单宁酸在低浓度下的吸附。金属负载改性是饮用水深度处理中活性炭滤料改性的重要方向。     

纳米纤维素/石墨烯复合气凝胶的制备及其在油水分离中的应用

为制备绿色环保的新型石墨烯基吸油材料,以交联多孔结构的石墨烯气凝胶(GA)为骨架,以纤维素纳米晶(CNC)作为添加剂,在液相自组装工艺基础上通过两步还原法制备出具有疏水特性的多孔纳米纤维素/石墨烯复合气凝胶材料即CNC/GA材料,利用FTIR、XRD、SEM、TEM和接触角测定仪对该材料的化学结构及微观形貌进行了表征,...     

磁性高分子复合水凝胶的制备及其对水中铜离子的吸附性能

以海藻酸钠和聚乙烯醇为骨架负载磁性纳米Fe_3O_4颗粒合成了两种磁性高分子复合水凝胶材料:一种是以Ca~(2+)交联制备的磁性海藻酸钙单网络水凝胶(SAPFe),另一种是以海藻酸钙和聚乙烯醇经循环冷冻解冻制成的磁性双网络水凝胶(DAPFe).利用SEM、FTIR、BET对合成的材料进行表征,并研究了SAPFe和DAPFe对Cu~(2+)的吸附性能.结果表明,DAPFe比表面积达89.01 m~2·g~(-1),平均孔径为2.2 nm,DAPFe比SAPFe具有更低的含水率、更高的交联程度、更发达的孔隙结构和更高的比表面积.DAPFe对Cu~(2+)的最大吸附量可达207.01 mg·g~(-1),远大于SAPFe(173.01 mg·g~(-1)).SAPFe和DAPFe对Cu~(2+)的吸附等温线均符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级吸附动力学模型.通过分析SAPFe和DAPFe吸附Cu~(2+)前后官能团的变化,发现磁性高分子复合水凝胶具有丰富的羧基和羟基功能性官能团,并通过与Cu~(2+)产生螯合作用实现去除.     

氨基修饰氧化石墨烯-羧甲基纤维素复合吸附剂的制备及其对Cr (VI)的吸附性能研究

为获得价格低廉、吸附性能优良的石墨烯基吸附剂,以氧化石墨烯（GO）、羧甲基纤维素（CMC）为基材,以聚乙烯亚胺（PEI）为改性试剂,通过化学修饰的方法制备了氨基修饰氧化石墨烯-羧甲基纤维素复合吸附剂（GO-PEI-CMC）.采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）及X射线光电子能谱（XPS）等表征手段证实了CMC、氧化石墨烯与PEI已成功复合.静态吸附实验表明GO-PEI-CMC对Cr （VI）表现出良好的吸附性能,由Langmuir等温吸附模型所得最大吸附量值为243.92 mg·g^-1.吸附动力学、吸附等温线研究表明GO-PEI-CMC对Cr （VI）的吸附为单分子层、化学吸附过程.GO-PEI-CMC对Cr （VI）吸附性能优良,且具有绿色环保、可生物降解的优点,是一种极具潜力的Cr （VI）吸附剂.     

中间相炭微球/碳纳米管复合吸附材料的制备及性能研究

采用原位热缩聚合成了含有碳纳米管的中间相炭微球,以KOH为活化剂,调整碱炭比和活化时间,制备了中间相炭微球/碳纳米管复合吸附材料,并通过甲基橙吸附试验和孔隙比表面积测试研究了复合材料的吸附性能,分析了碳纳米管对中间相炭微球吸附性能的影响。结果表明:复合吸附材料对甲基橙具有较好的吸附能力;添加一定比例的碳纳米管能够提高活性中间相炭微球的比表面积和吸附能力,当添加碳纳米管含量为10%时,其比表面积比纯中间相炭微球提高了14.7%,对甲基橙的吸附率超过了99.9%;吸附-脱附等温曲线表明复合吸附材料的等温线属于I型吸附等温线,该复合材料主要以微孔为主,并存在少量中孔。     

紫外辐照改性生物炭对VOCs的动态吸附

采用365 nm紫外光辐照改性椰壳生物炭,以提升对挥发性有机污染物(VOCs)的吸附性能.选取苯和甲苯两种典型的VOCs为吸附质,考察了改性前后生物炭的吸附穿透曲线.结果表明,紫外辐照改性后的生物炭其吸附性能显著增加,对苯和甲苯的饱和吸附量分别由7.27 mg·g~(-1)和7.98 mg·g~(-1)提升至122.80 mg·g~(-1)和236.36 mg·g~(-1),吸附穿透时间也由1 min和2 min大大延长至390 min和620 min.生物炭表面理化特征分析表明,紫外辐照增大了生物炭表面含氧官能团的含量和外比表面积,这可能是改性生物炭吸附性能提升的关键因素.Yoon-Nelson、Thomas和BDST模型均能很好地模拟改性生物炭对不同浓度苯和甲苯的吸附过程,其相关系数大于0.992.热重分析结果表明,紫外辐射对生物炭的热稳定性影响甚微.改性生物炭吸附饱和后,可经热再生后重复利用,对甲苯的吸附重复利用5次后仍有较高的吸附能力.     

醋酸纤维素小孔径超滤膜的研究

用醋酸纤维素(CA)为聚合物材料,研制出了截留分子量2000—10000、对PEG截留率为90％以上的小孔径超滤膜.并就铸膜液组成,制膜条件及膜的透过特性等进行了实验.     

三油酸甘油脂-醋酸纤维素复合膜测定水中有机氯农药生物有效性

以异狄氏剂、狄氏剂和p,p'-滴滴涕3种持久性有机氯农药为研究对象,通过室内模拟实验,验证了三油酸甘油脂-醋酸纤维素复合膜(TECAM)富集水中自由溶解态疏水性有机物的假设,研究了水中溶解性有机碳对TECAM富集3种有机氯农药的影响,并与相同暴露条件下日本青鳉鱼的富集结果进行了比较.结果表明,TECAM只富集水中自由溶解形态的疏水性有机物;水中存在的溶解性有机碳会降低3种有机氯农药被TECAM和青鳉富集的可利用性;TECAM和青鳉的富集结果有很好的可比性.因此,TECAM能够用来预测疏水性有机污染物在不同溶解性有机碳含量的水中被鱼体富集的生物有效性.     

类脂复合吸附剂去除水中微量七氯和环氧七氯的研究

研制了一种新型类脂-活性炭复合吸附剂,研究了其对水中痕量持久性有机污染物--七氯和环氧七氯的吸附行为.实验结果表明,该新型复合吸附剂对七氯和环氧七氯有较强的吸附性能,反应48 h后,对初始浓度为20μg·L-1的七氯和环氧七氯的去除率分别为98.79%和98.08%;吸附等温线符合弗兰德里希模型;吸附动力学符合准二阶动力学模型.该复合吸附剂对亲脂性较强的七氯具有较快的初始吸附速率、较大的平衡吸附量和较高的去除率.相同实验条件下,类脂-活性炭复合吸附剂对七氯和环氧七氯的吸附速率和去除效果均优于传统吸附材料活性炭.     

垃圾渗沥液中有机污染物的超声去除

采用超声辐照技术去除垃圾渗沥液中的有机污染物。研究了输入电功率、初始浓度、初始pH、曝气对垃圾渗沥液中COD的超声去除效果影响,探讨了垃圾渗沥液中有机物的超声去除主要是通过羟自由基的氧化反应,高温热解反应虽然存在,但贡献相对很小。超声去除垃圾渗沥液中COD的动力学模式不能简单用动力学原理来解释,一方面由于超声降解有机物的机理和垃圾渗沥液中有机物的种类都很复杂,另一方面由于基于K2Cr2O7法测定出的COD指标不能完全表征超声去除垃圾渗沥液中有机污染物的程度。     

鄂州市大气VOCs污染特征及来源解析

2018年3月～2019年2月,在鄂州市主城区采用在线气相色谱仪对102种大气挥发性有机物(VOCs)定量检测,对比分析了VOCs组成、季节变化特征和日变化规律,并利用最大增量反应活性(MIR)估算了VOCs的臭氧生成潜势(OFP).结果表明,鄂州大气VOCs年均体积分数为(30.78±15.89)×10^-9,总体表现为冬季高夏季低,具体表现为烷烃>含氧化合物>卤代烃>烯烃>芳香烃>炔烃.日变化规律表现为夜晚体积分数高于白天,且总体上呈"双峰"分布,芳香烃、卤代烃和OVOCs在00:00至02:00出现"第三峰".对VOCs臭氧生成潜势(OFP)贡献较大的是芳香烃和烯烃,贡献率分别为35.45%和29.5%,其中对OFP贡献率最高的物种为乙烯,达到24.217%.分析VOCs特征物种,发现机动车尾气和溶剂使用是鄂州VOCs的主要来源,其中机动车排放是最主要来源,控制鄂州机动车排放有助于削减大气VOCs活性较大的组分,从而减少臭氧的生成.     

建筑室内人员污染暴露量及其特征性分析

合理确定室内人员的污染暴露量是有效改善室内空气品质的重要前提。文章结合吸入率概念和人体呼吸模型给出了室内人员污染暴露量计算模型,并以二氧化碳指标和挥发性有机化合物指标为研究对象,分析了在不同通风模式、新风量大小和污染源强度下室内人员污染暴露量的特性。研究结果表明,置换通风条件下的人员污染暴露量要低于混合通风条件下的相应结果,且在置换通风条件下站姿的污染暴露量要高于坐姿的对应结果,而在混合通风条件下情况相反;同时,新风量增大可以降低人员污染暴露量,但其有效程度存在临界点,即存在最优的新风量大小;此外,人员污染暴露量会因污染源强度的提高而增大,但其随污染源强度变化的跟随性会由于通风模式的不同而存在显著差异。     

洱海沉积物水提取态有机氮特征及与其他来源溶解性有机氮的差异

选取洱海不同季节全湖47个沉积物表层样品,探讨水提取态有机氮(WEON)与不同来源(上覆水、间隙水、入湖河流和湿沉降)溶解性有机氮(DON)组分特征差异,并分析其对沉积物影响.结果表明,(1)洱海沉积物WEON含量季节性变化为夏季春季秋季冬季;空间分布规律呈北部南部中部.(2)洱海沉积物WEON腐殖化程度较高,腐殖质主要以富里酸为主,主要含有紫外区类腐殖质荧光峰A和高激发类色氨酸荧光峰B,受陆源输入和湖内生物共同影响.(3)洱海沉积物及其他来源DON均含有2个荧光组分,其中组分C1为内源性可见紫外区腐殖质峰是生物降解形成的荧光峰;组分C2为类色氨酸峰;湿沉降样品类蛋白峰峰强最大,生物可利用性较高;入湖河流DON生物可利用性最低.(4)洱海上覆水DON荧光C1和C2组分和沉积物WEON含量为显著相关(r=-0.79,P0.01;r=-0.944,P0.01),上覆水DON的荧光组分特征能够很好指示沉积物WEON含量特征.研究洱海不同样品DON结构组分特征,揭示洱海富营养化的潜在风险,为防治规划提供依据.     

温度对膜生物反应器运行特性及膜污染的影响

温度对膜生物反应器（MBR）污染物去除效果和膜污染速率都有很大的影响。采用两套相同的MBR蓑置在冬季运行,其中一套维持20℃的恒温,另一套水温与周围环境相同。对两套装置处理效果及膜污染速率进行对比,并通过反应器中溶解性微生物产物（SMF）、胞外聚合物（EPS）含量、污泥粒径分布扣膜面污染物的比较,分析温度对MBR运行的影响。研究结果表明膜对污染物的截留能有效补偿低温时微生物作用的不足,因此低温对出水水质并没有显著的影响。此外,低温时虽然SMP和EPS的释放增加,但并没有引起膜污来的加剧。相反地,低温时污泥粒径较高温时小,而粒径较大的颗粒更易沉积于膜表面,因此低温时膜面固体物质含量较低,膜污染速率反而比高温时低。