煅烧阴离子粘土(LDO)对低浓度活性艳橙X-GN的吸附研究

以不同Mg/Al比(物质的量比)的合成阴离子粘土为原料,在500℃条件下煅烧制备了煅烧阴离子粘土(LDO),研究其对低浓度活性艳橙X-GN的吸附行为,并用XRD、FTIR、XRF、BET等对LDO进行表征,通过研究解吸行为验证其吸附机理.实验表明,Mg/Al比为4∶1的LDO的吸附效果比2∶1的LDO好,Mg/Al比为...     

电凝聚法处理活性艳橙X-GN染料模拟废水工艺参数的正交试验优化研究

以活性艳橙X-GN染料废水为研究对象,通过正交试验和极差法对处理过程各影响因素进行研究和分析,考察各影响因素对脱色效果的影响程度,并确定处理模拟废水的最佳工艺参数。研究表明,处理过程中6种因素对电解活性艳橙X-GN模拟染料废水脱色的影响程度依次为:电解时间(A)>电解电压(B)>搅拌强度(D)>电解质浓度(F)>初始p H(C)>初始浓度(E);最佳处理条件为电解时间15min,电压12V,初始p H值10,初始浓度800mg/L,搅拌速度1000r/min,电解质浓度0.10mol/L;在此条件下经多次实验脱色率平均值可达99.06%。     

稻壳活性炭对活性艳蓝KN-R的脱色研究

将稻壳在微波条件下制备成活性炭吸附剂,研究其对活性艳蓝KN-R的吸附特性。通过静态实验,考察了pH值、温度、时间、溶液起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。结果表明,当pH为2和12时吸附效果较好,最大吸附量分别为303.03、384.62 mg/g;随着温度的升高,达到吸附平衡的时间缩短;等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述;动力学实验表明,吸附过程更符合拟二级动力学模型;热力学数据分析发现,吸附过程是自发进行的吸热过程。     

HAP/UV催化降解活性艳蓝K-3R的研究

用化学沉淀法合成羟基磷灰石(HAP),并用XRD、SEM、FT-IR对其进行分析。以活性艳蓝K-3R为降解底物,研究HAP对其光催化降解性能。探讨了HAP煅烧温度、通气量、投加量、初始浓度等因素对光催化降解活性艳蓝K-3R效果的影响。研究表明化学沉淀法合成的HAP粒度均匀,HAP对活性艳蓝的吸附作用较强,30min之内即能达到吸附平衡,其对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝的吸附率可达17.5%。适当的煅烧有利于提高HAP的催化活性,以200℃煅烧2h最佳。在投加量为4g/L,鼓气量为300L/h和pH=6的试验条件下,HAP(200℃)对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝K-3R 3h的降解率达68%。降解反应动力学研究表明,HAP/UV光催化降解活性艳蓝K-3R的过程符合Langmuir-Hinshel-wood一级动力学方程,降解速率常数k随着活性艳蓝K-3R浓度的增大而减小。     

Fe/Mn-PAC催化剂的制备及其催化臭氧氧化降解活性艳蓝KN-R性能

为获得高效去除活性艳蓝的方法,采用浸渍煅烧法制备了Fe/Mn-PAC催化剂,对催化剂的表面形态和结构进行表征,研究了不同因素对KN-R降解效果的影响,以及催化剂的重复利用性和稳定性。结果表明：Fe/Mn-PAC催化剂表面粗糙,具有较多的微孔结构,催化剂表面的金属氧化物为致密的地衣状结构,有利于提升催化剂的催化性能。在催化剂投加量为400 mg/L,初始pH为7.5,Fe/Mn进料比为1∶1及负载量为4%时,Fe/Mn-PAC表现出最佳的催化KN-R降解的反应活性,45 min内KN-R去除率高达90%以上;经过5次回收利用,去除率仍可达到84.7%。研究结果证明了Fe/Mn-PAC催化剂具有优异的催化能力和出色的结构稳定性,为实现印染废水中活性艳蓝KN-R的有效去除提供了技术支持。     

不锈钢基PbO_2电极的制备及其降解活性艳兰的研究

采用电沉积法制备不锈钢基PbO2电极。采用SEM、XRD、XPS等方法对电极的表面形貌、元素组成及元素化学态进行表征和分析。对不锈钢基PbO2电极电催化氧化活性艳兰模拟废水的脱色效果进行研究,结果表明:当电流密度为40 mA/cm2、无水硫酸钠浓度为0.04 mol/L,电解25 mg/L的活性艳兰模拟废水15 min,脱色率可以达到95%以上。     

铁柱撑累托石的制备及其对活性艳蓝的降解

以天然粘土矿物累托石为载体、以铁盐作交联剂,利用水溶液插层方法制备了铁/累托石复合物。采用FT-IR和XRD两种表征方法对铁/累托石复合物进行了表征,分析了复合物的结构变化和层间间距变化,并探讨了复合物制备条件以及反应过程中溶液初始浓度、溶液初始pH、复合物投加量和H2O2浓度因素对催化降解活性艳蓝的影响。研究表明:铁聚合物插入到累托石的层间结构中,扩大了累托石的层间距;当Na+/Fe3+比值为0.5,Fe3+/累托石比值为10 mmol/g,p H为3左右,催化剂用量为0.5 g/L时,H2O2浓度为100 mg/L时,活性艳蓝的去除率达到90%以上。实验表明,铁柱撑累托石/UV/Fenton工艺对活性艳蓝具有良好的降解效果。     

SiO-TiO2纳米管的制备及其光催化性能的研究

文章采用水热法制备SiO2-TiO2纳米管,通过扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)考察了该纳米管的结构形态,并用X-射线衍射考察其晶体结构.实验结果表明所制得的纳米管是锐钛晶型,其两端开口,具有多层管壁;管径为8 nm左右,管壁厚1～2 nm.光催化降解酸性橙Ⅱ实验表明:SiO2-TiO2纳米管光催化速率比TiO2纳米管高出10%.这可能是因为Si元素的存在增大了钛纳米管的比表面积,同时SiO2的存在能降低光生电子和空穴的复合率.     

微波诱导催化剂MnO/MgO的制备及其活性研究

采用均匀沉淀法制备了微波诱导催化剂MnO/MgO,通过实验确定催化剂的制备条件并对催化剂的形貌进行了SEM表征。实验结果表明,在微波功率900 W,微波时间8 min,催化剂投加量0.6 g/L的条件下,利用微波诱导氧化技术处理50 mL浓度为50 mg/L的活性艳蓝,活性艳蓝的脱色率达到了96%,H2O2的加入能提高脱色效率,缩短反应时间。     

铁氧化物改性黏土对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

利用铁氧化物对黏土进行了包覆改性,采用静态吸附法对该改性黏土吸附Cr(Ⅵ)的特性进行了研究,并考虑了反应时间、pH、浓度、温度对吸附的影响。实验结果表明,整个吸附过程基本在3h内完成;改性黏土对Cr(Ⅵ)的吸附量随溶液初始pH的增大而明显减小;随着溶液初始浓度和温度的增大而增大。同时,在初始pH为3.0的条件下,研究了改性黏土吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学特性,结果表明,改性黏土对Cr(Ⅵ)吸附能较好地符合准二级动力学方程和Langmuir等温式。由Langmuir等温式得出,在293K、初始pH为3.0条件下的单层饱和吸附量为12.91 mg•g-1。确定了改性黏土吸附Cr(Ⅵ)的热力学参数,表明该吸附过程是一个吸热的自发过程。与原土的对比实验表明,改性黏土对Cr(Ⅵ)的吸附能力大大增强。     

镁铝LDH制备表征及吸附磷酸根离子的性能研究

采用共沉淀法制备碳酸型及硝酸型Mg-Al-LDH(层状双氢氧化物)粉体,并对两种不同阴离子的LDH样品进行X射线衍射(XRD)及红外光谱表征;又将其作为吸附剂,对水中磷酸根离子的去除性能进行了系统研究。实验结果表明,两种LDH的晶体结构基本相似;其对废水中磷酸根离子具有很好的去除效果,且碳酸型LDH除磷效果更佳。通过对模拟废水及实际废水进行吸附实验,得到了LDH除磷的最佳条件。镁铝LDH在废水除磷方面具有较好的应用前景。     

活性艳蓝B-RV高效脱色菌筛选及脱色能力研究

从印染厂的沉淀池污泥和污水处理站的曝气池污泥中分离到3株对活性艳蓝B-RV染料脱色能力较高的细菌,编号分别为A,B1,B2,经鉴定分别为产碱菌属(Alcaligenes)、假单胞菌属(Pseudomonas)和克雷伯氏菌属(Klebsiella).探讨了三株菌在不同接种量、温度、pH和培养时间等条件下对活性艳蓝B-RV脱色的情况,并获得了其脱色反应的最适条件,此三株菌在最适条件下脱色率均能达到70%以上。     

类水滑石Mg/Zn/Al焙烧产物对高氯酸盐的吸附

利用类水滑石Mg/Zn/Al的焙烧产物对ClO-4进行吸附性能研究,通过类水滑石表面结构X射线衍射分析并探讨其吸附等温、动力学模型,并研究了焙烧温度、Mg/Zn/Al质量比、溶液pH值、吸附时间及吸附剂投加量等因素对类水滑石Mg/Zn/Al吸附ClO-4的性能影响.结果表明在500℃下焙烧4 h,Mg/Zn/Al质量比为2∶1∶1的类水滑石对ClO-4去除效果较好,吸附容量最大且对溶液pH值有较好的适用范围.经500℃焙烧的类水滑石吸附ClO-4的动力学拟合结果符合二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir及Freundlich吸附等温模型.     

Friedel层状化合物对正磷酸根的去除效应及其作用机制

为了解Friedel化合物除磷的应用潜能,研究了Friedel化合物对正磷酸根的吸附动力学和吸附等温线,并结合反应后溶液中各离子浓度的变化和反应固相产物的XRD、红外光谱分析,探讨其除磷作用机理.结果表明:Friedel化合物对正磷酸根的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程,理论吸附容量为4.86mmol·g-1;Friedel化合物除磷作用机理主要为溶出钙离子的沉淀作用,同时存在氢氧化铝的固磷作用.     

Mg/Al水滑石微波共沉淀法合成及其对BrO3-吸附性能的研究

采用微波共沉淀法和普通共沉淀法合成了Mg/Al水滑石,分别记做Mg/Al LDHs-MW和Mg/Al LDHs-H.通过XRD、BET、SEM和FT-IR等手段对Mg/Al水滑石结构进行表征.结果表明,微波共沉淀法合成的水滑石结晶度较好、粒径较小,孔径为41.13 nm,粒径为427.08 nm.序批次实验考察了投加量、溶液pH值和再生次数等因素对溴酸根(BrO-3)吸附性能的影响.结果表明,Mg/Al水滑石吸附BrO-3过程可用准二级动力学模型描述,吸附规律符合Langmuir等温吸附方程.对比Mg/Al LDHs-H的饱和吸附量(q0=288.74μg·g-1),Mg/Al LDHs-MW对BrO-3具有更强的吸附能力(q0=321.26μg·g-1).在动态连续流条件下,利用Thomas模型模拟3组Mg/Al LDHs-MW对BrO-3的动态吸附数据,拟合得到吸附柱最大的吸附容量为288.81μg·g-1.当填料高度为10 cm,进水浓度为800μg·L-1,进水流量为4.0 mL·min-1时,模型的相关性系数为0.92,表明实验数据与模拟穿透曲线吻合.     

Metal composition of layered double hydroxides (LDHs) regulating ClO4- adsorption to calcined LDHs via the memory effect and hydrogen bonding

A series of calcined carbonate layered double hydroxides （CLDHs） with various metal compositions and different M^2＋/M^3＋ ratios were prepared as adsorbents for perchlorate. Adsorption isotherms fit Langmuir model well, and the adsorption amount followed the order of MgA1-CLDHs 1〉 MgFeCLDHs 〉〉 ZnA1-CLDHs. The isotherms of MgA1-CLDHs and MgFe-CLDHs displayed a two-step shape at low and high concentration ranges and increased with an increase in the M^2＋/M^3＋ ratio from 2 to 4. The two-step isotherm was not observed for ZnA1-CLDHs, and the adsorption was minimally affected by the M^2＋/M^3＋ ratio. The LDHs, CLDHs and the reconstructed samples were characterized by X-ray diffraction, SEM, FT-IR and Raman spectra to delineate the analysis of perchlorate adsorption mechanisms. The perchlorate adsorption of MgA1-CLDHs and MgFe-CLDHs was dominated by the structural memory effect and the hydrogen bonds between the free hydroxyl groups on the reconstructed-LDHs and the oxygen atoms of the perchlorates. For ZnAI-CLDHs, the perchlorate adsorption was controlled by the structural memory effect only, as the hydroxyl groups on the hydroxide layers preferred to form strong hydrogen bonds with carbonate over perchlorate, which locked the intercalated perchlorate into a more confined nano-interlayer. Several distinct binding mechanisms of perchlorate by CLDHs with unique M^2＋ ions were proposed.     

Fe2+与Fe0活化过二硫酸盐降解活性艳蓝KN-R

为了解Fe2+与Fe0在活化PDS(过二硫酸盐)降解活性艳蓝KN-R时的差异,通过序批试验,考察了Fe2+/PDS和Fe0/PDS体系中c(Fe2+)、ρ(Fe0)、c(PDS)和初始pH对KN-R降解的影响. 结果表明:在Fe2+/PDS体系中,最佳反应条件〔初始pH为3.0,c(Fe2+)为1.0 mmol/L,c(PDS)为2.0 mmol/L〕下,180 min后KN-R的去除率达到96.55%;过高的pH和c(Fe2+)对KN-R的降解均有明显的抑制作用. 在Fe0/PDS体系中,当pH和ρ(Fe0)过高时,KN-R的去除率仍维持在较高水平,当pH为9.0时,180 min后KN-R的去除率为90.53%;当ρ(Fe0)为448 mg/L时,50 min后KN-R的去除率就能达到94.35%. 在2个体系中,c(PDS)的升高均能显著提高KN-R的去除率,当c(PDS)由0.5 mmol/L增至8.0 mmol/L时,KN-R的去除率由47.25%(Fe2+/PDS体系)和57.00%(Fe0/PDS体系)增至100%. 动力学分析显示,KN-R的降解均遵循一级反应动力学;最佳反应条件下2个体系中的活性自由基均以硫酸根自由基(SO₄-·)为主. 因此,在降解KN-R过程中,Fe0/PDS体系的性能明显优于Fe2+/PDS体系.      

波长254 nm和365 nm紫外辐照下活性艳红X-3B的光催化降解动力学研究

以活性艳红X-3B为对象,研究其在不同波段紫外光照射条件下的光催化降解动力学.结果表明,在长波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学符合表观一级动力学方程,其反应表观速率常数与光强之间呈对数关系;在短波紫外条件下,活性艳红X-3B的降解动力学可以用二级动力学方程拟合,速率常数与光强之间成正比.通过对比X-3B在2种光源下的降解半衰期发现,在同比条件下,365 nm光源对活性艳红X-3B的降解半衰期为37.263 min,而254 nm光源则下降为0.855 min.短波紫外比长波紫外具有更高的光量子效率,其对X-3B的降解效率也更高.     

脱硫类水滑石衍生复合氧化物不同方法的制备与表征

采用尿素水解法和共沉淀法制备了MgAl类水滑石,高温焙烧获得衍生复合氧化物.采用X射线衍射(XRD)、热重分析(TG-DTG)、扫描电镜(SEM)、N2-吸附/脱附和CO2程序升温脱附(CO2-TPD)等手段对所制备的复合氧化物结构特征进行表征,并研究其对SO2脱除性能的差异.结果表明,共沉淀法制备的MgAlO复合氧化物比尿素法具有更大的比表面积(148.1m2·g-1)和更多碱性位,这些特点可能促使该方法制备的复合氧化物具有更高的SO2储存容量和反应速率.采用尿素法和共沉淀法制备的MgAl水滑石复合氧化物在700℃温度下SO2吸附容量分别可达0.55g·g-1和0.79 g·g-1.