不溶性腐殖酸对重金属离子的吸附研究

讨论了不溶性腐殖酸(IHA)对水中重金属pb2 、Cd2 、Cu2 的吸附去除作用.将可溶性腐殖酸进行改性处理,制备了不溶性腐殖酸,并应用差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)等测试手段对其热性能及微观形貌进行了分析表征.研究了不溶性腐殖酸对水溶液中的Pb、Cd、Cu等重金属离子的吸附特征.吸附等温线分别以Linear,Frendlich和Langmuir方程进行拟合,结果显示吸附的最佳模型为Frendlich方程.利用该方程拟合的数据,由Clausius-Claperyon's方程计算出的pb2 、Cd2 、Cu2 吸附焓变值说明,重金属在不溶性腐殖酸上的吸附以物理吸附为主.同时考察了温度、酸度及吸附时间对吸附的影响.结果表明,随着温度的升高和pH值的增大,不溶性腐殖酸对pb2 、Cd2 、Cu2 的吸附量增加.随着pH的增加,在近中性条件下不溶性腐殖酸对重金属离子的吸附率高且稳定.当pH=7时,在实验浓度范围内pb2 、Cd2 、Cu2 在不溶性腐殖酸中的吸附率分别为98.73%,97.86%,99.25%.吸附进行12 h以后,吸附作用基本达到平衡.不溶性腐殖酸对重金属离子具有强烈的吸附作用且吸附率稳定,可以广泛用于去除污水中的重金属离子.     

聚苯二甲酰基硫脲树脂的合成及其吸附性能

本文采用二异硫氰酸酯与二元胺加成聚合的方法,制备了主链型聚苯二甲酰基硫脲树脂,并采用静态吸附法考察了吸附时间、吸附温度、树脂用量、溶液酸度、金属离子初始浓度等对树脂吸附Ni2+的影响。结果发现,聚苯二甲酰基硫脲树脂制备方法简单,操作方便,反应条件温和,对重金属离子具有较好的吸附性能,对环境条件要求低,在自然水体中稳定。     

针铁矿及腐殖质对水体重金属离子的吸附作用

采用针铁矿、腐殖质、针铁矿-腐殖质复合微粒对重金属离子进行了吸附解吸实验.结果表明它们对Cu2-、Zn2+有强烈的吸附作用.针铁矿对Cu2+和Zn2+的吸附边界pH值分别为4.3和5.8,且吸附率可达95%以上.腐殖质对Cu2+和Zn2+的吸附边界pH值分别为4.1和5.6,且在pH值为8时,吸附率可达96%以上.针铁矿与腐殖质形成的稳定复合微粒不仅对重金属离子具有良好的吸附作用,还具有均匀性好和沉降稳定的特点,可用于土壤修复和含重金属离子的污水的处理.     

农林废弃物在去除废水重金属中的环境友好利用

评述了近年来国内外利用廉价农林废弃物去除废水重金属的研究进展.重点论述了化学改性处理的农林废弃物对重金属离子的吸附性能,并详细比较了改性前后及各种改性方法的吸附效率.改性处理明显提高了农林废弃物的吸附性能,一些改性的农林废弃物吸附剂对某些重金属离子具有良好的吸附性能,显示出广阔的应用前景.但在今后的研究中还应强化改性农林废弃物吸附剂表面结构表征、吸附作用机理和动力学的研究,开发新型高效的改性再生方法,并对废水处理成本进行详细评估.     

用盐桥支撑双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜输运

采用盐桥支撑技术制备镶嵌胆固醇的双分子层卵磷脂(脑磷脂)膜,用以模拟细胞膜.用正辛烷做溶剂,对不同卵磷脂(脑磷脂)与胆固醇配比进行制膜,膜的稳定性均超过100h.实验发现,纯脂质体不能输运重金属离子,胆固醇能输运重金属离子.胆固醇与重金属离子之间存在吸附作用,无化学反应.采用电化学工作站对双分子层脂膜的稳定性、离子通透性、双层膜中胆固醇对离子通透性的影响等进行了研究,并利用实验制备的双分子层脂膜模拟研究锌离子跨细胞膜的输运过程,建立了锌离子跨细胞膜的吸附-扩散模型,该模型计算值与实验值基本吻合.     

针铁矿及腐残质对水体重金属离子的吸附作用

采用针铁矿、腐殖质,针铁矿－腐殖复合微粒对重合微粒对重金属离子进行了吸附－解吸实验。结果表明它们对Cu^2 ,Zn^2 有强烈的吸附作用。针铁矿对Cu^2 和Zn^2 的吸附边界pH值分别为4．3和5．8,且吸附率可达95％以上。腐殖质对Cu^2 和Zn^2 的吸附边界pH值分别为4．1和5．6,且在pH值为8时,吸附率可达96％以上。针铁矿与腐殖形成的稳定复合微粒不仅对重金属离子具有良好的吸附作用,还具有均匀性好和沉降稳定的特点,可用于土壤修复和含重金属离子的污水的处理。     

离子印迹技术及其在重金属污染治理和回收中的应用

综述了国内外离子印迹技术在金属离子污染治理和回收利用方面的研究现状和进展.对本体聚合、原位聚合、沉淀聚合、表面分子印迹技术、膜技术、微乳液聚合、原子转移自由基聚合等离子印迹聚合物的制备方法进行了比较、分析和总结,重点对离子印迹技术在重金属污染治理和回收利用方面进行述评.除了报道离子印迹技术在Cu2+、Fe3+、Hg2+、Zn2+、Cd2+、U6+等金属离子污染治理的成功案例外,还特别介绍了几种表面离子印迹聚合物制备采用的材料,如壳聚糖、硅胶、菌丝体.研究表明,与传统方法制备的聚合物相比,离子印迹聚合物的吸附容量和吸附速率大幅提高,尤其是离子印迹聚合物微球和表面印迹聚合物,对目标离子有突出的选择性.离子印迹聚合物因其可靠的机械稳定性、识别能力、易解吸和再生等性能,在离子分离、净化和回收领域已广为人们所接受,并为金属离子污染治理和回收的工业应用提供了技术基础.最后探讨了离子印迹技术研究领域面临的问题和趋势.     

无机-有机复合污染吸附材料的制备及性能研究

膨润土(NMB)是一种天然纳米吸附材料,通过改变表面性质和层间结构,能极大地提高其吸附性能和选择性.用半胱胺阳离子(MEA)与十六烷基三甲基季铵盐(CTMAB)复合改性膨润土,制得无机-有机复合污染吸附材料NMB-CTMA-MEA.利用X射线衍射(XRD)、热分析(TG-DTA)、红外光谱(FT-IR)以及比表面积测定(N2-BET)等对吸附剂样品进行结构表征.研究了NMB-CTMA-MEA对混合水溶液中目标污染物对硝基苯酚(PNP)和重金属离子Pb2+的吸附性能及机理.结果表明,复合改性膨润土NMB-CTMA-MEA能协同吸附水中有机物PNP和重金属Pb2+.对水中对硝基苯酚的吸附机理主要为有机物在长碳链疏水介质中的分配;对水中重金属离子的吸附源于膨润土层间有机配体MEA的引入,其吸附机理为MEA与重金属离子Pb2+形成了稳定的配合物.     

食物废弃物基吸附剂对水中重金属的吸附

研究用食物废弃物制得的吸附剂(FRA)对水中多种重金属的吸附,并研究酒石酸钾钠对FRA吸附重金属的影响,探讨影响的机理。结果表明,两种重金属离子共存体系中重金属离子的竞争吸附系数相当,均在0.46~0.54之间。增加共存重金属种类减弱FRA对重金属的吸附效果。初始浓度较低时,竞争吸附对FRA吸附量的影响较小。较低p H值时酒石酸钾钠的浓度对重金属Cu~(2+),Zn~(2+)及Cd~(2+)的吸附去除效果影响更大。FRA对Cu~(2+),Zn~(2+),Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附符合Langmuir等温式。     

生物质基材料对水中金属离子的检测和吸附研究进展

随着经济的快速增长,水中重金属离子污染对人类生活以及工业生产产生了严重影响。生物质基材料是一种环境友好型材料,具有产量高、可再生和官能团丰富等优势。对生物质材料进行物理、化学修饰可获得一系列集检测和吸附于一体的双功能型生物质材料,且在废水重金属的检测和处理中具有广阔的应用前景。通过阐述近年来多个学者以纤维素、壳聚糖和海藻酸钠等生物质材料为基材合成双功能型荧光材料以及对水中重金属离子的检测和吸附应用的研究,分析相关的检测和吸附机理,进而对集检测和吸附一体化的双功能型生物质基荧光材料目前存在的问题以及未来研究方向进行总结和展望。     

软质聚氨酯泡沫阴燃前期热解特性研究

采用DSC-TGA(差示扫描量热-热重分析)同步热分析仪对软质聚氨酯泡沫(聚氨酯软泡)在不同氧气体积分数(0、10％、30％、50％)和不同加热速率(10 K/min、20 K/min、50 K/min)下热解到800℃的过程及其对阴燃的影响进行了研究.结果表明,当氧气体积分数介于10％ ～ 50％时,聚氨酯软泡热失重DTG曲线只有1个峰;当氧气体积分数降低到10％时,DTG曲线开始逐渐分离为2个峰;当氧气体积分数降为0(即氮气气氛)时,DTG曲线已经明显分为2个峰.这表明氧气体积分数对聚氨酯软泡热解特性具有重要作用.氧气体积分数和加热速率降低均对聚氨酯软泡的热解有抑制作用,均能减小阴燃传播速率和向明火转化的可能性.加热速率降低主要是延长了聚氨酯软泡的热解周期,从而减小了热解可燃气体积分数和放热速率.氧气体积分数降低对聚氨酯软泡热解的影响相对复杂的多:当氧气体积分数从10％降低到0时,主要提高了聚氨酯软泡的分解温度,而对热解速率影响不大;当氧气体积分数介于10％～50％时,氧气体积分数减小主要会降低聚氨酯软泡的热解速率、放热速率和放热量而对热解温度影响相对不大.氧气体积分数和加热速率降低抑制了多元醇的分解,而多元醇是聚氨酯软泡维持阴燃或向明火转化的主要物质及能量来源.     

不同螯合剂对花生富集污染土壤中Co的影响

采用模拟Co污染土壤的方法,分别投加2.5 mmol/kg、5.0mmol/kg、7.5 mmol/kg的EDDS、NTA、CA和OA,研究了其对花生生长与吸收土壤重金属Co,以及对土壤中Co的活化能力的影响.结果表明:整合剂处理使花生的生物量降低,在高浓度整合剂处理时,降幅最大;EDDS的添加比NTA、CA和OA更显著地增加了土壤Co的有效态质量比,同时明显提高了花生的富集系数和转运能力;在螯合剂处理下,花生的转运系数最高达到0.916,具备了修复土壤重金属污染的能力;根系和地上部富集Co能力最强时分别达到58.64 mg/kg和46.33mg/kg,是对照组的1.29和3.63倍;各处理花生根系中的Co质量比要高于茎叶中的质量比,花生植株Co质量比与土壤有效态Co质量比呈显著(p＜0.05)或极显著相关(p＜0.01);综合来看,螯合剂的投加能有效活化土壤溶液中的Co,促进植物吸收、转运重金属.     

基于模糊层次分析法的编队内碰撞风险评价模型研究

编队内碰撞是编队飞行最大的安全威胁。为解决编队飞行灵活性与编队飞行安全的矛盾,建立了编队内各机碰撞风险评价模型指标体系,使用模糊互补判断矩阵确定了各指标的碰撞权重,实现了编队内各机碰撞的风险评估。以空军航空兵某部一架机型G与一架机型H混合双机编队为例进行了实证研究,结果表明,该模型简便易操作,可提高编队飞行训练效率。     

基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估

对在役混凝土桥梁的耐久性研究是目前学术界的热点问题。使用科学的方法对其耐久性进行合理的评估,是解决该问题的关键。考虑到在役混凝土桥梁耐久性评估中的不确定性,利用改进的三标度层次分析法及模糊可拓理论,建立了基于模糊可拓层次分析法的在役混凝土桥梁耐久性评估模型。首先,根据桥梁的结构及所处环境的特点,建立了在役混凝土桥梁耐久性评估指标体系。其次,运用改进的三标度层次分析法确定指标权重。然后,使用模糊可拓理论确定耐久性等级。最后,通过具体的实例分析,证明了该评估方法的科学性和有效性。     

物流企业员工安全参与行为演化路径研究

为确定影响物流企业员工安全参与行为的因素与演化路径,推动对物流企业员工的安全监管,在员工和物流企业具有有限理性的前提下,从物流企业与员工之间的博弈机理出发,构建了员工安全参与行为的演化博弈模型。采用系统动力学方法分析模型的演化趋势,通过数值仿真分析物流企业员工安全参与行为及演化路径。结果表明,奖励力度、惩罚力度等参数影响着员工策略的变化,物流企业可加大对员工不积极参与安全行为的处罚力度,并适当提高奖励力度,从而提高员工的参与安全活动的积极性;物流企业还应建立奖励与惩戒相结合的管理制度,同时通过技术创新降低监督成本,实现对员工安全的有效监管。     

Y型通风沿空留巷巷道围岩活动规律研究

为掌握沿空留巷围岩活动规律,以谢桥矿12418工作面轨道顺槽为工程背景,采用多点位移计及钻孔窥视仪等设备进行实测研究,并结合数值模拟对其进行分析.结果表明:沿空留巷巷道表面围岩变形具有典型的近场效应,留巷前距工作面60 m以外的巷道基本无表面位移,随工作面的推进,巷道表面位移逐渐增大,距工作面10～15m范围内,表面位移变化速率显著增加,留巷后巷道表面位移与留巷前变形趋势类似,但表面位移量较留巷前有明显增加;从顶板钻孔窥视结果可以看出,留巷前仅在孔深2 m处发育单一离层裂隙,留巷后在孔深1.2m、2.4 m、3.8m和5.3m处发育多层离层裂隙,且随滞后工作面距离增加裂隙逐渐增大;尾巷充填体应力在充填材料固结后逐渐升高,并一直维持较高应力状态,因此,巷旁充填体既要确保有一定的强度和刚度,又要有一定的适应变形能力.     

采空区上覆火成岩断裂致灾机理研究

为了解释采空区影响下火成岩断裂破坏诱发地表裂缝的形成原因,通过建立两种采动影响下的火成岩断裂物理力学模型,推导出采动影响下火成岩初次断裂和周期性断裂判据。结合铁法晓南矿开采出现的地表裂缝,分析了火成岩断裂破坏机理,并对火成岩断裂破坏进行了预测。通过与现场实测地表裂缝位置加以验证,证明了所建力学模型的可靠性,并给出了后续生产中关于地表裂缝的规避性建议。     

露天矿采空区爆破合理孔底填塞长度与起爆位置确定

为研究孔底填塞长度与起爆位置对露天矿采空区上覆岩石台阶爆破的影响,进行了数值模拟和工业试验。运用ANSYS/LS-DYNA软件构建了爆破模型,分析了存在采空区时台阶的爆破机理,通过对比分析不同孔底填塞长度、不同起爆位置下爆破时岩石拉应力及动能变化,揭示其对采空区爆破效果的影响,确定了采空区上覆岩石台阶的合理爆破方法,并通过工业试验进行了验证。结果表明:采空区的存在导致爆破能量的利用效率降低;中间起爆技术适合采空区上覆岩石爆破;孔底填塞长度在一定临界范围内时,爆破能量的利用效率是最佳的;确定了武家塔露天煤矿采空区上覆岩石台阶爆破采用中间起爆技术且孔底填塞长度为2 m。     

基于多传感器融合的林火监测

为了提高近距离火灾监测的准确率,建立了基于Arduino平台的多传感器实时监测系统.此系统安装在移动机器人身上以探测火灾.在林火发生期间,会产生CO、C02明火火焰及其他产物,并引起周围环境温度的升高.因此,选择合适的传感器,检测出以上参数,就有可能据此判断实际环境是否有火.通过在Arduino上搭建火焰传感器、温度传感器、气体传感器和烟雾传感器,可以实时监测环境参数.在无火和有火环境中进行了多次试验,进行数据采集,得到了大量原始数据.无火环境的数据是在不同的天气条件下测得的;有火环境由试验火堆模拟得到.在模拟的过程中,进行人为操作以模拟不同的火情.如通过浇湿底部的可燃物模拟预热阶段,试验数据因此更有代表性.数据分析表明,单个传感器的输出值波动大,且在有火环境和无火环境中的输出值有重叠.因此,用单一传感器来检测火灾的准确率很低.而同时分析3个传感器的输出值时,其输出值随所检测火堆的不同呈现出一致的变化规律.最后,利用神经网络进行多传感器数据融合.涉及5个输入变量,由神经网络实现对多变量的非线性问题进行模式识别.将前述试验所得数据划分为训练数据和测试数据,两类数据均包含一定比例的有火样本和无火样本.用训练数据对BP神经网络进行训练,可得到林火识别模型.用测试数据检验模型,结果表明,该BP神经网络对试验火的识别准确率为98.625％.     

基于QSPR方法的烃类物质苯胺点预测

烃类物质在石油工业中有着非常广泛的应用.在石油工业中常用苯胺点来衡量有机溶剂的溶解性能.基于定量结构-性质相关性(QSPR)原理,根据分子结构计算反映分子结构信息的结构参数,应用遗传函数算法从大量结构参数中优化筛选出与烃类物质苯胺点最为密切相关的结构参数作为表征相应化合物结构特征的分子描述符,采用多元线性回归方法对分子描述符与苯胺点之间的定量函数关系进行关联,建立了预测烃类物质苯胺点的理论模型.最后,对模型进行了内部及外部验证来检验模型的可靠性.在此基础上,对所建立的预测模型进行机理解释,分析了影响烃类物质苯胺点的主要结构因素及其影响规律.研究表明,所建模型具有较高的稳定性和预测能力.