锑(Ⅲ)在合成性δ态-MnO2表面的氧化机理

研究了锑(Ⅲ)在合成性δ态-二氧化锰表面之间发生的氧化反应动力学过程，当pH=5．4时，锑(Ⅲ)的吸附和氧化速率很快．氧化产物锑(Ⅴ)释放速度也很快，但还原产物Mn(Ⅱ)速度较慢．pH对氧化作用影响很大，低pH值和离子强度有利于反应的进行。     

δ-MnO2氧化降解苯酚的机理研究

δ-MnO2以水羟锰矿和水钠锰矿的形式普遍存在于陆地和海洋环境中,是酚类等有机污染物发生非生物转化的重要氧化剂.本文研究了实验室制备的δ-MnO2悬浮液对苯酚的去除作用,同时讨论了pH、二氧化锰投加量、离子强度、共存金属离子和腐殖酸等不同影响因素对苯酚去除效率的影响.结果表明,苯酚氧化降解的最佳pH和δ-MnO2投加量分别为3.62和0.13 mg·L-1.溶液中共存的Na+和Mn2+会对苯酚氧化降解产生抑制作用,而Mg2+和Ca2+对反应过程没有明显的影响.溶液中共存的腐殖酸也对苯酚的降解过程产生了抑制作用,随着腐殖酸的浓度由1 mg·L-1增加到5 mg·L-1,苯酚的去除率从96.9％降为78.9％.GC-MS分析发现,对苯二酚为该过程的主要中间产物,同时给出了苯酚在δ-MnO2存在时的可能降解机制.     

Zn(Ⅱ)在δ-MnO2和γ-MnOOH两种矿物上吸附的初始溶质浓度效应

研究了在Zn(Ⅱ)总量一定的情况下,不同的初始溶质浓度和吸附动力学过程对吸附等温线及吸附不可逆性的影响.将总量一定的吸附质Zn(Ⅱ),分批次(1次,3次,15次)加入到2种不同的吸附剂体系(δ-MnO2和γ-MnOOH)中,得到吸附等温线.实验结果表明,对于Zn(Ⅱ)-δ-MnO2吸附可逆体系,吸附-解吸等温线及可逆性随着Zn(Ⅱ)加入批次的增加未见明显变化;而对于Zn(Ⅱ)-γ-MnOOH吸附不可逆体系,吸附等温线随着Zn(Ⅱ)加入批次的增加显著升高,吸附量变大,吸附不可逆性降低.这主要是由于在两种矿物上的微观吸附状态不同所导致的,而这种差异是受吸附动力学过程影响的,这是传统吸附热力学所不能解释的,但是符合亚稳平衡态吸附(MEA)理论的预测.     

EXAFS研究Zn在δ-MnO2上的吸附-解吸机理

用延展X-ray吸收精细结构光谱(EXAFS)研究了重金属Zn(Ⅱ)在δ-MnO2上吸附产物的微观结构及其吸附机制.在pH 5.50,0.1mol/L NaNO3介质中,吸附在δ-MnO2表面上Zn(Ⅱ)以六配位的水合离子八面体形式存在.水合锌离子八面体从δ-MnO2层状结构的空位上下方,与δ-MnO2的结构单元MnO6八面体通过共用O原子结合,形成角-角结合的弱吸附,Zn-O平均原子间距为(2.071±0.007)A(n=3),Zn-Mn平均原子间距为(3.528±0.006)A(n=3).在同一条等温线上随着吸附量增加,以角-角结合的弱吸附形式基本上没有变化.宏观的吸附-解吸实验结果显示Zn(Ⅱ)在δ-MnO2上的吸附可逆性很高,解吸等温线和吸附等温线几乎重合在一起EXAFS结果从分子水平表明,Zn(Ⅱ)在δ-MnO2上的高吸附可逆性是由角-角形式弱吸附所导致的.     

牛血清白蛋白对Ni2+与δ-MnO2间吸附平衡的影响

研究了溶液中牛血清白蛋白(BSA)的存在对Ni2 与δ-MnO2衡性质的影响.结果表明, BSA存在时Ni2 在δ-MnO2表面的吸附率'pH曲线仍为典型的"S"形, BSA使Ni2 的吸附突跃向高pH方向移动,影响程度与BSA的加入方式及浓度有关,其大小次序为Ⅳ(先加BSA后加Ni2 ),Ⅲ(N2 和BSA同时加)≈Ⅱ(先加Ni26 后加BSA).BSA存在时Ni2 的等温吸附线很好地遵循Langmuir等温吸附方程, Ni2 的饱和吸附量与BSA的加入方式有关,其大小次序为I(不加BSA)>Ⅱ.m,Ⅳ.升高温度促进Ni2 的吸附.在pH:4.0和pH:7.0条件下, Ni2 在δ-MnO2上的吸附均是不可逆的, BSA对Ni2 的吸附可逆性没有影响.     

改性贻贝壳对亚甲基蓝的吸附去除研究

对改性贻贝壳吸附去除亚甲基蓝的效果进行了研究,考察了改性温度、吸附剂投加量、溶液盐度、吸附剂粒径、吸附温度等条件对亚甲基蓝吸附去除效果的影响。在200~1 060℃条件下对贻贝壳进行了温度改性优化,结果表明,最佳改性温度为550℃。当改性贻贝壳投加量为0.6 g/L时,对亚甲基蓝的去除率达到87%;亚甲基蓝的吸附去除效果随着贻贝壳粒径变小吸附能力略有上升,当粒径小于60目时,吸附能力趋于稳定,对亚甲基蓝的去除率在90%左右;盐度对吸附效果影响较大,亚甲基蓝去除效果受离子强度效应影响随盐度的增加先减小后增大最后到达稳定;而吸附温度对改性贻贝壳的吸附能力的影响较小。     

金属离子对δ-MnO2 去除对叔辛基酚抑制作用的研究

研究了pH 4.0的水溶液中各种金属离子对合成的δ-MnO2去除对叔辛基酚(4-t-OP)的影响.实验表明反应150 min时,δ-MnO2对4-t-OP的去除率达到100%,但当反应体系中含有金属离子时,去除效果受到抑制.抑制效果随金属离子浓度的增加而增大,并随金属离子的不同表现出较大的差异.在pH 4.0条件下,Pb2+和Mn2+的抑制效果最强,其次为过渡金属离子,再次是碱土金属离子,而碱金属离子基本上不产生抑制作用.还比较了δ-MnO2对多种金属离子的吸附能力,其对Pb2+的吸附作用最强,在其余的金属离子中,对过渡金属离子的吸附量稍大于碱土金属离子.结果表明,金属离子所产生抑制作用的源于其占据了δ-MnO2表面反应位点并与4-t-OP形成竞争,而抑制作用大小的差异主要来源于δ-MnO2与金属离子间吸附作用强弱的差别,MnO2表面结构的变化,以及溶液中自由态金属离子的分布比例及其离子半径的不同.     

氨基功能化磁性氧化石墨烯吸附废水中亚甲基蓝机理研究

通过酰胺化一锅法成功制备了三乙烯四胺修饰的磁性氧化石墨烯纳米颗粒(MGO-TETA)吸附剂,并利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、拉曼光谱仪(Raman)、扫描电子显微镜(SEM)证实了MGO-TETA吸附剂的成功制备.同时,实验研究了吸附剂用量、亚甲基蓝溶液(MB)的pH值、吸附剂的零电点和离子强度对MGO-TETA吸附性能的影响,并考察了MGO-TETA的循环再生和工业模拟应用.最后,通过拟一级动力学、拟二级动力学、颗粒内扩散和液膜扩散4种模型讨论了吸附动力学过程,使用Langmuir、Freundlich和Temkin模型探讨了吸附热力学行为.结果表明：MGO-TETA对MB的吸附是自发可行且吸热的,符合Langmuir等温线模型和拟二级动力学模型.由Langmuir等温线模型计算的最大吸附量为638.90 mg·g-1.经过5次吸附-解吸循环以后,MB的去除率仍然可达87%.经过实验证明在吸附过程中MGO-TETA吸附剂与MB之间存在静电相互作用、氢键相互作用、π-π共轭相互作用.     

榴莲壳粉-聚偏氟乙烯复合膜对次甲基蓝吸附的研究

采用溶解-相转化法制备榴莲壳粉-聚偏氟乙烯(PVDF)复合膜吸附剂,通过扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对吸附剂进行表征,同时考察了榴莲壳粉/PVDF质量比、溶液pH值、吸附剂用量和吸附时间的影响。结果表明:复合膜对次甲基蓝的吸附的最佳条件为:榴莲壳粉/PVDF质量比为0.75∶1,溶液pH值为7,吸附剂用量为0.4 g,吸附时间为90 min。吸附遵循准二级动力学方程和Langmuir方程,吸附剂经5次重复使用,对次甲基蓝去除率为81.25%。     

pH对Cd~(2+)离子在δ-MnO_2上的吸附与解吸的影响

研究了pH值对δ-MnO2对模拟废水中Cd2+的吸附作用的影响,当pH<2.3时,吸附率仅为20%,pH>5时Cd2+的吸附率在96%以上;吸附过程为非特性吸附,可以用Elovich方程和双速率方程来描述。吸附后δ-MnO2在pH<2.05时可以有效的解吸,解吸率约为75%。     

Nation膜中嵌入Fe^2＋光催化降解亚甲基蓝的研究

将亚铁离子嵌入Nation膜中利用Fe^3＋／Fe^2＋光催化降解亚甲基蓝，脱色率达90％。研究探讨了降解亚甲基蓝时H2O2以及pH值的影响。亚甲基蓝光催化降解氧化反应符合一级动力学规律，表观速率常数为0．5689min^-1。     

载锰活性炭吸附去除水中亚甲基蓝的研究

以啤酒酵母为原料制备了负载过渡金属锰(Ⅳ)的活性炭(Mn/AC),对其吸附去除水中亚甲基蓝的性能和机制进行了研究。结果表明,Mn/AC对亚甲基蓝的吸附在6 h内达到平衡,吸附去除量基本不受溶液pH值的影响,亚甲基蓝的最大吸附量可达269.97mg/g;吸附动力学过程和等温吸附过程分别符合准二级动力学模型和Langmuir模型。Mn/AC吸附去除水中亚甲基蓝主要是通过特异性吸附、单分子层吸附作用,Mn/AC表面Mn-O、羰基、醚键、羟基、羧基等基团参与了吸附亚甲基蓝的过程。     

Pseudomonas putida MnB1氧化Mn2+实验研究

Pseudomonas putida MnB1是存在于淡水和土壤中的锰氧化细菌。本文在中性条件下对MnB1锰氧化特性及锰氧化产物进行了研究。XANES结果显示,MnB1可将溶液中Mn(Ⅱ)氧化并形成Mn(Ⅳ)的锰氧化物;XRD结果进一步证实锰氧化物为δ-MnO2。MnB1的锰氧化性能受重金属离子的影响,其中Cd2+影响最大、Cu2+影响最小。在4μM Cd2+、6μM Pb2+、200μM Cu2+和20μmol/L Ni 2+的体系中,锰氧化速率和氧化量均有所降低,锰氧化量由208.5μM分别降至20.3μM、192.5μM、129.5μM和52.7μM。     

催化臭氧氧化降解水溶液中亚甲基蓝的动力学研究

以废啤酒酵母为原材料、采用吸附-活化法制备得到负载过渡金属铁的活性炭(Fe/AC),对Fe/AC吸附亚甲基蓝(MB)性能和催化臭氧氧化MB效果进行了评价。Fe/AC对MB的吸附符合Langmuir等温吸附模型;20℃,pH=7的条件下,Fe/AC对MB的最大吸附量达到107.43 mg/g。吸附MB达到平衡的Fe/AC催化臭氧氧化降解水中MB,30 min内MB的转化率达到99%以上,5 h后总有机碳(TOC)的降解率达到70%。结合Fe/AC吸附MB特性和催化臭氧氧化MB行为,将Langmuir等温吸附模型分别与近似一级和二级反应动力学模型进行耦合,构建了Langmuir-Kinetic近似一级和近似二级耦合模型,均能较好地拟合MB转化率的动力学数据,但对体系的TOC去除率动力学数据的拟合度较低。     

活化煤矸石对水中亚甲基蓝吸附行为的研究

采用批量吸附实验,研究了活化煤矸石对水中亚甲基蓝的吸附行为。结果表明,活化煤矸石能有效地吸附水中的亚甲基蓝。利用Freundlich等温吸附方程和Langmuir等温吸附方程对其吸附进行描述,表明活化煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附,吸附过程是放热反应;用颗粒内扩散方程、准二级吸附动力学方程和准一级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力学方程能更好地描述亚甲基蓝在活化煤矸石上的吸附;根据Arrhenius方程得出该吸附的表观活化能为88．14kJ／mol。     

活性炭对水体中亚甲基蓝的吸附性能研究

以活性炭为吸附剂,从静态吸附试验与固定床吸附试验两方面研究了活性炭对亚甲基蓝的吸附行为。     

MnO2吸附-氧化去除草甘膦的研究

草甘膦是一种被广泛使用的除草剂,天然矿物的吸附-氧化作用对草甘膦的降解具有重要影响.本文研究了草甘膦在MnO2表面的吸附-氧化行为,考察了草甘膦在MnO2表面的降解动力学,以及反应体系pH和共存阳离子对MnO2吸附-氧化降解草甘膦的影响,初步分析了草甘膦的降解产物和可能的降解途径.结果表明,MnO2可有效降解草甘膦,草甘膦在MnO2表面的降解符合表观准一级动力学模型,表观反应动力学常数随草甘膦浓度的增大而减小;酸性条件有利于MnO2对草甘膦的去除,共存Cu2+对MnO2去除草甘膦有明显的抑制作用;草甘膦的降解产物包括肌氨酸、氨基乙酸、羟基乙酸、甲酸和乙酸及PO3-4、NH+4和NO-3.     

Nafion膜中嵌入Fe~(2+)光催化降解亚甲基蓝的研究

将亚铁离子嵌入Nafion膜中利用Fe3+/Fe2+光催化降解亚甲基蓝,脱色率达90%。研究探讨了降解亚甲基蓝时H 2O2以及pH值的影响。亚甲基蓝光催化降解氧化反应符合一级动力学规律,表观速率常数为0.5689min-1。     

δ-MnO_2降低无机三价砷毒性的研究

文章利用自制的δ-MnO2对剧毒性无机A(sⅢ)进行了氧化吸附过程的实验室研究,考察了反应进程中各形态砷的变化,同时进一步对与高浓度A(sⅢ)反应前后δ-MnO2的结构和形貌进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)鉴定。实验结果表明,δ-MnO2通过氧化和吸附作用对A(sⅢ)的毒性去除效果显著,60 min内溶液中A(sⅢ)消失了72.3%。形态学研究表明,反应前后δ-MnO2的XRD图没有明显变化;而SEM图显示,反应后δ-MnO2的蜂窝状结构其固体孔隙比反应之前明显变小;EDX的数据显示δ-MnO2固体中出现了一定含量的As元素;δ-MnO2反应前后Raman光谱的吸收强峰由649 cm-1处变化到865 cm-1处,也表明出现了一部分可以永久固定在δ-MnO2固体内的A(sV)。该研究认为,δ-MnO2具有较强氧化和吸附活性,可以大大降低三价无机砷的毒性。     

氧气热处理的TiO2纳米管阵列光电催化降解亚甲基蓝的研究

采用原位阳极氧化法在Ti基底上制备了高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜,SEM图像表明TiO2纳米管定向排列整齐,分布均匀,其管径范围在70～100 nm.XRD结果证明,阳极氧化法制备的TiO2纳米管为无定型晶型,经退火后为具有良好光催化活性的锐钛矿型.以亚甲基蓝（methylene blue）为目标物研究了TiO2纳米管光电催化性能及影响因素,结果表明,以0.1 mol/L NaCl为电解质,在氧气热处理气氛下,外加偏压为0.5 V、pH=3.25、光照强度为1 000μW/cm2、纳米管薄膜表面积为2 cm×2 cm且MB初始浓度为10 mg/L的条件下,TiO2纳米管阵列薄膜光电催化降解MB的降解效率可达99.56%.电化学阻抗谱分析显示,光电催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.