氧化石墨烯复合气凝胶吸附油类污染应用的基础研究

油类污染对生态环境会造成严重且长期的影响,目前已成为世界性的挑战之一.在常用的处理方式中,原位燃烧易造成二次污染,生物修复手段往往是耗时的,而传统的吸油材料在应对高黏度的油污时具有较大的局限性.为此,本研究通过简单的60℃水热反应配合冷冻干燥,设计并制备了一种由氧化石墨烯和聚氨酯丙烯酸酯组成的复合气凝胶.利用SEM和拉曼光谱等技术表征了氧化石墨烯(GO)-聚氨酯丙烯酸酯复合气凝胶的微观结构和化学组成,结果表明氧化石墨烯成功嵌入到聚氨酯丙烯酸酯气凝胶中,且该复合气凝胶具有疏松多孔的结构.利用氧化石墨烯的光热效应,该复合气凝胶在光照下将太阳能转化为热能,降低油污的黏度,提升流动性,从而有效提高复合气凝胶对油污的吸附速率.在光照5 min条件下,该复合气凝胶可吸收约24倍自重的高黏度硅油.这项工作针对高黏度油污吸附的难点,设计了一种合成简便,具有一定应用价值的新型纳米复合气凝胶.     

氧化石墨烯氧化程度对磷酸铋/石墨烯复合气凝胶光催化活性的影响

三维网络结构磷酸铋/石墨烯复合气凝胶(BiPO_4/GA)可用于有机污染物的吸附富集和原位光催化协同净化.本文采用SEM、FTIR、XRD和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)系统表征了氧化石墨烯(GO)及其氧化程度对BiPO_4/GA复合材料的形貌、结构、光吸收和光催化性能的影响.氧化程度较高的GO呈棕色,易与BiPO_4形成气凝胶,且BiPO_4纳米棒均匀分散在石墨烯层上.而氧化程度较低的GO颜色较深,合成的BiPO_4/GA复合材料难以保持气凝胶形状.高氧化程度BiPO_4/GA复合材料对苯酚和亚甲基蓝(MB)的降解率分别约为低氧化程度BiPO_4/GA的1.88倍和2.34倍.研究结果表明,通过提高复合材料制备原料GO的氧化程度,可以显著提高BiPO_4/GA气凝胶的光催化活性.光催化机理为BiPO_4/GA气凝胶表面吸附富集有机污染物,光生电子从BiPO_4转移到石墨烯层,并通过催化剂上产生的空穴及超氧自由基(·O_2~-)进行有机物的有效氧化降解.     

碳酸钾改性SiO2-Al2O3复合气凝胶制备及脱碳特性

本文对碳酸钾改性SiO2-Al2O3复合气凝胶的制备、K2CO3碳酸化特性及再生循环脱碳特性进行了研究,采用固定床反应器研究负载率对CO2吸附的影响,结合SEM、BET对样品微观结构进行分析.结果 表明,Na2CO3碱熔烧结过程中,Si—O—Si、Si—O—Al键断裂,晶相结构被破坏,莫来石的共价键转化为霞石的离子键;经正交试验以气凝胶比表面积为衡量指标确定最佳煅烧条件为:900℃、反应60 min、Na2CO3添加比例0.5;K2CO3负载量越多,载体表面相应活性位点越少,且负载量为30％时,CO2吸附量最大为2.86 mmol·g-1;过量K2CO3会堵塞孔结构,破坏CO2扩散,降低扩散和利用效率;介孔孔体积百分比由94.21％下降至89.32％,说明活性组分K2CO3主要填充在介孔;经过10次循环-再生试验,吸附剂的CO2吸附量下降幅度为10.49％,吸附剂孔隙结构稳定,脱碳性能优良.     

污水处理用聚乙烯醇凝胶的制备及结构与性能

采用化学交联法研究制备聚乙烯醇(PVA)固定化微生物凝胶用于污水处理,通过对固化剂种类、固化时间等制备工艺研究,获得了具有较高力学强度和通透性的PVA凝胶小球.对固化剂与PVA分子间相互作用、PVA凝胶交联程度及凝胶形貌进行了探讨分析.将所制备PVA凝胶小球用于污水处理,其COD去除率可达90%以上.     

阳离子凝胶吸附和回收水中的Cr(Ⅵ)

以三乙烯四胺、二甲胺和甲醛为单体、戊二醛为交联剂,以溶液缩聚-交联法制备了一种高等电点、高阳离子度的阳离子凝胶吸附剂.通过核磁共振碳谱、表面zeta电位和扫描电镜分析探讨了阳离子凝胶吸附水中Cr(Ⅵ)的机理和行为特点,通过静态和动态吸附实验评估了凝胶的吸附能力和再生效果,最后探索了铬的回收.研究表明,阳离子凝胶的等电点为10.2,pH=3时阳离子度达3.9 mmol·g~(-1),其对水中Cr(Ⅵ)的大容量吸附主要基于凝胶网络上数量众多的质子化胺基与Cr(Ⅵ)间的静电作用.阳离子凝胶对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力远高于Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)等金属离子且不受SO_4~(2-)、NO~-_3、Cl~-等阴离子影响.吸附过程中,Cr(Ⅵ)扩散进入凝胶内部与阳离子吸附位点相结合并最终达到动态吸附-脱附平衡.在动态吸附实验中阳离子凝胶同样具有良好的吸附能力,尽管再生后凝胶对Cr(Ⅵ)的吸附容量有所降低,但采用灼烧灰化的方法则可完全回收凝胶所吸附的Cr(Ⅵ).     

磁性阳离子水凝胶的合成及其对六价铬的吸附去除

本文通过自由基聚合反应合成了一种带永久正电荷的磁性阳离子水凝胶,评价了该水凝胶对水体中六价铬的吸附去除效果.结果表明,磁性阳离子水凝胶具有较强的热稳定性和磁性,水凝胶中的磁性粒子γ-Fe2O3约占总质量10%,红外光谱测试表明水凝胶表面含有酰胺基和季铵基团.在pH 3—12,磁性阳离子水凝胶具有较好的化学稳定性,其表面...     

垃圾填埋气对植物生长影响初探

以11种上海常见绿化植物的盆栽幼苗为对象,在上海顾村垃圾填埋场就填埋气对这些植物幼苗生长和生理特征的影响进行了初步分析和比较。研究测定的形态指标和生理指标主要包括：生长势、存活率、株高变化、叶绿素含量和脯氨酸含量。结果表明：1）距离填埋气排放口越近的植物生长越差,存活率越低,株高变矮。2）距离填埋气排放口越近的植物叶绿素含量越小,脯氨酸含量越高。3）狗牙根（Cynodon dactylon）、构树（Broussonetia papyrifera）等植物出现了受害后的恢复性生长,暗示了其对垃圾填埋气良好的适应性,而蚊母树（Distylium racemosum）存活率低且生长势差,暗示了其对垃圾填埋气的极度不适应。本研究的结果可以为在高浓度填埋气环境下对垃圾填埋场进行近自然植被恢复提供一定的研究基础。     

重气连续泄漏扩散的盐水模拟实验

根据相似理论,分析了用盐水模拟方法研究意外泄漏的重气在大气中扩散过程的可行性,通过假设重气为不可压缩气体以及在均匀温度场中扩散等条件,推导出模拟实验的准则数.采用缩比模型的盐水模拟实验,对重气在大气中的扩散速度及浓度变化进行了分析,证实了重气扩散过程中的重力沉降、密度分层以及近源区分叉等现象.实验表明,在满足主导准则数相等的条件下,盐水在清水中的扩散可以较好地再现重气在大气中的扩散特征.     

垃圾填埋场稳定化及其研究现状

文章对直埋场稳定化过程进行了初步描述,并从填埋气、渗滤液、垃圾组成和沉降等４个方面总结了填埋场稳定化的研究现状。     

聚硅酸溶胶和凝胶的电镜观察

用透射电子显微镜（ＴＥＭ）和扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察了硅酸溶胶的聚合过程。在ｐＨ值与Ｎａ２Ｏ·ｎＳｉＯ２模数一定时，其聚合速度与温度有关，温度高聚合快。聚硅酸溶胶粒子主要是圆形或椭圆形颗粒，粒子由于聚集变大，硅酸凝胶具有毛刷结构，其间隙被水填充。反应时，聚集、聚合和溶解同时进行，最后聚集起主要作用，凝胶形成。     

在气升式要逆环流反应器中运用振荡气升操作进行甘油发酵

在耐高渗酵母Candida krusei发酵生产甘油的过程中,为在基本不增加投资或操作强度的基础上进一步提高甘油的产率,本文采用了一种气升式可逆环流反应器,空气可以通过反应器底部的中心喷嘴或环隙喷嘴交替地进入反应器内,从而形成振荡气升操作。实验表明,与最佳的稳态中心气升操作相比,周期性振荡气升操作可以显著提高甘油的产率,但对残糖消耗速度无明显影响。图2表1参8     

聚乙烯醇凝胶包埋固定化细菌联合植物的除氮研究

为了解聚乙烯醇(PVA)凝胶包埋固定化菌在富营养化水体生态修复中的效果,利用PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌并联合水芹(Oenanthe clecumbens)和蕹菜(Ipomoea aquatica)2种植物进行21 d的除氮试验。结果表明,加菌试验组TN、NH4+-N、NO3--N、NO2--N及TP去除率显著高于无菌试验组(P0.05);各试验组N的去除效率与添加PVA凝胶包埋固定硝化和反硝化细菌呈显著正相关(P0.05)。添加PVA凝胶固定硝化和反硝化细菌的蕹菜和水芹试验组植物的平均生长速率(RGR)分别为38.5和19.6 mg·g-1·d-1,而单纯蕹菜和水芹试验组RGR分别为29.9和9.5 mg·g-1·d-1。     

反应性气体观测中标准气的误差问题及建议

通过制定严格的质量保证和质量控制措施,在实验室对不同的国产标准气与同一的具有NIST标准的进口标准气进行定量比对.结果发现,国内不同厂家生产及同一厂家生产不同批次的标准气,特别是SO2和NO标准气,其出厂浓度与比对后的浓度间存在较大的偏差.在所有比对结果中,有2/3的SO2标准气样品超过±5%的相对偏差,有1/3的SO...     

大气氟化物对橡胶树的伤害实验研究

通过熏气模拟试验研究氟化氢气体对橡胶盆栽幼苗的影响。结果表明 :熏气后 ,橡胶苗出现典型受害症状 ,熏气浓度越高 ,受害越严重 ,叶片氟的积累量也越高。幼叶总是先于老叶受害 ,老叶对于氟的累积量高于幼叶 ;随着熏气浓度升高 ,电导率明显增加 ;熏气后 ,气孔发生变形 ,而且熏气浓度越高 ,变形越厉害 ;随叶片受害程度加大 ,叶片失绿 ,叶绿素含量降低。     

光照对丝状气生微藻的生长性能影响研究

气生微藻可用于产生广泛的代谢物,被认为是一种有价值、可再生的原材料。然而,关于气生微藻生长影响因素的研究较少,且暴露于空气中的气生微藻直接受到光照变化影响。基于此,通过改变光照强度和光照时长对气生微藻的生物量和叶绿素含量进行测定,分析气生微藻对光照的反应。实验表明,随着光照强度的增加,气生微藻的生物量也增加,在10 000 lux时,生物量达到3.38 g/L。叶绿素含量在10 000 lux时含量高于其他实验组,第7天达到64.73 mg/L。光照时长增加,气生微藻的生物量也随之增加,但是在24 h连续光照时,其生物量受到光抑制,生物量的增加低于16 h光照时。同时,在16 h光照时,叶绿素含量达到了64.73 mg/L,高于其他实验组。结果表明,气生微藻对光照强度具有较高耐受性,在光强增加到10 000 lux时,仍未出现抑制现象。16 h光照时长下,气生微藻叶绿素含量高于其他实验组,同时生物量在16 h光照时也高于其他实验组。说明气生微藻的叶绿素含量的增加促进了生物量的增加。     

土壤腐殖酸SDS-凝胶分级及表观分子量的测定

用SDS-凝胶电泳技术对落叶林土壤提取出的腐殖酸进行分级,并应用凝胶层析分析技术测定腐殖酸各组分的连续分布特征及表观分子量,分子量分别为M=77678,M=49923,M=32085和M=16531.结果表明凝胶电泳和凝胶层析这两种技术可以相互补充,能更好地了解腐殖酸类大分子物质分子量的分布情况.     

聚硅酸锌絮凝剂的电镜特征和絮凝效果

利用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）观察了聚硅酸锌（PSAZ）絮凝剂的凝胶颗粒结构,考察了不同浓度的锌离子与二氧化硅含是以及不同阴离子组成对聚硅酸锌絮凝胶结构的影响,对比了锌离子和铝离子形成聚硅酸盐絮凝剂的结构特征。同时比较了聚硅酸锌絮凝剂和铝系列絮凝剂的絮凝效果。     

太原城区绿化植物受氯气伤害的特征及其抗性的研究

本文采用开顶式熏气试验技术，对太原城区栽植的某些树种、花卉和草坪植物的叶片受氯气污染的伤害特征及其熏气后的“远后效应”进行了研究，并根据这些植物的抗氯气能力进行了分级、提出适于氯气污染区的绿化植物和监测植物。     

固定化细胞生产L—苯丙氨酸研究

用聚惭烯醇（ＰＶＡ）凝胶包埋固定假单胞菌Ｅ４－１０６细胞,最佳ρ（ＰＶＡ）为８０ｇ／Ｌ;最适湿细胞包埋量为每ｍｌ凝胶０．３ｇ;转阔顺收率为７８％,连续反应２１批次后,固定化细胞酶活力为初始最高活和固定化细胞进行间歇式批次反应,结果表明其酶活性半寿期为４个月;制得的固定化细胞为直径约３ｍｍ的珠减颗粒,机械强度良好,间歇式批次反应１０个月,固定化细胞凝胶颗粒无溃破。     

在气升式可逆环流反应器中运用振荡气升操作进行甘油发酵(英文)

在耐高渗酵母Candidakrusei发酵生产甘油的过程中 ,为在基本不增加投资或操作强度的基础上进一步提高甘油的产率 ,本文采用了一种气升式可逆环流反应器 ,空气可以通过反应器底部的中心喷嘴或环隙喷嘴交替地进入反应器内 ,从而形成振荡气升操作 .实验表明 ,与最佳的稳态中心气升操作相比 ,周期性振荡气升操作可以显著提高甘油的产率 ,但对残糖消耗速度无明显影响 .图 2表 1参 8