应用水滑石实时合成分离模拟核素钕

应用水滑石实时合成的方法从高放废液中分离模拟放射性核素钕,通过酸碱滴定、单因素试验及X-射线衍射(XRD)研究确定了最佳分离条件,用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等对合成的含钕水滑石的结构、形貌进行了分析. 结果表明:模拟放射性核素钕的最佳分离条件,初始ρ(Nd3+)为150 mg/L,pH为10,n(Mg)/［n(Al)+n(Nd)］为3,在该条件下5次平行试验钕的去除率平均值为96.40%,并且钕嵌入到了水滑石的晶格中,合成的含钕水滑石形貌大多为层状六边形;含钕水滑石煅烧产物主要为尖晶石,煅烧产物中未见氧化钕相,表明嵌入到水滑石晶格中的钕在煅烧后仍存在于尖晶石的晶体结构中.      

乙二胺四乙酸插层水滑石吸附Cd(Ⅱ)的影响因素研究

采用共沉淀的方法合成了镁铝水滑石和EDTA插层水滑石,并对两者进行表征分析,同时比较分析了EDTA插层水滑石和镁铝水滑石对Cd2+的吸附效果及影响因素,确定了合成高吸附容量的EDTA插层水滑石的最佳条件和其吸附镉的最佳吸附条件。结果表明:p H值为12、晶化时间为1 h和水浴温度为50℃是插层水滑石最佳合成条件;吸附剂投加量为1.0 g/L、时间为50 min、p H值为6、温度为50℃是插层水滑石吸附Cd2+的最佳条件。     

乙二胺四乙酸插层水滑石吸附Cd(Ⅱ)的吸附特征研究

采用共沉淀方法合成了EDTA插层水滑石,在吸附剂投加量1.0 g/L、时间50 min、p H值6、温度50℃为插层水滑石吸附Cd2+的最佳条件下,分析了EDTA插层水滑石的解吸再生性能,进行了吸附动力学和吸附热力学研究,初步分析了EDTA插层水滑石吸附溶液中Cd2+的吸附机理。结果表明,硝酸溶液对吸附饱和的插层水滑石的解吸率较高;EDTA插层水滑石对溶液中Cd2+的吸附规律能更好的符合准二级动力学模型和Langmuir等温方程模型,该吸附为自发的、吸热的化学吸附且其对溶液中Cd2+的吸附主要是表面吸附机制和螯合机制的综合作用。     

合成水滑石治理水体阴离子染料污染研究

利用不同层电荷的合成水滑石（层状双氢氧化物）和它们的焙烧态为吸附剂，系统考察了此类材料对于甲基橙染料的吸附保留行为，通过粉末X射线衍射，傅立叶红外和扫描电镜测试说明经水热处理得到的合成水滑石具有良好的结晶度和相纯度．水滑石及其焙烧态对于甲基橙阴离子染料的吸附研究主要采用间歇平衡法实验，吸附体系的电导率变化显示了水滑石的记忆效应，并有可能是焙烧态水滑石再生的动态过程反应低浓度甲基橙在焙烧态水滑石上的吸附实验说明，水滑石层电荷密度对于其焙烧态氧化物吸附低浓度阴离子具有显著的影响。     

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.     

氨法脱硫工艺高氯吸收液净化研究

针对氨法脱硫工艺运行过程中,吸收液中Cl -不断富集,造成吸收效果降低,设备腐蚀加剧情况,采用水滑石工艺对高氯吸收液进行了脱氯研究。为保证氯离子脱除效果,采用钙盐沉淀法先将吸收液中的硫酸根脱除。在两种不同的水滑石工艺对比中,与合成水滑石相比,直接加入水滑石效果较好。在焙烧温度400 ℃,吸附1 h,水滑石与吸收液质量比为0.3时,氯离子脱除效果最好。     

Se（IV）在改性水滑石和膨润土的吸附行为

79Se是高放废物地质处置安全评价中的重点关注的核素之一,如何有效地阻滞其在处置库环境中的迁移扩散是目前研究的热点。将金属盐溶液和有机溶剂与水滑石和膨润土混合制备,分别得到2种无机改性水滑石和9种不同的有机和无机改性膨润土,通过批次实验研究这些改性材料对Se(IV)的吸附性能。结果表明无机改性的水滑石和膨润土对Se(IV)均有较好的吸附,吸附率超过57%。而有机改性的膨润土吸附效果很差,吸附率低于10%。采用SEM和XRD对这些改性材料进行表征,结果表明：无机改性后的膨润土的比表面积和层间距均增大,有利于对Se(IV)的吸附。     

鸟粪石结晶法回收磷中Ca~(2+)对产物沉淀特性的影响

分析废水中Ca2+对鸟粪石结晶法回收产物沉淀的影响。观察不同Ca、Mg物质的量配比n(Ca)∶n(Mg),不同起始磷浓度条件下磷回收产物在Inhoff管中的沉淀过程,测定总磷及溶解性磷的去除效率;同时利用扫描电镜(SEM)观察产物微观尺寸及形态、利用X射线衍射仪(XRD)、元素分析法分析沉淀物组成,联系沉淀过程分析Ca2+对磷回收产物固液分离的过程及其效率的影响。随着Ca2+的增加,上清液中溶解性磷(DP)与总磷(TP)去除率之差由1%逐渐增大到10%以上;沉淀产物颗粒尺寸由25μm左右减小至5μm甚至更小,最终失去晶体形态;沉淀产物中鸟粪石含量逐渐降低、钙磷沉淀比例逐渐增多。随着Ca2+的增加,沉淀过程有明显的变化,上清液中颗粒磷逐渐增多,且产物中鸟粪石含量逐渐减小,总磷回收率下降;而在n(Ca)∶n(Mg)<0.3时,中、低浓度的含磷废水的回收产物仍然以鸟粪石为主。     

Se(Ⅳ)在改性水滑石和膨润土的吸附行为

79Se是高放废物地质处置安全评价中的重点关注的核素之一,如何有效地阻滞其在处置库环境中的迁移扩散是目前研究的热点。将金属盐溶液和有机溶剂与水滑石和膨润土混合制备,分别得到2种无机改性水滑石和9种不同的有机和无机改性膨润土,通过批次实验研究这些改性材料对Se(Ⅳ)的吸附性能。结果表明无机改性的水滑石和膨润土对Se(Ⅳ)均有较好的吸附,吸附率超过57%。而有机改性的膨润土吸附效果很差,吸附率低于10%。采用SEM和XRD对这些改性材料进行表征,结果表明:无机改性后的膨润土的比表面积和层间距均增大,有利于对Se(Ⅳ)的吸附。     

人工鸟粪石对Cd污染土壤中黑麦草生长的影响

以MgCl₂为添加剂,调节含N、P废水中n（Mg2+）∶n（NH₄+）∶n（PO₄3-）比例为1.15∶1∶1,pH为8.5~9,反应时间30 min,经SEM、FT-IR、XRD表征后发现,所得产物以鸟粪石为主。将人工鸟粪石联合黑麦草修复Cd污染土壤,研究表明:人工鸟粪石可有效提升土壤pH、速效磷含量以及酶活性,同时可以降低土壤中交换态Cd含量,增加黑麦草叶片谷胱甘肽GSH含量来降低叶片内丙二醛MDA含量,减少膜脂过氧化程度。与对照相比,人工鸟粪石使黑麦草生物量提升81.7%~148.5%,Cd总提取量提升25.41%~44.27%,且当添加剂量为5%时修复效率最佳。     

抗锶放线菌的分子鉴定及对Sr~(2+)的吸附效果和初步吸附机理分析

从大亚湾核电站附近水体中分离筛选出一株抗锶放线菌(编号YF-64),研究了该菌株在不同环境参数条件下对锶的吸附效果和初步机理,通过形态和16S rDNA序列相结合的方法对菌株进行了分类鉴定,采用红外光谱(FT-IR)分析技术对菌株吸附前后进行表征,探讨其吸附机制。结果表明,抗锶菌株隶属于天蓝黄链霉菌(基因序列登录号:JF901702),菌株对Sr~(2+)具有较强的吸附效果,根据数据显示,当接触时间为50 min,pH值为6,Sr~(2+)初始浓度为50 mg/L,摇床转速为120 r/min时,该菌株的吸附效果达到最佳为44.29 mg/g;FT-IR结果显示,JF901702菌株对Sr~(2+)的吸附主要是由细胞壁上的羟基,次甲基,羰基起主要吸附作用。由此可知,JF901702菌株可作为经济、高效、环境友好的生物吸附材料进行废水重金属处理。     

Enhanced activation of peroxydisulfate by strontium modified BiFeO3perovskite for ciprofloxacin degradation

A series of Sr-doped BiFeO₃ perovskites (Bi_1-xSr_xFeO₃, BSFO) fabricated via sol-gel method was applied as peroxydisulfate (PDS) activator for ciprofloxacin (CIP) degradation. Various technologies were used to characterize the morphology and physicochemical features of prepared BSFO samples and the results indicated that Sr was successfully inserted into the perovskites lattice. The catalytic performance of BiFeO₃ was significantly boosted by strontium doping. Specifically, Bi_0.9Sr_0.1FeO₃ (0.1BSFO) exhibited the highest catalytic performance for PDS activation to remove CIP, where 95% of CIP (10 mg/L) could be degraded with the addition of 1 g/L 0.1BSFO and 1 mmol/L PDS within 60 min. Moreover, 0.1BSFO displayed high reusability and stability with lower metal leaching. Weak acidic condition was preferred to neutral and alkaline conditions in 0.1BSFO/PDS system. The boosted catalytic performance can be interpreted as the lower oxidation state of Fe and the existence of affluent oxygen vacancies generated by Sr doping, that induced the formation of singlet oxygen (¹O₂) which was confirmed as the dominant reactive species by radical scavenging studies and electron spin resonance (ESR) tests. The catalytic oxidation mechanism related to major ¹O₂ and minor free radicals was proposed. Current study opens a new avenue to develop effective A-site modified perovskite and expands their application for PDS activation in wastewater remediation.     

Bi-TiO2纳米管阵列电极对水中硝酸盐的去除

为研究电化学技术对硝酸盐氮的去除作用,本实验以TiO₂纳米管（TiO₂-NT）为基体,利用电沉积法制备了Bi-TiO₂纳米管阵列电极（Bi-TNA）.同时,采用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）对电极涂层表面形貌和晶体结构进行表征,并分析了电流密度、pH、初始浓度对硝态氮去除、亚硝态氮和氨氮转换、总氮去除及氮气选择性的影响.最后分析了Bi-TNA电极对硝态氮去除的动力学模型.结果表明,在单因素水平下,最佳操作条件为：硝态氮浓度为50 mg·L^-1,电流密度为30 mA·cm^-2,pH值为8.5.Bi-TNA电极对硝态氮的还原过程都遵循一级反应动力学.     

云南保山中晚志留世碳酸盐岩的锶同位素组成及海平面变化

本文以云南保山地区中上志留统栗柴坝组海相碳酸盐岩作为研究载体,运用锶同位素比值方法,结合岩石学、古生物学等,对该区志留系中晚期的海平面变化情况及其影响因素进行了研究。其中锶同位素比值数据为该区首次获得,其所反映的海平面变化趋势与同时期美国中西部的海平面演化曲线具有良好的耦合性。研究结果表明;剖面第一段至第二段,~(87)Sr/~(86)Sr值逐渐减小,表明此时海平面相对逐渐升高;第二段~(87)Sr/~(86)Sr值整体处于相对低的水平,总体呈现出逐渐减小趋势,且在21号样品处达到最低值(0.710 5),说明此阶段海侵作用明显;第三段,在较短的地质时期内,~(87)Sr/~(86)Sr值表现出相对强烈的正偏移,达到极值0.728 49,说明海平面相对下降明显。总之,志留系中晚期海平面表现为先升后降的过程。锶同位素的强烈偏移以及岩石内较高的~(87)Sr/~(86)Sr值,正是同时期造山运动和海平面下降事件的反映。     

Co-BiVO4薄膜电极光电处理Pb/Cu-EDTA研究

采用非晶态配合物法及浸渍提拉法在导电玻璃基底上制备了Co-BiVO4薄膜电极,并采用此电极进行了光电处理重金属络合物研究.通过X射线衍射对电极的晶体结构进行了表征,发现薄膜中Co-BiVO4为单斜晶晶型.Co-BiVO4电极降解Pb-EDTA实验中,在1.5 V、反应时间120 min时,光电催化氧化和电化学作用对Pb-EDTA的降解率分别为75%和65%,Pb的回收率分别为70%与35%;光催化作用基本没有效果.破络合后的Pb2+主要以Pb(II)的形式附着在阳极上.Co-BiVO4电极降解Cu-EDTA实验中,在2.5 V、反应时间120 min时,光电催化氧化与电化学作用对Cu-EDTA的降解率分别为70%与50%,Cu的回收率分别为70%与50%;绝大部分游离态的Cu2+在阴极得电子形成Cu单质.     

碳酸盐矿化菌对模拟放射性Sr2+的成矿作用

选取碳酸盐矿化菌进行培养,利用其在代谢过程中分泌的尿素酶分解尿素产生CO₃2-,从而将游离态的放射性Sr2+转化为稳定态SrCO₃. 通过能谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对沉淀产物进行分析,并计算核素固结率. 结果表明:微生物诱导沉积的沉淀为大小混杂、表面多孔的SrCO₃晶体颗粒,并相互黏结形成不规则的团聚体;c(Sr2+)、ρ(尿素)及培养时间等对SrCO₃晶体形貌产生影响;菌体本身作为成核位点参与了碳酸盐矿化菌诱导Sr2+的矿化过程. 当c(Sr2+)为0.05 mol/L、ρ(尿素)为30 g/L、pH为8.0并在30 ℃下培养72 h时,生成较大的微生物矿化物团聚体,对Sr2+固结率可达98.32%,可实现放射性核素稳定化处置.      

超声复合铁碳活化过硫酸盐处理有机废水

通过搭建超声复合铁碳活化过硫酸盐耦合系统（US/PS/Fe-C）,用于处理三苯甲烷衍生物结晶紫（CV）.结果表明US/PS/Fe-C三元体系具有良好的耦合效果.对商品铁碳和自制的不同工艺铁碳活化剂,分别采用X-射线衍射仪和扫描电子显微镜对活化剂的结构和表面形貌进行分析.使用商品铁碳作为活化剂研究不同因素对US/PS/Fe-C三元耦合体系降解CV的影响,其最优条件为：PDS浓度2 mmol ·L^-1,铁碳活化剂1 g ·L^-1,pH未调,30 min后对质量浓度为15 mg ·L^-1CV的去除率达90%.探究阴阳离子对于体系的影响,发现Mg²⁺和NO^3-对体系处理几乎没有影响,Mn²⁺、Cl^-和CO₃^2-对于体系的处理有一定的抑制作用,Fe²⁺在低浓度时可以促进反应,在高浓度时会抑制反应.通过加入不同的淬灭剂,得出在该体系中主要含有¹O₂、SO₄^- ·、·O₂^-和·OH这4种活性物质.     

Ca2+、Mg2+共存对SBR工艺生物脱氮和微生物群落结构的影响

为了研究共存的硬度金属离子在废水生物处理中的作用,在进水Ca~(2+)为1.1 mmol·L~(-1)的条件下,通过改变Mg~(2+)的浓度,考察Ca~(2+)/Mg~(2+)物质的量比对SBR工艺污染物去除和微生物群落的影响,采用高通量测序技术分析微生物优势种群的变化,以期从微生物角度明确Ca~(2+)、Mg~(2+)共存对生物脱氮的影响机制.结果表明:当Ca~(2+)/Mg~(2+)物质的量比分别为2、1和0.5时,COD去除率由88%分别升高至90%、91%和93%;NH~+_4-N去除率由74%分别升高至91%、93%和96%;TN去除率由44%分别升高至58%、62%和69%.随着进水Ca~(2+)/Mg~(2+)物质的量比的降低,微生物群落的丰富度升高,Ca~(2+)/Mg~(2+)物质的量比为2的微生物群落结构与Ca~(2+)/Mg~(2+)物质的量比为1和0.5的微生物群落结构差异显著.变形菌门、拟杆菌门和放线菌门一直为SBR工艺的优势菌门,有利于有机污染物的去除.参与脱氮过程的Niabella和Dechloromonas在反应器内富集,保证了良好的脱氮效果.Ca~(2+)/Mg~(2+)物质的量比的降低促进了有机物和总氮的去除及微生物多样性的提高.     

N2O decomposition over K/Na-promoted Mg/Zn-Ce-cobalt mixed oxides catalysts

Three groups of cobalt mixed oxide catalysts（Mg/Zn-Co, Mg/Zn-Ce-C, K/Na-Mg/Zn-Ce-Co）were prepared by sol-gel or impregnation methods. The synergistic effects of transition metal, rare earth metal and alkali metal on cobalt mixed catalysts for nitrous oxide（N2O）decomposing to N2 and O2were investigated. The experimental results revealed that the catalytic activity for N2 O decomposition was promoted as Co2＋was replaced partially by Zn2＋/Mg2＋, moreover, the characterization analysis by XRD and XPS showed that Zn2＋/Mg2＋replaced Co2＋successfully into the spinel structure of Co3O4 and promoted significantly the catalytic activity. Especially, the addition of CeO2 and K2O/Na2O decreased the binding energy and resulted in an increase in the density of the electron cloud around Co and an improvement of the catalytic activity. Of the investigated cobalt mixed catalysts, the best catalytic activity was shown by 2% K-Zn0.5-Ce0.05-Co catalyst.