二氧化锰基纳米材料对重金属离子的去除及机理研究进展

重金属离子对人类健康和环境安全产生了严重威胁,因此重金属废水高效处理成为了环境领域最具挑战性的热点问题之一.二氧化锰(MnO_2)是一种环境友好型金属氧化物,具有来源广泛、成本低廉、形貌多样、晶型丰富、结构稳定、粒径可控等优异的性质,在重金属离子的去除应用上展现出巨大的潜力.近年来,人们利用MnO_2基纳米材料在重金属离子的有效治理方面开展了大量的研究.本文综述了MnO_2基纳米材料在重金属离子环境修复方面取得的研究进展,包括MnO_2的制备和改性方法,MnO_2基纳米材料在水溶液重金属离子去除中的应用及吸附作用机制,并对研究方向进行了总结和展望,旨在为进一步设计合成对重金属离子的吸附去除具有实际应用价值的MnO_2基纳米材料提供参考.     

纳米材料与水体其他污染物的复合暴露毒性研究进展

纳米材料被广泛应用于食品、医疗、化妆品等领域,大量的纳米材料被排入水体,由此引起广泛的水环境污染问题。纳米材料因其小尺寸,较大比表面积的特性,在环境中极易吸附其他污染物而造成复合暴露风险,增加其生物效应的复杂性。本文着重讨论纳米塑料、氧化石墨烯、纳米二氧化钛及单壁碳纳米管与水环境中农药、重金属、持续性有机污染物等的复合暴露风险及对生物体产生的毒性影响,从纳米材料与水体污染物的交互作用和细胞毒作用机制方面论述了纳米材料介导的复合暴露毒性机理,并就构建复合暴露模型进行展望,提出从分子水平上揭示复合毒性规律的研究方向,为水生态污染风险评估提供依据。     

电化学驱动水钠锰矿高效吸附去除混合重金属离子

锰氧化物被广泛用作重金属离子吸附剂,电化学调控其氧化还原反应程度可提高重金属吸附容量.然而,多种重金属离子共存时的电化学吸附过程及相互影响机理尚不清楚.本工作采用多周恒流充放电方式研究了水钠锰矿对Cd2+、Zn2+、Pb2+与Ni2+单独及共存时的电化学吸附性能及机理,同时考察了氧化还原程度对吸附性能的影响.结果 表明...     

羟基磷灰石在环境治理中的应用进展

随着经济需求的不断加强和制造业规模的不断提高,环境中的重金属污染问题日趋严重.羟基磷灰石具有较强的离子交换能力、多位点吸附及可调变的酸碱性质,使其在重金属离子废水治理等方面倍受关注.该文综述了羟基磷灰石在含重金属离子的废水处理方面的应用,并对该领域的研究方向和前景进行了展望.     

生物炭对土壤重金属化学形态影响的作用机制研究进展

生物炭作为一种新型的环境修复材料,可以利用其结构特性,通过静电吸附、离子交换、官能团络合以及沉淀等作用机制来直接吸附固定土壤重金属,同时还可以通过间接影响土壤理化性质,比如土壤pH值、有机质、氧化还原电位等,从而影响土壤中重金属形态。重金属形态在更大程度上影响着重金属的生物活性,从而产生不同的环境效应。该研究基于国内外相关文献,概述了不同类型生物炭对土壤重金属化学形态变化的影响,并从物理、化学和微生物3个角度,阐述了生物炭影响重金属化学形态的作用机制。未来的研究侧重于生物炭与微生物的相互作用对重金属形态的影响,通过多组学手段,深入分析两者相互作用影响土壤重金属形态的微生物作用机理。     

纳米零价铁处理含重金属工业废水研究进展

纳米零价铁材料（nanoscale zero-valent iron, nZVI）是环境领域应用最广泛的纳米材料之一,因其原材料来源丰富、反应产物环境友好,在分离/固定水中重金属方面得到了广泛的研究.实验室研究表明,nZVI能够有效去除复杂实际废水中铜、砷、铅、锌、金等多种重金属,表现出较高的去除负荷.本研究团队在国内首先研究以nZVI技术为核心,开发分离、固定重金属工业废水中重金属的针对性废水处理工艺.构建了废水处理“反应-分离-回用”式纳米零价铁反应器（nano iron reactor, NIR）装置,通过“小试—中试—工程应用”逐级科学放大,将其应用于多种重金属工业废水的处理当中.本文总结了纳米零价铁废水处理工艺,综述了NIR反应器技术处理典型重金属废水的中试和工程应用案例,为nZVI的实际环境应用以及重金属废水处理提供了理论及技术借鉴.     

小球藻吸附重金属离子的试验研究

分析了影响小球藻吸附Cu2 ,Cd2 和Zn2 三种重金属离子的主要因素 ,并对不同金属离子之间的吸附抑制开展了初步试验研究 .结果显示 ,小球藻吸附重金属离子的速度快 ,吸附容量大 ,适宜的pH值在 3 0— 5 0之间 ,其吸附等温线与Freundlich方程拟合良好 .另外 ,小球藻对Cd2 的吸附性能明显高于其它离子 .由于电子云分布和轨道杂化等结构因素 ,三种金属离子在小球藻上的吸附选择顺序为 :Cu2 >Cd2 >Zn2 .     

有机磷阻燃剂在不同含氧碳纳米管上的吸附行为

在对单壁碳纳米管(SWCNT)、多壁碳纳米(MWCNT)及其相应含氧碳管的表征基础上,对OPEs的界面吸附行为进行了考察.结果表明,碳纳米管对OPEs具有较强的吸附能力(理论最大吸附量可达到412.0 mg·g-1).吸附等温线呈非线性吸附,Freundlich和Langmuir模型均能很好地拟合吸附等温线,校准相关系数分别在0.929—0.999和0.822—0.999范围内.碳纳米管与OPEs间的主要吸附作用机制为疏水相互作用,芳香取代OPEs与碳管管壁间的π-π电子供体受体相互作用对吸附有重要贡献.碳纳米管对OPEs的最大吸附量由碳管比表面积决定,而不受OPEs本身疏水特性的影响.碳管表面氧化引入的含氧基团能通过减弱碳管表面的疏水性和减少表面有效吸附位点来降低碳管对OPEs的吸附容量.     

土壤水溶解态有机物质与重金属的络合作用

水溶解态有机物质与重金属离子的络合反应对土壤重金属化学行为的影响十分显著。文章综述了土壤水溶解态有机物质与重金属离子之间相互作用的研究进展,讨论了水溶解态有机物质与络合反应有关的性质,以及水溶态有机物质与重金属的络合作用的问题。     

产朊假丝酵母CANDIDA UTILIS细胞壁对铜离子吸附位点的研究

目前认为所有生物大分子都对重金属离子有较强吸附性 ,但某些分子可特异地吸附重金属 ,并介导酵母细胞对重金属的抗性[1] .其中细胞表面的高分子聚合物倍受关注 ,酵母细胞壁约含 4 0种蛋白分子 ,但有关这些蛋白质在对重金属离子吸附中的作用目前还未见报道 .产朊假丝酵母Ｃａｎｄｉｄａｕｔｉｌｉｓ是重要单细胞蛋白生产菌株之一 ,因其营养条件要求不高 ,对工业废水有较强耐受和转化能力而广泛用于生产和研究 .我们观察了产朊假丝酵母细胞与分离纯化的细胞壁对铜离子的吸附能力差异 ,并对细胞壁上重金属离子吸附位点进行了研究 .1　材料与方…     

石墨基复合材料负载零价纳米铁吸附重金属离子的研究进展

工业废水中重金属的存在威胁着环境和人类健康,有效去除环境中的重金属离子具有重要意义.论文简要介绍了近年来石墨基复合材料负载纳米零价铁(nZVI)去除废水中重金属离子的研究,探讨了多种石墨基负载nZVI复合材料对重金属离子的吸附特性和环境条件对吸附性能的影响因素,并对其未来的研究和应用进行了总结和展望.     

氧分子在碳纳米颗粒表面吸附的密度泛函理论研究

基于密度泛函理论,模拟了氧分子在3种典型碳纳米颗粒(富勒烯、碳纳米管和石墨烯)表面的吸附,计算了氧分子垂直和平行吸附于碳纳米颗粒表面的吸附能和吸附距离,确定氧分子在六元环中心平行吸附为最稳定构型.氧分子在3种碳纳米颗粒表面的吸附作用受到碳纳米颗粒的曲率和表面电荷分布的影响,吸附作用力大小顺序为石墨烯富勒烯碳纳米管.电荷分布结果表明,氧分子在碳纳米管、石墨烯表面吸附时无显著的电荷转移,而富勒烯与氧分子之间有部分电荷(0.21e)转移.     

重金属废水吸附处理的研究进展

由于重金属对人、动植物和微生物具有显著的毒性,不能被微生物降解,重金属废水已成为全球性重大环境问题.本文综述了重金属废水的来源、特点、危害及常见的处理方法.与其他方法比较,吸附法具有操作简单、效率高和成本低等特点,已在重金属废水处理中获得广泛应用.本文重点分析了重金属吸附剂的研究进展与存在问题,提出了重金属吸附剂的研究重点和发展方向.     

重金属离子存在下腐植酸和芘之间的相互作用

建立并验证了腐植酸(HA)和芘结合常数(Koc)测定的荧光猝灭法,进而研究了重金属离子对HA和芘相互作用的影响,测定了重金属离子存在下HA和芘之间的Koc.结果表明:纯化后的HA是分子质量较小的部分,水溶性较高,具有羟基、羧基和碳氧键等极性基团;HA利用其分子中的羟基、羧基、碳氧键等基团和重金属离子产生络合作用,这种络合作用影响了HA的结构;随着重金属离子浓度的增大,Koc遵循先增大,再减小,最后趋于不变的趋势.     

腐植酸重金属废水净化剂对汞、镉、铅等金属离子的吸附能力

腐植酸重金属废水净化剂(简称腐植酸净化剂)性似弱酸型阳离子交换树脂,其主要工作功能团为羧基和酚羟基。吸附金属离子的主要反应有离子交换、络合和表面吸附等。 腐植酸净化剂对重金属离子只有吸附能力强和选择性吸附特点。对Hg~(2 )、Cd~(2 )、Pb~(2 )、Ni~(2 )等重金属离子的饱和吸附最可达180—420毫克/克。与732~#阳离子交换树脂相比,腐植酸净化剂在废水中Ca~(2 )、Mg~(2 )等干扰离子含量较高(1—5克/升)时,仍可从中有     

硅酸钙-壳聚糖聚合物制备及其对重金属废水的吸附特性

使用溶液共混法制备出硅酸钙-壳聚糖聚合物,同时采用FT-IR、XRD等方法对制备的硅酸钙-壳聚糖聚合物进行表征,并分别对壳聚糖、硅酸钙、硅酸钙-壳聚糖聚合物吸附去除重金属废水的特性进行了初步研究.结果表明,硅酸钙-壳聚糖聚合物在制备过程中晶型发生变化,结晶度降低;硅酸钙-壳聚糖聚合物对各重金属离子的吸附能力最强,其对Ni~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cr~(3+)的最大吸附量分别为167.01、192.30、232.47、174.71、162.33 mg·g~(-1);重要的是,硅酸钙-壳聚糖聚合物可在酸性环境下更有效吸附去除废水中重金属离子.     

环境内分泌干扰物与DNA相互作用的光谱研究

采用紫外光谱、荧光光谱和共振光散射光谱,研究了农药类环境内分泌干扰物双酚A以及重金属类内分泌干扰物Cd2 和Pb2 与DNA的相互作用,结果表明,双酚A和重金属离子均能与DNA发生相互作用,双酚A与DNA的作用模式为嵌入模式,金属离子与DNA作用后形成复杂的超分子配合物.     

基于局域等离子体纳米材料的水环境中重金属离子可视化监测

重金属污染是重要的水污染问题之一.建立快速、灵敏准确的重金属离子监测新方法,对于水环境保护与水质评估具有重要意义.具有局域表面等离子体共振(LSPR)效应的等离子体纳米材料,在可见光波段具有较强的吸收峰.纳米粒子的聚集或分散,能引起肉眼可辨的颜色变化,由此发展出了纳米材料比色检测技术.本文主要综述了基于等离子体纳米粒子的比色技术在水体中重金属离子检测方面的最新进展,指出了重金属可视化监测技术在实际应用中可能面临的问题,并对未来的发展前景进行了展望.     

碳纳米管对污染物的吸附及其在土水环境中的迁移行为

碳纳米管具有独特的物理化学特性,对污染物具有优异的吸附性能,在环保领域具有巨大的应用潜力,因而吸引人们对碳纳米管吸附有毒污染物的行为和规律开展了大量研究.同时,碳纳米管特有的表面化学性质和结构特征,使得其自身的环境行为具有一定的风险性,对碳纳米管在水土环境中的迁移行为进行评价,是碳纳米管工程应用之前必须要解决的重要问题,相关研究也有一定程度的开展.本文从碳纳米管对环境污染物的吸附行为和相关机理以及碳纳米管在水土环境中的迁移行为方面进行了综述,阐述了这些研究对于评估碳纳米管的环境应用潜力、环境和生态风险所具有的意义.     

磁性海泡石吸附水中重金属离子的特性及机理

以化学共沉淀法制备磁性海泡石,通过设置一个外加磁场实现对其的分离回收.主要研究了磁性海泡石吸附水中重金属离子的特性,并结合XRD、FT-IR分析结果探讨了吸附机理,结果表明,磁性海泡石对重金属阳离子的吸附效果优于阴离子;初始pH对磁性海泡石吸附重金属离子的影响不仅取决于磁性海泡石表面的电荷性质,而且与重金属离子的水解能力有关;在吸附过程中,磁性海泡石的物相结构没有发生明显改变,吸附机理表现为离子交换和配合吸附作用.