粉煤灰合成沸石对铬污染土壤中Cr(Ⅲ)的吸附稳定化效果及机制研究

为解决Cr(Ⅲ)对土壤的污染问题,采用碱熔水热法制取粉煤灰合成沸石,研究沸石掺量、反应时间、水分质量分数、初始pH值和Cr(Ⅲ)初始质量比等因素对合成沸石吸附稳定化铬污染土壤中Cr(Ⅲ)效果的影响,建立吸附等温线模型和吸附动力学方程,并进行微观表征和吸附稳定化机制分析.结果表明,粉煤灰合成沸石对污染土中Cr(Ⅲ)有良好的吸附稳定化效果.当沸石掺量为15％、水分质量分数为26％、pH值为5～9时,对Cr(Ⅲ)进行稳定化修复效果好.Cr(Ⅲ)的毒性浸出随Cr(Ⅲ)初始质量比增加而增大,随反应时间延长先逐渐减小而后趋于稳定.动力学及热力学拟合结果表明,准二级动力学模型及Langmuir等温模型可以解释Cr(Ⅲ)在合成沸石上的吸附行为,其中影响吸附速率的主要因素为膜扩散.SEM、XRD等微观分析结果显示粉煤灰合成沸石后,其结构发生明显变化,比表面积增大,有利于对Cr(Ⅲ)吸附稳定化.合成沸石吸附稳定化污染土中Cr(Ⅲ)的机制是离子交换、静电引力、沉淀等物理及化学吸附作用综合的结果.     

水热法合成层状化合物α-磷酸锆

用水热法合成了α-Zr(HPO4)2·H2O(α-ZrP)晶体,并采用XRD、IR、TEM和TG-DSC等方法对其进行了表征.结果显示,用该法制得的α-ZrP,具有良好的结晶度,层间距达到7.65 A,平均粒度为900×300nm,呈较规则的六边形薄片状,晶形完美,并具有较高的热稳定性.获得了水热法合成α-ZrP的优化实验条件为磷酸浓度5M-10M和180℃下反应48小时以上.     

化学改性硅藻土基吸附甲醛材料的制备及结构研究

为探索制备绿色、低碳的甲醛吸附材料，通过碱溶(1 mol/L的Na₂SiO₃和2 mol/L的NaOH)-水热反应改性硅藻土，制备出可吸附甲醛的硅藻土基材料，其对甲醛去除率达82.6%，且符合伪-二级吸附模型。红外光谱(FT-IR)结果表明硅藻土中的≡Si—O—Si≡结构发生了“解聚-重组”过程，并与硅藻土中的铝反应形成具有Al—O—Si结构物质；X-射线衍射(XRD)结果表明硅藻土中的硅铝化合物可原位合成少量ZSM-5沸石分子筛及大量的无定形物质；²⁹Si核磁共振(²⁹Si NMR MAS)结果进一步证实Al和Si的结合方式主要为2个Al取代三维≡Si—O骨架结构Q₀⁴，并形成具有Q₂⁴的结构单元；扫描电镜(SEM)结果表明碱溶-水热处理可促使具有规则孔洞结构的硅藻土形成更多无定型、结构更复杂的孔网结构，进而提高其对甲醛的吸附性能。     

自制沸石及活性Al_2O_3除湿及再生实验研究

以电厂粉煤灰为主要原料,氢氧化钠为活化剂,通过碱熔融水热法合成沸石分子筛和以溶胶凝胶法合成的活性氧化铝,比表面积分别达到148.81 m2/g和415 m2/g。将两种材料分别用于空气调节系统除湿和再生试验,并和目前常用的4A分子筛固体除湿剂比较,自制沸石分子筛和活性氧化铝都具有很好的除湿效果,而且活性氧化铝的再生温度较低,为57℃左右,再生温度在50~60℃区间内DCOP值在0.8以上,可利用太阳能等低品位能作为再生热源,是一种高效节能的固体除湿材料。     

改性粉煤灰对废水色度的吸附研究

对粉煤灰进行水合碱改性和酸改性,合成改性粉煤灰。比较不同改性粉煤灰的氮BET比表面积和孔径大小;通过线性回归分析考察色度吸附容量与改性粉煤灰的比表面积、孔径的相关性;考察溶液pH值对色度的吸附性能的影响。实验结果表明,水合碱改性(熟石灰与粉煤灰质量比为1.5∶1)再硫酸(0.10 mol/L)改性粉煤灰对色度的吸附容量为lg[(c0-c)/c]=0.67;溶液pH值在3.5～6.5之间色度吸附效率最佳;回归分析出吸附剂的吸附容量和比表面积、孔径分布显著相关,比表面积越大,孔径越小,吸附性能越高。     

锰负载MCM-41分子筛催化臭氧氧化水中草酸的研究

通过水热法合成介孔分子筛MCM-41,采用等体积浸渍法制备了Mn负载MCM-41分子筛催化剂(Mn/MCM-41).采用小角X射线粉末衍射(XRD)、N2吸附-脱附等温线及透射电镜(TEM)等对催化剂的成分结构进行了表征.结果表明,Mn/MCM-41保持了纯硅MCM-41有序的介孔结构,锰元素以锰氧化物形式存在,比表面达到852m2/g.在草酸初始质量浓度为20 mg/L、O3投加量为100 mg/h、反应60 min、1％负载量、反应温度为35℃时,催化剂的加入显著改善了草酸的去除率,达到92.8％,是单独O3氧化的5.9倍.     

吉林油田注水系统结垢机理分析及适宜阻垢剂研究

吉林油田注水系统管线结垢严重,影响正常生产安全.为了解决结垢问题,对吉林油田注入水和结垢产物进行了分析,并给出了防护对策.结果表明:吉林油田注入水含有大量的HCO3-,Ca2+含量较其他成垢离子含量高;结垢产物主要是CaCO3垢,另有部分MgCO3垢、硅铝酸盐垢和铁垢,垢样具有明显的有机物包裹特征.在此基础上运用化学溶度积和化学反应方程式直观地表示了吉林油田注水系统的结垢机理.吉林油田注入水中碳酸盐的浓度积远大于其溶度积,导致大量碳酸盐析出结垢.注入水中携带有黏土,在管壁沉积形成硅铝酸盐结垢.铁腐蚀导致吉林油田注水系统产生少量铁垢.最后通过室内静态防垢性能测定法从3种常用缓蚀阻垢剂中筛选出适合吉林油田现场水质防腐阻垢的TH-907型缓蚀阻垢剂,在TH-907药剂质量浓度为50 mg/L时,阻垢效果最好.     

酒糟-粉煤灰协同赤泥的改良试验研究

将酸性酒糟废渣和粉煤灰作为脱碱和改良材料对赤泥进行协同改良，通过比较赤泥基质的物理性状、营养物质质量比及重金属存在形态，并结合盆栽试验为赤泥堆场的生态修复提供依据。结果显示：酒糟能够降低赤泥碱度，促进赤泥基质团聚体的形成，改善基质的物理结构，提高基质营养物质质量比，有效固定基质重金属并降低重金属在植物体内的积累；粉煤灰可有效增加赤泥基质孔隙度，促进基质团聚体形成；两者联合添加时赤泥土壤化效果更为显著，基质各项理化指标较单独施用改善更为明显，添加质量分数为20%粉煤灰和质量分数为20%酒糟的基质碱蓬草发芽率达93.33%。通过测定基质浸出液代表性重金属的质量比，采用内梅罗综合污染指数法评估利用酒糟与粉煤灰改良赤泥的方案污染程度为清洁级水平。     

纳米X型沸石制备及其对含铜废水处理

采用水热合成法以煅烧高岭土为原料合成了纳米级X型沸石分子筛,并采用透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征.研究了影响纳米X型沸石分子筛对Cu(Ⅱ)吸附的因素,包括纳米X型沸石分子筛用量、pH值、接触时间和温度.结果表明:投加0.4 g纳米X沸石分子筛,在pH为5.0、温度为25 C、吸附时间为10 min情况下,去除率达到99.65%,最大吸附量可达101.4 mg/g.采用0.5 mol/L的Na2EDTA能较完全洗脱纳米级X型沸石分子筛所吸附的Cu(Ⅱ),表明纳米级X型沸石分子筛能循环使用,可应用于含铜废水的处理.     

高硫煤增钙粉煤灰矿物组成特性试验研究

粉煤灰的矿物组成是决定粉煤灰资源化水平的重要指标.调整粉煤灰矿物组成,改善其水化活性,是提高粉煤灰资源化水平的重要手段.为获得高硫煤增钙粉煤灰矿物组成变化规律,以高硫长广煤为试验煤种,在两段多相反应实验台上开展了高硫煤增钙粉煤灰矿物组成特性试验研究.对试验获得的粉煤灰样品进行了XRD、SEM和EDS图谱分析.试验结果表明:长广煤原状粉煤灰晶体矿物主要由莫来石、石英、斜铁灰石等非水化活性矿物组成;随着混合煤粉中添加的CaO质量分数在0%～35%范围内逐渐增加,增钙粉煤灰矿物组成中具有水化活性的2CaO·SiO2、3CaO·Al2O3和3CaO·3Al2O3·CaSO4等矿物出现并逐渐增加,非活性成分逐渐消失,但粉煤灰矿物组成中早强、高强矿物质量分数较低;当混合煤粉中同时添加适量的CaO和MgO,增钙粉煤灰矿物组成中出现了水化活性优良的Q相矿物,且其质量分数达27.2%,粉煤灰矿物组成得到了进一步的调整和优化.高硫煤增钙粉煤灰矿物组成特性试验将为高硫煤增钙粉煤灰资源化提供新的技术选择.     

改性沸石去除水中低浓度氨氮的研究

分别利用无机盐、无机酸和稀土对天然沸石进行了改性处理,并从理论上阐述了不同方法对沸石进行改性的机理,提出了改性沸石的最佳制备方法,并采用X衍射的分析手段观察化学处理对载体的影响,探讨了改性沸石对NH4 吸附动力学以及再生实验.研究表明,3种方法均不同程度地提高了沸石去除氨氮的能力,其中利用无机盐改性的沸石的效果最佳,对NH4 的吸附动态符合Freundlich方程,与传统的化学凝聚法和生物法相比,具有工艺简单、高效、经济等优点.无机盐改性沸石制备最佳条件是:溶液中钠离子浓度为0.8 mol/L,在水浴温度70～75 ℃时,按固液比1∶50投加沸石,浸渍时间为2 h,过滤后滤饼在100 ℃下干燥1 h.     

改性沸石对印染废水的深度处理

<正>引言随着人们生活水平及对美的追求的不断提高,纺织品的质量和产量有了很大的提高。染料逐渐朝着抗氧化、抗光解和抗生物降解的方向发展。这导致了当今印染废水的治理越来越难,其对环境的污染也越来越严重。人们也越来越注重印染废水的处理技术开发。沸石作为一类硅铝黏土矿物,具有亲水性、多孔性、离子选择置换等特性。然而天然沸石对COD、有机物等处理并不是十分理想,故其无法直接用于组分复杂的印染废水处理。国内外     

沸石吸附废水中磷污染物的研究

含磷化学物质的普遍使用以及目前很低的污水处理率,导致含磷废水大量排放,水体富营养化和水污染日益严重.采用中国地质大学材料学院合成的13X沸石,作为一种新型磷吸附剂,研究其在不同吸附时间、水体pH值、沸石用量和振荡速度等条件下,对水体中磷的吸附规律.研究表明,该沸石作为废水除磷吸附剂具有很好的发展前景.     

油罐扬沸火灾防治模拟实验研究

分析扬沸火灾形成的3个基本物理条件,给出扬沸三角形的概念,提出通过破坏3个基本条件中任一条件来抑制扬沸火灾发生的构想。为解决其防治问题建立小尺度油罐扬沸火灾防治模拟实验台,用沸石和双列盘管式冷却法对扬沸火灾防治进行了实验研究;通过对比两种方法施加前后的油层、油水界面、水层温度和火焰辐射,发现双列盘管式冷却法和沸石能有效地抑制扬沸的形成和降低扬沸的危害程度。从机理上分析,小尺度油罐扬沸火灾的防治方法可为扬沸火灾的防治提供一定的理论依据。     

改性沸石处理氨氮废水的研究进展

通过分析天然沸石不同的改性、再生方式,总结了物理单一、化学单一和物化复合等3种改性方式对氨氮废水的吸附效果及物理法、化学法、生物法和电化学法等4种再生方法对沸石的再生效果。研究表明:钠盐和阴离子表面活性剂单一改性对氨氮废水具有较好的吸附效果,钠盐+微波复合改性较单一改性效果更好,微波+化学试剂法是一种高效快速的再生方法。     

基于响应面方法的粉煤灰地质聚合物混凝土制备

针对粉煤灰的资源利用和环境保护问题,对粉煤灰地质聚合物混凝土(Fly ash Geopolymer Concrete,FGC)的制备进行了系统研究。为有效解决FGC制备参数的优化问题,在单因素分析的基础之上,采用Box-Behnken Design响应面方法设计并进行了系列研究试验,建立了基于响应面方法的FGC强度预测模型,并对其制备参数进行了优化。结果表明,当FGC水胶比为0.35、用碱量为7.9%、水玻璃模数为1.66时,其28 d抗压强度预测值得到最大值(44.6 MPa),验证试验证明了响应面方法优化制备FGC的有效性。     

基于地聚合反应的生活垃圾焚烧飞灰资源化利用实验研究

为了实现对城市生活垃圾焚烧飞灰的资源化利用,本实验以城市生活垃圾焚烧飞灰为原材料,通过碱激发法制备出力学性能优异的地聚合物固化体.当碱激发剂的模数为1.0,垃圾焚烧飞灰含量为60％,碱激发剂和固体质量比为1:1.2时垃圾焚烧飞灰基地聚合物的抗压强度最佳.XRD分析结果表明所制备的地聚合物中存在少量碳酸钙和沸石结晶相,S...     

溴氟丙烯/13X沸石复合粉体抑制汽油火的试验研究

为提高粉体灭火介质的灭火性能,基于粉体灭火剂在火灾防治领域的重要性,通过减压吸附的方法,将洁净高效的气体灭火剂溴氟丙烯负载在13X沸石的孔洞之中,形成气-固复合粉体灭火剂。采用X-射线衍射仪、扫描电镜等对复合粉体的结构和组分进行表征。通过模拟试验研究溴氟丙烯含量不同的复合粉体对汽油油池火的灭火效果,并和普通的干粉灭火剂进行对比。结果证明,溴氟丙烯和13X沸石所形成的气-固复合粉体灭火剂针对汽油油池火具有很好的灭火性能,在同样的试验条件下,其灭火时间和灭火剂用量远少于普通的干粉灭火剂,且随着复合粉体中溴氟丙烯的含量增加,复合粉体的灭火性能逐渐提高。     

粉煤灰催化氧化水中有机污染物的应用

以粉煤灰为原料采用碱熔法对其改性,通过XRD、SEM等手段进行了物相、形貌分析,用分光光度法进行废水中苯酚的去除率分析.改性粉煤灰在室温下处理100 mL含100 mg/L苯酚的废水,最佳去除条件为:粉煤灰用量1.2g,pH值3～5,过氧化氢加入量0.2mL,反应时间40min,苯酚去除率达96％,明显好于亚铁盐为催化剂的均相催化氧化法.     

粉煤灰处理活性艳红KD-8B染料废水的研究

研究了废水的pH值和粉煤灰的投加量对活性艳红KD-8B染料废水脱色效果的影响,并考察了粉煤灰经酸化改性、加热活化和碱化改性后的脱色能力.结果表明：最佳pH值为12.3;未经改性的粉煤灰脱色效果不好且投加量大;碱改性粉煤灰的脱色效果最佳,脱色率可达99.9%以上,对高浓度活性艳红废水,脱色率也能达95%以上.