镁铝复合氢氧化物对于水体中砷的去除研究

砷污染己经是全球性污染问题,受到了各界普遍关注。砷具有强毒性,且可致癌;若含As离子的废水不经处理,排入自然水体,会严重污染生态环境,危害人体健康。镁铝复合氢氧化物是在强化混凝过程中形成的,并且高聚合度的铝系混凝剂有利于形成更多的镁铝复合物;本次研究主要利用这种材料,研究其对于As离子的去除效果,以及去除后的表征情况,可以得出如下结论:pH、As离子浓度是较关键的影响因素,这些因素均影响着镁铝复合氢氧化物的形成情况以及其对于离子的去除效果。通过一些表征说明,镁铝复合物的形态呈无定形,具有巨大的比表面积,成分也较为复杂;在一定pH保证下,聚合度较高的Al13较AlCl3形成复合物的颗粒要大,说明形成的镁铝复合氢氧化物对于污染离子的去除起到了更加积极的促进作用。     

羟基铝蒙脱石去除染料弱酸性深蓝GR的研究

在[OH^-]/[A1³⁺]=2.4的反应条件下,利用A1³⁺与碱液反应制备出Keggin离子,并由此制备出羟基铝蒙脱石.XRD-衍射数据表明:羟基铝蒙脱石的层间距由原来的12.58A(d₀₀₁)增加到18.63A.研究了染料弱酸性深蓝GR在7种改性蒙脱石上的吸附.结果表明:酸性条件下,羟基铝蒙脱石处理有机污染物的去除率高,用0.0200g处理25ml弱酸性深蓝GR溶液,去除率可高达95%以上.由等温吸附线可知:弱酸性深蓝GR在不同改性蒙脱石上的吸附机理主要为表面吸附、离子交换和分配作用.     

西湖水体中铁铝钙镁的环境行为探讨

研究西湖水中铁，铝，钙，镁的含量分布，水平方向的动态交换，以及在引物水期与非引水期的变化，探讨这些元素在西湖水体自净中的作用。     

不同钙磷比例羟基磷灰石对镉离子的吸附研究

采用化学沉淀法,制备不同Ca/P比例的羟基磷灰石(HA)粉体吸附剂以去除废水中的Cd2+。吸附实验结果表明,HA的不同钙磷比例、煅烧温度、作用时间、pH值及吸附温度等因素均能影响HA对Cd2+的吸附效果。实验得出采用煅烧400℃干燥后的钙磷比例为1.63的HA粉体,在溶液温度40℃,pH为5,吸附2.5 h后达到最佳吸附效果。最大吸附量为39.68 mg/g,去除率高达99.2%。HA对Cd2+等温吸附线基本符合Langmuir模式和Freundlich模式。     

镁铝双氢氧化物用于染料废水脱色的研究

以氯化铝、氯化镁、氨水等为原料,合成了镁铝双氢氧化物正电溶胶(MADH).以水溶性染料模拟废水为研究对象,检验了MADH对染料废水的脱色效果,并对其脱色机理进行了探讨. 结果表明,MADH对活性染料、酸性染料和直接染料等阴离子型染料具有明显的脱色效果.在足量MADH存在的条件下,废水脱色率可达99%以上,最佳pH为6～9,最佳反应时间为10 min.温度升高不利于吸附过程的进行,其饱和吸附容量为327～2 113 mg/g.MADH用于实际印染工业废水处理,脱色率和CODCr去除率同样较高.脱色机理为MADH对染料的化学吸附作用.MADH对阳离子型染料的去除效果较差.      

羟基自由基快速去除表面有机磷污染实验研究

针对近年来不断发生的有机物磷污染事件,通过强电场电离放电方法把H2Ogas和O2电离,制取以·OH为代表的活性自由基溶液,以喷洒的方式对2种模拟有机磷污染物敌敌畏和氧乐果进行表面快速去除研究.结果表明,在pH=6,模拟平面上敌敌畏和氧乐果初始浓度为60 μg·cm-2的情况下,当·OH喷洒密度增加到3.9 μg·cm-2时,短时间内敌敌畏和氧乐果去除率均可达90%以上,矿化率也分别达到64%和72%.随着pH值的不断增大,有机物的去除率均表现为先略有降低而后迅速增大,在接近中性时最低;其中敌敌畏和氧乐果在pH=12时的去除率要比pH=6时分别高出约21%和26%.四因素三水平正交试验表明以喷洒方式去除表面有机磷污染起主要作用的是·OH.     

碳纳米管/羟基磷灰石复合材料对水体F-的去除研究

以碳纳米管（CNT）和羟基磷灰石（HAP）为原料,通过原位合成法制备碳纳米管/羟基磷灰石（CdH）复合材料.利用XRD、FTIR、SEM与氮气吸附-脱附等表征其结构形貌,并通过静态吸附实验考察CdH对氟离子（F^-）的吸附性能.结果表明,室温下,CdH对F^-的吸附容量为11.05mg/g,明显高于HAP（5.02mg/g）.吸附动力学模型、Weber-Morris方程、Langmuir和Freundlich方程拟合结果表明,F^-在CdH表面进行Langmuir单分子层吸附,其吸附过程符合准二级动力学方程,并且颗粒内部扩散起主要作用.pH值为6时有利于CdH对F^-的去除.此外,结合反应前后固样XPS分析可知CdH对F^-的吸附机制主要为离子交换作用.     

氢气还原海绵铁去除水体中硝酸盐的研究

利用小球烧结和氢气还原工艺制备了粒径1mm～5mm的多孔性球形海绵铁,对球形海绵铁去除水体中硝酸盐的效率及去除动力学进行了研究。结果表明:溶液初始pH值对硝酸盐去除效率的影响显著,初始pH值小于3时,硝酸盐的去除率随溶液初始pH的增加而逐渐降低;初始pH值大于3时,硝酸盐的去除率又随之升高。硝酸盐浓度低于10mgN/L时,硝酸盐去除率随着硝酸盐初始浓度的增加而增加,硝酸盐的残余量保持在0.4mgN/L左右;硝酸盐浓度高于20mgN/L时,硝酸盐的去除率随初始硝酸盐浓度的增加而略有降低。球形海绵铁去除硝酸盐为一级动力学反应,反应级数为0.970～1.378,表观反应速率常数为0.314h-1～0.536h-1。海绵铁还原硝酸盐的主要产物为氨氮,随着还原反应的进行,溶液pH值快速增加,氨氮以分子态氨的形式从水中逸出。进行归纳总结和对比,并以多环芳烃的提取为例列举了各方法的应用步骤,从而为其他环境样品其他有机物分析预处理提供参考。     

阴离子表面活性剂与铝盐复合絮凝去除苯甲酸

阴离子表面活性剂废水与铝盐(Al_2(SO_4)_3)的絮凝反应可以同时去除阴离子表面活性剂及其共存有机物。通过构建十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS)与苯甲酸(benzoic acid,BA)的共存体系,研究了初始SDS浓度、Al盐投加量及pH对SDS和BA去除的影响,为絮凝反应条件的优化提供参考。结果表明:SDS浓度越大,胶束形成量越多,有利于SDS和BA的去除;Al可与BA形成络合物,Al盐浓度的增大有利于BA去除,但高浓度的Al离子会增大溶液离子强度,减弱其与SDS的结合能力,SDS去除率不会显著增加;pH会影响Al盐水解和BA解离,低pH不利于BA的去除,高pH既不利于SDS的去除,也不利于BA的去除,最佳pH范围为4.0~5.0。     

有机改性镁铝层状氢氧化物对酸性橙Ⅱ的吸附研究

采用共沉淀法合成以十二烷基硫酸根为层间阴离子的有机改性镁铝层状双金属氢氧化物(LDHs-SDS),对其进行XRD、FT-IR表征,并研究其对水中阴离子染料酸性橙Ⅱ的吸附特性,探讨了吸附剂投加量、初始pH值、染料浓度、温度、吸附时间等因素对酸性橙Ⅱ吸附性能的影响.结果表明,LDHs-SDS对酸性橙Ⅱ染料废水具有明显的脱色效果,25℃下,0.2 g·L-1和0.4 g·L-1的LDHs-SDS对浓度为100 mg·L-1和200mg·L-1染料的脱色率可分别达到97.41％和97.13％.在pH为3～11之间,吸附效果良好;吸附在2h内完成;LDHs-SDS对酸性橙Ⅱ的饱和吸附量为486.44 mg·g-1.吸附规律较好地符合Langmuir吸附等温方程,吸附反应为吸热反应,且吸附过程符合拟二级反应动力学方程.在阴离子染料去除方面,LDHs-SDS显示出较好的应用前景.     

类水滑石Mg/Zn/Al焙烧产物对高氯酸盐的吸附

利用类水滑石Mg/Zn/Al的焙烧产物对ClO-4进行吸附性能研究,通过类水滑石表面结构X射线衍射分析并探讨其吸附等温、动力学模型,并研究了焙烧温度、Mg/Zn/Al质量比、溶液pH值、吸附时间及吸附剂投加量等因素对类水滑石Mg/Zn/Al吸附ClO-4的性能影响.结果表明在500℃下焙烧4 h,Mg/Zn/Al质量比为2∶1∶1的类水滑石对ClO-4去除效果较好,吸附容量最大且对溶液pH值有较好的适用范围.经500℃焙烧的类水滑石吸附ClO-4的动力学拟合结果符合二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir及Freundlich吸附等温模型.     

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.     

镁铁层状双金属氢氧化物对磷酸盐的吸附作用及对内源磷释放的控制效果及机制

为确定镁铁层状双金属氢氧化物(Mg/Fe-LDH)添加对水体内源磷释放的控制效果及机制,本文首先研究了Mg/FeLDH对水中磷酸盐的吸附特征和机制,再研究了其添加对底泥磷吸附能力的影响以及对上覆水和间隙水中磷的影响进而评估了吸附磷酸盐后Mg/Fe-LDH中磷的稳定性.结果发现,与准一级和准二级动力学模型相比,Mg/Fe-LDH对水中磷酸盐的吸附动力学过程更好地满足Elovich模型;与Langmuir模型相比,Freundlich和Dubinin-Radushkevich模型更加适合用于描述Mg/Fe-LDH对水中磷酸盐的等温吸附行为;当溶液pH值为4～10时,吸附容量相对较高,而当pH值由10增加到11时,吸附容量则显著下降;共存Ca²⁺和Mg²⁺对吸附起促进作用,Na⁺和Cl^-的影响可以忽略不计,而SO₄^2-和HCO₃^-则对吸附起负面影响.阴离子交换、静电吸引、配位体交换和内层配合物形成是Mg/Fe-LDH吸...     

人工合成铁、铝矿物和镁铝双金属氧化物对土壤砷的钝化效应

应用室内模拟培养的方法,研究了人工合成铁、铝矿物和镁铝双金属氧化物对砷超标土壤中砷的钝化效果.每种钝化剂均设置0.1％、0.5％、1.0％、2.5％和5.0％五个添加量处理.结果表明,添加水铝矿明显降低了土壤pH值,其中,添加5％水铝矿的处理降幅最大,达到1.20;而添加镁铝双金属氧化物则显著提高了土壤pH值,5％镁铝双金属氧化物的处理土壤pH值由5.04最高可提高至8.09.添加铁铝矿物均降低了土壤有效砷的含量,下降幅度为1.89％～64.15％;而添加镁铝双金属氧化物则使土壤有效砷含量增加;添加水铁矿和针铁矿处理对提高土壤中残留态砷含量的作用较为明显.总体看来,两种人工合成铁矿较镁铝双金属氧化物和水铝矿对土壤中砷有更好的钝化效果,可以作为钝化剂应用于土壤中砷的钝化.     

Mg/Al LDH对UO22+的高效吸附研究

由于放射性污染物的不合理处置及核泄漏事件的发生,对生态环境和人类健康造成了严重危害.本研究采用共沉淀法制备了不同Mg/Al比(物质的量比)的Mg/Al LDH(层状双氢氧化物),研究其对UO_2~(2+)的吸附行为.同时,考察了吸附剂投加量、p H、吸附时间、初始浓度对吸附的影响,并采用XRD、FTIR、SEM、XPS等技术对吸附前后LDH材料进行表征与分析.结果表明:Mg/Al比为2∶1的Mg/Al LDH对UO_2~(2+)吸附效果要比Mg/Al比为4∶1的Mg/Al LDH好,Mg/Al比为2∶1和4∶1的Mg/Al LDH对UO_2~(2+)吸附容量分别为301.28和263.85 mg·g-1,对UO_2~(2+)具有优良的吸附性能,可以作为高浓度放射性污染废水的吸附材料和核泄漏事件的应急吸附材料.Mg/Al LDH对UO_2~(2+)的吸附更符合Langmuir等温吸附模型和Pseudo-second-order动力学模型.吸附后Mg/Al LDH的Mg/Al比降低,Mg/Al LDH对UO_2~(2+)的吸附机理是UO_2~(2+)与材料中氢氧根、碳酸根相互作用,形成三元的络合物而被去除.     

硫氰酸根在粒状镁铝复合氧化物上的吸附性能

以镁铝水滑石(Mg/Al-LDH)为前驱物制备了粒状镁铝复合氧化物(G-Mg3.3AlO4.8),采用BET、XRD、SEM和FT-IR方法对其结构进行了表征,考察了这种新材料对硫氰酸根(SCN-)的吸附性能.G-Mg3.3AlO4.8的比表面积和平均孔径分别为269.4 m2.g-1和13.25 nm,成型造粒保留了层状结构且无新相生成.Freundlich等温式和准二级动力学方程能很好地描述SCN-在G-Mg3.3AlO4.8上的静态吸附过程,25℃初始浓度为500 mg.L-1时静态吸附量可达165.8 mg.g-1;Yoon-Nelson模型能很好地预测SCN-在G-Mg3.3AlO4.8上的穿透曲线,初始浓度100 mg.L-1、流速5 mL.min-1、床层高度10 cm和pH=6时穿透点吸附量可达50.73 mg.g-1,重复使用4次对SCN-的脱除率均保持在98%以上,是一种可重复利用的高效吸附剂.     

有机物料影响下土壤溶液中镉形态及其有效性研究

研究了盆载种稻条件下，有机物料对土壤水溶性镉、易解离太镉和可解离态锯的含量变化及其有效性的影响，结果表明，不添加外源镉时，分蘖期猪烘和泥炭均降低了水溶性镉总量，水溶性镉的３４％～７７％可被阳离子交换树脂解离，８７％以上可被螯合树脂解离，到成熟期水生镉的解离度升高，水溶性镉总量与ＤＯＣ和ＰＨ的变化趋势相反，添加外源镉时分蘖期猪烘和泥炭均降低水溶性 量，成熟期水溶性镉总量与ＤＯＣ的变化呈相反趋势，在不     

鸟粪石法处理高浓度氮磷废水的动态试验研究

本研究以实验室模拟的高浓度氮磷废水为研究对象,采用折流式反应器,探讨了在动态条件下,pH、Mg：P、N：P及水力停留时间对鸟粪石法脱氮除磷的影响。试验结果表明：对于氨氮的去除率,以上四个因素影响相当;对于磷的除率,各因素的影响大小为：N：P〉pH〉Mg：P〉水力停留时间。当模拟水样中的TP浓度为310mg／l,pH为9．7,水力停留时间为60min,Mg：N：P=1．2：1．2：l时,氨氮和磷的去除率分别可高迭85．8％和86．3％。     

KMnO4-PAC对高原喀斯特湖库DOM的DBPsFP控制

以云贵高原典型喀斯特湖库红枫湖取水口溶解性有机质（DOM）为研究对象,调查不同组合方式下高锰酸钾-聚合氯化铝（KMnO₄-PAC）对消毒副产物的生成潜能（DBPsFP）变化和平均组成分布,并通过红外光谱（FTIR）和三维荧光光谱（3D-EEM）对部分样品进行化学表征,推断其影响机制.结果表明：在0.1,0.2,0.4mg/L KMnO₄投加量下,DBPsFP降低17.5~73%,DOM的卤代活性化学结构和官能团部分被有效钝化;PAC的网捕和卷扫效应使DBPsFP进一步减少27.9~86.1%,组合工艺对DBPs的生成潜能影响大小为：三卤甲烷（THM₄） > 卤乙酸（HAA₉） > 卤乙腈（HAN₄）/卤代酮（HK₂）/三氯硝基甲烷（TCNM）.FTIR的结果表明预氧化后3300cm^-1处的透过率降低,指纹区1000~1300cm^-1处的峰频提升,表明分子中的O-H、COOH和C-O官能团增加,共轭不饱和结构在KMnO₄作用下部分消失.3D-EEM验证了外源有机物（腐殖酸）在DOM中占比随KMnO₄浓度梯度升高而下降,同时类蛋白结构的吸收峰强度增加,说明最终DBPs贡献可能源于DOM中剩余的小分子类蛋白（氨基酸）.