改性斜发沸石在水处理中的应用

斜发沸石钠改性后能明显提高对Cu2 ,Pb2 ,Cd2 等重金属离子的交换能力,交换顺序为Cu2 ＞Pb2 ＞Cd2 ,对Cu2 -Pb2 和Cd2 -Pb2 混合体系有较好的分离效果.斜发沸石经铁活化后吸附水中F-的能力明显改善,吸附容量从57.0mg·kg-1提高到420.5mg·kg-1,吸附行为能满足Frendlich等温方程,是吸热过程,属异种电荷吸附方式和阴离子交换方式共存的化学吸附.斜发沸石经微波磷改性后,沸石骨架上的P原子能部分取代Si和Al原子形成Si-O-P 结构,具有阴离子交换能力,对水中As(Ⅲ)的吸附能力明显提高,吸附为放热过程,吸附机理为沸石骨架配位阴离子与水中As(Ⅲ)阴离子交换过程.     

物理扰动对锆改性沸石改良底泥磷吸附和移动的影响

本文研究了物理扰动对锆改性沸石改良底泥吸附水中磷酸盐的影响,并考察了其对锆改性沸石改良底泥中磷赋存形态和生物可利用性的影响.结果表明,与未改良底泥相比,锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显更强.但是,物理扰动却降低了锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附容量和吸附速率.在物理扰动状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大磷酸盐吸附容量(743 mg·kg~(-1)),比在静止状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大吸附容量(902 mg·kg~(-1))低18%左右.物理扰动对锆改性沸石改良底泥的磷形态和生物可利用性产生一定的影响.物理扰动略微降低了改良底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)和金属氧化物结合态磷(NaOH-rP)含量,但是却会略微增加改良底泥中残渣态磷(Res-P)含量.另外,物理扰动还会略微降低改良底泥中藻类可利用磷(AAP)和NaHCO_3可提取磷(Olsen-P)的生物可利用性磷含量.物理扰动虽然略微降低了改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力,但是却略微促进了锆改性沸石对底泥中潜在可移动态磷和生物可利用性磷的钝化.     

一种水热稳定的金属有机骨架UiO-66高效捕获水中磷酸盐的性能及机理

本研究采用溶剂热法制备了一种水热性能稳定的金属有机框架UiO-66,并系统考察了其对水中磷酸盐的高效捕获性能.通过表征手段证实,合成的UiO-66具有良好的晶型结构和极大的比表面积,且稳定性良好. UiO-66吸附磷酸盐的过程受pH影响明显,最佳吸附pH值介于5.5—7.0. Langmuir吸附等温模型对吸附过程拟合更好,饱和吸附量可达43.066 mg·g^-1,且由于吸附过程为化学吸附,主要依靠羟基的配体交换作用,因此温度影响不大.与商用阴离子吸附剂D201相比,高浓度背景离子的加入对UiO-66吸附过程无明显影响,表明UiO-66对磷酸盐具有优异的吸附选择性和高效捕获性能.伪二级动力学模型可以很好地描述UiO-66对磷酸盐的吸附过程.经过6次循环吸附-脱附,UiO-66仍能有效去除水中磷酸盐,并可通过DMF溶液超声解吸实现有效再生.结果表明,UiO-66作为一种新兴的吸附剂有望实现磷酸盐在水中的深度高效去除.     

粘土改性条件的研究Ⅱ.沸石的改性

考察了改性沸石的CTMAB加入量、CTMAB溶液浓度和吸附时间对CTMAB吸附量的影响 .测得沸石对CTMAB的饱和吸附容量为 6 5 0 0± 1 0 0mg·1 0 0g- 1沸石 ,明显高于改性膨润土的饱和吸附量 ,吸附符合Langmuir吸附特征 . 2 5℃时 ,当CTMAB的加入量为沸石饱和吸附容量的 1 1— 1 2倍 ,CTMAB溶液浓度≥ 1 6mg·ml- 1,吸附时间超过 6h时 ,沸石基本达到饱和吸附 .考察了有机沸石对于水中BTEX的去除效果 .并对沸石和膨润土的性质进行了比较 .     

共存钙离子对镧铝改性稻壳生物炭除磷性能的影响

本研究利用稻壳制备高介孔率生物炭,然后用共沉淀法负载金属La、Al,制得镧铝改性稻壳基生物炭吸附剂.通过控制反应时间、磷浓度、共存阴离子、初始pH等条件,研究共存钙离子时对吸附剂除磷性能的影响.结果表明,La、Al在稻壳基生物炭上负载后呈无定型态;吸附剂的除磷过程符合伪二阶动力学模型和Langmuir模型,且Ca~(2+)的加入有利于提高磷的去除率,含Ca~(2+)体系的最终除磷效果是无Ca~(2+)时的2.6倍;含竞争阴离子时,Ca~(2+)的加入会使F~-对磷吸附的抑制作用减弱,使HCO_3~-对磷吸附的抑制作用略微增强;在pH值为2.0—8.0时,Ca~(2+)能提高改性生物炭的吸附容量,而pH8.0时主要是钙离子与磷酸盐的沉淀作用使体系中磷大量被去除.     

污泥焚烧残渣水热合成NaPl型沸石和水钙沸石的性质研究

本文以污泥焚烧残渣为原料,以传统水热合成方法制得NaPl型沸石和水钙沸石,并对其相关指标进行表征．经x射线衍射、扫描电镜和红外光谱测定表明,制得的产物为无其它杂晶生成的NaPl型沸石和水钙沸石,且具有放射束片状晶体形貌和沸石骨架结构．与原污泥焚烧残渣相比,合成沸石的比表面积和阳离子交换容量提高了47倍、17倍,分别达到...     

镧和阳离子表面活性剂联合改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附作用

采用镧(La)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(HDTMA-Cl)对活性炭进行联合改性,并考察了La和HDTMA联合改性活性炭(La-HDTMA改性活性炭)对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附性能.实验结果表明,La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐具备一定的吸附去除能力.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述.根据Langmuir等温吸附模型计算得到的La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐最大吸附量分别为4.15 mg·g-1和11.2 mg·g-1.当p H值由4增加到8时,La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附能力增加;当p H值超过8时,对磷酸盐的吸附能力则下降.LaHDTMA改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随p H值的增加而下降.水中共存的Cl-、HCO-3和SO2-4等阴离子会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐的吸附.水中共存的硝酸盐会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐的吸附,共存的磷酸盐亦会抑制La-HDTMA改性活性炭对硝酸盐的吸附.采用1 mol·L-1Na OH溶液可以使71%吸附剂上的磷酸盐解吸下来,采用1 mol·L-1的Na Cl溶液可以使97%吸附剂上的硝酸盐解吸下来.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附机制主要是阴离子交换、静电吸引、配位体交换作用和路易斯酸碱反应,对硝酸盐的吸附机制主要是阴离子交换和静电吸引作用.     

松香基季铵盐表面活性剂改性沸石对水中刚果红的吸附性能

以松香基季铵盐阳离子表面活性剂(N,N,N-三甲基-N-松香基氯化铵,TAAC)对天然沸石进行改性得到TAAC改性沸石并进行红外光谱、扫描电镜和X射线粉末衍射等手段表征.考察了TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附性能的影响因素,如粒径、改性剂投加量、温度、pH值等,结果表明这一改性能显著地提高沸石对刚果红的吸附量;在pH值4.0—10.0范围内,CR的吸附量随着pH值增加而下降;反应温度从20℃上升至40℃,TAAC改性沸石对CR的吸附容量有所下降.TAAC.改性沸石对水中刚果红的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以较好的描述TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附过程,其最大吸附容量为78mg·g-1(pH6.0,T=20℃).热力学分析表明,TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附是自发和放热的过程,是化学吸附和物理吸附共同作用的过程,其吸附机制主要为静电吸引、氢键和芳香基的疏水作用.TAAC改性沸石吸附刚果红后可通过NaOH再生,且随着NaOH浓度的增加到0.1mol·L~(-1),其解吸率明显增大.     

天然斜发沸石的氨氮改性吸附与化学再生

本文采用改性与化学再生方法,探索天然斜发沸石对氨氮吸附的最佳改性及化学再生条件.无机盐改性、热改性、有机改性试验结果表明,最佳改性方法为无机盐NaCl法,改性沸石吸附量较天然沸石提升了近20%,最佳NaCl浓度为1 mol·L~(-1);热改性法不能显著提高沸石的氨氮吸附容量,相反高温会破坏其结构;十二烷基苯磺酸钠改性法可以使改性沸石在其表面形成了新的阳离子吸附点,使其吸附性能提升;而十六烷基三甲基溴化铵改性沸石表面形成的是阴离子吸附点,对带正电的NH_4~+会产生排斥,导致其吸铵性能下降.化学再生试验表明,KCl溶液对铵饱和沸石的再生效果最显著,适宜再生浓度为0.1—0.2 mol·L~(-1).经KCl再生后的沸石再次通过NaCl改性,可延长沸石使用周期以及提高再生沸石的吸附能力.     

砖红壤磷的有效性研究

研究生长在两种不同母质的砖红壤上的作物的P营养与土壤有效P的关系，以及土壤有效P与Fe、Al、Mn等元素的关系。结果表明，玄武岩砖红壤的全P含量虽比浅海沉积物砖红壤高，但其有效P含量却不如后者高，生长在后种土壤上的香蕉、辣椒、桉树的P含量也高于生长在前种土壤上；玄武岩砖红壤的活性Fe、Al、Mn含量显著高于浅海沉积物砖红壤；同一种母质的土壤其有效P含量随土壤活性Si和交换性Ca、Mg的提高而增加；土壤中活性Fe、Al、Mn含量越高，土壤对磷的固定越强，土壤有效P含量越低。同时，植物体内Fe、Al、Mn含量的增加也抑制了植物对磷的吸收，使植株中P含量降低。     

镧改性沸石改良太湖底泥的磷吸附特征

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg·L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方程,未改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量为791 mg·kg-1,镧改性沸石添加量为10、25和50 g·kg-1的改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量分别为937、1 037和1 505mg.kg-1.准二级动力学模型可以较好地描述太湖底泥对磷酸盐的吸附动力学过程.太湖底泥对磷酸盐的去除能力随pH值增加而降低,其对磷酸盐的吸附属于自发和吸热过程.改良太湖底泥对磷酸盐的吸附能力明显高于未改良太湖底泥,并且其吸附能力随镧改性沸石添加量的增加而增加.镧改性沸石添加量为10～50 g · kg-1的改良太湖底泥的磷吸附-解吸平衡浓度为0.129～0.241 mg·L-1,明显低于未改良太湖底泥(0.386 mg·L-1).被改良底泥中镧改性沸石所吸附的磷以NaOH-P和HCl-P等较稳定的形态存在,厌氧状态下不易释放.     

邻硝基苯酚在有机改性凹凸棒土上的吸附行为

应用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)、溴代十六烷基吡啶(CPB)、四乙基溴化铵(TEA)和四丁基溴化铵(TBA)分别对凹凸棒石原土进行改性,研究有机改性凹凸棒土对水中邻硝基苯酚的吸附作用.结果表明,四种改性土对水中邻硝基苯酚的吸附在较短的时间内即基本达到平衡,且对水中邻硝基苯酚的吸附去除率与改性土的有机碳含量呈明显的正相关,同样条件下其去除能力大小的顺序是CPB改性土＞HDTMA改性土＞TBA改性土＞TEA改性土;当体系pH值大于邻硝基苯酚的pKa时,CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附能力明显增强; CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程更适合用Henry吸附等温线进行描述,该吸附过程的主要机制是分配作用;CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附过程是吸热反应,该吸附过程中无化学键力和配位基交换力等强作用力;阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的存在抑制了CPB改性土对邻硝基苯酚的吸附.     

沸石和改性沸石对孔雀绿(MG)和磺化若丹明(LR)的吸附特性

以斜发沸石为原料制取壳聚糖改性沸石,并对改性沸石进行扫描电镜(SEM)和孔分布表征.改性沸石的表面附着壳聚糖并形成覆盖性多孔状结构,改性前后沸石BET比表面积变化不大,但改性沸石的总孔容积和平均孔径分别增大1.62倍和1.71倍.相对而言,初始浓度变化对天然沸石去除率的影响较小,而改性沸石所受影响较大.沸石对MG的吸附速率明显低于LR,吸附容量明显大于后者,这可能是范德华力和静电斥力综合作用的结果.p H值在2.0—9.0范围内MG的吸附随p H呈上升趋势,p H值超过9.0后又略有下降,LR在p H 4.0—11.0范围内呈下降趋势.反应温度从20℃上升至60℃,天然沸石对LR和MG的吸附容量有所提高.相对于准一级和准二级方程,孔内扩散方程可以更好地描述MG、LR在沸石和改性沸石上的吸附动力学,说明吸附反应主要发生在较大的微孔中,孔内扩散为影响吸附反应速率的主要因素.Langmuir方程和Freundlich方程均能较好描述吸附等温过程,两种沸石均易于与MG和LR发生吸附反应,但改性沸石吸附能力明显优于前者.热力学分析表明,MG和LR在沸石和改性沸石上的吸附过程是吸热反应,吸附反应是自发的过程,且属于物理吸附为主的反应类型.     

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.     

砷对植物生长和生理生化的影响与机制综述

有色金属开采冶炼、工业排污及农业污水灌溉等导致大量砷(As)进入土壤,土壤砷污染问题日益突出。砷与磷(P)为同主族元素,具有相似的化学性质和化学行为,砷通过植物根系的磷转运蛋白被植物吸收。砷在植物体内竞争取代化合物中的磷,并与巯基结合导致蛋白失活,影响植物生长和正常生理代谢。然而亦有研究发现,一定浓度的砷可影响植物生理生化过程,并对植物生长产生促进作用。本文综述了砷在植物体内的含量与分布,重点阐述砷对植物生物量、营养元素吸收、生长代谢相关生理生化指标(内源激素、光合参数、丙二醛、抗氧化酶、渗透物质)及根际环境和植物促生菌群落的影响与机制,以期为理解砷促进超富集植物生长机制的研究提供理论基础,为挖掘可降低砷毒性和提高砷抗性的方法过程机制提供技术参考。     

水生植物对二级处理水中氮,磷的净化

本试验采用水生植物作为对二级处理水中氮、磷去除的方法,在静水中经过3d凤眼莲净化,全N的去除率为79—95％,P为58.9％;经红萍净化,全N的去除率为38.5—66.6％,P为0;水体自然净化(主要是自生的藻类),全N的去除率为9.4—55.1％,P为34％。在流动的水中经过5d风眼莲净化,全N去除率为90％以上,P为97.3％,pH为7.2(原为7.5),浊度为1.0(原为9.0以上).研究表明,水生植物有明显改善水质的功能.此法具有成本低,耗能少、操作管理简便等优点.     

城市污水二级硝化出水的离子交换脱氮除磷

以城市污水二级硝化出水为原水,对比研究了3种强碱性阴离子交换树脂(201×4、D296、D301T)动态脱氮除磷情况,并以201×4树脂为模式树脂考察了树脂活化方式(常规酸碱交替活化与NaCl再生液活化)、腐殖酸(HA)浓度(1.1,2.8和9.4 mg·l~(-1))对树脂动态脱氮除磷的影响.结果表明,3种树脂都具有较好的脱氮除磷效果,达到TP穿透点(0.1 mg·l~(-1),去除率92%)时,201×4树脂具有最大的穿透体积(418 BV),但其对NO_3~--N的去除率(69%)明显低于其它树脂(97%-98%);3种树脂对SO_4~(2-)和HA的去除率分别为97%-99%,71%-80%;常规酸碱活化使树脂穿透体积较再生液活化仅提高了12%;超滤膜法和臭氧氧化法预处理对原水HA的去除率分别为27%和68%;原水HA浓度增加使树脂穿透体积从28lBV降至239BV,同时NO_3~-去除率从80%上升至92%.     

热处理富钙海泡石对水体中砷的吸附特征

以富钙海泡石为研究对象,利用简单易行的热处理方法改性,并用X-射线荧光光谱仪(XRF)、X-射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM-EDS)对原状和热处理富钙海泡石进行成分和结构分析,研究改性材料对As3+和As5+的吸附特征和影响因素。结果表明,热处理改性显著增加了富钙海泡石对砷的吸附性能,当pH值为7时,对As3+和As5+的最大理论吸附量分别为25.61和30.30 mg·g-1,且吸附等温式符合Langmuir模型;利用吸附动力学方程拟合发现,改性富钙海泡石对As3+动力学吸附符合准二级动力学模型,而对As5+的吸附符合准一级动力学模型和准二级动力学模型。材料粒径对热处理富钙海泡石吸附砷影响较小,当pH值为6~11时,热处理富钙海泡石对砷的吸附影响很小;共存阴离子中PO43-对砷吸附量的影响最大。该研究表明成本较低的热处理富钙海泡石可有效去除废水中的砷。     

聚合氯化铝与黏土的改性对富营养水体磷和蓝藻的同步去除

为了解决富营养化水体原位除藻、除磷同步安全进行的问题,采用黏土(凹凸棒土,AT)与聚合氯化铝(PAC)的复合改性,研究了原料本身(AT、PAC)、原料直接复配(AT+PAC)与复配后再改性处理(PHAT)之间的除磷与除藻效果、铝离子与氯离子的残留风险,并对其中的机理进行了初步探讨.结果表明,改性的PHAT和PAC除磷效率高,总磷去除率可达99.14%±0.31%,显著优于AT+PAC,但PHAT的成本仅为PAC的71.10%.PAC去除无机磷(IP)和可溶性总磷(DTP)的效果更优,PHAT去除有机磷(OP)和颗粒态磷(PP)的效果更优.投加PHAT后水体Al3+和Cl-残留量均符合国家饮用水标准.PHAT对蓝藻的去除率显著高于PAC和AT+PAC,去除率可达97.15%±1.35%,且对低密度蓝藻和高密度蓝藻的去除率差异不显著.比表面积测定结果显示,来源于PHAT中的AT比来源于AT+PAC中的AT单点比表面积提高了19.10%,孔表面积提高了11.13%.且来源于PHAT中的AT在处理富营养化水体前、后的Al含量明显减少.这些结果表明,由黏土结构的优化与络合沉淀的协同所增强的架桥网捕作用可能是PHAT更高效除磷、除藻的原因.     

ZIF-67高效吸附去除水中的洛克沙胂

作为一类很有应用前景的金属有机骨架材料(MOFs),沸石咪唑酯骨架(ZIFs)由于具有比表面积大、孔隙可调、易于实现内外位点功能化等优点,广泛受到人们的关注.作为ZIFs材料的一种,具有上述特点的沸石咪唑酯骨架-67(ZIF-67)由Co~(2+)离子和2-甲基咪唑通过配位及自组装形成.ZIF-67拥有高度稳定的结构,在吸附、分子分离、传感、催化等领域有着广泛的应用.本研究利用一种环境友好型的方法合成了ZIF-67,并用来吸附去除水中的洛克沙胂.探究了吸附过程中的吸附动力学、吸附热力学行为和吸附机理.实验结果表明,ZIF-67对水中的洛克沙胂具有优良的吸附性能,在pH=6时最大吸附量可以达到172.45 mg·g~(-1),吸附动力学与热力学行为分别符合准二级动力学和Langmuir吸附等温模型.ZIF-67对洛克沙胂的吸附机理可能是静电吸附和离子交换作用.通过固定床小柱实验表明ZIF-67具有很好的实际应用性能.