多孔黏土异质结构材料的制备及其吸附环己酮的性能研究

煅烧有机膨润土制备出的多孔黏土异质结构材料(PCH-C)是一种良好的挥发性有机化合物的吸附剂。探讨了PCH-C制备过程中的表面活性剂、柱撑剂及其配比对PCH-C吸附环己酮的影响,并通过BET和X光电子能谱(XPS)等手段探索其影响机制。结果表明:有机膨润土的比表面积仅为73.6m~2/g,微孔孔容为0cm~3/g,中孔孔容为0.014cm~3/g,而PCH-C的比表面积为608.3m~2/g,微孔孔容达到0.392cm~3/g,中孔孔容高达0.804cm~3/g;O摩尔分数从55.13%上升至66.44%,其中C—OR、C=OR和O=C—OR等表面碳官能团含量显著增加;十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)所制备的PCH-C对环己酮的吸附量最大;当表面活性剂与膨润土原土的质量比为1.0∶1.0、柱撑剂与有机膨润土前驱体的质量比为120∶1时,PCH-C对环己酮的吸附最佳,最高吸附量达到129mg/g。     

热解温度对污泥碳基材料表面性质及吸附性能的影响

以市政污泥为原料,在300、400、500、600、700和800℃无氧气氛下,热解制备了污泥基生物炭。采用BET、SEM、XPS、FT-IR对不同热解温度下污泥炭进行了表征分析;研究了不同热解温度下污泥炭对污水中有机物的吸附效果和动力学;探究了热解温度对污泥炭微观调控下吸附实际水体中有机物的匹配机质。结果表明,随热解温度的升高,C—H、C—C结合比例降低,C=C、C—O=C比例升高,芳香化程度增加,且比表面积、孔容及表面粗超度均有所增加,1～2 nm微孔比例增多,介孔向微孔发展趋势逐渐明显。800℃热解温度条件下制备的污泥炭对二沉池出水中有机物的吸附效果优于其他温度下制备的污泥炭。吸附温度为298.15 K时,最大吸附容量为282.5 mg·g~(-1),且符合准二级吸附动力学。高温下制备的污泥炭对水体中腐殖酸和富里酸具有较强的吸附效能。这主要是由于表面丰富的含氧官能团、芳香键与腐殖酸和富里酸发生了氢键、化学键缔合作用和π-π共轭作用,同时污泥碳表面发达的孔隙结构和较大的比表面积也提供了更多的活性结合位点,促进了污染物的吸附。     

煤基活性炭表面改性对稀土负载型CeO_2/AC低温脱硝性能的影响

以煤基活性炭(AC)为载体,在不同温度下分别采用空气热氧化和硝酸浸渍对其进行预氧化表面改性处理,然后将稀土金属Ce3+负载在预氧化改性后的活性炭载体上,经煅烧而制得改性Ce O2/AC低温SCR脱硝剂。并采用N2等温吸附脱附测试、X射线光电子能谱等表征手段考察了2种不同预氧化改性方式对基炭孔结构和表面物化性质的影响。同时研究了不同预氧化方式、稀土负载量、煅烧温度对脱硝剂的低温脱硝性能的影响。结果表明:空气热氧化预处理的AC相对于原炭而言,比表面积没有明显损失,且基炭表面官能团得到了明显丰富;而经硝酸氧化的活性炭,比表面积有明显下降。制备Ce O2/AC低温脱硝剂的最佳工艺为:在350?C下,采用空气热氧化预处理,稀土负载量为5%(质量分数),500?C N2保护煅烧温度下,所得到的Ce O2/AC脱硝剂具有最佳低温脱硝活性。该脱硝剂在脱硝温度为150?C即可达到100%的脱硝率。     

常压制备秸秆活性炭对水溶液中磷元素的吸附

开发了非真空制备秸秆活性炭的新方法,以稻草秸秆为原料,醋酸钙和氯化锌为活化剂,经热处理,一步合成改性秸秆活性炭。XRD图谱显示,产物为碳酸钙改性活性炭;SEM和TEM的表征结果显示,该活性炭具有微米-纳米多维孔结构,碳酸钙颗粒均匀分布在活性炭的表面和基体中;BET比表面积实验测得不同浓度碳酸钙改性活性炭的比表面积在324~846 m2/g之间。含磷水溶液吸附实验表明,当改性活性炭中碳酸钙含量为1.5%时,活性炭具有最大吸附速率1.76 L/mg;碳酸钙含量为2.0%时,活性炭具有最大吸附容量3.21 mg/g。改性活性炭对磷元素的吸附过程符合Langmuir模型,说明改性活性炭对磷的吸附为单分子层吸附。     

氧化-负载铁组合工艺改性活性炭及其对Cr(Ⅵ)的去除

通过氧化-负载铁组合工艺对活性炭进行改性,对比了不同氧化剂(硝酸/磷酸)对改性效果的影响,利用Boehm、FT-IR、BET、XRD对改性活性炭(ACNF/ACPF)进行了表征,并对改性活性炭吸附水中痕量Cr(Ⅵ)的性能进行了研究。结果显示:硝酸与磷酸氧化均可显著增加活性炭表面酸性官能团数量,提高表面亲水性;改性后活性炭比表面积、孔体积和平均孔径均减小;负载的铁主要以铁(氢)氧化物形式存在于活性炭表面(ACPF)和介孔(ACNF)中;在Cr(Ⅵ)初始浓度0.5 mg/L,p H值3.0,活性炭投加量100 mg/L时,吸附12 h达到平衡,ACNF对Cr(Ⅵ)的去除率达到97.82%,出水Cr(Ⅵ)剩余浓度降至0.05 mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求,改性可显著提高对Cr(Ⅵ)的吸附容量。     

尿素、丙烯酸改性酚醛泡沫脱除烟气中的SO_2和NO

酚醛泡沫价格低廉制造方便,拥有可灵活控制的孔径及能够嫁接目标官能团的特点,是一种可用于烟气脱硫脱硝的优异新型吸附材料。选用尿素和丙烯酸对酚醛泡沫前驱体进行改性,研究改性后酚醛泡沫的表面结构变化及对脱除SO_2/NO的影响。结果表明,尿素和丙烯酸与树脂发生化学反应,在发泡成型后成功负载C—O、酚羟基、C—N、—NH和—CONH_2等有利于脱除酸性气体的活性基团。同时,改性后酚醛泡沫的比表面积和总孔容增大,孔径主要分布在中孔范围,孔壁上分布数量不等的小孔。这些改性后形成的物理化学结构提高了酚醛泡沫脱除SO_2/NO效率,脱除效果最好的复配改性样品为PF5(140 g苯酚中,加尿素20.0 g、丙烯酸23.0 g),在模拟无水烟气时,其稳态脱SO_2/NO效率分别达61.8%和21.75%。     

酸碱盐改性对活性炭吸附油气特征的影响

采用酸碱盐溶液浸渍方法对活性炭进行改性,探究了其吸附油气的特征,考察了改性后的活性炭对油气吸附量和穿透时间的影响,采用BET、SEM、XRD及FT-IR等方法对活性炭进行了表征。结果表明:改性后的活性炭孔结构和表面化学性质发生了明显的变化,2~#样品(醋酸改性)比表面积最大为1 264.33 m~2·g~(-1),碱改性活性炭对油气的吸附性能优于其他改性方法,3~#样品(氨水改性)吸附容量最高为0.279 g·g~(-1),拟合动力学速率常数k′值是0.096 3,5#样品(氢氧化钾改性)穿透时间最长为130 min;改性处理后,增加了活性炭表面的—OH与C=C含量,正丁烷主要以—CH_2基团吸附在吸附剂表面。在综合酸碱盐溶液改性的基础上,利用Yoon-Nelson动力学方程对吸附曲线进行拟合,评价改性活性炭对油气的吸附性能。以上研究结果可为活性炭吸附油气的工业应用提供参考。     

几种不同处理方法对活性炭表面化学性质的影响

活性炭表面官能团的种类和数量决定了活性炭的表面化学性质,而化学性质决定了活性炭的表面吸附特性。使用5种常见的处理方法处理活性炭,采用Boehm滴定法,XPS对活性炭进行表征,通过单因素实验系统地考察了活性炭表面含氧官能团及碱度随处理条件的变化,同时通过碱度变化讨论了部分处理方法对于原活性炭表面灰分的去除。结果表明:在处理液150 mL、20℃、200 r/min条件下:50 g活性炭经0.01～5 mol/L HCl处理4 h,活性炭表面碱度降低范围63.2%～76.5%,灰分去除效果好,低浓度的盐酸就能达到较好的灰分去除效果,活性炭表面没有形成大量的含氧官能团;在HNO3浓度1～12 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后总碱度降低显著,灰分去除效果优于HCl处理,HNO3氧化作用使活性炭表面形成了大量含氧官能团,总酸度、羧基、内酯基、酚羟基含量均相对于原活性炭增加明显;在H2O2质量浓度5%～20%、处理时间0.5～4 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱性灰分去除不好,活性炭表面没有形成大量含氧官能团,H2O2处理引起活性炭表面化学性质变化较小;在NaOH浓度0.1～2 mol/L、处理时间1～8 h、活性炭量25～75 g条件下处理后碱度增加明显,酸度减小明显,羧基、酚羟基含量降低。50 g活性炭在微波功率100～500 W、处理时间2～10 min、载气流量600～1 400 mL/min条件下经微波处理后,微波热效应导致含氧官能团分解,总碱度增加,总酸度下降,羧基含量、内酯基含量降低,酚羟基含量因条件的不同而变现出不同的变化。     

碱处理和掺氮耦合改性对活性炭纤维吸附甲醛性能的影响

甲醛作为一种常见的挥发有机化合物(VOC),对人体健康构成长期危害。为提高活性炭纤维(ACF)对甲醛等有害气体的吸附去除能力,采用不同浓度的碱处理和不同温度的氮修饰对ACF进行耦合改性,对共同改性后的ACF进行SEM、BET和XPS等分析测试,获得相关物理化学参数,并评价其吸附去除甲醛气体的性能。研究结果表明:碱处理后的ACF获得了发达的微孔结构和较高的比表面积。氮修饰后,ACF表面含氮官能团数量明显提高。改性后的ACF去除甲醛的性能得到了明显的提升,对初始浓度为4 mg·m~(-3)的甲醛去除率高达98%。吸附去除甲醛性能的提高应该归因于比表面积的大幅度提升和表面含氮官能团数量增加的共同作用。     

不同预处理方法对活性炭纤维结构和吸附性能的影响

以商品活性炭纤维为原材料,采用水洗和HNO3、H_3PO_4和HF酸洗方法对其进行预处理。利用扫描电镜、比表面积测定仪及傅立叶红外光谱仪对其表面形貌和结构进行表征,并通过测定灰分含量、碘值和苯酚值考察其吸附性能。结果表明:预处理后活性炭纤维的形状和尺寸变得相对规整,表面酸性官能团数量增加,吸收谱峰变得尖锐,比表面积和总孔容增大。HF水浴去灰分效果最佳可达84.8%;H_3PO_4活化炭化的碘和苯酚吸附值最高,分别为1 925 mg/g和226 mg/g;而HNO3活化会造成表面刻蚀,碘和苯酚吸附值最低。确定H_3PO_4活化炭化为本实验最佳预处理方法。     

造纸废水混凝处理中SFT助凝替代性研究

中小造纸厂废水处理常用PAC作混凝剂 ,PAM作助凝剂。由于PAM成本很高 ,影响了处理设备的投运率。用超细滑石粉 (SFT)替代PAM助凝 ,与混凝剂PAC配合 ,其混凝处理效果基本相当 ,但是处理成本降低 0 .10元 /m3 。由于SFT属环境无害材料 ,不会给排泥带来二次污染     

An application of the theory of kinematics of mixing to the study of tropospheric dispersion

The most common technique used for numerical simulations of tracer mixing is that of the numerical solution of the advection–diffusion equation with the unresolved fluxes parameterized using the similarity theory. Despite correct predictions of the overall directions of transport, models based on a numerical solution of the advection–diffusion equation lack sufficient accuracy to correctly reproduce the coupling of mixing with small scale processes which are sensitive to the microstructure of the tracer distribution. The objective of this paper is to revisit the basic formalism employed in numerical models used to investigate atmospheric tracers. The main mathematical method proposed here is the theory of kinematics of mixing which could be applied effectively for simulations of atmospheric transport processes. At the beginning of the paper, we introduce simple mathematical transformations in order to demonstrate how complex topological structures are created by mixing processes. These idealistic flow systems are essential to explain transport properties of much more complex three-dimensional geophysical flows. An example of the application of the kinematics of mixing to the analysis of tracer transport on a planetary scale is presented in the following sections. The complex filamentary structures simulated in the numerical experiment are evaluated using some commonly applied statistical measures in order to compare the results with the data published in the literature. The results of the experiment are also analysed with the help of simple conceptual models of fluid filaments. The microstructure of the tracer distribution introduced in the paper is essential to increase our understanding of atmospheric transport and to develop more realistic parameterizations of small-scale mixing. The presented results could also be used to improve calculations of the coupling between microphysical processes and tracer mixing.     

Estimation of uncertainty of sampling for analysis of pesticide residues

Abstract

A computer model was used to take random samples from primary sample populations obtained from field trials to simulate the uncertainty of sampling for residue analysis of plant commodities and soil. The results indicate about 40%, 30% and 20% relative uncertainty when random samples of size 5, 10 and 25 are taken respectively, from a single lot. Therefore the sample size should be the same for establishing and enforcing legal limits.     

次氯酸钠发生器的研制

介绍了电解法生产次氯酸钠的原理 ,并在原有生产工艺的基础上进行了重新设计和对设备的重新选择、改造 ,得出了各个工艺参数的最佳值 ,生产出高品质的次氯酸钠     

不同泥源对厌氧氨氧化反应器启动的影响

采用2套上流式生物膜反应器,分别接种少量厌氧氨氧化污泥和大量硝化污泥,考察其对厌氧氨氧化反应器启动的影响。污泥接种入反应器后,测得接种厌氧氨氧化污泥的反应器(R1)内MLSS为0.22 g/L,另一个反应器(R2)MLSS为2.7 g/L。与直接接种厌氧氨氧化污泥相比,R1经过72 d的运行才显现出厌氧氨氧化特性。经过114 d的培养,前者氮去除速率由0.23 kg/(m3.d)提升到5.29 kg/(m3.d),总氮去除率大于89%;R2的氮去除速率由0.01 kg/(m3.d)提升到1.1 kg/(m3.d),总氮去除率大于84.6%。说明普通污泥启动需要一个较长的筛选过程,直接接种少量的厌氧氨氧化污泥比接种普通的污泥能够更快启动厌氧氨氧化反应器。     

活性炭三维电极法对印染废水的处理研究

对三维电极方法处理印染废水进行了实验研究,初步探讨了活性炭三维电极法处理印染废水的机理,对影响处理效果的各种要素,如反应时间、槽电压和pH值等进行了条件实验,得出了活性炭三维电极法处理印染废水的最佳运行条件为:停留时间120-180 min,槽电压25～30 V,进水pH值6.5～7.5。结果表明,该反应器能有效地降低废水色度,有较高的COD去除效率,并能提高印染废水的可生化性。     

产油微藻培养与回收的关键技术研究进展

寻找廉价而高效的替代原料是实现生物柴油产业化的关键所在.微藻以含油量高、生长周期短、环境适应能力强、生物产量高等优点,有望成为一种极具潜力的生物柴油生产原料.然而,目前尚存在微藻培养低效成本高和微藻回收效率低两大难题.综述了微藻培养与回收过程中的关键技术,并对存在的两大难题及其改进技术进行了详细的探讨.最后,总结并展望了微藻培养、回收技术未来的发展趋势.     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%(质量百分比).反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.     

Visualisation of the complexity of EUSES

The interdependencies of parameters applied in the models of EUSES are visualised in a directed connectivity graph. The parameters (inputs, defaults, state variables, outputs) are represented by boxes (nodes) and their relations by lines (edges). The visualisation, on the one hand, clarifies the complexity of the models in EUSES and, on the other hand, creates an overview and transparency. The parameters’ relations to each other can be recognised faster, and the models can be better understood. The complexity was quantified by the number (variety), kind (substance parameter, physico-chemical parameter, concentration, other parameters), and depth (dimension) of the parameter and the number of relations (connectivity). The variety of EUSES (without the modelsSimple Treat andSimple Box whose interior structure is not documented and without the effect and risk characterisation) amounts to 466, the connectivity to 961, and the maximal dimension is 21.     

水中有机污染物超声强化氧化技术研究进展

超声波技术在化学、环境、制药以及生物等领域有着广阔的应用前景。在降解水中难降解有机污染物方面 ,超声强化氧化技术有一定优势 ,降解效果显著 ,符合绿色环保技术的要求。超声强化氧化技术主要可分为超声空化技术、超声强化化学 (催化 )氧化技术、超声强化电化学 (催化 )氧化技术、超声强化光化学 (催化 )氧化技术、超声 生物降解等几大类 ,本文对各类技术的优缺点进行了评述。