水俣氧化铁对废水中某些放射性核素的吸附研究

研究了水合氧化物对＾１０６Ｒｕ，＾９０Ｓｒ－＾９０Ｙ，＾１３７ＣＳ及＾１５３－１５４Ｅｕ的吸附规律。结果表明，水合氧化物对Ｒｕ、Ｓｒ、Ｙ及Ｅｕ有良好的吸附性能，对Ｃｓ有一定的吸附性。Ｆｅ／Ｚｎ混合氧化物对Ｃｓ和Ｓｒ－Ｖ的吸附能力比水合氧化铁高一个数量级。     

Zr-Fe双组分复合除砷吸附剂的优化制备及性能评价

实验发现,铁氧化物或铁的羟基氧化物对As(V)有较好的吸附性能,而锆氧化物或锆水合氧化物则对As(Ⅲ)有优异的吸附选择性,但其使用的pH通常要在9的条件下。通过简单的共沉淀法制备了Zr-Fe双组分复合吸附剂,在制备过程中通过优化制备条件如:沉淀剂浓度、金属离子总浓度、金属离子配比、反应温度、反应时间及吸附剂价格等因素,最终合成出了对As(V)和As(Ⅲ)都具有良好吸附能力的吸附剂。这种吸附剂在中性条件下对As(V)和As(Ⅲ)的最大吸附量为62 mg/g和118 mg/g。     

紫露草微核技术监测低水平放射性污染的研究及在秦山核电站周围环境本底调查中的应用

本文报道三种不同浓度的低水平放射性溶液~(90)Sr+~(90)Y、~3H,~(139)Cs、~(131)I、~(239)P_u及低剂量~(60)Co_γ射线外照射诱发紫露草微核效应的研究。结果表明,在一定剂量范围内对紫露草花粉母细胞都有诱变作用,不同浓度溶液诱发的微核率与对照组微核率作统计学处理,差异是显著的。 1986～1987年应用于秦山核电站本底调查,表明1986年因受苏联切尔诺贝利核事故影响,紫露草微核率本底偏高。湖塘水平均值5.4％～5.7％,饮用水5.2％,厂区取水口和排水口(海水)在7.5％～9.3％之间。1987年紫露草微核率已降至本底水平,分别为2.6％～2.7％、3.2％～3.6％、3.3％～4.5％之间。     

抗铯细菌对~(137)Cs的吸附特性及分子鉴定

以大亚湾核电站周围土壤中分离得到的BAT-221菌株为研究对象,探讨了该菌株的种属分类地位及菌株在不同条件下对铯-137(~(137)Cs,以下简称Cs)的吸附特性及分子鉴定。16SrDNA序列分析结果表明,BAT-221菌株应为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),将其命名为Bacillus cereus BAT-221(基因序列登录号:JF901707)。它对Cs~(2+)的最佳吸附条件为:pH=5,Cs~(2+)初始质量浓度80mg/L,反应时间30min,摇床转速120r/min,该条件下吸附率达到86.39%。傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析结果显示:菌株吸附前后的区域峰发生了明显变化,说明其为细胞上的亚氨基(=NH)、羟基(—OH)、羧基(—COOH)、次甲基(≡CH)、醇类和酚类等结构和物质参与了对Cs的吸附。可见,该菌株可作为环保、经济的生物材料对Cs进行处理。     

一种新型复合除砷材料的制备及其性能

将锆的水合氧化物固载于大孔螯合树脂D401上制备出一种新型除砷材料,并研究了不同实验条件下复合吸附剂D401-Zr对水溶液中As(V)的吸附性能。研究结果表明,在pH<5.2时D401-Zr对As(V)都具有较强的吸附性能;其吸附等温线与Langmuir吸附模型具有较高的吻合度;吸附动力学研究表明,D401-Zr对砷的吸附均遵循二级动力学方程;竞争吸附实验表明,与SO24-、Cl-共存时,D401-Zr对砷的去除率大于90%,而与PO34-、F-竞争离子共存时,其去除率明显下降。     

Zr—Fe双组分复合除砷吸附剂的优化制备及性能评价

实验发现,铁氧化物或铁的羟基氧化物对As（V）有较好的吸附性能,而锆氧化物或锆水合氧化物则对As（Ⅲ）有优异的吸附选择性,但其使用的pH通常要在〉9的条件下。通过简单的共沉淀法制备了Zr-Fe双组分复合吸附剂,在制备过程中通过优化制备条件如：沉淀剂浓度、金属离子总浓度、金属离子配比、反应温度、反应时间及吸附剂价格等因素,最终合成出了对As（V）和As（Ⅲ）都具有良好吸附能力的吸附剂。这种吸附剂在中性条件下对As（V）和As（Ⅲ）的最大吸附量为62mg／g和118mg／g。     

氨基复合铁氧化物对As(Ⅴ)的吸附性能与机理

用氯化十六烷基三甲铵(Cetyltrimethylammonium chloride,CTAC)修饰铁氧化物Fe_2O_3,得到氨基复合的铁氧化物纳米材料(Fe_2O_3@CTAC)并研究了其对As(Ⅴ)的吸附去除性能及机理。CTAC修饰不会改变Fe_2O_3的物理化学结构,而形成的Fe_2O_3@CTAC不仅可以通过铁氧化物表面络合作用吸附As(Ⅴ),复合材料表面的氨基也可以通过静电作用吸附As(Ⅴ)。因而复合材料对As(Ⅴ)的吸附去除效果显著提升,饱和吸附容量可以达到23.13 mg·g~(-1)。Fe_2O_3@CTAC吸附As(Ⅴ)可以在2 min内达到平衡,符合拟二级动力学模型和two-site Langmuir模型。在pH为3~9的范围内,Fe_2O_3@CTAC均能有效吸附去除As(Ⅴ),去除率均能达到90%以上。天然有机质和硫酸根、碳酸氢根、硅酸根对As(Ⅴ)在Fe_2O_3@CTAC上的吸附没有明显的抑制作用。磷酸根由于与As(Ⅴ)存在竞争吸附作用而抑制As(Ⅴ)的吸附,然而在通常水体磷酸根浓度条件下,Fe_2O_3@CTAC对As(Ⅴ)的去除率依然达到90%以上。此外,Fe_2O_3@CTAC可以再生并重复利用,经过5次循环利用后As(Ⅴ)的去除率能够保持在85%以上。     

3种表面修饰活性炭对水体中磷的吸附

为克服活性炭磷吸附能力有限的问题,使用ZnCl_2、十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)和Fe/Al(氢)氧化物纳米颗粒分别研究了物理结构法、表面活性剂法和载体法3种表面修饰方法对活性炭磷吸附能力的影响。实验发现,载体法为3种方法中最好的修饰方法。对载体法制备吸附剂的材料用量的比较发现,在Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)摩尔比为9:1的条件下,把1.5 g活性炭加入到总浓度为1 mol·L~(-1)的200 m L Fe(Ⅲ)和Al(Ⅲ)混合溶液中,形成的纳米Fe/Al(氢)氧化物能够较好地利用活性炭表面,该复合材料1.5AC-Fe/Al在磷平衡浓度约为50 mg·L~(-1)时吸附量达到29.3 mg·g~(-1)。该材料表征结果表明,纳米Fe/Al(氢)氧化物颗粒被成功负载在活性炭表面。在酸性条件下,复合材料表面的—H~+和—OH_2~+所引起的静电吸附和配位交换是促进吸附带负电磷酸根离子的原因。     

铝锰复合氧化物负载沸石对氨氮和磷的同步吸附特性

采用氧化还原-共沉淀法将铝锰复合氧化物负载到沸石表面制成颗粒型吸附材料,探究了该吸附剂同步去除氨氮(NH_4~+-N)和磷(P)的吸附动力学和吸附等温线特征,并讨论了吸附剂投加量和溶液p H值对吸附效果的影响。结果表明:铝锰复合氧化物改性沸石(aluminum-manganese bimetal oxide coated zeolite,AMOCZ)对NH_4~+-N及P的吸附动力学曲线均符合拟二阶吸附动力学方程的特征;NH_4~+-N的吸附等温线数据可用Freundlich方程进行较好地拟合,而Langmuir方程更适用于描述P的吸附等温线特征。NH_4~+-N和P共存时,两者在AMOCZ表面的饱和吸附量分别从单独体系下的1.24和6.43mg·g~(-1)变为8.17和6.51 mg·g~(-1)。这说明P的存在可显著促进AMOCZ对NH_4~+-N的吸附,而NH_4~+-N的存在对P的吸附无显著影响。此外,复合污染条件下,P的存在在p H=3~10范围内均能促进AMOCZ对NH_4~+-N的吸附;NH_4~+-N在p H为3~8时对P的吸附起促进作用,p H大于8时则会抑制AMOCZ对P的吸附。     

土壤及其主要化学组分对五氯酚吸附特征研究

研究了土壤原样及其去锰氧化物、去铁氧化物、去有机质和去水溶性有机质(DOM)土壤样品对五氯酚(PCP)的吸附规律,分析了土壤及其主要化学组分对PCP的吸附机制.实验结果表明,Langmuir方程可较好地描述PCP在各土壤样品上的热力学吸附过程.PCP在土壤上的吸附行为与自身性质和土壤理化性质密切相关,有机质和铁氧化物对PCP的吸附起到促进作用,而锰氧化物和DOM则能在一定程度上抑制PCP的吸附.通过Langmuir方程得到的拟合结果,可判断PCP在各土壤样品上的最大吸附量为去锰氧化物土壤样品＞去铁氧化物土壤样品＞去DOM土壤样品＞土壤原样＞去有机质土壤样品.     

锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能

利用锆、铁氧化物对活性炭纤维进行改性,制备了一种新型高效除磷吸附剂——负载锆铁氧化物的活性炭纤维(ACF-ZrFe)。综合运用单因素实验与正交实验对吸附剂的制备条件进行优化,同时利用环境扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析对吸附剂表面性质及反应机理进行了探究。实验结果表明,ACF-ZrFe制备的最佳条件为:锆铁摩尔比7∶3,浸渍液中锆铁总浓度0.1mol/L,超声处理时间10min。当pH为4时,ACF-ZrFe对磷的吸附效果最显著。NO_3~-、SO_4~(2-)、F~-和Cl~-等共存阴离子对磷吸附有一定抑制作用,其作用强弱顺序为:F~-NO_3~-Cl~-SO_4~(2-)。Langmuir等温吸附模型很好地描述了ACF-ZrFe对水中磷的等温吸附行为,最大吸附量为27.03mg/g,吸附动力学满足准二级动力学模型,表明化学吸附是该反应的主要限速步骤。红外光谱分析及pH影响实验表明,ACF-ZrFe吸附磷的主要机理为阴离子配位体交换和静电吸附。     

吸附剂浓度对Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在高岭土上吸附的影响

研究了吸附剂浓度(Cs)对Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在高岭土上吸附的影响。结果表明,随Cs增大,吸附等温线下降,呈现出明显的吸附剂浓度效应(Cs-effect)。采用经典Langmuir和Freundlich吸附等温式对吸附数据进行拟合表明,在给定Cs下,Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附等温线分别符合Langmuir和Freundlich等温式;但这2个等温式不能描述或预测Cseffect,模型参数与Cs有关,与模型理论预测相悖。为解释和描述固/液界面吸附中的Cs-effect,我们近期提出了表面组分活度(SCA)模型,并推导出了Langmuir-SCA和Freundlich-SCA等温式。采用SCA模型等温式对吸附数据进行拟合表明,Langmuir-SCA和Freundlich-SCA等温式可分别准确地描述Zn(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在高岭土上吸附的Cs-effect结果,证明SCA模型是合理的。     

铁铜双金属氧化物对水体中Sb(Ⅴ)的吸附去除研究

通过化学共沉淀法制备铁铜双金属氧化物,并采用扫描电镜、X射线衍射、氮吸附脱附实验对其化学组成及表面积进行分析。通过静态吸附与固定床动态吸附实验考察铁铜双金属氧化物对废水中Sb(Ⅴ)的吸附去除能力,并分析了吸附动力学与反应机制。结果表明,制得的铁铜双金属氧化物并不仅是铜氧化物与铁氧化物的简单混合,其比表面积远大于铁氧化物和铜氧化物;静态吸附实验显示,铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)溶液的吸附去除率明显高于铁氧化物和铜氧化物,当Sb(Ⅴ)溶液初始pH为6.0,初始质量浓度为20mg/L,溶液体积100mL,振荡速度100r/min,吸附时间为24h,0.03g铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)的吸附去除率高达95.6%,吸附数据符合伪二级动力学方程;固定床动态吸附实验表明,随着进水流量的增加,床层耗竭时间缩短;铁铜双金属氧化物对Sb(Ⅴ)去除以化学吸附为主,铁铜双金属氧化物在吸附过程中生成铁置换的黝铜矿。     

固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制及热力学研究

以聚乙烯醇和海藻酸钠作为载体,制备了固定化啤酒酵母菌颗粒。研究了固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制和吸附热力学。结果表明:(1)吸附Sr2+后的固定化啤酒酵母菌的内部结构更松散,更有利于固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附。(2)固定化啤酒酵母菌吸附Sr2+后,部分-OH参与了吸附,使形成的氢键部分断开,振动峰发生蓝移。另外,由于-NH2和-CO-NH-中的N原子可提供孤对电子与有空轨道的Sr2+配位,从而改变了基团的极性。(3)当Sr2+初始质量浓度为10～200mg/L时,固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附模型,但符合Langmuir吸附模型的程度更优,这说明固定化啤酒酵母菌与Sr2+之间主要通过分子间引力产生吸附,是以单分子层吸附为主的物理吸附。     

CoFe_2O_4/MgAl-LDO吸附水中的Cr(Ⅵ)

采用水热法、共沉淀法合成Co Fe2O4/Mg Al-LDH,于高温下焙烧4 h后,制备出同时具有高吸附性能和磁分离性能的镁铝复合氧化物(Co Fe2O4/Mg Al-LDO),研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。采用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等技术对吸附剂进行表征。通过序批实验考察了焙烧温度、溶液初始p H值、吸附时间、温度等因素对Co Fe2O4/Mg AlLDO吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,当焙烧温度在450~550℃之间、溶液初始p H=2~6时,吸附剂对Cr(Ⅵ)均具有较好的吸附效果,且吸附反应在90 min内达到平衡。Co Fe2O4/Mg Al-LDO吸附Cr(Ⅵ)过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,当温度为318 K时,理论饱和吸附容量为98.04 mg/g。热力学研究结果表明,该吸附过程为自发的、吸热反应过程。     

重金属离子对生物炭吸附水环境中雌激素的影响

以小麦秸秆为原料制备生物炭(BC),采用批量吸附实验研究BC对水环境中雌激素双酚A(BPA)、17α-乙炔基雌二醇(EE2)的吸附行为,并选用模型污染物菲作对比,探讨了重金属离子(Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+))对BC吸附雌激素的影响和作用机制。结果表明:BC对污染物的最大吸附能力为菲BPAEE2,其主要吸附机制为疏水性作用、π—π电子供受体作用、孔隙填充作用等。在重金属离子存在条件下,BC对污染物的吸附明显降低,一方面是因为重金属离子与BC表面含氧官能团发生络合作用竞争吸附点位;另一方面是因为重金属离子可与周围水分子之间形成三维水合金属离子进行孔隙堵塞。Pb~(2+)对BC吸附能力的抑制作用最弱,这主要是因为Pb的水合离子半径最小,孔阻塞和竞争作用最弱。     

磁性介孔锰铁复合氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以复合金属草酸盐为前驱体制备了纳米晶构筑的介孔锰铁氧化物材料,采用透射电镜、X射线衍射仪和固体比表面测定仪等对产物进行了表征.并研究了其对水体Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了pH及离子强度对吸附容量的影响、吸附动力学、吸附等温线以及碱液对Cr(Ⅵ)的洗脱率。结果表明,获得的锰铁氧化物为纳米晶构筑的介孔材料,比表面达277.4 m2/g,对Cr(Ⅵ)在酸性条件下有较强的吸附性能。在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg/L,pH值在2时,10 min内能使溶液中的Cr(Ⅵ)去除率达96.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附容量Qm为40 mg/g。     

锆改性铝氧化物对水中磷的吸附特性

采用共沉淀法制备锆改性铝氧化物。在研究其对水中磷吸附特性的基础上,结合SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS等表征手段,分析吸附剂的结构组成以及反应前后的表面基团变化,探讨吸附除磷的机理。结果表明:Power动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述锆改性铝氧化物对磷的吸附特征;在投加量为0.3 g·L~(-1)、溶液pH为7时,磷的饱和吸附量为76.63 mg·g~(-1);pH=4~6时,吸附剂除磷效果较好,在偏碱性环境下,磷吸附量明显降低;Cl~-和SiO_3~(2-)对磷的吸附有较强的抑制作用,且干扰效果随着阴离子浓度的升高而加强。通过材料表征结果可知,吸附剂呈无定型结构,表面含有丰富的羟基。该吸附剂的除磷机制主要为表面络合和离子交换作用。     

Fe-Ni、Fe-Zr水合氧化物的掺杂特征及其对PO43-和AsO43-的吸附机制

水中含氧阴离子的高效去除是水质净化领域的研究前沿和热点之一.以地球上含量丰富的、具有代表性的3d过渡金属Fe、Ni和前4d过渡金属Zr的金属盐为前驱物,采用水热法,制备了过渡金属的水合氧化物及Fe-Ni和Fe-Zr复合水合氧化物,并以磷酸根和砷酸根为目标污染物,评价了这些过渡金属的水合氧化物及Fe-Ni和Fe-Zr复合...     

氧化石墨烯-铁氧化物改性石英砂表面性能表征及其对腐殖酸的吸附特性研究

普通石英砂(RQS)滤料对腐殖酸(HA)的去除能力非常有限。以三氯化铁与氧化石墨烯(GO)为改性剂,对RQS进行改性,得到氧化石墨烯-铁氧化物改性石英砂(GO-IOCS),研究其吸附特性,并运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等手段进行表征。结果表明:(1)GO-IOCS对初始质量浓度低于5mg/L的HA溶液,吸附去除率高达98.57%,约为RQS的5倍;(2)GO-IOCS表面负载均匀密集的颗粒,且具有利于吸附的大量官能团(如—OH、C—O、C=O、Fe—O—C等);(3)GO-IOCS和RQS对HA的吸附动力学特性都符合准二级动力学模型,前者对HA的吸附速率约为后者的3倍;(4)GO-IOCS对HA的吸附除了静电作用外,还包括离子交换作用。