限域结构纳米复合材料及其吸附性能研究进展

纳米材料因其比表面积大和表面活性高，在水处理领域表现出了极具潜力的发展前景。利用空间限域结构来固定和分散纳米材料可有效解决纳米材料易团聚失活、操作分离困难和潜在环境风险等问题。文章综述了具有限域结构的纳米复合材料制备方法及其对水中污染物吸附性能的研究进展，从限域空间内纳米颗粒的尺寸调控与污染物的富集、限域空间中特异性的污染物分子结构和纳米材料晶体结构等多方面详细分析了纳米限域效应的环境行为及其对水环境中污染物去除的重要意义。根据分析可知，限域结构中的吸附机理、纳米复合材料在真实环境体系下的应用、材料的环境与健康风险等是未来该领域研究的重要方向和热点内容。     

纳米材料对环境和健康的潜在危害

随着越来越多的纳米商品材料在生产和生活中的应用，纳米材料的环境安全问题逐渐引起关注，纳米科技和纳米材料的潜在风险及其负面影响已成为专家共识。文章综述了纳米材料对环境和生命健康带来的可能危害及其毒性特性，并认为深入研究纳米材料的环境安全问题将有助于建立正确生产，使用和处理纳米材料的科学规范。     

负载型纳米Fe与负载型纳米Fe-Ni降解甲基橙的对比研究

以阳离子交换树脂为载体,合成了负载型纳米Fe和负载型纳米Fe-Ni双金属材料,并采用扫描电子显微镜和能谱分析对该材料进行表征,考察了m(FeSO4):m(树脂)、负载纳米材料加入量、溶液pH等因素对甲基橙降解率的影响.结果表明,两种负载纳米材料对0.05 g·L-1甲基橙均有较好的降解效果,甲基橙的降解率随负载纳米材料加入量的增加而增加;纳米双金属材料中Ni含量的增加有利于甲基橙的降解.在pH =4酸性条件下降解效果最佳.在优化的降解反应条件下,对比研究了负载型纳米Fe和负载型纳米Fe-Ni对甲基橙的降解效果.结果表明,负载型纳米Fe-Ni对甲基橙的降解效果要优于负载型纳米Fe.制备的材料在多次使用后经活化,仍有良好的催化稳定性.     

3种金属氧化物纳米材料在不同土壤中运移行为研究

采用实验室柱淋溶方法,考察了纳米CeO2、纳米TiO2和纳米Al2O3材料在不同土壤中的运移行为,分析了纳米材料在土壤中运移能力与土壤性质的相关性,并采用胶体运移动力学模型估算了纳米材料在土壤中的最远运移距离.结果表明,纳米CeO2和纳米TiO2在试验的大部分土壤中有很强的运移能力,而纳米Al2O3仅在试验的酸性土壤中有较强的运移能力,在其他土壤中几乎被全部截留.纳米材料在土壤中运移的机制非常复杂,静电作用、土壤表面电荷异质性、团聚作用、张力作用(straining)以及过滤熟化作用(ripening)均对纳米材料的运移有着重要的影响.纳米CeO2的运移能力与土壤Zeta电位显著负相关;纳米TiO2的运移能力与土壤黏粒含量显著负相关,与土柱渗透系数显著正相关;纳米Al2O3的运移能力与土壤pH显著负相关,与土柱渗透系数显著正相关.模型估算的纳米CeO2、纳米TiO2和纳米Al2O3在试验土壤中的最远运移距离分别为52~69 043、31~332和<10~5 722 cm.纳米材料在一些土壤中的最远运移距离远远大于30 cm表层土壤的深度,意味着纳米材料在这些土壤中有向深层土壤运移的可能.     

纳米CNTs/Fe_3O_4修饰石墨电极电Fenton降解苯酚

以多壁碳纳米管(CNTs)为载体,采用共沉淀法制得纳米CNTs/Fe3O4材料。对纳米CNTs/Fe3O4材料进行了TEM、XRD表征。合成的纳米CNTs/Fe3O4材料修饰石墨电极用作阴极,并对苯酚进行电化学降解研究。考察了电压、pH值对苯酚降解的影响,在优化的条件下,电压为5 V、pH值为5、对150 mg/L苯酚原液降解120 min,降解率可达92%。探讨了纳米材料修饰石墨电极的电化学行为,表明纳米CNTs/Fe3O4材料修饰电极能够促进O2生成H2O2,纳米Fe3O4中的Fe与H2O2发生Fenton反应,产生·OH氧化降解苯酚。     

走进纳米世界

纳米 纳米(nm)如同厘米、分米和米一样,是度量长度的单位,大致在10~(-9)这样的数量级。将1nm的物体放到乒乓球上,就像一个乒乓球放在地球上一般。 纳米科技 纳米科技是一门以0.1～100纳米这样的尺度为研究对象的前沿科技,它以许多现代先进科技为基础,是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和现代技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。纳米科技又将引发一系列新的科学技术,例如纳米电子学、纳米材科学、纳米机械学等。 纳米材料与纳米粒子 纳米材料又称为超微颗粒材料,由纳米粒子组成。纳米粒子也叫超微颗粒,一般是指尺寸在1～100nm间的粒子,它的光学、热学、电学、磁学、力学以及化学方面的性质和大块固体时相比有显著的不同。     

二氧化铈纳米催化剂的制备及臭氧化应用

分别以Ce(NO3)3.6H2O和(NH4)2Ce(NO3)6作为铈源,通过简便的化学沉淀法,制备了二氧化铈纳米材料,考察了铈源对所得纳米结构、表面特征的影响。并将纳米材料应用于降解废水用臭氧化催化剂。结果表明,铈源的不同,导致纳米材料的表面态不同,从而引起二者的催化性能具有显著差异。其中,以Ce(NO3)3.6H2O为铈源获得的样品显示了较好的催化活性,以臭氧化反应60 min降解苯酚为例,苯酚降解效率提高了70%,开拓了纳米氧化铈作为臭氧化催化剂的新应用,为臭氧化水处理技术提供了新的选择。     

纳米二氧化钛的毒性研究进展

随着纳米技术的迅猛发展,纳米材料越来越广泛地应用于社会科技生活的各个领域,在给人们生活带来便利的同时,纳米毒性也日益受到越来越广泛的关注。然而目前纳米毒性关注的焦点多集中在碳纳米管等早先发现的纳米材料上,却对纳米TiO2这一取得方便、制备容易、应用广泛、产量最大的纳米材料关注不足。本文从细胞水平和在体水平综述了纳米TiO2毒性研究进展,阐述了纳米TiO2对人体及其它生物潜在的生物效应,并提出对纳米TiO2进行安全性评估的必要性。     

纳米技术在环境保护中的应用

介绍了纳米技术在环境保护领域中的应用现状、存在问题和今后的研究方向。纳米光催化剂、纳米过滤技术和纳米级的水处理剂在水处理中有着广泛的应用;纳米级的汽车尾气净化催化剂和其它纳米催化剂在大气污染控制方面有着普通材料无法比拟的优势;纳米技术在噪声污染控制和环境监测等方面也有广泛的应用。但是,纳米技术同时也存在光催化时光利用率低、催化效率低、纳米功能材料工作条件要求高等问题。     

纳米材料与技术在废水处理中的应用及前景

纳米技术是一种具有深刻理论研究价值和广泛应用前景的高新技术,通过概述纳米技术的内涵和纳米材料的特殊性质,以及综述近几年纳米技术与材料在废水化处理中的应用及研究进展,如光催化纳米材料、纳滤膜等可用于处理有机或无机废水,较传统的水处理技术有较大的突破,并指出目前国内外的研究热点,认为该领域在水处理方面具有广阔的应用前景.     

基于铁泥的磁性水处理材料制备及应用进展

近年来,固体废弃物铁泥(赤泥、水处理含铁残渣和富铁污泥)已被广泛用于水环境中污染物的去除,但从水环境介质中分离粉末状铁泥的困难导致其作为水处理材料无法大规模应用,而将铁泥制备成易于分离回收的磁性材料是解决此瓶颈的有效策略之一.根据国内外现有铁泥基磁性材料的研究,总结了铁泥基磁性材料的制备方法,包括热分解法、水热与溶剂热...     

电化学合成臭氧技术的研究动态

臭氧/催化臭氧化技术在给水处理、污水深度处理以及难降解废水的处理中引起了广泛关注。传统的臭氧使用方法是将由氧气生成的气相臭氧溶入水中而得以应用。为了使臭氧更好的应用于水处理领域,采用电化学方法直接从水溶液中合成臭氧的技术近年来受到关注并得到重要发展,该技术设备简单,且能避免传统的气相合成臭氧技术的氮氧化物污染和臭氧的气/液转移损失,电极材料的发展和反应器系统的优化是推动此技术应用的关键。文章介绍了电化学合成臭氧技术的基本原理及其研究动态,重点评述了用于该技术的不同电极材料及其研究应用现状,同时也分析了电化学合成臭氧反应器的发展情况,指出了目前电化学合成臭氧技术存在的主要问题和研究重点,并对该技术的发展前景进行了展望。     

自然循环水处理系统的应用试验

基于对自然循环水处理系统的工艺流程的分析,设置脱氮池、碳氧化池和除磷池,以多种天然材料作为微生物载体,建立小型自然水处理系统,对生活污水进行小型应用试验。结果表明：对于普通的生活污水,该处理系统可以使出水CODcr在30～50mg/L之间,氨氮〈5mg/L,总磷〈1mg/L,接近于中水回用要求,且处理过程剩余污泥少。     

废电路板非金属材料再生利用技术现状分析

废电路板金属成分分离回收过程中产生了占其质量近50%～80%的非金属材料废物,其已成为电子废物处理的难题。文章首先对废电路板非金属材料的产生特性、处理和处置、资源化利用技术和方法现状进行了对比分析。在此基础上,结合对非金属材料的来源特征、成分组成和界面微观特性等各方面分析研究,提出了非金属材料制备复合材料再生利用的技术工艺方案。     

城市环境空气中颗粒物源解析研究

颗粒物是我国大多数城市环境空气中的首要污染物.由于缺乏对颗粒物成分及来源的研究,导致目前的控制措施常常缺乏针对性.为全面弄清城市环境空气中颗粒物的来源,分采暖期和非采暖期对城市的主要大气污染源进行识别和采样,包括煤烟尘、建筑水泥尘、扬尘、土壤风沙尘、海盐粒子和二次粒子,并利用原子发射光谱、离子色谱等仪器对其成分进行定性定量分析,建立可吸入颗粒物的源成分谱.从而得出颗粒物元素成分谱,通过化学质量平衡(CMB)受体模型进行解析,得出各污染源对受体的贡献值和分担率.确定主要污染源,为采取针对性的措施治理污染提供依据.     

滇池富营养化水体新型除藻材料的试验研究

通过实验室小试 (2 0L)和滇池水体围栏扩大试验 (30 0m2 ) ,研究新型轻质除藻材料对滇池湖水中藻类的除藻及净化作用。小试结果表明 ,该除藻材料放入滇池水样实验 2 6d后 ,水质明显好转 ,藻类去除率可达 98% ,COD、TN及TP的去除率达到 38%～ 62 %。滇池湖边 30 0m2 水面围栏扩大试验结果显示 ,除藻材料放入试验区水体 1 0d后 ,水体中藻类含量明显减少 ,水体透光率从 55 %增加到 80 % ,水质状况也有很大改善。研究表明 ,该除藻材料是一种具有研究和应用价值的新型水体除藻材料。     

炭材料强化污泥电脱水效果及同步燃料化处理

为研究炭材料调理对污泥电脱水性能及泥饼可燃性的影响,使用改性前后的活性炭和石墨对污泥进行预调理,对调理后的污泥进行电脱水实验,深入解析了炭材料调理前后污泥电脱水行为及泥饼可燃性的变化.研究表明：经炭材料调理后的污泥,阴极电脱水速率提升,相较于其他3种炭材料,石墨调理后的阴极电脱水速率提升最为明显,石墨的投加量5% TSS时,阴极平均脱水速率从0.074g/L上升到0.095g/L.炭材料可以提高污泥体系的电导性和污泥絮体的电泳淌度,使得阴极泥饼孔容有上升的趋势,阴极泥饼孔容从未投加炭材料时的0.1147cm³/g增加到AC-0、AC-1、AC-5、石墨的投加量为20% TSS时的0.119、0.122、0.146、0.157cm³/g;此外,炭材料加入后阴阳两极滤液中溶解有机物DOM和蛋白质组分浓度降低,可以缓解滤布堵塞;污泥电脱水过程中经炭材料调理后可以降低脱离每单位水所需要的能耗,未投加炭材料时去除每单位水所需能耗为6.75kW·h/kg_去除水,而当AC-0、AC-1、AC-5、石墨的投加量为20% TSS时,能耗分别降低到5.64、5.22、5.20、5.11kW·h/kg_去除水,且泥饼含水率从未投加炭材料时的58%降低至45%,固炭量增加,提高了泥饼的热值和可持续燃烧时间,当石墨的投加量为20% g/gTSS时,泥饼热值提高了17%.有利于后续焚烧资源化利用.     

双层包覆型缓释材料中过硫酸盐释放性能研究

为了使修复材料在地下水原位修复技术中更持久、稳定的发挥作用,制备双层包覆型缓释材料并研究其释放性能.采用水泥、砂和水作为包覆材料制备不同规格的材料,通过周期性浸出试验方法研究外包覆层组分配比及厚度对其释放性能的影响,建立各影响因素与其释放性能的响应关系.结果表明:①双层包覆型缓释材料释放规律符合零级动力学特征,与单一包覆型缓释材料相比,稳定释放速率由初期释放速率的10%~15%升至60%~80%.②外包覆层厚度相同时,稳定释放速率随包覆材料渗透性的增加而逐渐增加,最小值为10 mg/d,最大值约为380 mg/d.③外包覆层组分配比相同时,材料稳定释放速率随其厚度的增加呈幂函数降低,使用寿命随外包覆层厚度的增加呈指数上升,采用自然临近点插值法预测材料最短使用寿命约为100 d,最长的可达10~15 a.外包覆层厚度导致渗透性能的改变是造成其释放特性发生变化的主要原因.④相同外包覆层厚度下,双层包覆型缓释材料稳定释放速率随包覆层渗透性的增加均呈现增加的趋势,并且外包覆层厚度越大,其稳定释放速率随渗透性能变幅越小.研究显示,双层包覆型缓释材料能够在长时间保持稳定的释放速率,构建的外包覆层组分配比与其释放特性之间的定量关系可指导实际地下水修复工程中修复材料的制备.      

铁氧化物陶瓷颗粒除氟效果及吸附特性研究

为了寻找一种新型的吸附材料处理含氟废水,研究采用了七水硫酸亚铁和三氧化二铁两种不同的铁氧化物陶瓷颗粒对含氟废水进行处理,实验对陶瓷颗粒的结构进行了电镜扫描(SEM)和比表面积(BET)的表征,探讨了陶瓷颗粒在吸附中的物理特征;在批实验中,探讨了陶瓷颗粒在吸附过程中不同pH、吸附剂量条件下的吸附表现,并对吸附等温线、动力...     

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