台特玛湖流域水体溶解性有机质的光谱特征与来源解析

为探究台特玛湖水体水质超标原因,结合流域自然条件,以水中溶解性有机质(DOM)为研究对象,分析DOM的光谱特征和来源,通过平行因子分析(PARAFAC)和荧光区域积分分析(FRI)对台特玛湖流域水体DOM进行定性与定量分析。结果表明：PARAFAC识别出台特玛湖流域DOM中 4种主要荧光组分,分别为腐殖酸、类色氨酸、类酪氨酸(B峰和D峰),水体DOM主要组分为色氨酸类蛋白质和酪氨酸类蛋白质,占总体比例为66.57%,说明DOM来源主要以内源输入为主,腐殖化程度低;台特玛湖流域水体水质超标主要是因为尾闾湖的封闭性、面积大、高蒸发量且为浅水湖泊,导致个别水质指标不断富集;水体DOM各组分与TN和COD呈显著正相关,氟化物与矿化度之间呈显著正相关。本研究为台特玛湖水质超标提出的原因分析及建议措施可为台特玛湖流域水环境保护提供依据。     

硅灰基吸附甲醛材料的制备与吸附机理

研发新型、高效吸附甲醛的无机材料已成为热点,采用Na2SiO3·9H2O和KOH化学改性工业硅灰制备硅质溶胶,经水热反应合成吸附材料（S）,红外光谱分析（FT-IR）和扫描电镜（SEM）结果证实硅灰中的Si—O结构发生变化,形成更多具有层状或架状结构、微观上呈现多孔结构的物质,BET结果表明其平均孔径为37 nm。通过将其与活性炭（C）以及KOH改性活性炭（CA）对甲醛的吸附性能对比发现,S对甲醛的去除率最高（79.3%）,且其循环吸附性能优良。3种样品对甲醛的吸附动力学均满足Langmuir一级吸附模型,甲醛的变化规律均符合指数衰减模型C=y0+A1exp （-x/t）,且y0与吸附材料的性质密切相关。提出并阐述了3种吸附材料对甲醛的吸附机理,硅灰基吸附材料除了物理吸附,还有-Si-OH与甲醛之间的氢键作用。     

氧化碳纳米管对水体中汞的吸附性能研究

采用H2SO4-HNO3混酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氧化处理,并详细研究了氧化后碳纳米管(OCNTs)对水中汞(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,经氧化后的OCNTs对汞(Ⅱ)的最大吸附容量从氧化前的16.7 mg/g增至147 mg/g;溶液pH值对OCNTs的吸附性能有显著影响,最佳吸附pH值范围为3～6,较低或...     

工业园区污水厂处理过程中溶解性有机物的三维荧光特征分析

随着工业园区的不断发展,工业园区污水处理越来越引起人们关注。污水中溶解性有机物(dissolved organic matter, DOM)的组分特征对污水处理效果有显著影响。因此,通过三维荧光光谱(excitation-emission-matrix spectra, 3D-EEMs)结合平行因子(parallel factor, PARAFAC)分析,考察了江西5家工业园区污水厂的DOM组分沿程变化特征及其来源特征。结果表明：工业园区污水厂进水COD/DOC在3.74~8.05,进水中有机物芳香化程度比一般城市污水厂的进水高;各工业园区污水厂处理过程中全部水样的荧光物质均呈现类蛋白质>类腐殖质、腐殖化程度较低的特征,DOM来源主要受到生物源的影响;污水厂对类色氨酸芳香蛋白和类腐殖质有机物的削减效果相对较好(21%~43%),对类SMP有机物的削减效果较弱(0%~3%);类色氨酸芳香蛋白(Ex/Em=235 nm/335 nm;Ex/Em=235 nm/340 nm)和类SMP物质(Ex/Em=285 nm/315 nm;Ex/Em=290 nm/320 nm)为江西五家工业园区污水厂出水中持续存在的DOM。本研究结果可为进一步了解工业园区污水厂的DOM沿程变化特征提供科学参考。     

磷酸活化植物基活性炭对水溶液中铅的吸附

以棉秆与互花米草为原料,采用磷酸活化法制备了低成本的植物基活性炭,通过静态实验研究了其对重金属铅的吸附性能。结果表明,在活化温度为500℃、活化时间为2 h条件下,制备的棉秆和互花米草活性炭比表面积为1 570m2/g和856 m2/g,含氧酸官能团含量分别为1.43 mmol/g和1.27 mmol/g。在25℃下,两种活性炭对重金属铅的Langmuir最大吸附量分别为119 mg/g和111 mg/g,吸附最佳pH为4.3,吸附平衡符合Freundlich方程,离子交换在吸附过程中发挥了重要作用。     

稻壳基活性炭制备及其对重金属吸附研究

活性炭吸附法是重金属废水处理的重要方法.利用廉价的稻壳,选择氢氧化钠和磷酸作活化剂制备活性炭,测定了稻壳基活性炭的比表面积、亚甲基蓝吸附值、碘吸附值、苯酚吸附值和等电点.利用制备的稻壳基活性炭吸附溶液中的Cd、Cu、Zn,研究了不同稻壳基活性炭对Cd、Cu,Zn的吸附差异,并利用X射线衍射仪分析了稻壳基活性炭中微晶体结...     

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ZnCl2、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 mL 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29.3mg·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—OH2+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。     

Fenton氧化-活性炭吸附耦合处理焦化废水生化尾水的研究

研究了Fenton氧化、活性炭吸附、Fenton氧化一活性炭吸附等方法,对焦化废水生化尾水的处理效果,分析了Fenton氧化一活性炭吸附法处理焦化废水生化尾水的工艺条件。结果表明,Fenton氧化与活性炭吸附耦合处理焦化废水生化尾水的最优条件是：H2O2投加量为5mL／L,FeSO4·7H2O投加量为200mg／L,活性炭投加量为2g／L,反应pH=4．0,反应时间为20min。在此条件下,COD去除率可达82．6％,出水水质符合《污水综合排放标准》（GB8978--1996）一级标准。     

核桃果皮基活性炭对甲基橙和酸性品红的吸附性能

采用氯化锌活化法制得核桃果皮基活性炭吸附甲基橙和酸性品红,考察了吸附时间,pH,吸附质初始浓度对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学性质。结果表明,核桃果皮基活性炭是吸附甲基橙和酸性品红染料的理想材料;延长吸附时间,去除率和吸附量增加,最佳吸附时间为6 h;减小pH值,去除率和吸附量增加。pH为6时,2种染料的去除率达95%以上,吸附效果较好;增大吸附质初始浓度,去除率降低,吸附量增大,当甲基橙初始浓度为180 mg/L时,吸附基本达到饱和;甲基橙的吸附属于单层吸附,酸性品红的吸附属于多层吸附行为。准二级动力学方程均能较好地解释2种染料的吸附动力学行为。     

三氯生在碳纳米管上的吸附

药品和个人护理用品(PPCPs)已成为一个引起广泛关注的新的环境问题。采用碳纳米管（CNTs）对水溶液中的三氯生进行吸附处理,考察了碳纳米管粒径及用量、温度、pH、振荡时间等因素对三氯生去除率的影响。研究结果表明,碳纳米管能快速吸附水中的三氯生,粒径较小的碳纳米管可获得较高的三氯生去除率;低温有利于吸附反应的进行;pH在6.5～7.0时,三氯生的去除率可达97%。三氯生在碳纳米管上的吸附可以很好地用Langmuir和Freundlich吸附等温方程进行描述。     

花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附特性

以花生壳为原料,氯化锌为活化剂制备花生壳活性炭,采用高分辨电子扫描电镜(SEM)和氮吸脱附曲线对花生壳活性炭进行了表征.从热力学和动力学的角度,研究了花生壳活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附行为.热力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温吸附方程,该吸附是自发吸热过程,吸附自由能为-52.4017～-95.1765 kJ/mol,吸附熵变为214 J/(mol·K),吸附焓变为57.49796 kJ/mol.动力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合二级反应动力学方程反应特征.     

颗粒活性炭对水中典型医药类物质的吸附特性

通过静态与动态吸附实验考察了颗粒活性炭对水中4种典型医药类物质降固醇酸（CA）、卡马西平（CBZ）、萘普生（NAP）和双氯芬酸（DCF）的吸附特性。首先在比较木质炭（MAC）和椰壳炭（YAC）对药物吸附效果和表征测试基础上,优选YAC为实验活性炭。静态实验研究发现,当YAC投加量133 mg·L-1,温度25℃和转速150 r·min-1时,CA、CBZ、NAP和DCF的平衡吸附量分别为2.48、3.0、2.74和2.52 mg·g-1,YAC对4种药物的吸附强弱为：CBZ >NAP >DCF >CA;4种药物的吸附均符合假二级吸附动力学模型和Friendlich等温吸附模型,吸附速率受化学吸附、颗粒内扩散、表面吸附和液膜扩散等颗粒外扩散过程的控制;YAC对药物的吸附能力与其pKa、lgKow和水溶液中的存在状态等有关。通过YAC对超纯水溶液、污水厂过滤前后二级出水中4种目标物的去除率比较,发现污水中的离子强度是降低目标物去除率的主要因素,它减弱了目标物与活性炭的静电作用力,而溶解性有机物由于竞争椰壳炭上的吸附点位在一定程度上也降低了其去除率。YAC固定床动态吸附穿透实验表明,YAC对CBZ的吸附性能最强、CA最弱,动态与静态实验结果是一致的。     

磁性活性炭对废水中盐酸土霉素的吸附

利用磁性材料易分离和活性炭具有良好的吸附性能的特点,制备了磁性活性炭(MAC),研究了其对废水中盐酸土霉素(OTC-HCl)的吸附性能。应用批处理方式,研究了影响MAC吸附性能的因素,并对吸附动力学和等温线进行了分析。酸性条件有利于OTC-HCl的吸附,共存盐的影响小,升温有利于OTC-HCl的吸附。303 K时对OTC-HCl的吸附量达到338 mg·g⁻¹。模型拟合分析表明,Elovich方程可准确地预测时间对吸附量的影响,Toth和Langmui模型可以描述吸附平衡过程。Elovich方程可以预测解吸时间对解吸量的影响,吸附OTC-HCl的MAC有一定的重复使用性能。以上结果表明,MAC具有良好的吸附能力,可用于废水中土霉素的吸附去除。     

活性炭吸附处理电镀废水中的EDTA

采用颗粒活性炭对模拟废水中EDTA进行批式吸附实验,在实验中考察了恒温振荡器的振荡速度、温度、pH值等因素对吸附的影响,同时探讨了吸附等温线模型和吸附动力学模型。实验结果表明,在25％时活性炭对EDTA的吸附平衡时间为40h。在pH值为5．0、温度为25℃、振荡器振荡速度为200r／min、活性炭粒径为1～2mm、活性炭加入量为10g／L的情况下,EDTA的浓度在48h内由368．8mg／L降低至76．34mg／L,对应的COD值从305．9mg／L降低为67．21mg／L,去除率达到了79．3％。活性炭对EDTA的吸附符合Langmuir吸附等温线模型,其吸附行为可以用准二级吸附动力学模型来描述。     

改进碳纳米管/聚氨酯复合材料吸附硝基苯

以酸化碳纳米管(CNTs)强化聚氨酯泡沫(PUF),通过原位聚合法制备碳纳米管/聚氨酯复合材料(CPUF)。借助红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、热失重分析(TGA)和力学性能测试等方法研究和表征了CPUF复合材料的性能和结构。研究了用CPUF复合材料对人工模拟废水中硝基苯(NB)的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果。结果表明,CPUF复合材料对硝基苯具有较强的吸附能力,在p H=5.4、投加量为2 g/L、接触时间24 h的条件下,升高温度会降低CPUF复合材料的饱和吸附量,但会提高初始吸附速率,等温吸附过程符合Langmuir方程,属于单分子吸附。饱和后的复合材料可采用简单热再生,再生后对NB的吸附能力没有明显下降。     

粉末活性炭对三烯丙基异氰脲酸酯的吸附性能简

用静态吸附法考察粉末活性炭对水中三烯丙基异氰脲酸酯（CAIC）的吸附行为,采用单因素分析法对活性炭吸附化工废水中TAIC的工艺条件进行研究。实验结果表明,在TAIC模拟废水中,其TAIC初始浓度为800 mg/L,pH为7,在温度为298 K、转速为150 r/min的条件下,当活性炭的投加量达到4.4 g/L,吸附反应时间为50 min时,TAIC的去除效率最高为96.17%;对于实际废水,其TAIC初始浓度为1 500 mg/L,溶液pH为3,在温度为298 K、转速为150 r/min的条件下,当活性炭投加量达到10 g/L,吸附反应时间为2 h时,TAIC的去除效率最高为46.8%。这也是由于实际废水组分复杂,其他有机物存在一定的吸附竞争机制。     

粉末活性炭对三烯丙基异氰脲酸酯的吸附性能

用静态吸附法考察粉末活性炭对水中三烯丙基异氰脲酸酯（CAIC）的吸附行为,采用单因素分析法对活性炭吸附化工废水中TAIC的工艺条件进行研究。实验结果表明,在TAIC模拟废水中,其TAIC初始浓度为800 mg/L,pH为7,在温度为298 K、转速为150 r/min的条件下,当活性炭的投加量达到4.4 g/L,吸附反应时间为50 min时,TAIC的去除效率最高为96.17%;对于实际废水,其TAIC初始浓度为1 500 mg/L,溶液pH为3,在温度为298 K、转速为150 r/min的条件下,当活性炭投加量达到10 g/L,吸附反应时间为2 h时,TAIC的去除效率最高为46.8%。这也是由于实际废水组分复杂,其他有机物存在一定的吸附竞争机制。     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

Mn改性活性炭吸附VOCs性能

采用浸渍焙烧法对活性炭进行负载锰(Mn)改性,考察改性活性炭对甲苯、乙酸乙酯及甲苯-乙酸乙酯二元混合气体的吸附性能.研究表明,活性炭浸渍于1.0%高锰酸钾溶液改性后的吸附性能最好.对于单组分VOCs气体,改性后活性炭对甲苯和乙酸乙酯的吸附量较未改性前分别提高了12.7%和16.3%;对于二元混合VOCs气体,改性后活性炭对甲苯及乙酸乙酯的吸附量分别提高了13.1%和22.9%.BET、SEM、FTIR等分析表明, Mn改性活性炭比表面积变大和总孔容增加是改性后吸附量提高的主要原因.