大气飘尘中若干元素的X射线荧光分析

大气飘尘主要来自人类生产活动和由风扬起的灰尘,它对人体健康和环境的质量有很大影响。研究飘尘组成,有助于了解它的来源、性质、迁移转化规律等。在飘尘元素组成分析中,广泛使用原子吸收、中子活化、发射光谱和X射线荧光光谱,这些方法各有优、缺点。X射线荧光光谱的主要优点:(1)对收集到滤膜上的颗粒物不经化学预处理就可分析多种元素;(2)非破坏性分析,样品可反复测定和适当保存;(3)对每个样品分析成本低,适于大量样品的例行分析。因此,X射线荧光光谱是飘尘分析的一种有效工具。本文以X射线荧光光谱研究和分析了北京地区收集的飘尘样品中的Fe、Ti、Ca、K、Si和S,并对Fe和S的分析     

含泥钾矿浮选分离技术研究

从钾矿性质和浮选技术2个方面对盐湖含泥钾矿进行资源化利用研究,首先运用X射线荧光光谱、X射线衍射和扫描电镜对含泥钾矿的矿泥化学组成及其结构特征进行了分析,其次选用盐酸十八胺和煤油为浮选药剂,对浮选法脱除钾矿中泥进行了研究.结果表明,盐湖矿泥中70%以上为以长石、粘土和粉砂等为主的硅铝酸盐;矿泥多充填包裹于盐类矿物粒晶间...     

进口有色金属物料的固体废物鉴别方法

利用X射线荧光光谱、X射线衍射光谱、矿相显微镜、扫描电子显微镜和激光粒度分析等多种手段相结合的方法,分析了3个进口有色金属物料的主要成分及其质量分数、物相组成、微观形态和粒度分布,结合外观特征和肉眼可见的杂质,对有色金属物料的产生来源进行分析,根据《固体废物鉴别标准通则》(GB 34330—2017)中的相关条款判断固体废物属性。结果显示,进口的3个有色金属物料分别是电弧炉烟尘、氧化铅矿弃矿和电镀污泥,均属于中国禁止进口的固体废物。这个鉴别方法为进口有色金属物料的固体废物鉴别和监管提供参考。     

CaCl2氯化焙烧分离铁尾矿中的重金属铅铜镉

为实现铁尾矿中铅(Pb)、铜(Cu)、镉(Cd)与铁(Fe)、铝(Al)、硅(Si)等氧化物的分离,以CaCl2为氯化剂对铁尾矿进行氯化焙烧,探究焙烧温度和CaCl2添加量对Pb、Cu和Cd挥发率的影响,并采用X射线荧光和X射线衍射等方法研究铁尾矿的基本特性和晶相结构.结果 表明,足够的Cl含量是氯化焙烧挥发铁尾矿中P...     

催化剂Cu/HZSM-5的硅铝比对催化分解N2O的影响

为系统研究Cu/HZSM-5硅铝比对其各类性能的影响,采用等体积浸渍法与离子交换法,以硅铝比为27、50、117的HZSM-5为载体,制备负载型N_2O催化分解催化剂Cu/HZSM-5和Cu/ZSM-5,催化剂的活性组分为CuO。通过催化剂反应活性评价、X射线荧光光谱分析、X射线衍射分析结果,对2种方法制备催化剂活性的差异进行了分析。利用比表面积孔径分析仪(BET)、X射线衍射分析(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)、X射线荧光光谱分析(XRF)、氢气程序升温还原分析(H_2-TPR)、氨气程序升温脱附分析(NH_3-TPD)等表征手段对催化剂物化性质等进行分析,得到载体HZSM-5的硅铝比差异对催化剂特征结构、比表面积、特征形貌、酸性位数量、可还原性能的影响规律。等体积浸渍法制备的催化剂活性评价结果表明,硅铝比为27的Cu_8/HZSM-5催化剂活性最好,完全催化分解N_2O的温度在400℃左右。水热稳定性实验结果以及寿命实验结果表明,硅铝比为27的Cu_8/HZSM-5具有良好的水热稳性,3种硅铝比的Cu_8/HZSM-5催化剂均具备良好的热稳定性。Cu/HZSM-5的活性评价以及各种表征结果显示,在一定范围内,硅铝比越低,催化剂活性越好。     

利用钢渣制备多孔吸声材料的研究

为促进钢渣的高附加值利用,研究了以钢渣为主要原料,以微硅粉为粘结剂,采用烧结成型的方法制备的多孔吸声材料的吸声性能及力学性能。结合X射线荧光分析、X射线衍射分析、热重分析、扫描电镜观察和化学分析等测试方法,对样品的化学组成、矿物组成、烧结制度、微观形貌和体积稳定性进行了分析。结果表明,利用钢渣制备的多孔吸声材料具有良好的吸声性能,材料的体积稳定性良好且在吸声性能最佳时的抗压强度为5.41 MPa,是一种适用于解决城市道路、高速路和铁路噪音污染问题的吸声材料。     

焙烧温度对TiO_2催化剂催化燃烧性能的影响

以TiOSO_4·2H_2O为原料,采用沉淀法制备了TiO_2催化剂,考察焙烧温度对TiO_2催化剂催化燃烧二氯甲烷(DCM)性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、BET比表面积测试、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光(XRF)等分析方法对TiO_2催化剂进行表征。结果表明:TiO_2催化剂的催化活性随着焙烧温度的变化而存在差异;适量硫酸根的存在有利于TiO_2催化剂催化活性的提高;TiO_2催化剂存在锐钛矿的衍射峰,随着焙烧温度升高,平均晶粒尺寸变大,结晶度变高,比表面积下降,表面颗粒尺寸变大,催化活性随之下降;450℃焙烧制得的TiO_2催化剂具有最高的催化活性,在292.2℃时对DCM的转化率达到90%以上,且HCl生成率和稳定性也较好。     

二氧化钛滤柱对高砷污酸废水的吸附去除

冶炼废水中高浓度砷的去除及回收是环境领域面临的一大挑战。提出利用颗粒TiO2填充滤柱对酸性废水中的高浓度砷进行连续在线吸附去除。经过3个连续串联的TiO2滤柱,原水中高达2.5 g·L-1的三价砷可降至国家工业废水排放标准以下（-1）。空床接触时间（EBCT）实验结果表明,当EBCT=20 min时滤柱中TiO2可达到最大利用率。使用后的TiO2颗粒可用H2SO4和NaOH进行反洗再生。X射线衍射分析结果表明,经过再生后颗粒TiO2的晶型并未发生变化,能够实现对砷的再吸附。基于同步辐射技术的微束X射线荧光（μ-XRF）分析结果表明,反洗后少量固体残渣中有多种重金属共存。砷的K边微束X射线近边吸收结构（μ-XANES）表明固体残渣中存在五价砷,说明反洗过程中三价砷部分氧化。固体残渣可以通过化学提纯的方式实现砷及多种共存重金属的回收。再生废液可与原酸性废水混合调pH至中性后重新进入滤柱进行吸附去除。提出的利用颗粒TiO2处理酸性冶炼废水的新方法可有效去除废水中的高浓度三价砷,吸附剂可重复利用,同时可以实现砷及其他重金属的回收,整个工艺流程几乎不产生废渣,对环境友好的同时可产生经济效益。     

同步辐射光谱技术在有机固废污染控制与资源化研究中的应用

有机固废中碳、磷、硫及重金属等元素赋存形态是决定其环境行为、反应活性及资源化再利用的关键因素。同步辐射光谱技术可以在分子水平、微纳米尺度原位表征有机固废中碳、磷、硫、重金属等元素赋存形态、结合位点、微观结构,为深入阐明有机固废环境行为、反应机制提供直接的证据。概述了X射线吸收光谱、微束X射线荧光光谱等同步辐射光谱技术在有机固废污染控制与资源化研究的中应用进展,并对同步辐射光谱技术在该领域应用前景和发展趋势进行了展望,以期为有机固废资源化再利用及其污染控制等研究提供参考。     

微硅粉碱溶脱硅及其反应动力学

研究了微硅粉在氢氧化钠溶液中的碱溶行为和反应动力学。采用X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（FT-IR）和扫描电镜（SEM）等对微硅粉进行了表征分析。通过正交实验和单因素实验相结合分析了反应温度、反应时间、初始氢氧化钠浓度和灰碱比对微硅粉中二氧化硅溶出率的影响;采用"等高切面法"分析计算了微硅粉的碱溶反应动力学参数。结果表明：反应温度和碱浓度对碱溶反应的影响最为显著;微硅粉碱溶脱硅的最优工艺条件为反应温度120 ℃、反应时间60 min、初始氢氧化钠浓度10%、灰碱比为0.89,在此条件下,二氧化硅的溶出率为91.5%,微硅粉碱溶脱硅反应的表观活化能为16.21 kJ·mol-1,反应级数为1。     

钠基膨润土插层改性的微结构与吸附机理

以钠基膨润土为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、聚合羟基铁离子作为插层改性剂,制备出多种有机、无机、复合插层改性膨润土。运用X射线荧光光谱、扫描电镜、X射线衍射及红外光谱分析等手段研究了各插层改性膨润土的微结构变化及对苯酚和4-氯苯酚的吸附行为。结果表明:不同改性剂的插层改性效果不同,CTMAB效果最好;2种复合插层改性膨润土的层间结构有着明显的差异,CTMAB-Fe复合插层土中聚合羟基铁离子分布于有机相之外,SDS-Fe复合插层土中聚合羟基铁离子镶嵌于SDS单分子层中;各插层改性土之间吸附量的大小关系与层间距的大小关系基本一致;CTMAB插层改性膨润土对苯酚和4-氯苯酚的吸附均符合Langmuir等温方程,吸附过程均为优惠吸附。     

微生物硫氧化-硫还原回收垃圾焚烧飞灰中Cu和Zn

利用正交实验确定了飞灰中重金属生物淋滤浸出的最佳条件:pH 4.0、飞灰固体浓度1%和硫粉添加量5 g·L~(-1)。在此条件下,飞灰中Cu、Zn、Pb和Cd的去除率分别为47.3%、72.9%、12.4%和75.8%。通过氮气吹脱硫酸盐生物还原产生的H_2S,在pH为2.2和4.0时可分别以硫化物沉淀形式选择回收生物淋滤产生的淋滤液中的Cu和Zn。X射线能谱分析发现,沉淀得到的铜和锌纯度分别达90.6%和99.9%。X射线衍射分析铜沉淀的晶体类型主要为靛铜矿(CuS)、蓝辉铜矿(Cu_7S_4)和雅硫铜矿(Cu_9S_8);锌沉淀主要为纤维锌矿(ZnS)。综合分析,微生物硫氧化-硫还原可以以纯净硫化物形式回收飞灰中47.3%的Cu和64.0%的Zn。     

再生水回用循环冷却系统药剂HJ-01阻垢机理

针对再生水回用于循环冷却系统中引起的结垢问题,进行了碳酸钙沉积实验和旋转挂片腐蚀实验,对所得的结垢产物的微观形态、元素组成以及化合物构成,分别采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X射线衍射仪进行分析,探究复配药剂HJ-01在阻垢过程中的机理,并深入分析该药剂结构中官能团的阻垢特性。实验结果表明,药剂HJ-01可以通过在挂片表面形成具有保护作用的薄膜而阻垢,其阻垢机理包括晶格畸变、螯合增溶和分散作用;其中膦酸基(—PO3H2)和羟基(—OH)官能团引起晶格畸变作用;羧基(—COOH)官能团引起螯合增溶作用;而阻垢剂中的链状结构导致分散作用的产生。     

大气污染对南京市麒麟镇麒麟石刻的风化影响

南京市麒麟镇麒麟石刻是重要文物遗迹六朝石刻之一,其表面风化严重.探讨了麒麟石刻的风化原因,并利用X射线荧光光谱、X射线衍射和热重分析等手段对其外表面层、断面层和内部新鲜岩石作了测试.结果表明,麒麟石刻属于石灰岩,主要由方解石和石英组成;在长期的风化作用下,麒麟石刻的外表面层、断面层和内部新鲜岩石的化学成分有明显差异,其外表面层和断面层加入了环境中某些污染成分.对麒麟石刻附近的环境空气进行了监测,并利用电感耦合等离子光谱和离子色谱分析了空气中TSP的水溶性元素和雨水中主要化学物质和元素.结果显示,NO2和TSP浓度均超过<环境空气质量标准>(GB 3095-1996)一级标准,雨水pH均值为4.7,麒麟石刻附近道路扬尘严重.     

羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)的去除性能

采用无机羟基铝及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱石进行无机及复合改性。在吸附过程中研究了反应时间、投加量和pH等变量对吸附性能的影响,同时进行吸附动力学及吸附等温线研究,吸附规律符合Langmuir等温方程式。采用X射线衍射、X射线荧光、傅里叶红外光谱等表征手段对未改性及改性蒙脱石进行性能表征。研究结果表明,羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)具有良好的吸附性能,在pH为4～10,初始砷浓度为2 mg/L,改性蒙脱石对As(V)的去除率接近99%。吸附机理主要为羟基铝表面络合吸附和静电吸附。     

离子掺杂效应对二氧化锆热稳定性的影响

本文利用X -射线衍射技术及比表面测试 ,研究了La3 、Ce4 、Ti4 掺杂离子对亚稳态t-ZrO2 晶相转变及对t-ZrO2 比表面积的影响。最后发现掺杂离子能有效的提高亚稳态t-ZrO2 的热稳定性能。其中La3 和Ce4 离子能有效的推迟亚稳态t-ZrO2 的晶相转变温度。并发现离子掺杂效应对二氧化锆热稳定性作用大小排列顺序为 :La3 >Ce4 >Ti4 。     

羟基铝及复合改性蒙脱石对As(Ⅴ)的去除性能

采用无机羟基铝及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱石进行无机及复合改性.在吸附过程中研究了反应时间、投加量和pH等变量对吸附性能的影响,同时进行吸附动力学及吸附等温线研究,吸附规律符合Langmuir等温方程式.采用X射线衍射、X射线荧光、傅里叶红外光谱等表征手段对未改性及改性蒙脱石进行性能表征.研究结果表明,羟基铝及复合改性蒙脱石对As(Ⅴ)具有良好的吸附性能,在pH为4～10,初始砷浓度为2 mg/L,改性蒙脱石对As(Ⅴ)的去除率接近99％.吸附机理主要为羟基铝表面络合吸附和静电吸附.     

类水滑石复合金属氧化物的制备及催化分解N 2O的性能研究

采用共沉淀法制备了一系列类水滑石金属氧化物作为催化剂,并采用X射线荧光光谱(XRF)、BET分析、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对其进行了表征分析。结果表明,所制备的催化剂经过530℃焙烧仍基本保持了类水滑石的结构特征。催化剂表面CO_2吸附态大概可以划分为3种,即300℃以下的低温吸附态、300～550℃的中温吸附态及550℃以上的高温吸附态。催化剂催化分解N_2O性能的变化规律基本与其表面碱性变化相符。含La、Mg、Al的类水滑石复合金属氧化物催化剂具有较好的催化分解N_2O的稳定性。     

脱脂餐厨垃圾和玉米秸秆混合燃烧特性及灰熔融特性分析

探究了玉米秸秆(CS)和脱脂餐厨垃圾(DKW)混合的燃烧特性和灰熔融特性,对DKW、CS及其混合样品进行了热重分析,对混合灰样进行了X射线荧光分析、X射线衍射分析以及扫描电子显微镜观察。结果表明:总体而言,随着CS掺混量的增加,混合样品着火温度升高,燃尽温度降低,CS掺混量为90%(质量分数)时燃烧特性最佳;混合灰样中莫来石和硅线石会随着CS掺混量的增加逐渐降低直至消失,而白榴石会逐渐增加,同时混合灰样由絮状结构逐渐结块,然后出现孔隙,碱酸比和硅铝比逐渐增大,而硅比逐渐减小,导致混合灰样熔融特征温度逐渐降低。从处理DKW的实际目的出发,在CS足够的情况下,CS掺混量为90%是最佳焚烧掺混量。     

CaCl2氯化焙烧回收铁尾矿中的重金属Cu、Pb、Zn

针对铁尾矿资源化利用问题,通过添加CaCl_2对铁尾矿进行氯化焙烧。使用X射线衍射仪、热重分析法对CaCl_2进行了分析,采用原子吸收光谱法、X射线荧光分析对焙烧渣和收集物进行了分析;探究了氮气和干空气条件下CaCl_2的作用机理;研究了焙烧气氛和温度对铁尾矿中Cu、Pb、Zn的挥发效果的影响及不同方法对挥发物的收集效果。结果表明:在氮气条件下,CaCl_2在反应后生成了CaClOH且释放Cl;在空气条件下,CaCl_2分别与H_2O和O_2反应释放Cl;重金属Cu、Pb、Zn的挥发率次序为PbCuZn,且随着温度的升高而增大;在氮气条件下,Pb的挥发效果优于干空气条件,Zn与之相反,而焙烧气氛对Cu的挥发效果影响较小;氮气条件下的烟气中重金属更易于被冷凝收集,干空气条件下的烟气中重金属更易于被湿法洗涤吸收。氯化焙烧处理后,铁尾矿中Cu、Pb、Zn均实现了很大程度的挥发。