离子液体[bmim]BF_4掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能的研究

采用以离子液体为模板剂,辅助溶胶-凝胶法制备纳米级锐钛矿型二氧化钛。探索了合成N-甲基咪唑的实现条件,用微波法实现离子液体中间体及离子液体[bmim]BF4的合成,以合成的离子液体[bmim]BF4为模板制备纳米级光催化剂二氧化钛,研究该二氧化钛的光催化性能。在离子液体辅助下以溶胶-凝胶法制备的二氧化钛粒径更小,有更好的吸附性能和降解性能,光催化效果更好。     

夏季黄海渤海上空大气颗粒物中水溶性离子浓度分布与化学特征

水溶性离子是PM_2.5和PM₁₀中的重要组分,其在大气中的直接和间接辐射能够对全球气候变化产生十分重要的影响.于2013年夏季采集黄海渤海上空大气PM_2.5和PM₁₀样品,采用离子色谱法分析其中主要水溶性离子(Cl-、NO₃-、SO₄2-、Na+、K+、NH₄+、Mg2+和Ca2+)及痕量有机酸离子〔CH₃SO₃-(MSA)、CH₃COO-和HCOO-〕浓度,研究其化学特性及主要来源.结果表明:PM_2.5和PM₁₀中主要水溶性离子总质量浓度分别为21.16～25.07和24.14～29.45 μg/m3,平均值分别为(23.16±3.16)和(26.83±4.22)μg/m3,PM_2.5和PM₁₀中二次离子〔nss-SO₄2-(非海盐硫酸盐)、NO₃-和NH₄+〕的质量浓度较高,对总离子质量浓度的贡献分别为90.65%和79.87%.PM_2.5和PM₁₀中酸性离子与碱性离子当量浓度基本中和,呈现中性.气溶胶中nss-SO₄2-/NO₃-(质量浓度比)有一定下降趋势,表明近年来我国燃煤SO₂排放得到了一定控制.此外,ρ(MSA)、ρ(CH₃COO-)和ρ(HCOO-)在PM_2.5中的平均值分别为(0.006 2±0.002 3)(0.005 2±0.002 4)(0.000 9±0.000 3)μg/m3,而在PM₁₀中分别为(0.008 3±0.002 5)(0.008 5±0.002 4)和(0.001 3±0.000 5)μg/m3,并且ρ(MSA)、ρ(CH₃COO-)、ρ(HCOO-)与ρ(NO₃-)的线性关系较好,表明有机酸离子的浓度变化受人类活动影响较为显著.      

柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

曝气强化非离子表面活性剂洗涤法修复柴油污染土壤

采用异位修复法,利用非离子表面活性剂洗涤柴油污染土壤,并在洗涤过程中曝气强化。考察了洗涤效果的影响因素,并通过表面张力和接触角的测定探讨了洗涤机理。实验结果表明:曝气对污染土壤中柴油的洗脱有强化作用,可提高洗脱率10%~20%;3种非离子表面活性剂的洗脱效果优劣次序为聚氧乙烯月桂醚(Brij-35)曲拉通X-100(TX-100)吐温-80(Tw-80);在表面活性剂浓度为1倍临界胶束浓度、曝气量为7.5 L/min、洗涤时间为60 min、洗涤液pH为11.0的优化条件下,Brij-35对柴油的洗脱率达77.4%,污染土样的含油率从7.0%降至1.6%,接触角从24.12°降至6.65°,可基本恢复土壤的亲水性;洗涤液的表面张力随表面活性剂浓度的增加而降低,但不受洗涤液pH的影响。     

不同热解条件下合成生物炭对铜离子的吸附动力学研究

为了揭示生物质炭对铜离子的吸附动力学特性,研究了以不同条件下合成的生物质炭作为吸附剂吸附铜离子的动力学过程.用生活中常见的玉米芯和龙爪槐为原材料,以限氧升温炭化法制备生物炭.表征了其结构和表面特征,又通过一系列批实验,研究不同热解温度(300、400、500、600和700℃)和不同热解时间(1、2、4、6、8 h)的玉米芯与龙爪槐生物炭对Cu~(2+)的吸附动力学特征与机理.结果表明,生物炭对Cu~(2+)的吸附动力学数据随时间的变化能很好的用准二级动力学方程进行拟合,可见生物炭对Cu~(2+)的吸附是复杂的,不是单一的单层吸附.同时用颗粒内扩散模型、班厄姆方程和Boyd外扩散模型进行分析,结果表明颗粒内扩散不是两种生物炭吸附铜离子的唯一速率控制步骤,液膜扩散和颗粒内扩散均在吸附过程中起到重要影响,且液膜扩散是主要的限速因素.     

功能化层状复合材料的制备及其电催化性能

目的制备一种新型功能化离子液体修饰层状复合材料,研究其对L-酪氨酸(L-Tyr)的电催化氧化行为。方法通过静电自组装方式将氮氧自由基功能化离子液体(TEMPO-IL)与钙铌酸钾(KCa_2Nb_3O_(10))进行复合,并运用XRD,FTIR,SEM,HRTEM等测试手段对所作材料的微观形貌和结构进行分析表征。另外,将其作为电极修饰剂修饰于电极表面通过电化学工作站测试其电化学性质。结果该修饰电极对于电催化氧化L-Tyr有着较高的电化学活性。同时实验还表明,当L-Tyr的浓度在1×10~(-4)~1.16×10~(-2) mol/L之间时,峰电流值与L-Tyr浓度呈良好的线性相关,检测下限为6.2×10~(-5) mol/L(信噪比为3)。结论静电自组装是一种能够快捷、高效的制备层状复合材料方法,且得到的复合材料显示出在生物传感器方面的应用前景。     

石羊河流域降水化学特征时空变化及来源浅析

运用相关分析、因子分析、富集因子和HYSPLIT模型对石羊河流域从2013年7月到2014年7月连续收集降水样品的主要离子浓度特征及来源进行了探讨分析,结果表明,Ca~(2+)和Na~+是主要的阳离子,SO_4~(2-)和NO_3~-是主要的阴离子,石羊河流域的主要降水类型为SO_4~(2-)-NO_3~--Ca~(2+);石羊河流域的总离子浓度的季节大小变化顺序为冬季春季秋季夏季,石羊河流域的降水水化学主要受地壳源和人为源的影响;石羊河流域的降水类型分为季风降水、西风降水和混合降水,而混合降水是石羊河流域的主要降水类型,其次为西风降水,最后为季风降水。     

基于UNMIX模型对大气降雨中水溶性离子来源解析

对洛杉矾2005年1月至2015年1月的降水数据进行了分析,并通过UNMIX模型对降水中的无机离子成分进行了来源解析.结果表明,洛杉矶降水的pH均值为4.84,表现为轻度污染的弱酸性水平;降水的污染来源主要有3个,分别是二次污染源(50％)、海洋传输源(43％)、燃煤源及生物质燃烧源(7％);降水中离子解析结果与洛杉矶地区细颗粒物污染来源解析结果有较好的一致性,表明在细颗粒物化学成分缺失的情况下,降水离子可在一定程度上反应污染来源解析.     

水中氯离子的测定方法及其研究进展

离子是水体中常见的阴离子之一,其含量的测定是水质监测的一项重要指标.其浓度过高会使水质变差、危害身体健康、妨碍植物生长、腐蚀管道和设备.随着环境及环保法规要求的日益严格,水中氯离子的测定也越来越受到重视.综述了近年来水中氯离子的测定方法,主要包括滴定法、离子色谱法、分光光度法、电位滴定法、浊度法.介绍了上述方法的测定原理、特点、应用,并对各种方法进行了对比分析.     

煤矸石复合吸附剂对Zn~(2+)的吸附性能

采用某洗煤厂的煤矸石和天然粘土石灰石作为主要原料,添加适量的氯化铝制备吸附剂对Zn~(2+)进行吸附,运用SEM技术对吸附剂进行了表征,研究了不同因素对Zn~(2+)去除率的影响,并探讨了吸附机理。实验结果表明:当反应温度为20℃、振荡时间为70 min、废水pH为6、吸附剂投加量为0.5 g时,Zn~(2+)去除率达到96.28%。煤矸石复合吸附剂对Zn~(2+)的吸附符合准二级动力学方程,在高浓度时符合Langmuir等温吸附模型低浓度时符合Freundlich等温吸附模型,且吸附是易发生的。