土壤聚合物的制备及其固化重金属离子的研究

土壤聚合物(土聚物)是一种新型的无机聚合物,其分子链由Si,O,Al等以共价键连接而成,是具有网络结构的类沸石,对重金属有较强的固定作用。初步探索了用偏高岭土、碱激活剂等合成土聚物的工艺条件,研究了原料配方、水的加入量对土聚物性能的影响。当氧化硅与氧化铝的摩尔比为4．0-4.5、氧化钠与氧化硅的摩尔比为0．27—0．35时,得到了抗压强度大于48MPa的土聚物;用其固化Zn^2 ,Pb^2 ,Cu^2 和Cd^2 ,其对上述重金属离子的捕集效率为96．86％,99．86％。     

CTAB改性地聚合物同时去除Cu(II)和Cr(VI)

地聚合物（Geopolymer,简称GP）是由含硅铝酸盐的偏高岭土（Metakaolin,简称MK）或固体废料（如粉煤灰）经碱性激活制备的立体网状结构无机聚合物,对大部分重金属阳离子有良好的吸附作用,但对以阴离子形态存在的重金属吸附效果很差.本研究以偏高岭土为主要原料制备GP,同时用CTAB进行改性,研究其化学组成变化及对典型以阴、阳离子形态存在的重金属Cr（VI）和Cu（II）的同时吸附作用.结果表明,pH为5、吸附时间为24 h、初始浓度为50 mg·L^-1、吸附剂投加量为1 g·L^-1时,CTAB-GP对Cu（II）的去除率达到98.6%,Cr（VI）的最高去除率为25.6%,同时还发现溶液中Cu（II）的存在对吸附Cr（VI）有较大促进作用.整体来看,两种金属混合吸附时很好地符合二级动力学规律,单溶质吸附很好地符合Langmuir和Freundlich等温式,Cu（II）和Cr（VI）的理论最大吸附量分别为147.1 mg·g^-1和63.1 mg·g^-1.XRD、FTIR和BET表征分析结果表明,CTAB-GP中即使存在季铵盐阳离子,但依然属于地聚合物.CTAB-GP可以不牺牲对重金属阳离子吸附性能的同时吸附阴离子,优于常规地聚合物,鉴于CTAB-GP的这种特性,其在重金属污染防治中显示出极大的应用前景.     

高岭土负载纳米铁镍双金属去除水中偶氮染料直接耐晒黑G

采用液相还原法制备焙烧高岭土负载纳米铁镍双金属（CK-Fe/Ni）。考察了在不同条件下,如pH、投加量、初始浓度、温度等,对负载型纳米铁镍双金属降解水中偶氮染料直接耐晒黑G的影响及动力学研究。结果表明：在pH=9.49、温度为30℃、负载型纳米铁镍双金属的投加量为1.05 g/L、搅拌速度为60 r/min,经过20 min反应后,负载型纳米铁镍双金属降解水中偶氮染料直接耐晒黑G的去除率达到了99.98%。吸附和电镜表征结果表明,作为载体的焙烧高岭土起着吸附直接耐晒黑G和分散纳米铁镍双金属颗粒的作用导致反应活性提高。降解动力学数据表明,负载型纳米铁镍双金属对直接耐晒黑G的降解过程符合伪一级反应动力学规律,速率常数k随负载型纳米铁镍双金属的投加量的增加而提高,表观活化能为19.72 kJ/mol。最后,利用高岭土负载纳米铁镍双金属对废水处理,结果表明,负载型纳米铁镍双金属在实际废水中对直接耐晒黑G的去除率达到了99.98%。     

一种去除赤潮生物更有效的粘土种类

本文研究了产自我国江苏吴县的高岭土对我国主要赤潮生物种的絮凝作用。首次发现该高岭土的絮凝作用远远大于蒙脱土,是一种去除赤潮生物更有效的粘土种类。实验和理论计算证明该高岭土的主要成份是埃洛石或变埃洛石,其对赤潮生物细胞的吸引作用大于蒙脱土,故具有较强的絮凝能力。本文还考察了溶液pH、高岭土酸改性等对絮凝作用的影响,并与蒙脱土体系相比较,从理论上做了分析和解释,为其实际应用奠定了基础。     

磁性高岭土的制备及对铅离子的吸附

采用共沉淀法制备磁性高岭土,以扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X 射线光谱（ EDX）、红外光谱（FTIR）和X射线衍射（XRD）对其进行表征。分析了吸附剂用量、pH、时间对磁性高岭土吸附Pb2+的影响,并与Fe3O4和高岭土的吸附性能进行比较。SEM表明制备的磁性高岭土为大小不均匀的细小颗粒,XRD结果表明磁化后,高岭土的晶体结构改变不大,EDX表明磁化后,Si、Al元素的含量基本不变,O元素含量有所增加,且出现了Fe元素的波峰,FTIR表明磁化后出现了Fe-O的特征吸收峰;吸附实验结果表明在20 min内达到吸附平衡,在Pb2+浓度为5.0 mg·L-1时,去除率达到99.38%。磁性高岭土对Pb2+的吸附性能高于Fe3O4和高岭土的吸附性能,Langmuir模型能更好的描述Pb2+在磁性高岭土上的吸附平衡,对Pb2+为优惠吸附。Pb2+的吸附行为更符合拟二级动力学方程,说明Pb2+在磁性高岭土上的吸附过程主要由化学吸附控制。     

高岭土对淡水藻类的聚合氯化铝强化混凝去除技术研究

以温州市内桌一富营养化水体为研究对象,考察本地粘土矿物高岭土联合聚合氯化铝（PAC）混凝沉降工艺的除藻效能,并获得处理工艺的最佳条件,为恢复河流水体生态自净功能提供理论基础。试验结果表明,PAC最佳投加量为40mg／L;高岭土的最优投加方式为在混凝剂PAC前5rain投加;其最佳投加量为3g／L;最佳搅拌方式为200rpm搅拌4min;最佳静置时间为20min;在酸性或中性水体的处理效果尤佳。     

Ca~(2+)、Al~(3+)对聚丙烯酰胺在高岭土絮凝过程中作用的影响

在实验条件下,Ca~(2+)、Al~(3+)离子对高岭土的絮凝过程有不利影响,且pH越高Ca~(2+)的影响越大,pH越低,Al~(3+)的影响越大.运用分子轨道(MO)理论、溶液化学计算、电子探针测试等手段,研究探讨了其作用机理.认为在酸性和中性范围内,Ca~(2+)、Al~(3+)离子及它们的羟基络合正离子与聚丙烯酰胺之间的相互作用造成后者分子链发生卷曲,导致絮凝效果下降;而在pH>9范围内,Ca~(2+)、Al~(3+)的氢氧化物沉积在高岭土表面,阻碍或抑制了聚丙烯酰胺与高岭土之间的氢键作用.     

粘土吸附法处理直接混纺黑废水的试验研究

以高岭土和活性白土作为去除水中直接混纺黑D—RSX的吸附剂：考察了吸附时间、水样pH、吸附剂用量对吸附效果的影响，测定了吸附等温线，采用Langmuir和Freundlich模式对吸附平衡试验数据作了线性拟合，对吸附性能进行了讨论。结果表明，吸附去除率随着吸附时间的延长、吸附剂用量的增加而增大。在本试验条件下，吸附平衡时间为2h，两种粘土的用量以5g／100mL废水为宜。pH对吸附效果基本上没有影响，在中性条件下吸附较为合适。直接混纺黑在两种粘土上的吸附都能用Langmuir和Freundlich模式较好地模拟，吸附呈单分子层形式且易于进行。研究还表明，在其它条件相同时，两种粘土对直接混纺黑的吸附效果优于粉状及粒状活性炭。粘土吸附剂可在中温(300℃～500℃)条件下焙烧再生，再生效果较好，吸附剂可重复使用。     

三氯乙烯在模型吸附剂上的吸附特性

为了分别揭示矿物质、有机质在疏水性有机物吸附中的作用,文章研究了蒙脱石、高岭土、硅胶以及用腐殖酸修饰后的这3种模型吸附剂对三氯乙烯的吸附行为。采用批量吸附实验方法分别研究了三氯乙烯在不同吸附剂上的吸附。结果表明,硅胶、高岭土、蒙脱石对三氯乙烯均具有一定的吸附能力,吸附系数Kd值分别为10.3、3.13、1.15L·kg-1,硅胶的吸附能力明显高于高岭土和蒙脱石。3种无机模型吸附剂对腐殖酸表现出不同的吸附能力,蒙脱石最强,高岭土次之,硅胶最差,与对三氯乙烯的吸附能力正好相反。被腐殖酸修饰后3种模型吸附剂对三氯乙烯的吸附都明显增强,但增强程度不一样,当用8%腐殖酸(腐殖酸与模型吸附剂的质量比)修饰后,3种吸附剂对三氯乙烯的吸附Kd值均在23L·kg-1左右。虽然Kd随有机质的质量分数增高而上升,但是Kd值与有机质的质量分数不存在线性相关关系,特别是对于具有较高吸附能力的无机吸附剂,说明无机矿物本身结构对于吸附起到同等重要的作用。     

微生物絮凝剂产生菌的培养条件研究

从活性污泥中分离筛选到1株高效絮凝剂产生菌E-9，初步鉴定其为大肠杆菌。首次发现大肠杆菌能产生微生物絮凝剂。该菌产生絮凝剂的适宜培养条件为：乙醇为碳源，大豆粉为氮源，初始pH值为6．5～7．2、温度为30℃。絮凝实验结果表明，该菌产絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝率可达97％～99．5％，而絮凝剂投加量仅为通用发酵培养基的1／15，絮凝效果优于聚丙烯酰胺等常用絮凝剂。