磁性纳米复合物对水中亚甲基蓝的吸附及其机理

利用正硅酸乙酯水解在磁性纳米锰锌铁氧体表面包裹SiO₂,制备了一种新型“核/壳”结构磁性纳米复合物材料Si-Fe-MNCs.采用N₂-吸附脱附法、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)和傅利叶变换红外技术(FT-IR)分别对Si-Fe-MNCs的织构性能、形貌和磁性能进行了表征.结果表明,该磁性材料对亚甲基蓝表现出良好的吸附性能,318K时平衡吸附量在40.31~184.1mg/g之间,120min可达吸附平衡,符合准二级动力学方程.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,热力学计算结果表明Si-Fe-MNCs对亚甲基蓝的吸附是以表面物理吸附为主的自发吸热过程,红外结果表明氢键是Si-Fe-MNCs表面官能团与亚甲基蓝之间的主要作用力.Si-Fe-MNCs采用H₂O₂进行再生,5次循环使用后,对MB的平衡吸附量仍可维持在93.64mg/g.     

蓝光对萝卜向光性反应能力的调节

黑暗中培养的萝卜黄化苗在单侧蓝光辐时下的向光性反应比较迟钝。光照预辐射可以改变黄化苗的向光性反应能力，蓝光对向光性反应能力的影响达到显著水平，而红光和远红光的作用不显著；蓝光预辐射０－２ｈ，向光性反应能力按比例增加；１辐射２－１２ｈ，向光性反应能力的增加趋于饱和。蓝光２ｈ诱导增强的向光性反应能力在０－８ｈ的黑暗中可以保持１ｈ，随后便自行逐渐减弱。本文的研究涉及到蓝光对向光性反应能力的调节，在时间上位于向光性诱导及其反应过程之前，反应能力的增强及其在黑暗中的衰减过程均能在实验条件下得到有效的控制，这些结果对进一步筛选与向光性反应能力形成有关的特异蛋白质及ｍＲＮＡ提供了一个可操作的实验体系。     

双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附

以三嵌段共聚物F108为模板剂,苯酚/甲醛为碳源,在中性条件下制备了平均孔径为3.14 nm,最可几孔径分布为3 nm和8 nm,BET比表面积为1541 m2·g-1,孔容为1.01 cm3·g-1的双孔分布介孔碳.通过静态实验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性,分析了初始浓度、溶液p H、温度对吸附量的影响,并从热力学及动力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,溶液初始浓度、溶液p H以及温度对吸附量有较大的影响,介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、p H、温度的上升而增大,吸附为吸热反应,提高温度有利于吸附的进行.实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为421 mg·g-1,相比于普通活性炭,双孔分布介孔碳对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能.亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Langmuir吸附等温线和Elovich动力学模型.计算得到的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 k J·mol-1,说明亚甲基蓝在介孔碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用.     

Physicochemical aspects of using natural scavengers in removing methylene blue (basic dye) from solution

Effluent from dyeing and finishing processes is an important source of water pollution. The effectiveness of bentonite, kaolinite and sediment from a local deposit in removing methylene blue as a cationic dye from aqueous solutions has been investigated. The adsorption equilibrium (isotherm) has been determined according to Freundlich and Langmuir equations. The optimum amount is 0.5 g for all adsorbents, and the optimum pH ranges are 2–8 for bentonite and 2–6 for kaolinite and sediment. With respect to kinetic modelling, the adsorption of methylene blue on various adsorbents was fitted to a second-order equation. Also, the thermodynamic parameters were determined. The negative free energy values indicate the feasibility of the process and spontaneous nature of adsorption. The positive ΔH° values indicate the endothermic nature of the process. Thus, Egyptian clay minerals and sediments have a great tendency to remove the dye from solutions.     

自动监测预警太湖蓝藻爆发规律研究

以太湖湖体中沙渚、兰山嘴两个自动站的监测数据为基础,分析了太湖蓝藻爆发过程中主要水质指标变化情况。研究结果表明,蓝藻引发灾害性湖泛现象的主要过程分为生长期、平稳期、死亡期、高危前期、灾害期和恢复期,在高危前期和灾害期,溶解氧(DO)快速下降,而总氮(TN)等参数的变化正好与DO变化相反,这一显著特征可作为预警的重要信息。     

潜水丁坝在湖滨带生态恢复中的应用

为保护和稳固湖滨带,在太湖梅梁湾进行生态恢复研究,并成功地实施了示范工程.沿湖滨带共构筑14道潜水丁坝,每道长23～28 m,坝间距为40～80 m,坝上种植芦苇和菰.构筑的潜水丁坝能经受住太湖常见大风袭击和湖流淘蚀,芦苇和菰等长势良好,湖滨原有芦苇带在一定水深范围内每年向湖延伸2～5 cm,坝上其他水生植物和底栖动物螺蛳等自然繁衍.潜水丁坝所起作用为利用自然力改变岸边流场,使泥沙在湖滨带预定沉积区内沉积,减缓岸边侵蚀和降低沉积物再悬浮,从而为湖滨带水生植物生长创造良好的生境条件.研究发现,在微风条件下,潜水丁坝群能有效拦截麇集于岸边的蓝绿藻,并在湖滨带进行消化降解.研究提出的构筑潜水丁坝并种植水生植物的方案为湖滨带生态恢复提供了一种新的探索途径.     

Fe~(3+)掺杂TiO_2/凹凸棒复合材料的光催化性能

采用酸催化的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe3+掺杂TiO2/凹凸棒(Fe3+-TiO2/ATP)复合光催化剂材料。在可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)溶液的光催化降解反应,评价了样品的光催化性能,研究了TiO2负载量、Fe3+掺杂量和焙烧温度对复合材料光催化性能的影响。在单因素实验的基础上,采用正交实验设计(L25(53))优化了催化剂的制备条件。光催化实验结果表明,MB在复合材料上的光催化降解反应遵循Langmuir-Hinshelwood(L-H)动力学模型。正交实验结果表明,当TiO2负载量为15%、Fe3+掺杂量为0.5%和焙烧温度为550℃时,得到的复合材料对MB的光催化降解效率最佳,测得表观反应速率常数kapp为6.09×10-3min-1,反应4 h后MB的降解率(Dt)可达75.88%,相同实验条件下与P25(1.51×10-3min-1)相比较,反应速率提高了4.03倍,降解率提高了45.05%。另外,复合材料的沉降性能优于P25,易于分离,是一类有应用前景的复合光催化剂。     

以海泡石为载体的双金属多相类芬顿催化剂的制备及表征

以活性艳蓝为目标污染物,以改性海泡石为载体,以Fe(NO3)3浓度、MnSO4浓度、尿素浓度、水浴温度、煅烧温度与煅烧时间为影响因素,优化了均匀沉淀法制备双金属多相类芬顿催化剂的工艺条件,并利用SEM、XRD、FTIR对催化剂进行了表征.结果表明,随铁离子浓度的增大,所制得催化剂金属离子活性越高.少量的锰掺杂可抑制Fe2O3粒径的增长,提高催化剂的活性.尿素浓度增大,使得晶粒的生成速率愈快,有利于生成细小、均匀的金属颗粒.利用Box-Behnken实验得出催化剂制备的最佳工艺条件为:硝酸铁浓度为0.18 mol.L-1,硫酸锰浓度为0.05 mol.L-1,尿素的浓度为1.0 mol.L-1,海泡石的投加量为40 g.L-1,水浴温度为100℃,煅烧温度为370℃,煅烧时间为3 h.SEM表明本实验所采用的海泡石为α型海泡石,可作为良好的催化剂载体;在催化剂制得后,FTIR图谱显示海泡石的纯度得到提高,并出现了Fe-O的吸收峰.XRD图谱表明,在催化剂表面铁离子主要以α-Fe2O3和γ-Fe2O3的形式存在.     

秸秆及磁性秸秆吸附剂对废水中亚甲基蓝的去除行为及机理

以水稻秸秆(RS)为对象,通过化学沉淀法负载Fe_3O_4以制备秸秆负铁(RS-Fe)复合材料.同时,采用MBET、SEM、FTIR、XRD、XPS、VSM技术对RS、RS-Fe进行表征,研究了秸秆及复合材料对溶液中亚甲基蓝(MB)的去除效果,考察了固液比、溶液初始pH值对亚甲基蓝吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、仪器表征及官能团封闭实验探究其作用机理.结果表明,吸附剂投加量为4.0 g·L~(-1)较合适;pH在3.0～11.0内,RS对MB去除率均在90%以上,碱性条件下有利于亚甲基蓝的高效去除.RS和RS-Fe对亚甲基蓝的吸附符合拟二级动力学模型.RS对亚甲基蓝的去除符合Langmuir模型,而RS-Fe对亚甲基蓝的去除更适合用Freundlich模型描述.FTIR、XPS和官能团封闭实验分析表明,秸秆表面官能团能在亚甲基蓝吸附过程中发挥重要作用,其中,羧基和氨基更为重要.秸秆对亚甲基蓝的吸附机理包括静电作用、氢键和π-π作用.Fe_3O_4的引入减少了秸秆官能团数量,降低了对亚甲基蓝的吸附量,但能实现快速固液分离.因此,RS具有作为亚甲基蓝染料废水吸附剂的潜力.负铁RS有利于提升固液分离效果.     

磁性壳聚糖的制备及处理亚甲基蓝废水

以戊二醛为交联剂,Fe₃O₄为磁核制备磁性壳聚糖,探究了其去除废水中亚甲基蓝的性能,以及吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学特征.结果表明,在磁性壳聚糖投加量为0.5g/L、pH=10、反应时间为60min的条件下,对亚甲基蓝的去除率和吸附容量分别达到97.6%和39.0mg/g,远高于天然壳聚糖的59.8%和23.9mg/g.磁性壳聚糖对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级反应动力学方程（R²=0.99902）和Langmuir等温线方程（R²=0.99961）,吸附过程是热力学自发过程,吸附反应是放热反应.