苯胺-邻氨基酚共聚物对水中Hg(Ⅱ)吸附性能的研究

利用化学氧化法合成了苯胺-邻氨基苯酚的共聚物,并通过静态实验研究了材料对水中汞离子的吸附性能。研究结果表明,该共聚物对废水中汞离子有优异的去除效果,其吸附容量可达212.13 mg/g;吸附等温线符合Langmu ir单层吸附模型,动力学过程符合准二级动力学模型;溶液pH值对吸附影响不是很大,pH 5~10范围都有较好的吸附效果;氯离子易与汞离子形成水溶性更强的络合物,对共聚物的吸附有很大的抑制作用。     

4A沸石去除水中Pb2＋的研究

在静态条件下,研究了4A沸石对废水中Pb2＋的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素。实验表明：当温度为30℃,废水pH为5～6,0．01g4A沸石对100mg／LPb2＋溶液10mL吸附20min,Pb2＋的去除率可达到99％以上。在实验研究条件下,4A沸石对Pb2＋的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数为0．9819和0．9998。经计算,4A沸石对Pb2＋的饱和吸附量为125mg／g。4A沸石吸附水中Pb2＋达到吸附平衡的时间较短;溶液pH值的变化对吸附效果影响不显著;温度从室温略微升高,Pb2＋的去除率略有增大。吸附在4A沸石上的Pb“可回收利用,处理后的4A沸石可以再生,且重复使用性能较好。     

新型硅镁胶(MgO·2SiO_2)对模拟放射性废水中Co~(2+)的吸附性能

以泡花碱和氯化镁为原料合成出了一种新型硅镁胶(MgO·2SiO2)吸附材料,用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征,并对模拟放射性废水中的Co2+进行吸附实验。结果表明,控制合成pH在10.50~11.00,可以得到目标硅镁胶(MgO·2SiO2),在460 cm-1处出现了较强的吸收峰,这是由Mg—O伸缩振动和Si—Mg—O弯曲振动引起。在500℃焙烧4h后,可以得到吸附性能良好的硅镁胶,随着溶液pH的升高,去除率增大,在pH为4~8时达到最大。25℃时,最大吸附量可达135.5 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程。重复使用4次,对Co2+的吸附量仍然达到130 mg/g,说明硅镁胶是一种可重复利用的吸附剂。     

膜电解技术处理含氯及重金属的废酸

采用离子交换膜电解技术处理铜冶炼过程产生的含氯及重金属的废酸。考察了废酸处理工艺、电解温度、电解时间、电流密度和催化剂的添加等条件对处理效果的影响。实验结果表明：采用先沉淀重金属后脱氯的废酸处理工艺,氯离子和铜离子的去除效果均较好;当以钛盐为催化剂时,在电解温度为40 ℃、电解时间为2.0 h、电流密度为825 A/m²的最佳工艺条件下,处理后废酸中的氯离子质量浓度为0.22 g/L,氯离子去除率为98.59%,铜离子质量浓度为0.45 g/L,铜离子去除率为95.08%,其他重金属大部分也得到有效去除。净化后的废酸可回用至铜冶炼的生产过程中。     

膜电解法退镀废ABS电镀件及回收铜和镍

采用膜电解法对废丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）电镀件进行退镀处理。以退镀废液作为阴极液和阳极液,在阳极室退镀ABS电镀件,在阴极室电解退镀废液,进行铜镍分离,回收铜粉和NiCl₂。实验结果表明：在阴极电流密度为500 A/m²、初始铜离子质量浓度为24.00 g/L的条件下电解160 min,阴极铜回收率可达97.65%,电流效率达86.60%,得到的铜粉纯度为97%~99%,处理1 L退镀废液可回收铜粉20.0 g,2 mol/L盐酸0.87 L,NiCl₂晶体43.8 g;在阳极电流密度为500 A/m²、液固比为6的条件下电解60 min, ABS电镀件的退镀率为77.22%。     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

Development of a hybrid microbial fuel cell (MFC) and fuel cell (FC) system for improved cathodic efficiency and sustainability: the M2FC reactor

In an effort to improve the efficiency and sustainability of microbial fuel cell (MFC) technology, a novel MFC reactor, the M2FC, was constructed by combining a ferric-based MFC with a ferrous-based fuel cell (FC). In this M2FC reactor, ferric ion, the catholyte in the MFC component, is regenerated by the FC system with the generation of additional electricity. When the MFC component was operated separately, the electricity generation was maintained for only 98 h due to the depletion of ferric ion in the catholyte. In combination with the fuel cell, however, the production of power was sustained because ferric ion was continually replenished from ferrous ion in the FC component. Moreover, the regeneration process of ferric ion by the FC produced additional energy. The M2FC reactor yielded a power density of up to 2 W m⁻² (or time-averaged value of approximately 650 mW m⁻²), density up to 20 times (or approximately six times based on time-averaged value) higher than the corresponding MFC system.     

Novel mesoporous microspheres of Al and Ni doped LMO spinels and their performance as cathodes in secondary lithium ion batteries

A facile, scalable, and solution-based technique is used to fabricate Al and Ni-doped (LiAl_0.1Mn_1.9O₄ and LiAl_0.1Ni_0.1Mn_1.8O₄) microspheres of lithium manganese oxide (LMO) spinels for use as reversible cathode materials for lithium ion batteries (LIBs). The spheres of the two samples exhibit different porosities. Cells with these LMO-based cathodes are then cycled between 4.5 V and 2 V to study their stabilities while simultaneously being subjected to the undesirable Jahn-Teller distortion that occurs around the ~3 V regime. The LiAl_0.1Mn_1.9O₄ (LAMO) and the LiAl_0.1Ni_0.1Mn_1.8O₄ (LANMO) cells exhibit comparable open circuit voltages (OCV) of 2.94 V and 2.97 V, respectively. During cell cycling, the LAMO cell exhibits a maximum specific capacity of 122.51 mAh g^?1 with a capacity fade of 65.35% after 75 cycles. The LiAl_0.1Ni_0.1Mn_1.8O₄ (LAMO) sample fares better and exhibits a maximum of 140.49 mAh g^?1 and a capacity drop of 52.59%. Detailed structural studies indicate that Ni doping and the greater degree of porosity of the LANMO sample to be a stabilizing factor. This is further confirmed by cyclic voltammetry (CV) and AC impedance spectra analysis.     

羟基乙叉二膦酸镀铜废液的处理及Cu~(2+)的高附加值资源化回收

采用Na BH4还原法将羟基乙叉二膦酸(HEDP)镀铜废液中的Cu~(2+)制备成纳米铜粉,并采用聚丙烯酰胺(PAM)对还原反应后的废液进行絮凝处理。研究了n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)、还原反应温度、还原反应时间及PAM添加量对废液中剩余Cu~(2+)质量浓度的影响,并对回收的纳米铜粉进行了XRD和TEM表征。实验结果表明:当n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)=4∶6、还原反应温度为50℃、还原反应时间为2 h时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降低至1.1 mg/L,Cu~(2+)还原率达99.99%;可获得粒径为20~45 nm的近球型、高纯度、由多晶组成的纳米铜粉;当PAM添加量为10 mg/L时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降至0.35 mg/L以下,达到GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》(小于0.5 mg/L)的要求。     

金属冶炼进口物料的固体废物鉴别方法

建立了金属冶炼进口物料的固体废物鉴别方法,并利用该方法对海关查扣的3种金属冶炼进口物料进行了固体废物鉴别。鉴别结果显示:物料1、2和3的自然属性分别为砷含量超标铜精矿、锰阳极泥、回转窑氧化锌,产生来源分别为有害物质超标的产品、污染控制设施产生的物质、有意识加工的目标产物;物料1和2属于我国禁止进口的固体废物,物料3不属于固体废物。本文建立的固体废物鉴别方法可行,可为金属冶炼进口物料的固体废物鉴别和监管提供参考。