超疏水沸石咪唑酯骨架材料ZIF-90的制备及其气体吸附性能

以自制沸石咪唑酯骨架材料ZIF-90为原料,自制2,3,4,5,6-五氟苄胺为修饰剂,通过后修饰法制备了超疏水ZIF-90,采用SEM、XRD、FTIR等技术对其进行了表征,并进行了气体吸附性能测试。表征结果显示:制备的超疏水ZIF-90晶体结构和形貌良好;水接触角高达152.1°;修饰剂分子与ZIF-90晶体上的自由醛基成功发生缩胺反应。气体吸附实验结果表明:当相对压力小于0.02时,超疏水ZIF-90的CO_2吸附量较ZIF-90明显增大,CO_2/N_2和CO_2/CH_4的理想吸附选择系数由修饰前的15.76和4.88分别提升至33.28和17.13;超疏水ZIF-90具有优异的憎水性能。     

用于磷吸附的载铁(β-FeOOH)沸石制备及特性简

以天然沸石为载体,采用FeCl₃水解法制备用于磷吸附的载铁沸石（β-FeOOH-Z）,优化β-FeOOH-Z的制备条件,包括FeCl₃溶液浓度、负载pH值、负载时间、负载温度和烘干温度,并利用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对β-FeOOH-Z及其磷吸附特性进行分析。结果表明,β-FeOOH-Z的优化制备条件为：FeCl₃溶液浓度1 mol/L、负载pH值6、负载时间24 h、负载温度25℃和烘干温度60℃。优化制备条件下,100~120目沸石的载铁量为100.2 mg/g,铁的负载率为18%,其磷吸附量为7.68 mg/g,比天然沸石提高79.6%。XRD分析结果表明,β-FeOOH-Z中的杂质元素较天然沸石减少,并有效负载β-FeOOH;制备条件对β-FeOOH-Z的成分有较大影响,FeCl₃溶液浓度较低、负载温度和烘干温度过高均使β-FeOOH-Z中含有α-Fe₂O₃,并导致其磷吸附效率降低。FTIR分析结果表明,β-FeOOH-Z的表面羟基在其吸附磷过程中起重要作用,羟基与磷酸根离子的配位交换是β-FeOOH-Z吸附磷的主要作用机制。     

沸石对降雨径流中氨氮的吸附特性

城市面源污染是重要水体污染源之一,降雨发生时,雨水径流会携带累积在路面、屋面的含有机物、氮磷、重金属等污染物质进入水体,其中氮磷是造成水体富营养化的重要因素。针对这一情况,采用不同种类沸石,对雨水径流中的氮磷进行了吸附研究,着重考察了沸石对氨氮的吸附动力学,吸附等温线特征,并考察了p H、共存阳离子以及COD对吸附能力的影响。结果表明,Na型改性沸石吸附性能优于其他2种,饱和吸附量达到9.09 mg/g,沸石的吸附过程符合准二级动力学模型。Mg2+、Ca2+对Na型改性沸石的影响较大,Na型改性沸石吸附氨氮的适宜p H为5~8。本研究为探索用物化方法来处理雨水提供了依据,Na型改性沸石可以作为吸附雨水中氨氮的优选吸附剂。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔-水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0.9、活化温度为800℃、活化时间1.5 h、晶化温度90℃和晶化时间3 h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310 mg/g,在pH为6的100 mL模拟氨氮废水中加入6 g 4A沸石分子筛吸附40 min后,废水中氨氮的去除率达到86%。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

添加天然沸石和石灰对土壤镉形态转化的影响

采用土壤培养实验,研究镉污染土壤中添加沸石、石灰及两者配施对土壤pH值和土壤镉形态变化的影响。结果表明,土壤pH值随沸石用量的增加而增加,随培养时间呈现先增加后下降并逐渐趋于稳定的趋势,但均高于对照。高剂量石灰的处理对土壤pH的影响最大,与对照相比土壤pH提高了3.33个单位。在土壤5~50 d培养过程中,石灰处理的土壤交换态镉含量呈现先逐渐降低而后略有升高的趋势,其余处理均呈下降趋势。培养50 d后,高剂量的沸石、石灰及高剂量沸石与石灰配施处理的土壤交换态镉含量从5 d时的67.54、61.95和55.56 mg/kg降低至54.65、49.93和45.96mg/kg。相关分析表明,不同培养时期交换态镉含量与土壤pH值呈负相关关系。在10个处理中,L2Z3(石灰2 g/kg土和沸石60 g/kg土)组合处理效果最好,使土壤交换态镉含量下降了34.68%,碳酸盐结合态镉含量上升了4.30%,铁锰氧化结合态镉含量上升了16.97%,有机结合态镉含量上升了1.31%,残渣态镉含量上升了12.11%。     

NaCl改性沸石去除水中低浓度铅的研究

实验研究了NaCl改性沸石去除水中铅的效果,比较了沸石改性前后对铅的静态平衡吸附量变化,着重考察了吸附时间、pH值、竞争离子以及有机物对去除铅效果的影响。结果表明:NaCl改性沸石吸附铅速度快,对铅有很好的去除效果,平衡吸附量由改性前的28.57mg/g提高到了32.26mg/g。pH值对NaCl改性沸石去除水中铅的效果有较大影响,在pH=6～7时,去除效果最佳。水中竞争阳离子和有机物的存在,在一定程度上会降低铅的去除效果;随干扰物质浓度的升高,NaCl改性沸石对铅去除率出现了明显的下降,但当干扰物质和水样中铅浓度相当时,NaCl改性沸石可对铅保持很高的去除率。     

沸石吸附及其固定化微生物间歇式活性污泥法同时硝化反硝化脱氮的研究

以2种粒径(＜0.25 mm和0.2～1.0 mm)的天然沸石为实验材料,进行沸石吸附NH4+实验以及吸附饱和后固定化微生物间歇式活性污泥法(SBR)同时硝化反硝化(SND)脱氮实验.结果表明,实验沸石对NH4+的吸附等温线符合Langmuir吸附模型,小粒径天然沸石吸附NH4+效率较高.将小粒径天然沸石投加到SBR反应器中,与平行实验的SBR反应器相比发现,天然沸石在再生的同时能够增强SBR反应器的脱氮效率.     

沸石载体催化剂研制及其催化臭氧氧化染料废水的研究

以沸石为载体负载不同金属氧化物来制备催化剂,通过试验分析该催化剂催化臭氧氧化染料废水的效果及其影响因素。结果表明:(1)沸石对染料废水的吸附作用很小,总有机碳(TOC)去除率基本维持在3.2%左右,对于后期的试验可以忽略其影响。(2)以沸石作为载体制得的MnO2、Fe2O3、ZnO、CuO负载型催化剂(分别简写为MnO2/沸石、Fe2O3/沸石、ZnO/沸石、CuO/沸石),对臭氧氧化反应均有催化作用,其催化效果依次为MnO2/沸石Fe2O3/沸石ZnO/沸石CuO/沸石。同时,MnO2/沸石的重复使用率高。(3)MnO2/沸石催化臭氧氧化效率及重复使用率均优于以活性炭为载体的MnO2负载型催化剂。(4)臭氧氧化和MnO2/沸石催化臭氧氧化对染料的脱色率基本一致。MnO2/沸石催化臭氧氧化的TOC去除率比臭氧氧化提高较多,对染料废水有很好的处理效果。(5)以沸石为载体制得的负载型催化剂催化臭氧氧化实际染料废水的处理效果较好,具有较高的实用价值。     

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。     

CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能研究

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性,并考察了CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且吸附行为满足Langmuir等温吸附模型;粒径、改性剂投加量、反应温度、pH值及共存阴离子等因素均会影响CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力;减小粒径和降低反应温度均有利于CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除;粒径≤0.18 mm CPB改性沸石吸附磷酸盐较优的改性剂投加量为250 mmol/kg;当溶液的初始pH值位于4~10之间时CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而增强;SO42-的存在会明显降低CPB改性沸石对磷酸盐的吸附效率,而提高溶液的pH值有助于消除SO42-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;HCO3-的存在会一定程度上抑制CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除,而提高溶液的pH值无法消除HCO3-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;CPB改性沸石吸附磷酸盐后一定条件下可以重新解吸出来,且随着解吸液SO42-浓度的增加解吸率明显增大。