两性高分子水处理剂的研究进展

本文综述了近年来国内外两性高分子水处理剂的研究进展,并对今后的研究工作提出了一些建议.     

石墨烯修饰碳毡电极与微生物相互作用过程中的电化学特征

在希瓦氏菌(Shewanella putrefaciens)呼吸驱动下,成功制备了生源性还原态的氧化石墨烯(r-GO)修饰的碳毡电极,进一步研究了r-GO修饰碳毡电极与微生物相互作用的电化学特征.结果表明:经r-GO修饰的碳毡电极与微生物的相互作用程度得到显著提升,这主要是由于修饰后电极的扩散内阻(R_(dif))得到快速降低的结果.将r-GO修饰后的碳毡电极作为阳极应用于微生物燃料电池(MFC)中,经微生物呼吸驱动下的石墨烯修饰电极,由于R_(dif)降低导致电极的电化学活性增强,使得电极和微生物相互作用程度得到提升,从而缩短了MFC启动时间,提高了MFC的产电能力.研究进一步表明,r-GO对电极的修饰,调控了对电极电化学活性及生源性电子向电极表面的传递过程.     

石墨烯掺杂聚苯胺阳极提高微生物燃料电池性能

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）技术可分解代谢污染物质并同步输出电能,在环境及能源领域吸引了越来越多的关注.但是,输出功率密度较低、成本较高、底物降解率低等特点限制了其实际应用,其中阳极是主要限制因素之一.本研究选取具有优异导电性、大比表面积的石墨烯和生物相容性较好的聚苯胺（polyaniline,PANI）,并优化二者比例关系,制备得到石墨烯掺杂PANI复合材料.将复合材料涂覆在玻碳电极表面分析电化学性能,循环伏安（cyclic voltammetry,CV）和线性伏安扫描（linear sweep voltammetry,LSV）测试结果均显示石墨烯含量占比20%的复合电极（20%石墨烯）电化学性能最好.将复合材料修饰在碳布表面作为MFC阳极时以石墨烯含量占比5%的复合电极（5%石墨烯）生物电化学性能最佳,LSV得到最大输出功率密度为（831±45）mW·m^-2,分别是20%石墨烯、1%石墨烯、石墨烯、PANI、碳布阳极的1.2、1.3、1.3、1.5、1.8倍.最大输出电压、开路电压、化学需氧量去除率、库仑效率、生物量密度均以5%石墨烯电极最高.电化学阻抗分析表明5%石墨烯电极极化内阻仅为（24±2）Ω,是碳布电极的19.8%.电化学和生物电化学性能并不完全一致,说明电极材料的生物相容性是影响MFC性能的主要因素之一.5%石墨烯阳极充分发挥了石墨烯和聚苯胺的优点,提高了MFC的产电性能.     

Cd2+在两性-阴离子复配修饰塿土上的吸附-解吸行为

以十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12)单一修饰和十二烷基二甲基甜菜碱+十二烷基磺酸钠(SDS)复配修饰塿土黏化层土壤,采用批处理法研究了Cd2+在供试土样上的吸附-解吸行为,并对其吸附-解吸机制进行了探讨.结果表明,在20℃、40℃下起始浓度较小时,复配修饰土样吸附量大于BS-12单一修饰土样,温度对吸附的影响不大.Langmuir模型最适合描述供试土样对Cd2+的吸附等温线.复配修饰土样20℃、40℃解吸量差异不大,原土和BS-12单一修饰土样随温度升高解吸量增加.土样净吸附量20℃时BS-12单一修饰土样最高,而复配修饰土样和原土差异不大,40℃时复配修饰和单一修饰土样差异不大,但均高于原土.复配土样的吸附是静电作用和有机修饰剂有机相的疏水阻力综合作用的结果.     

添加复合吸附剂对土吸附菲和Cr (Ⅵ)的影响

为了探究添加复合吸附剂对土吸附菲和Cr（Ⅵ）的影响,采用玉米秸秆生物炭和200% CEC十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）修饰膨润土（B_200B）以质量比1：2、1：1和2：1组配为3种复合吸附剂（CS_1：2、CS_1：1和CS_2：1）,将其以不同添加量（2%、5%和10%）加入土,批处理法研究各土样对菲和Cr（Ⅵ）的等温吸附,并对比不同pH值和温度对吸附的影响.结果表明：①添加复合吸附剂的土（CS土）对Cr（Ⅵ）的吸附量是CK（土）的3.02~13.61倍,且等添加量下Cr（Ⅵ）吸附量表现为CS_2：1 > CS_1：1 > CS_1：2 > CK.吸附为自发过程,表现为焓增（CS_1：2除外）、熵增的特征.不同CS土对菲的吸附量为CK的3.87~13.00倍.2%和5%添加量下,菲的吸附量表现为CS_1：2 > CS_2：1 > CS_1：1 > CK,而菲吸附量在10%添加量下为CS_1：2 > CS_1：1 > CS_2：1 > CK.吸附表现为自发、焓减和熵增的特征.②10~30℃范围内,CK、CS_1：1和CS_2：1土对Cr（Ⅵ）的吸附量增加了5.84%、4.63%和8.22%,而CS_1：2土对Cr（Ⅵ）的吸附量降低2.70%.CK对菲的吸附量从10~30℃增加1.69%,CS_2：1、CS_1：1和CS_1：2土对菲的吸附量分别降低了10.55%、4.36%和12.81%.③pH值4~10,CK对Cr（Ⅵ）的吸附无显著变化,而各CS土对Cr（Ⅵ）的吸附量随pH值增大而降低.CK、CS_1：2和CS_1：1土对菲的吸附量在pH=4最大,而CS_2：1土对菲的吸附量在pH=7最大.④复合吸附剂中B_200B比例越高,CS土对菲的吸附越佳,而生物炭比例越高,CS土对Cr（Ⅵ）的吸附越好.     

Beijing Tong Ren Tang Company Limited Scientific Research Institute, Beijing 100011, China

By dynamic method under UV irradiation,commercial melt-blown polypropylene(PPMB)filter element was modified with acrylamide(AAm)using benzophenone(BP)as initiator.Attenuated total reflection-Fourier transform infrared spectroscopy and scanning electron microscope verified that polyacrylamide chain was grafted on the fiber surface of PPMB filter element.Elemental content analysis with energy dispersive X-ray of fibers revealed that the polymerization content in the inner part of filter element was relatively higher than that in the outer.Degree of grafting changed with initiator concentration,monomer concentration,reaction temperature and reached 2.6% at the reaction condition:C_(BP)=0.06 mol/L,C_(AAm)=2.0 mol/L,irradiation time:80 min,temperature: 60℃.Relative water flux altered with the hydrophilicity and pore size of filter element.In the antifouling test,the modified filter gave greater flux recovery(approximately 70%)after filtration of the water extract of Liuweidihuang,suggesting that the fouling layer was more easily reversible due to the hydrophilic nature of the modified filter.     

im-Pd/Al2O3@C上Cr(Ⅵ)的液相催化加氢还原

通过在im-Pd/Al2O3催化剂的表面有效包裹导电的碳层,形成碳包裹催化剂(Pd/Al2O3@C),并通过一系列的表征手段对催化剂的结构特性进行了分析,并系统研究了催化剂催化加氢还原Cr(Ⅵ)性能,考察催化剂的催化性能.为比较包裹碳催化剂的炭化温度影响,制备了系列不同炭化温度的im-Pd/Al2O3@C催化剂.作为对...     

巯基功能化大孔二氧化硅的制备及其对土壤中二乙三胺五乙酸(DTPA)提取态Cd、Pb的钝化性能

以硅酸钠为前驱体,分别制备表面带有氨基和环氧基团的纳米二氧化硅,利用氨基和环氧基团的桥接反应构建具有大孔结构的纳米二氧化硅,进一步在其表面负载具有重金属反应性的巯基基团,最终得到一种具有重金属高效反应性的纳米材料,并将其用于对土壤重金属的钝化修复.红外光谱、透射电镜、比表面积等分析显示,氨基和环氧基有机基团的修饰降低了...     

阳离子高分子絮凝剂HTCC与PAM复配除浊性能研究

通过正交试验制备了阳离子高分子絮凝剂壳聚糖季铵盐(HTCC),以高岭土悬浊液的浊度去除率确定了HTCC的最佳投加量,研究了壳聚糖季铵盐与不同分子量聚丙烯酰胺(PAM)的复配除浊效果,确定出其最佳复配比为mHTCC∶mPAM=16.67∶1,以该复配比在最佳投加量( 1.875 mg/L HTCC+0.112 mg/L ...     

腐殖酸定向修饰Ce-Co铁基生物焦汞吸附机理

使用腐殖酸对铁基改性生物焦进行定向修饰,并借助固定床吸附装置考察改性后生物焦汞吸附性能,探究了不同腐殖酸负载量下的铁基改性生物焦的汞吸附能力.采用BET、XPS、FTIR表征手段,考察了定向修饰后生物焦的孔隙结构、表面元素价态及表面功能基团的组成,通过SEM扫描电镜探究生物焦微观形貌,并利用EDS能谱分析生物焦表面活性金属成分分布.结果表明,使用腐殖酸对铁基改性生物焦定向修饰后的生物焦汞脱除性能大幅提高,使用5%质量分数包裹后的生物焦汞脱除性能最高,3h单位累积汞吸附量为18025ng/g,相较于未被修饰的铁基改性生物焦汞吸附性能提高65%;负载腐殖酸后的生物焦以介孔为主,表面活性金属种类丰富,有利于单质汞的氧化;样品表面羧基、醇羟基等含氧官能团数量增加,定向修饰后生物焦表面出现大量氨基等利于重金属吸附的含氮官能团;定向修饰后的生物焦表面出现团聚现象,包裹量过高会将生物焦表面活性位点完全包裹,阻碍了氧化还原反应的进行,不利于汞的进一步氧化;汞在生物焦表面的吸附过程同时存在化学吸附与物理吸附.