氢氧化镧-天然沸石复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附作用

采用液相沉淀法将氢氧化镧和天然沸石进行复合,制备得到镧-沸石复合材料,并通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐的吸附作用,特别是考察了该复合材料去除水中低浓度磷酸盐的影响因素.结果表明,当制备复合材料时沉淀pH值为5~7或13时,复合材料对水中磷酸盐的吸附能力较差;当沉淀pH值控制为9~12,复合材料对水中磷酸盐的吸附能力较好,且当沉淀pH值由9增加到11时,复合材料的吸磷能力明显增加,继续增加pH值由11~12时,复合材料的吸磷能力基本不变.沉淀pH值为11时制备的镧-沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以较好地采用Langmuir模型加以描述,根据Langmuir模型预测的最大磷酸盐吸附量为44 mg·g~(-1)(磷酸盐溶液pH 7和反应温度30℃);该复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述.当磷酸盐溶液pH值由3增加到8时,沉淀pH值为11条件下制备得到的镧-沸石复合材料对低浓度磷酸盐的吸附能力增加,继续增加磷酸盐溶液pH值时,该复合材料对磷酸盐的吸附能力下降;与磷酸盐溶液共存的氯离子和硫酸根离子不会抑制该复合材料对低浓度磷酸盐的吸附,而碳酸氢根离子则会略微抑制该复合材料对磷酸盐的吸附;与磷酸盐溶液共存的腐殖酸会抑制该复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附.当磷酸盐溶液pH值为7时,沉淀pH值为11时镧-沸石复合材料吸附磷酸盐的机制主要为配位体交换作用.因此,沉淀pH值为11时制备得到的镧-沸石复合材料适合作为吸附剂去除水和废水中低浓度磷酸盐.     

光辅助下TiO2-蒙脱土复合材料抑杀蓝藻

以TiCl4和钠基蒙脱土为原料,采用水解法制备了TiO2-蒙脱土复合材料,采用XRD、IR和TEM对其结构和性质进行表征;通过藻细胞的内含物含量、生长代谢活性和形态的变化以及藻细胞膜脂质过氧化分析,研究了TiO2-蒙脱土复合材料在光辅助下去除颤藻的性能.结果表明, TiO2-蒙脱土复合材料中一部分TiO2插入蒙脱层间,增加了蒙脱土的层间距,另一部分以锐钛矿相均匀分散在蒙脱土上;在紫外光辅助下,TiO2-蒙脱土的用量为 50.0 mg/L,1 h后颤藻的除藻率可达94.58%;TiO2-蒙脱土通过光催化作用破坏藻细胞膜、降解藻细胞内含物、降低藻细胞代谢活性和破坏藻细胞形态,从而产生抑藻作用.     

纳米TiO2/CuO复合材料仿生合成及其光催化特性

以钛酸四丁酯为钛源,甘氨酸为模板剂,水热法合成纳米TiO2/CuO复合材料,采用XRD、SEM、FT-IR、XPS、UV-VIS DRS等分析手段对TiO2/CuO复合材料的晶型结构、形貌、粒径及组成进行表征.结果表明,XRD、SEM证实TiO2/CuO复合材料由锐钛矿型TiO2和CuO组成,形貌呈花瓣薄片状纳米花球,花瓣厚约15 nm;FT-IR、XPS表明其含有Ti—O键和Cu—O键,且Ti呈+4价、Cu呈+2价;UV-VIS DR显示其在紫外-可见光区具有显著的光吸收能力.相比P25型TiO2,TiO2/CuO复合材料具有较好的光催化性能,光催化降解亚甲基蓝(MB)的效率高达85%.这可能由于TiO2/CuO复合材料具有宽的可见光区域和窄的带隙,以及CuO对电子的捕获,促进了光生电子和空穴有效分离.     

不同价态Ce-MOF衍生材料的吸附除磷性能及机理比较

通过在N_2气氛中的热处理,从Ce-MOF中衍生出一系列多级的微/纳米铈基复合材料.Ce-MOF在空气中完全分解形成二氧化铈,价态由三价转变为四价.而在N_2中较低温度(400℃或500℃)下煅烧会形成稳定的部分热解的Ce-MOF(N),具有较高的Ce(Ⅲ)含量.与完全分解的产物相比,虽然完全分解的产物具有较高的比表面积,但是部分分解的样品对磷酸盐的吸附效果是完全分解产物的2—4倍.这种差异证明铈基材料的不同价态对除磷性能有显著影响,相比于四价铈离子,三价铈在与磷酸盐结合中起主要作用.与Ce-MOF(A)相比,Ce-MOF(N)是一种高Ce(Ⅲ)含量的铈基纳米材料,其饱和吸附容量为187.2 mg·g~(-1),吸附速度快,pH适用范围极广,为pH 2—12,并且在竞争阴离子存在下也对磷酸盐具有很高的选择性.与此同时,相比于常用的金属盐吸附剂,Ce-MOF(N)在碱性条件下具有明显增强的磷酸盐吸附能力.这是因为表面Ce(Ⅲ)的部分水解带来了更多的羟基,增加了磷酸根离子交换的活性位点.此外,通过分析FTIR、XPS、XRD和Zeta电位,Ce(Ⅲ)样品对磷酸根的吸附机理主要为静电吸引,离子交换和表面沉积,而对于完全分解的铈基材料Ce-MOF(A)静电吸引是主要机理.     

航空发动机复材外涵机匣静热强度试验方法研究

目的 提出一种飞机发动机外涵机匣静热强度考核试验方法,实现对高温环境下机械载荷与气流压力载荷同时作用时外涵机匣的强度考核.方法 以典型外涵机匣模拟件为试验件,利用所设计的试验装置与外涵机匣模拟件合围成一套能够施加温度载荷、机械载荷以及内腔气压载荷的被试结构,在通过温度加载系统、静力加载系统和气压加载系统同时对被试结构模...     

碳纤维环氧复合材料盐雾老化试验研究

采用中性盐雾条件模拟海洋大气环境进行了加速老化试验,研究了碳纤维环氧复合材料在海洋气候中的耐久性.分析了该复合材料经盐雾老化试验后的质量、层间剪切强度和弯曲强度的变化,结合湿热老化机理,研究了其老化规律.结果表明,随着试验时间的增加,复合材料的吸湿量增加,力学强度下降,表现出塑性特征.在吸湿最初阶段对力学性能影响最大,...     

Si(B)CN 陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状

总结了近年来Si(B)CN陶瓷及其复合材料评价与应用研究现状。首先介绍了Si(B)CN陶瓷及其复合材料的制备,而后详细综述了Si(B)CN陶瓷及其复合材料在力学性能、氧化行为、烧蚀行为、疲劳与蠕变性能、环境性能等方面的性能评价,并对其应用现状进行了概述。     

生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜特性的影响

锰氧化物作为改性材料应用于制造复合材料一直是环境领域的研究热点,锰氧化物改性的复合材料在水处理、空气清新剂等领域应用广泛。但目前,将生物炭-锰氧化物复合材料作为吸附材料改变土壤对铜吸持能力的研究还不多见。采用等温平衡吸附法,测定生物炭-锰氧化物复合材料对红壤吸附铜的能力影响,并应用Freundlich方程Cs=KfCen分析红壤对铜的吸附特征。结果表明：不同用量的生物炭-锰氧化物复合材料加入后,均会明显提高红壤对铜的吸附量。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%生物炭-锰氧化物复合材料的红壤处理,其铜的吸附量较未添加处理分别增加了63.1%、130%,310%和509%。Freundlich吸附方程能较好的描述不同用量生物炭-锰氧化物复合材料影响红壤对铜的吸附特征。添加0.5%、1.0%、2.0%和4.0%炭-锰材料处理的分配系数（Kf值）分别为0.176、0.286、0.653和0.800。生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,分配系数（Kf值）较对照红壤提高了5倍,生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后对红壤pH值影响不大,对CEC（阳离子交换量）有较大的影响;生物炭-锰氧化物复合材料用量为4.0%时,CEC为5.59 cmol·kg-1,较对照增加了14.1%,温度升高,有利于提高红壤对铜的吸附能力。生物炭-锰氧化物复合材料加入红壤后,红壤在1034.63、537.22、471.45 cm-1处有吸收峰出现,红壤表面-OH、Mg-O、Si-O等活性官能团数量明显增加。生物炭-锰氧化物复合材料增加红壤对铜的吸附机制可能是红壤表面Mg-O、Si-O等官能团与铜形成了Mg-O-Cu-、Si-O-Cu-络合物,提高了红壤对铜的吸持能力。从土壤化学与土壤修复的角度出发,生物炭-锰氧化物复合材料可用于铜污染红壤修复。