基于废陶瓷的多孔陶瓷研制及其对Ni2+的吸附性能

通过SEM、XRD、FT-IR表征及多孔陶瓷对废水中镍的去除能力,确定多孔陶瓷的制备条件:原料中田菁粉掺杂质量分数为4%,焙烧温度为800℃.SEM和孔结构表征说明,焙烧使多孔陶瓷形貌、结构发生变化;随着焙烧温度的升高,多孔陶瓷的比表面积和孔容呈现降低的趋势,而孔径呈现增大的趋势;EDS分析能表明,原废瓷粉和多孔陶瓷的主要元素组成均为Si、Al、O.SEM、XRD和FT-IR分析表明,多孔陶瓷吸附前后结构稳定.吸附Ni2+的系列实验表明,多孔陶瓷用量为10 g·L-1,吸附时间为60 min,进水pH值为6.32,进水Ni2+浓度在100 mg.L-1以内.在此条件下废水的Ni2+去除率可达89.7%,多孔陶瓷对废水中镍有较好的去除效果.以制备的多孔陶瓷处理含镍废水,考察多孔陶瓷对废水中Ni2+的吸附动力学和吸附等温线,结果表明,多孔陶瓷对Ni2+的吸附过程符合准二阶动力学模型(R2=0.999 9),Qe为9.09 mg·g-1;吸附过程可用Freundlich方程和Langmuir方程来描述,温度由20℃升高至40℃,最大吸附量Qm由14.49 mg·g-1上升至15.38 mg·g-1.     

改性聚氨酯载体用于高氨氮废水处理的研究

利用聚丁二酰亚胺对聚氨酯泡沫体进行化学改性处理,研究改性载体固定化微生物处理高氨氮模拟废水的效果。结果表明:当聚氨酯单元与聚丁二酰亚胺单元摩尔比为10∶1时,对泡沫进行改性后聚氨酯泡沫载体亲水性能良好,且具有较高的微生物负载量。改性后泡沫体上具有化学活性的官能团增加,有利于通过载体结合法固定化微生物细胞;,改性后的聚氨酯泡沫体作为微生物固定化载体用于模拟废水处理时,对主要污染指标呈现良好的污染物去除效果。     

硝酸改性活性炭特征及其催化臭氧氧化性能

采用硝酸氧化对颗粒活性炭进行改性处理,研究了硝酸改性后活性炭结构和表面化学性质,及其对酸性大红3R的吸附能力和催化臭氧氧化去除效果的影响。结果表明,硝酸改性后,活性炭比表面积减小,微孔孔容减小,中孔孔容增大。活性炭表面以羧基为主的酸性含氧官能团随着硝酸改性浓度提高而显著增加,并对其吸附能力和催化臭氧氧化能力产生显著影响。硝酸改性活性炭吸附能力在碱性条件下由于表面酸性官能团和酸性大红3R之间的静电作用而有所降低;在酸性条件下由于二者的色散作用而增强。表面酸性官能团在碱性条件下参与臭氧分解,产生·OH,增强了硝酸改性活性炭对酸性大红3R的催化臭氧氧化去除效果。     

蜂窝流道热沉强化传热数值模拟

热沉是模拟太空深冷环境的核心部件。为提高空间深冷环境的模拟效果,更好地满足型号试验需求,设计了一种蜂窝流道热沉。利用流体力学理论和有限元方法对蜂窝热沉内部流体的流动和强化传热进行数值模拟,分析流道结构参数对流体流动和换热的影响,确定最优的流道结构参数。结果表明,同等条件下蜂窝热沉表面温度低于管板式热沉5 K左右,温度均匀性可达到±2 K;流道深度和间距是影响流体在热沉中流动与传热的重要因素,合理选择流道结构参数可以提高热沉的换热性能;需要综合考虑传热和阻力问题来确定最优的流道结构参数,最优的蜂窝热沉流道间距为75 mm,深度为10 mm。     

利用改性粉煤灰处理造纸废水的研究

我国是世界上最大的产煤国和耗煤国,燃煤占了我国能源结构的70％,处置粉煤灰用的储灰场占据了大量的土地同时消耗了大量的水,目前我国粉煤灰的利用率只有30％.随着造纸厂的增多,造纸黑液对水体的污染也日益加重.     

建筑陶瓷碳计量与优化模型研究

采用投入产出分析方法和目标规划方法,以某建陶企业为代表,建立了建筑陶瓷产业投入产出模型及低碳优化模型,利用投入产出模型计量和预估了建筑陶瓷产业关键环节碳排放和产品碳足迹;应用低碳优化模型对建筑陶瓷企业的产品计划进行了低碳优化.结果表明,建筑陶瓷企业年二氧化碳排放量达182 543.9 t,单位产品碳排放量多于国外先进水平10%以上;影响建筑陶瓷产业二氧化碳排放的关键环节为烧成和喷雾干燥过程,烧成和喷雾干燥过程排放的二氧化碳占总排放的80%以上;3种建筑陶瓷产品中,坯砖、抛光砖、釉面砖的万平米产量碳足迹依次为150.2、168.0、159.6 t.建筑陶瓷企业经低碳模型优化后可以在保证同样利润的同时降低5.4%的碳排放,也可以在保证碳排放相同的条件下使利润提高5.6%.     

Fe/Al改性膨润土对铬酸根的吸附性能研究

利用膨润土原矿提取了粒径小于2μm的膨润土胶体,经过钠质化处理后分别用聚羟基铁和聚羟基铝进行改性,然后用一次平衡法研究了改性膨润土对水体中铬酸根的吸附性能.结果表明,与原矿相比,改性膨润土对铬酸根的吸附量有了不同程度的提高,铁改性膨润土对铬酸根的吸附量大于铝改性者.CrO42-的吸附平衡浓度为0.5 mmol·L-1时,Mt-1(Fe)、Mt-2(Fe)和Mt-3(Al)对铬酸根的吸附量分别为271.0 mmol·kg-1、114.0 mmol·kg-1和16.1 mmol·kg-1.改性膨润土对铬酸根的吸附量随离子强度的增加而增大,随体系pH值的增加而减小.铬酸根在改性膨润土表面的吸附以专性吸附机制为主,静电吸附所占比例很小,一般不超过30%.这些研究结果可为开发新型水处理剂提供理论指导.     

有机化改性海泡石对六六六吸附性能的探讨

分别采用阴阳离子表面活性剂对海泡石进行有机化改性处理,并对改性海泡石进行了吸附六六六实验.结果表明,未经有机化改性的海泡石对六六六各异构体去除能力由小到大依次为:γ-六六六(12.66%)、δ-六六六(12.79%)、α六六六(17.35%)、β-六六六(33.57%).经DOSO3Na有机化改性的海泡石对六六六各异构体的去除能力由小到大依次为:β-六六六、γ δ-六六六、α-六六六.经CTMAB有机化改性的海泡石对六六六各异构体的去除能力由小到大依次为:β-六六六、α-六六六、γ δ-六六六.有机化改性海泡石使体系中β-六六六大幅度增加,可能为有机化海泡石催化α、γ、δ各异构体向β异构体转化.     

氯化镧改性黏土固化湖泊底泥中磷的研究

用氯化镧对14种黏土进行改性并研究了这些改性黏土固化磷的效果.研究了pH对改性高岭土磷吸附率和镧离子溶出的影响.结果表明,通过氯化镧改性,不同黏土的磷固定率由改性前的3%～14%提高到改性后的52%～95%.氯化镧改性高岭土在pH为5时,达到磷吸附率的最大值94.85%,并在pH值4～8范围内,保持较高的磷吸附率（>80%）.在pH>6.5的范围,La³⁺溶出浓度低于0.0178 mg/L.     

铁氧化物改性黏土对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

利用铁氧化物对黏土进行了包覆改性,采用静态吸附法对该改性黏土吸附Cr(Ⅵ)的特性进行了研究,并考虑了反应时间、pH、浓度、温度对吸附的影响。实验结果表明,整个吸附过程基本在3h内完成;改性黏土对Cr(Ⅵ)的吸附量随溶液初始pH的增大而明显减小;随着溶液初始浓度和温度的增大而增大。同时,在初始pH为3.0的条件下,研究了改性黏土吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学特性,结果表明,改性黏土对Cr(Ⅵ)吸附能较好地符合准二级动力学方程和Langmuir等温式。由Langmuir等温式得出,在293K、初始pH为3.0条件下的单层饱和吸附量为12.91 mg•g-1。确定了改性黏土吸附Cr(Ⅵ)的热力学参数,表明该吸附过程是一个吸热的自发过程。与原土的对比实验表明,改性黏土对Cr(Ⅵ)的吸附能力大大增强。