高铁铝矾土制备聚合氯化铝铁及其在污水处理中的应用研究

利用含铁的低品位铝矾土为主要原料,添加适量铝酸钙粉,制备出絮凝剂聚合氯化铝铁.制备方法为酸溶两步法.对影响聚合铝铁制备的因素,如盐酸浓度、盐酸用量、温度和铝酸钙粉用量等进行了系统研究,得到了制备聚合铝铁的优化条件,同时将该絮凝剂用于实际工业污水的处理.研究结果表明:制备的絮凝剂絮凝效果明显优于一些传统的絮凝剂;不仅具有去浊性能好、沉降快的优点,而且具有原料易得,制备成本低的优势.     

用钛白废酸制备氯化铁和硫酸

采用溶剂萃取与蒸发浓缩相结合的方法综合利用钛白废酸。实验结果表明:向钛白废酸中加入一定量的盐酸,用磷酸三丁酯(TBP)萃取Fe3 ,得到萃合物为HFeCl4.2TBP;在萃取相比(有机相与水相的体积比)与反萃取相比(水相与有机相的体积比)均为1的条件下,用2.53mol/L的TBP对c(Fe3 )=1.023mol/L、c(HCl)=4.53mol/L的试样进行连续5级逆流萃取与反萃取后,得到纯度高达99.88%、总产率达99.4%的氯化铁;萃余液经一次性蒸发浓缩,可得到质量分数80%以上的硫酸。     

硫酸亚铁的综合利用

以工业废弃物硫酸亚铁为原料,加入碳酸氢铵和氯化钾,通过一系列化学反应和过滤、蒸发、煅烧等步骤,可制得硫酸钾、氯化铵、氧化铁红和液态二氧化碳.原料中各主要成分的利用率均达94%以上.     

Enhanced removal of I− on hierarchically structured layered double hydroxides by in suit growth of Cu/Cu2O

To further improve the removal ability of layered double hydroxide(LDH) for iodide(I~-) anions from wastewater, we prepared hierarchically porous Cu_5Mg_(10)Al_5-LDH and used as a matrix for in suit growth of Cu/Cu_2O on its surface, forming Cu/Cu_2O-LDH, which was characterized and applied as an adsorbent.Results displayed high I~-saturation uptake capability(137.8 mg/g) of Cu/Cu_2O-LDH compared with Cu_5Mg_(10)Al_5-LDH(26.4 mg/g) even thermal activated LDH(76.1 mg/g).Thermodynamic analysis showed that the reaction between I~-anions and Cu/Cu_2O-LDH is a spontaneous and exothermic.Uptake kinetics analysis exhibited that adsorption equilibrium can be reached after 265 min.Additionally, the adsorbent showed satisfactory selectivity in the presence of competitive anions(e.g., SO_4~(2-)), and could achieve good adsorption performance in a wide pH range of 3–8.A cooperative adsorption mechanism was proposed on the basis of the following two aspects:(1) ion exchange between iodide and interlayer anions;(2) the adsorption performance of Cu, Cu(Ⅱ) and Cu_2O for I~-.Meanwhile, the difference between the adsorption mechanism of Cu/Cu_2O-LDH, Cu_5Mg_(10)Al_5-LDH and Cu_5Mg_(10)Al_5-CLDH adsorbents was also elaborated and verified.     

高效除砷分子筛新型材料制备及其吸附特性研究

为提高4A分子筛(MS)对水溶液中砷的吸附性能,以MS为载体,采用浸渍法制备载铁分子筛(FMS)和铁锰分子筛(FMMS)作为除砷吸附剂,利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、比表面积测试法(BET)等手段对MS和FMS微观结构特点进行表征,并开展批次试验考察FMS和FMMS对水中五价砷(As5+)和三价砷(As3+)的吸附效果,对FMS吸附As5+过程进行吸附动力学、等温吸附试验和吸附热力学等拟合.结果表明:①铁盐浸渍改性能有效提高MS比表面积、改善其表面结构,改性后FMS是一种窄孔径、尺寸均匀的介孔材料,比表面积和孔体积分别从27.38 m2/g和0.068 cm3/g增至281.25 m2/g和0.16 cm3/g,平均孔径由9.93 nm减至2.21 nm;MS微观结构由密实粗糙颗粒转变为疏松多孔隙结构.②FT-IR表明,铁盐浸渍形成的铁氧化物主要与MS结构中O—H、Al—O和Si—O结合;批次试验设定ρ(As5+)为4 mg/L,与MS相比FMS对As5+的去除率约提高70%.③吸附动力学结果显示,FMS对As5+的吸附过程符合准二级动力学模型,相关系数(R2)达0.99,反应过程中化学吸附起主要作用.④等温吸附试验表明,FMS对As5+吸附过程与Freundlich等温吸附模型拟合程度较高,相关系数(R2)达0.98,计算最大吸附容量为9.9 mg/g.⑤热力学参数ΔG、ΔH和ΔS计算表明,温度升高有利于FMS吸附砷,反应过程中FMS表面固体与溶液的混乱度上升.⑥与FMS相比,FMMS对As3+吸附性能有效提高,ρ(As3+/As5+)(As3+与As5+共存条件下溶液质量浓度)分别为2.0、4.0、6.0 mg/L下,FMMS去除率分别约提高26.34%、28.06%和28.09%.研究显示,利用铁盐浸渍法对MS改性可有效提升其对As5+和As3+的吸附容量,发挥材料的实际运用价值.      

Fe^2＋／Fe^3＋系统处理邻,对硝基苯胺废水

在碱性条件下，用Ｆｅ＾２＋将邻，对硝基苯胺还原成邻，对苯二胺；在酸性条件下，上述反应生成的Ｆｅ＾３＋将二元芳胺进一步氧化成醒类化合物，实验结果表明，经Ｆｅ＾３＋系统处理，硝基苯胺类废水的ＣＯＤｃｒ有较大的去除，且可生化性得到很大改善。     

聚合硫酸铁混凝消除水中有机氯的研究

采用聚合硫酸铁(PFS)絮凝剂对水中有机氯农药(OCPs)进行强化混凝处理,并运用响应曲面法(RSM)优化分析了影响OCPs去除率的混凝条件,如pH值、原水浊度、混凝剂投加量和OCPs的初始浓度诸因素.结果表明,各影响因素交互作用显著,最佳混凝条件组合为:pH=5.0、原水浊度=150NTU、PFS投加量为12mg/L、OCPs初始浓度为200ng/L,在此条件下,PFS絮凝剂可有效去除水中OCPs,经模型验证实验得到最佳条件下去除率α-HCH为82.23%、β-HCH为71.15%、γ-HCH为77.28%、δ-HCH为86.27%、 p,p’-DDE为93.78%,与RSM预测值基本相同.结合絮体分形维数和Zeta电位对混凝效果的机理进行了探讨,表明各因素均达到了最佳水平.     

聚磷腈/氢氧化镁协同阻燃聚丙烯的研究

为改善氢氧化镁阻燃聚丙烯的力学和阻燃性能,合成一种新型氢氧化镁协同阻燃试剂聚二(乙醇)磷腈,并制备聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料。用红外光谱(IR)和氢核磁共振仪(H-NMR)研究阻燃剂聚二(乙醇)磷腈的化学结构,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和氧指数测定仪,研究聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料添加量对聚丙烯的结构、力学性能和阻燃性能的影响。研究结果表明:这种复合阻燃材料具有较好的阻燃效果,且能使聚丙烯力学性能有一定程度的提高。这些结果主要归功于聚磷腈不仅起到协同阻燃作用,而且还作为氢氧化镁的分散剂,提高了氢氧化镁粒子在聚丙烯中的分散度及界面结合力。     

Ti-Fe复合氢氧化物的制备及其对水中As(Ⅲ)的去除

采用共沉淀法制备了新型Ti-Fe复合氢氧化物吸附剂,并对其表面特性及除砷性能进行了初步研究。比表面和孔隙测试结果表明:2种Ti-Fe复合氢氧化物TF和TM的比表面积分别为148.6,147.6 m2/g,平均孔径分别为6.2,6.5 nm。Lagergren二级吸附动力学模型,可以很好地描述Ti-Fe复合氢氧化物吸附去除As(Ⅲ)的动力学过程。Freundlich和Langmuir方程均能较好地描述Ti-Fe复合氢氧化物吸附As(Ⅲ)的过程,而且Freundlich方程的拟合效果更好(R2>0.96);TF和TM对As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别达到76.92,38.76 mg/g。当PO34-浓度小于2 mmol/L时,TF和TM对As(Ⅲ)的去除率分别可以达到空白样的90%和80%以上;浓度为10 mmol/L时,去除率也可分别达到60%和55%。Ti-Fe复合氢氧化物能够有效减轻PO34-对吸附性能的抑制。     

拜耳法赤泥制备三聚磷酸铝

拜耳法赤泥经石灰石烧结改性、盐酸浸取及碱液处理等工序得到氢氧化铝干胶,再以氢氧化铝干胶和工业磷酸为原料,通过中和反应、缩合反应和水化反应合成三聚磷酸铝.经单因素条件实验和正交实验得到最佳工艺条件为:磷酸体积(mL)与氢氧化铝干胶质量(g)的比3,中和反应温度常温,缩合反应温度290℃,缩合反应时间4h.在最佳工艺条件下合成的试样中,Al2O3和P2O5的含量与工业三聚磷酸铝ATP-200相近,经IR分析,该试样即为三聚磷酸铝.盐雾试验结果表明合成的三聚磷酸铝的防腐性能达到ATP-200的性能指标.