以废渣磷石膏为原料水热法制备硫酸钙晶须

以磷石膏为原料,采用水热法制备硫酸钙晶须。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及红外光谱仪(FT-IR)等仪器对产物进行表征,研究了反应温度和时间、料浆初始固液比及不同添加剂等因素对产物形貌及可溶磷含量等的影响。结果表明,最佳反应条件为:反应温度140℃,反应时间2 h,料浆固液比为1∶10,最佳添加剂及剂量为丙三醇(V醇/V总液为50%)。所得产物为六方晶系的CaSO4.0.5H2O,直径1～3μm,晶须长径比为45左右,合成率约95%,产物可溶磷含量由原样的0.41%降至0.21%。     

湿热水解处理餐厨垃圾氮素转化规律

为了研究餐厨垃圾湿热水解过程中氮素的变化规律,设计了10、30、60、90和120℃5个温度水平以及30、60、90、120、150和180min6个加热时间水平,进行了30组完全实验,对不同湿热条件下餐厨垃圾粗蛋白、TN、NH4＋-N、NO3-N、有机氮及氨基酸等氮的不同存在形式的变化规律进行实验研究。结果表明,10、30及60℃条件下蛋白质的高级结构不会改变,利于粗蛋白的积累,且在温度120℃,加热时间90min条件下粗蛋白百分含量最高,占干物质的31．34％;随温度的升高和加热时间的延长TN、NHf-N和有机氮含量均上升;当温度达到120℃,由于水解反应,各温度处理下NHf．N浓度超过有机氮浓度,而NO3-N始终维持较低水平。氨基酸总量随温度的升高和水解时间的延长呈上升趋势,当温度达90％,加热时间达180min时,处理后餐厨垃圾总氨基酸百分含量最高,达164％,但温度达到120℃时,随着处理时间的延长,餐厨垃圾总氨基酸含量明显降低。     

Reducing the pollution risk of pesticide using nano networks induced by irradiation and hydrothermal treatment

Traditional pesticides (TP) often do not adhere tightly to crop foliage. They can easily enter the surrounding environment through precipitation and volatilization. This can result in the pollution of the surrounding soil, water, and air. To reduce pesticide pollution, we developed a loss-control pesticide (LCP) by adding attapulgite with a nano networks structure fabricated using high energy electron beam (HEEB) irradiation and hydrothermal treatment to TP. HEEB irradiation effectively dispersed originally aggregated attapulgite through modified thermal, charge, and physical effects. Hydrothermal treatment further enhanced the dispersion of attapulgite to form nano porous networks via thermal and wet expansion effects, which are beneficial for pesticide binding. An LCP has improved retention on crop leaf surfaces. It has a higher adhesion capacity, reduced leaching and volatilization, and extended residual activity compared with the TP formulation. The treatment increases the residual activity of pesticides on crop foliage and decreases environmental pollution.     

市政污泥水热炭化废水组成成分特征

污泥水热炭化处理被认为是极具潜力的污泥安全处置与资源化利用的技术措施之一。为了解废水中碳、氮、磷、钾和重金属含量随水热炭化反应温度和反应时间的变化规律,对市政污泥190℃和260℃水热炭化不同时间（1、6、12、18和24 h）后的废水组成成分进行了研究。结果表明,水热炭化处理后,废水颜色由黑色变成浅黄色;pH由6.40提高到9.14;TOC、COD和BOD5最高分别增加了13 175 mg/L、55 998 O2mg/L和31 723 O2mg/L;氮和钾含量显著提高,但磷含量降低;Cd、Cr含量由未检测到分别增加到0.060 mg/L和2.326 mg/L,As、Pb含量均由0.032 mg/L分别增加到1.408 mg/L和0.590 mg/L,但Cu、Mn及Zn含量降低。比起反应时间,反应温度对废水组成成分的影响更大。     

粉煤灰两步水热法制备人工沸石

以粉煤灰为原料,采用两步水热法制备人工沸石。SEM、XRD、X射线荧光光谱分析结果表明:制得的人工沸石纯度较高,主要为Na-A型沸石和少量13X型沸石,主要化学成分为SiO2和Al2O3。说明采用两步法制备人工沸石克服了传统水热法杂质含量高的缺陷。采用人工沸石处理初始Mn2+质量浓度为50.00mg/L的模拟含锰废水,吸附125min后,Mn2+去除率达98.19%,模拟废水中剩余Mn2+质量浓度为0.90mg/L。     

溴掺杂TiO2光催化剂的制备与性能研究

以KBr和Ti（SO4）2为原料,通过水热法制备了高催化活性的溴掺杂纳米TiO2（Br-TiO2）光催化剂,利用XRD、XPS、TEM、BET和UV-Vis DRS等测试手段对其进行了表征。通过苯酚降解实验评价了Br-TiO2的光催化活性。结果表明,700℃焙烧、溴与钛的摩尔比为0.35∶1时,Br-TiO2具有最佳光催化活性。该催化剂为晶体发育完整的锐钛矿相TiO2,粒径平均大小为50 nm,比表面积为16.81 m2/g,在紫外区的吸收得到加强,光催化能力优于Degussa P-25。确定了降解苯酚的最佳条件：催化剂投加量为0.5 g/L,苯酚初始浓度为10 mg/L,pH值为6.0。     

改性半焦脱除烟气中SO2的研究

对内蒙工业副产褐煤半焦（比表面积49.187m^2／g,孔容0.0351cm^2／g）,采用加压水热化学活化法,HNO3活化法和高温煅烧相结合的方法制备出半焦烟气脱硫剂,并对脱硫剂的脱硫性能进行固定床活性评价。分析表明,其脱硫效果比较好,转化率维持在50％以上的累计硫容可达24．30％,脱硫时间长达35h,远远高于原料半焦的脱硫效果（硫容为0．68％,时间为1．5h）;同时采用水洗法对脱硫剂进行再生,其再生液可用来制备浓度为9.01％的稀硫酸。     

载镧磁性水热生物炭的制备及其除磷性能

将小麦秸秆在水热条件下(220℃)炭化2 h得到水热生物炭(HTC),以HTC为载体,通过一步共沉淀法制备了一种吸附容量高、易于磁分离回收的载镧磁性水热生物炭复合材料(La-MHTC).通过等温线和动力学等吸附实验方法,研究了该材料对磷酸根的吸附特性,考察了载镧量、初始pH和共存离子等因素对磷酸根吸附过程的影响.结果表明La~(3+)∶Fe~(3+)为2∶1时,材料(2-La-MHTC)具有良好的吸附磷酸根的能力;在吸附剂投加量为0. 1 g·L~(-1),pH为7时,对磷酸盐吸附量达到100. 25mg·g~(-1);吸附符合Langmuir等温模型,吸附动力学过程遵循准二级动力学,并且吸附不受其它离子的影响(在Cl~-、NO_3~-和SO_4~(2-)等共存离子体系磷酸盐去除率达到98%),在较广的pH(3～10)范围都具有良好的吸磷能力.吸附的磷酸根可用NaOH溶液解吸,5次吸附-脱附循环实验中磷酸盐去除率均能达到90%以上,脱附效率为65%左右,说明该吸附剂具有良好的脱附和重复利用能力.应用其处理实际含磷污水,可将磷酸盐浓度从0. 87 mg·L~(-1)降低到0. 05 mg·L~(-1).吸附机制主要为静电吸附作用和La(OH)_3与磷酸盐通过配体交换形成内层络合物.     

废弃物基水热炭改良对水稻产量及氮素吸收的影响

生物炭农田回用是实现农林废弃物资源化利用和碳封存的有效手段.近年来,水热碳化技术由于在炭产率、能耗及生产过程中的烟气排放等方面显著优于常规热解碳化技术而受到关注.为实现农林废弃物的资源化利用,明确水热炭农田应用对作物生产力的影响,本研究通过原状土柱模拟试验和表征分析,研究了4种不同类型改良水热炭对两种典型土壤的水稻产量和氮素吸收的影响及可能的驱动因素.结果表明,锯末水热炭和秸秆水热炭经物理或生物改良后,在两种类型土壤上均能够增加水稻产量和氮素吸收,减少氮素损失,且其效应不受水热炭添加量影响（5‰,15‰;质量分数）.与对照相比,水热炭添加处理的产量和氮素吸收量分别提高9.2%~20.7%和7.7%~17.0%.高C/N比的锯末水热炭更有利于高肥力土壤水稻氮素吸收量的增加;而低肥力土壤由于限制性因子较多,受水热炭类型的影响较小.通过对水热炭的表征分析发现,其表面养分元素丰富;水洗或生物改良后其表面孔隙结构有较大改善,C元素相对含量明显降低,N和O元素相对含量明显增加,这对养分的固持/供应可能产生影响.因此,水热炭改良后孔隙结构的改变和N、O元素含量的增加可能是其施用后水稻产量和氮素吸收增加的关键驱动因素.结果说明,水热碳化材料改良后应用农田可以在实现农林废弃物资源化利用的同时,提高作物生产力,减少农田氮素环境损失.     

水热炭对水土环境中重金属铅的固持

以纯米糠为前体制备水热炭,通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和元素分析仪等手段表征其物理化学性质;研究时间、p H、Pb~(2+)初始浓度等因素对其吸附Pb~(2+)的影响,以及其对污染土壤中Pb存在形态的影响。结果表明,纯米糠水热炭表面呈现多孔和网状结构,且含有丰富的表面含氧官能团,对溶液中Pb~(2+)有很强的吸附作用,p H=5时吸附效果最好,吸附24 h基本达到平衡。当Pb~(2+)初始浓度为80 mg/L,水热炭投加量为0.75 g/L时,水热炭对Pb~(2+)的吸附量可达72.44 mg/g。将水热炭投加到Pb污染土壤中,能有效降低弱酸提取态Pb含量,提高残渣态Pb含量,使Pb向更加稳定的状态转化。