多级串联膜电容去离子装置的脱盐性能

膜电容去离子(membrane capacitive deionization, MCDI)技术具有的装置简单、易操作、易再生、成本低,无污染、节能等优势,使其成为一种新型的脱盐技术。为了提升MCDI的脱盐性能,将多个装置的进水串联,对每个装置单独加电来探究脱盐率,平均脱盐速率、单位能量脱盐量等指标对多级串联的影响。结果表明,在进水盐质量浓度、水力停留时间、电压等不同操作条件下,二、三级MCDI串联脱盐率都提高了约2、3倍,三级串联较二级串联的脱盐速率提升较小,但具有更高的能耗。综合比较,二级MCDI串联的脱盐性能更优,并获得了最佳的操作条件为1.5 g·L⁻¹,0.375 min,1.2 V。在连续脱盐过程中,多级串联能够连续稳定的去除盐离子,并且具有较高的吸附容量,表明了连续脱盐的可行性。研究结果对多级MCDI脱盐工程化应用具有指导意义。     

生活污水的臭氧深度处理及其急性毒性

以生活污水处理厂二级生物处理出水为研究对象,利用固相萃取、吸附树脂层析等手段,研究了臭氧氧化过程中进出水及不同分级组分的发光细菌急性毒性的变化,揭示了无机离子浓度对臭氧氧化出水急性毒性的影响,并采用三维荧光光谱对急性毒性相关的物质组分进行了解析。结果表明,在反应时间为15 min,臭氧投加速率为2.1 mg·（L·min）-1,臭氧氧化出水的急性毒性明显下降,出水的急性毒性仅为进水的24.7%。水样不同分级组分的生物毒性测试结果显示,生物处理出水中的亲水性物质和疏水中性物质分别贡献了44.6%和27.8%的毒性当量。当生物处理出水的氯离子含量为75~400 mg·L-1时,经臭氧氧化后,出水的急性生物毒性与氯离子浓度成正相关关系,当生物处理出水的硫酸根离子和硝酸根离子含量分别在150~300 mg·L-1和20~110 mg·L-1变化时,经臭氧氧化后,出水的急性生物毒性变化不大,结合三维荧光光谱的分析结果,臭氧氧化出水中急性毒性物质可能主要存在于芳香族蛋白质类似物（Ⅱ区）和类腐殖酸类物质（Ⅴ区）中。     

木质素离子交换树脂对重金属离子的吸附效能

以木质素磺酸钙为反应单体,采用溶液聚合法制备了木质素离子交换树脂,对其进行了SEM电镜表征及吸附性能研究。结果表明：制备的木质素离子交换树脂依靠其表面可电离的磺酸基、羟基和羧基等多种交换基团实现对重金属离子的选择性吸附;当反应温度为25℃时,其对Cd2+具有很好的吸附效果,吸附量可达到92.15 mg·g-1;在相同的实验条件下,树脂对Cu2+、Cd2+和Ni2+的吸附效能为Cd2+ >Ni2+ >Cu2+;SEM电镜扫描结果显示：木质素离子交换树脂表面光滑致密,无明显的物理结构孔,属于凝胶型离子交换树脂。     

离子交换树脂对水中高氯酸根的吸附及其机理研究

通过对比几种常用的离子交换树脂,筛选出处理ClO₄^-的最佳树脂。研究表明：氯型717阴离子交换树脂(Cl717)表现出较好的吸附效果,其吸附动力学符合伪二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,属于单层吸附;升高温度和增加投加量有利于Cl717对ClO₄^-的吸附;共存阴离子对Cl717吸附ClO₄^-产生抑制作用,干扰能力依次为Cl^-3^-4^2-4^3-。对树脂进行了再生,再生液浓度为2.16 mol/L,当用量为树脂体积5倍时可获得较好的再生效果。红外光谱分析结果表明：Cl717吸附ClO₄^-的主要机理可能是树脂骨架对ClO₄^-的静电引力作用以及ClO₄^-与树脂的季胺基团形成了氢键。     

改性分子筛二氧化碳捕集材料的制备及其性能

以微孔分子筛为基体,用环氧树脂(EP)作交联剂,采用浸渍法将聚乙烯亚胺(PEI)或者四乙烯五胺(TEPA)浸渍在微孔分子筛上,制备了一系列的胺基吸附分子筛。通过热失重等方法对样品结构表征。研究了温度、PEI/EP质量比、TEPA/EP质量比及吸附气体中CO2初始浓度对吸附容量的影响,探讨了该吸附分子筛材料性能与结构的关系。结果表明,改性的胺基分子筛对CO2有较好的吸附效果。在333 K下,PEI改性分子筛吸附量最大,CO2初始浓度为20%时的最大吸附量为0.69 mmol/g。TEPA改性分子筛在CO2初始浓度为20%和15%时的最大吸附量分别为0.50 mmol/g和0.33 mmol/g。     

桦木硫酸盐木素的改性及树脂的合成研究

本文对桦木硫酸盐木素的改性及其在酚醛树脂中的应用进行了研究。结果发现,利用单因素法对木素硫改性进行分析时,其最佳条件为：硫用量５％,碱用量４％,最高温度２６０℃,保温时间１５ｍｉｎ。改性后木素甲氧基含量由原来的１８．８１％变为１１．８４％。利用改性及未改性木素取代苯酚合成木素酚醛树脂时,当两种木素分别取代６０％的苯酚,使用桦木为单板时,基胶合强度虽然低于同样条件下酚醛树脂在胶合强度,但仍能达到国标     

被动采样技术在监测大气有机氯污染物中的应用

为了研究大气被动采样技术的可行性,评价其技术性能、特色和应用价值,采用以XAD-2树脂为吸附介质的被动采样器,对北京市和四川卧龙自然保护区大气中的典型持久性有机氯污染物分别进行了为期5个月和半年的样品采集,利用气相色谱-高分辨质谱方法对HCB,HCHs,DDTs和PCBs等进行了测定.结果表明:数据重现性良好,检测下限的范围为0.2～8.0 pg/m3;北京市有机氯污染物检出质量浓度相对较高,其中ρ(HCB)最高,为1 910 pg/m3,ρ(p,p′-DDT)最低,为21 pg/m3;卧龙自然保护区有机氯污染物检出质量浓度相对较低,其中ρ(HCB)最高,为254 pg/m3,ρ(PCB52)最低,为1.3 pg/m3.初步表征、比较了北京市和四川卧龙自然保护区大气中HCB,HCHs,DDTs和PCBs等化学组成特征.以XAD-2树脂为吸附介质的大气被动采样器,可以应用于城市和边远地区持久性有机氯污染物的长期采样和监测.      

离子交换树脂D001对罗丹明B的吸附特性

采用强酸性阳离子交换树脂D001作为吸附剂吸附脱除水溶液中的罗丹明B(Rh B)。SEM和FTIR表征结果显示:D001树脂表面存在孔隙,可增加树脂的比表面积;树脂表面的磺酸基团可通过与阳离子染料Rh B络合而将其吸附。实验结果表明:Langmuir等温吸附模型能更好地描述树脂对Rh B的吸附规律,升高温度有利于树脂吸附Rh B;吸附过程符合Lagergren准一级动力学方程,初始Rh B质量浓度为20 mg/L时吸附活化能为7.06 k J/mol;树脂对Rh B的吸附是一个自发的、吸热的、熵推动的过程;颗粒扩散为吸附过程的控制步骤;树脂具有良好的重复使用性能。     

湿法再生吸附剂制备及用于大气CO_2的直接捕集

基于湿法再生吸附技术,利用强碱性季铵盐树脂材料制备了异相吸附剂薄膜,应用于大气中极低CO2的直接分离,以对抗全球变暖。通过滴定法分析吸附剂材料的电荷密度和吸附容量,利用SEM分析不同工况下制备出来的膜材料的表观结构,并对膜材料进行CO2吸附性能的测试。结果发现,热处理能够明显提高膜材料的吸附性能,还研究吸附剂制备对吸附速率,吸附量和机械强度等性能的影响,发现粒径小于43μm的树脂粉末,按60%质量分数制成的500μm厚膜材料具有较优的综合性能。     

离子交换树脂处理三乙胺废水

采用离子交换树脂对废水中三乙胺进行吸附。探讨了静态及动态吸附三乙胺的影响因素,考察了树脂的脱附条件及其吸附稳定性。实验结果表明:RX01型树脂对三乙胺的吸附性能优于HD-81型和D155型树脂;在三乙胺初始质量浓度为1 500 mg/L、初始pH为11.5、吸附时间为2 h、吸附温度为298 K的静态吸附条件下,三乙胺去除率为96.3%,饱和吸附量为145 mg/g,等浓度条件下阳离子影响的大小顺序为Ca~(2+)Mg~(2+)K~(+)Na~(+);当三乙胺初始质量浓度为1 500 mg/L、废水流量为60 BV/h、动态吸附柱高径比为5.37时,穿透体积为70 BV,出水三乙胺质量浓度小于3 mg/L,三乙胺去除率高达99.5%;以2 mol/L的HCl溶液为脱附剂,脱附剂流量为1 BV/h、出水体积为4 BV时,三乙胺的脱附率达94.8%;在最优动态吸附-脱附条件下重复使用10次,树脂性能稳定。