钛石膏改性胶结材干化湖泊污泥效果及机理

通过不同养护龄期下钛石膏改性胶结材和生石灰掺量对城市湖泊污泥干化效果影响的对比研究,揭示了钛石膏改性胶结材干化污泥的效果和机理。实验结果表明,随着养护龄期增长,干化污泥含水率减少量逐渐增大;同一养护龄期,掺20%钛石膏改性胶结材的干化污泥含水率减少量明显高于掺20%生石灰的干化污泥含水率减少量;干化污泥p H趋于8时,掺20%生石灰干化污泥所用时间是掺20%钛石膏改性胶结材所用时间的7.5倍。XRD和SEM分析表明,钛石膏改性胶结材水化生成难溶的水化硅酸钙凝胶和钙矾石晶体,将大量自由水转化为结晶水;同时,水化硅酸钙凝胶、钙矾石晶体和污泥中固体颗粒之间的互相搭接和紧密结合,彻底改变了原污泥松散团聚的结构体系,将干化污泥中各相牢固地粘结成一个整体,这是钛石膏改性胶结材干化效果好的关键。     

聚硅硫酸铁提高焦化废水处理效果的研究

确定了絮凝-氧化工艺对焦化二沉池水进行强化处理,选择了聚硅硫酸铁(PFSS)作为絮凝剂,次氯酸盐作为氧化剂,并考察了pH值、n(Fe)/n(Si)、药剂投加量等因素对处理效果的影响,得出最佳处理条件为:絮凝时废水pH=6.0～7.5,絮凝剂PFSS投加量为400mg/L(以Fe3 计),其中n(Fe)/n(Si)=2;氧化时废水pH=6.5～7.5,氧化剂M-180B投加量为0.4 g/L.处理后焦化废水的COD由1 837.6 mg/L降至125.3 mg/L,出水pH值在7.3左右,能够达标排放.     

生物炭与硅酸钠复合施加抑制水稻对土壤铅吸收富集的机制研究

将水稻秸秆生物炭（RB）、玉米秸秆生物炭（MB）分别与硅酸钠（G）复合施加到从矿区周边采集的铅（Pb）污染农田土壤,通过盆栽试验,比较分析了Pb在土壤-水稻系统各部位中的迁移和累积情况,探讨了生物炭与硅酸钠复合施加抑制水稻对Pb吸收转运的机制.结果表明,与对照组相比,生物炭与硅酸钠复合施加（RBG和MBG）使糙米Pb含量显著降低71.0%~75.6%,且比生物炭或硅酸钠单一施加时的降幅更大.其主要机制为：①生物炭与硅酸钠复合施加提高了土壤pH和有机质含量,促进了土壤对Pb的固定,从而使土壤Pb从弱酸提取态向可氧化态Pb转化,在成熟期RBG和MBG处理分别使CaCl₂溶液浸提的土壤有效Pb含量降低54.3%和60.0%.②生物炭与硅酸钠复合施加降低了DTPA溶液浸提的土壤有效态Fe含量,减少了根表铁膜的数量（DCB-Fe）,而且根系Pb含量与DCB-Fe含量之间呈显著正相关关系,推测生物炭与硅酸钠复合施加使根表用于存储Pb的铁膜减少,从而降低Pb进入根系的几率.③生物炭与硅酸钠复合施加显著降低了分蘖期TF_根-叶和成熟期TF_土-根、TF_茎-糙米、TF_叶-糙米（p<0.05）,阻碍Pb在糙米中累积.此外,生物炭与硅酸钠复合施加显著提高了稻谷质量（p<0.05）.因此,生物炭与硅酸钠复合施加可用于修复铅污染稻田土壤.     

高浓度复合型聚铁硅絮凝剂PFSS和PSFS的形态分布研究

采用紫外分光光度法、逐时络合比色法和红外图谱从不同角度对高浓度聚合硫酸铁硅和聚合硅酸铁的形态分布及转化规律进行了探讨。紫外吸收表明，聚铁硅絮凝剂中主要以Fe（OH）2^＋、Fe2（OH）2^4＋等二聚体为主，而且还有三聚体或其他聚合形态的存在；逐时络合分析显示，复合型聚铁硅体系中硅形态以Si（c）为主，铁形态以Fe（a）和Fe（c）为主；红外图谱证实高浓度聚铁硅是以羟桥为主结构连接的高分子复合物，在1100cm^-1附近M-OH-M的振动证明有铁羟基及其聚合态存在，且其形态区别于PFS。     

生物化学协同除磷研究

采用聚合硅酸铝和聚合硅酸铁两种混凝剂，比较了将混凝剂直接投加到反应器中和对生物反应器出水再进行混凝沉淀2种工艺的除磷效果，并对2种混凝剂的除磷效果进行了比较。结果表明：对于聚合硅酸铝，没有生物协同作用；对于聚合硅酸铁，投加量在40mg／L以下时具有生物协同作用，30mg／L时协同作用最明显；而且聚合硅酸铁的除磷效果好于聚合硅酸铝。     

高效去除Cd2+介孔硅酸钙的制备优化及表征

为了进一步研制高效、廉价的Cd²⁺吸附剂,从介孔硅酸钙（CSH）的制备与优化出发,选择钙硅比（Ca/Si）、表面活性剂种类及其用量为因素,采用正交试验探讨CSH的最优制备条件,并结合扫描电镜（SEM）、红外光谱（FTIR）、比表面积测试（BET）、X-射线衍射分析（XRD）,对CSH的结构形貌、材料性能进行评价.结果表明,各因素对合成材料吸附性能的影响顺序为：表面活性剂种类 > 表面活性剂用量 > Ca/Si;最优制备条件为：Ca/Si=1：1,以聚乙二醇（PEG）为表面活性剂,表面活性剂添加量为2%;表面活性剂的添加能显著提高材料的吸附性能,最优条件下制备的介孔硅酸钙对Cd²⁺的饱和吸附容量高达687.71 mg·g^-1,吸附等温线符合Langmiur模型;合成的水化硅酸钙为介孔结构,为狭缝孔,呈纳米花状,比表面积为333.47 m²·g^-1,BJH孔径为10.9 nm,孔隙度为2.199 cm³·g^-1;巨大的比表面积、高孔隙度、表面丰富的活性—OH及材料富含可交换态Ca²⁺,以及能与Cd²⁺发生吸附沉淀、表面络合和离子交换,致使其具有优异的吸附性能,有望为Cd²⁺污染水体治理和土壤修复提供潜在优势新材料.     

硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用

本文简述了硅酸盐熔体结构和岩浆液态不混溶作用的基本特征，计算了玄武岩中基质和液态不混溶共轭熔体对（富铁相和富硅相）的NBO／T值，发现三者具有不同的熔体结构（NBO／T值明显不同），据此总结出硅酸盐熔体结构与岩浆液态不混溶作用之间的内在联系。同时利用硅酸盐熔体结构解释了组分对岩浆液态不混溶作用的影响。     

聚合硅酸铁处理含砷废水的研究

砷化镓晶片生产过程中，产生大量废水，其中主要污染物是悬浮状态的砷化镓微粒。本文以水玻璃为原料，合成了无机高分子聚合硅酸铁(PFSS)，并用它对此类含砷废水进行了混凝处理。条件实验表明：在PFSS的铁硅比1：(0．5～1)、熟化时间5～7d、使用量8～12mg／L、出水pH=6～8时，混凝效果较好，出水达到了GB8978-96的排放标准，且除砷效果优于常规混凝剂，用量较少，可作为一种新型无毒混凝剂推广使用。     

废弃水玻璃型壳的回收再利用

通过测试废弃水玻璃型壳的物相组成 ,研究了将其单独或与铝硅系耐火材料混合作为原材料制成水玻璃型壳的强度、荷重变形和透气性等性能。与生产中的粘土 石英型壳性能比较表明 ,废弃水玻璃型壳不能被直接回用 ,但焙烧的和浇注后的型壳废弃料与一定比例铝硅系耐火材料混合可作为型壳背层材料被回收利用。     

硅酸盐熔体微结构单元的探讨

为了深入了解熔融硅酸盐的各种性质,综合前人的资料并结合自己的实验结果,对硅酸盐熔体中的微结构单元进行了探讨。熔体中包含5种不同的硅氧四面体(以Qn表示,n为四面体中的桥氧数目),不同的硅氧键中的电荷分布以及Qn在Raman谱图中的特征位移区有区别,熔态谱和玻璃态谱之间也存在差别,同组成熔体和淬冷玻璃中,同一Qn具有不同的摩尔分数、自由能和无序度,并且熔体中Q4的振动是非Raman活性的。