KOH活化-微波热解制备污泥炭及其结构演化

伴随着国内水处理行业的迅速发展,产量巨大的污泥亟需找到高效的资源化方式。以污泥吸附剂的表面结构及吸附性能参数为考察指标,利用正交实验方法对制备污泥吸附剂的几项影响因素进行考察和分析。结果表明,吸附剂属于中孔吸附剂,表面碱性能团占主导。微波功率、时间、KOH浓度及碱泥比均会显著影响吸附剂的表面官能团、孔结构以及吸附性能,但影响程度各不相同。吸附质以及吸附剂的结构特性均会影响吸附性能,污泥炭吸附剂对碘、亚甲基蓝以及酸性品红均有着较好的吸附效果,污泥吸附剂的最优制备工艺条件为功率420 W,处理时间8 min,KOH浓度20%,碱泥比为0.5∶1。     

K/Zn/Sn/S金属硫化物对水中铯离子的吸附去除性能及机理

通过水热法合成了纳米片状K/Zn/Sn/S金属硫化物(KZTS-NS),并研究了KZTS-NS对Cs⁺的吸附特性及机理。结果表明,KZTS-NS具有快速的吸附Cs⁺动力学特性,仅需10 min即可达到吸附平衡,此时Cs⁺去除率为96.50%;KZTS-NS对Cs⁺的吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附容量为133.96 mg·g⁻¹,高于报道的其他吸附剂,且吸附是个自发、吸热且熵增的过程;KZTS-NS能够在pH为3~10内对Cs⁺保持良好吸附效果;溶液中共存离子对KZTS-NS吸附效果的影响从高到低排序依次为Mg²⁺>Ca²⁺>Na⁺>K⁺,在自来水中、矿泉水、湖水和海水中KZTS-NS对Cs⁺的去除率分别为42.14%、25.15%、14.14%和4.44%。此外,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术对吸附铯离子(Cs⁺)前后的KZTS-NS进行表征以揭示吸附机理。结果表明,KZTS-NS具有纳米片形貌,K、Zn、Sn和S元素在表面均匀分布,吸附Cs⁺后形貌保持不变,并且XRD特征峰往低角度方向偏移,对应的晶面间距增大;由XPS图谱和定量分析可知,KZTS-NS对Cs⁺的吸附机理为离子交换。总之,KZTS-NS能够快速、高效地去除废水中的Cs⁺,具有较大的应用潜力。本研究将为放射性废水中Cs⁺的处理提供技术参考和基础数据支撑。     

水热改性棉铃壳对水中氟的吸附

采用水热法制备了改性棉铃壳吸附剂,通过比表面积分析仪、扫描电镜和红外光谱仪表征了棉铃壳改性前后表面结构和官能团变化,并通过批实验分析了改性棉铃壳对水中F-吸附动力学及热力学特征,考察了温度、pH对吸附性能的影响。结果表明,磷酸水热改性后棉铃壳比表面积为121.7 m2/g,是改性前的18.5倍;通过水热改性可以减少酸性基团数量,有利于吸附阴离子。氟离子吸附实验结果显示,吸附反应符合准二级动力学模型,Langmuir模型能更好地描述反应的单分子层吸附特征,分离因子R L在0~0.5之间。改性棉铃壳对F-的吸附属于自发进行的吸热反应。     

响应曲面优化法合成CTMAB-膨润土吸附剂

采用响应曲面优化法(RSM)对CTMAB-膨润土废水处理吸附剂进行合成制备研究。以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为有机插层改性剂,通过该法设计得到了有机改性膨润土插层改性的最佳优化条件:CTMAB用量19.5%,反应温度70.5℃,反应时间1.8 h,pH 6.7,DDVP去除率94%,同时得到了合成该吸附剂的二次经验拟合模型(R2=0.9757)。通过验证性实验,发现在模型提供的最优水平下,有机膨润土对DDVP的平均去除率(92.6%)与预测最优值(94%)相吻合,表明所选模型准确、可靠。该方法为改性膨润土吸附剂的合成及其在废水处理和环境修复中的应用提供了依据。     

籽棉和皮棉阴燃特性的对比实验研究

分别对具有相同尺寸、相同质量的籽棉和皮棉进行阴燃实验并对实验结果进行对比分析,得到在无外部辐射热源的自然条件下,发生阴燃时皮棉的温升速率较大、阴燃最高温度较高、阴燃前期600s内的CO生成速率和质量流量较大,但籽棉的阴燃时间较长,约为皮棉阴燃时间的4倍;同时将阴燃分为三个阶段,在阴燃的缓慢发展阶段和衰减阶段,籽棉阴燃的火灾危险性较大,在快速发展阶段,皮棉阴燃的火灾危险性较大。     

膨润土-白云石复合吸附剂对Fe2+和Mn2+的吸附性能

针对煤矿排出的大量含重金属离子的酸性矿山废水污染问题,采用自制膨润土-白云石复合颗粒吸附剂对含Fe2+和Mn2+的酸性矿山废水进行吸附试验研究。结果表明:膨润土-白云石复合颗粒吸附剂释放总碱度达118.39mg/g(以CaCO3计),可中和酸性矿山废水;随着废水中Fe2+和Mn2+浓度增加,膨润土复合颗粒吸附剂的吸附量在不断增加,且大于原膨润土颗粒吸附剂;建立了膨润土复合颗粒吸附剂对Fe2+和Mn2+的吸附等温式和吸附动力学方程式:膨润土复合颗粒吸附剂对Fe2+的吸附符合BET吸附,对Mn2+的吸附符合Freundlich吸附,对Fe2+、Mn2+的吸附动力学均符合准二级动力学。膨润土-白云石复合颗粒吸附剂既能释放碱度、又对Fe2+和Mn2+具有优良的吸附性能,可作为处理含重金属离子酸性矿山废水的绿色环保矿物材料应用于实际。     

阿维菌素在棉花和土壤中的消解规律研究

在济南和合肥开展了阿维菌素在棉花和土壤中残留田间试验,采用超高效液相色谱-质谱联用分析方法,研究了阿维菌素在棉花和土壤中的消解动态和最终残留。试验结果表明：阿维菌素在添加浓度水平为2～50μg·kg-1,平均回收率为78.2%～98.0%,相对标准偏差（RSD）为2.6%～6.4%;阿维菌素在棉叶和土壤中的消解动态符合一级动力学方程,其在棉叶中的半衰期为0.7～0.8 d,在土壤中的半衰期为0.9～1.4 d;阿维菌素在棉籽和土壤中的最终残留量均为未检出。建议按照按推荐剂量16.2～24.3 g·hm-2施药,施药1次,其在棉籽中的残留是安全的。     

Natural and synthesised iron-rich amendments for As and Pb immobilisation in agricultural soil

The immobilisation of heavy metals in contaminated soils is a promising alternative to conventional remediation techniques. Very few studies have focused on the use of iron-rich nanomaterials and natural materials for the adsorption of toxic metals in soils. Synthesised iron-rich nanomaterials (Fe and Zr–Fe oxides) and natural iron-rich materials (natural red earth; NRE) were used to immobilise As and Pb in contaminated agricultural soil. Total concentrations of As and Pb in the initial soil (as control) were 170.76 and 1945.11 mg kg^?1, respectively. Amendments were applied into the soil at 1, 2.5 and 5% (w/w) in triplicate and incubated for 150 days. Except for the NRE-amended soil, soil pH decreased from 5.6 to 4.9 with increasing application rates of Fe and Zr–Fe oxides. With addition of Fe and Zr–Fe oxides at 5%, the ammonium acetate (NHO₄Ac)-extractable Pb was greatly decreased by 83 and 65% compared with NRE addition (43%). All subjected amendments also led to a decrease in NHO₄Ac-extractable As in the soils, indicating the high capacity of As immobilisation. Soil amended with NRE showed a lower ratio of cy19:0 to 18:1ω7c, indicating decreased microbial stress. The toxicity characteristic leaching procedure produced results similar to the NHO₄Ac extraction for As and Pb. The NRE addition is recommended for immobilising heavy metals and maintaining biological soil properties.     

溴、碘离子吸附研究进展

吸附法是从盐湖卤水等溴、碘含量较低的溶液中直接分离溴、碘离子的适用方法,也是去除饮用水中过高含量的溴和碘,以及去除水中放射性碘离子的有效方法.本文简要介绍了溴、碘的用途、制备方法及吸附分离溴、碘离子的实际意义,系统评述了单质银、银复合、氧化银复合、氯化银复合、有机胺复合、层状双氢氧化物等吸附剂对溶液中溴或碘离子的吸附.研究省去氧化步骤,直接从溶液中吸附回收溴、碘离子的工艺路线,对环保及溴、碘的开发利用具有重要意义.     

手性检测器及手性对映体圆二色光谱标识

本文对手性检测的旋光检测器(ORD)和圆二色光谱检测器(CD)的基本原理进行了介绍,并阐述了ORD,CD及紫外光检测器(UV)三者之间的关系.通过ORD与CD两者的比较,圆二色光谱要优于旋光光谱,提出以圆二色光谱特定波长上的康顿效应宏观标识手性对映体.