不同沉淀pH值条件下制备的水合氧化锆对水中磷酸盐的吸附作用

研究了沉淀pH值分别为4.8、8.0和10.6条件下制备的水合氧化锆对水中磷酸盐的吸附作用,结果表明,共存的Na~+仅仅略微促进了沉淀pH值为4.8和8.0时所得水合氧化锆对水中磷酸盐的吸附,却明显促进了沉淀pH值为10.6时所得水合氧化锆对磷酸盐的吸附.共存的Ca~(2+)仅仅略微促进了沉淀pH值为4.8时水合氧化锆对磷酸盐的吸附,却极大地促进了沉淀pH值为8.0和10.6时水合氧化锆对磷酸盐的吸附.共存的HCO_3~-和SO_4~(2-)抑制了水合氧化锆对磷酸盐的吸附,且它们对沉淀pH值为4.8时水合氧化锆吸磷的抑制作用明显大于对沉淀pH值为8.0和10.6时水合氧化锆的抑制作用.不同沉淀pH值条件下制备的水合氧化锆对水中磷酸盐的吸附能力均随着溶液pH值的增加而降低.不同沉淀pH值条件下所得水合氧化锆对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Redushckevich(D-R)等温吸附模型加以描述.存在Na+而不存在Ca~(2+)情况下,3种不同沉淀pH值条件下所得水合氧化锆对中性溶液中磷酸盐的最大单层吸附容量差别不大;存在Ca~(2+)情况下,沉淀pH值为8.0和10.6时所得水合氧化锆对中性溶液中磷酸盐的最大单层吸附容量远远高于沉淀pH值为4.8时制备的水合氧化锆.沉淀pH值为4.8和8.0时所得水合氧化锆的吸磷机制主要是表面氯和羟基基团与磷酸盐之间的配位体交换作用,而沉淀pH值为10.6时所得水合氧化锆的吸磷机制主要是表面羟基基团与磷酸盐之间的配位体交换作用.以上研究结果显示,与沉淀pH值为4.8时制备的水合氧化锆相比,沉淀pH值为8.0和10.6时制备的水合氧化锆更加适合作为吸附剂去除废水中的磷酸盐.     

用于除氟的羟基氧化锆粉末的制备与表征

采用共沉淀法制备用于除氟的羟基氧化锆吸附剂,研究碱的滴加速度、沉淀终点pH值、烘干时间和焙烧温度4个制备条件对吸附剂除氟性能的影响.结果表明,制备羟基氧化锆吸附剂的优选工艺参数为:碱的滴加速度2mL/min,沉淀终点pH值7.0,烘干时间72h和焙烧温度低于100℃.对所制备的羟基氧化锆进行表征,SEM结果表明它是由一些小颗粒团聚而成,粒径为20～30μm左右的粉末材料,XRD和TG/DTA说明羟基氧化锆具有无定形结构,并在焙烧温度达到600℃时转化为四方相结构,同时氮气吸附脱附法测定其具有高比表面积约138.4m2/g,孔隙结构以中孔为主,平均孔径2nm左右.本研究还对羟基氧化锆的再生性能进行了分析,结果显示吸附剂吸附饱和后,经过再生技术处理,可基本恢复原有除氟性能.     

阳离子交换树脂微柱分离测定矿石中锆的研究

建立了HD-8阳离子交换树脂微色谱柱分离富集矿石中锆的方法。研究了上柱酸度、淋洗液、洗脱液、干扰离子等对锆的吸附性能的影响。结果表明,上柱最佳酸度0.5~2 mol/L HCl、淋洗液1 mol/L HCl、洗脱液1 mol/L H2SO4,锆的吸附与洗脱效果最好。选用邻氯苯基荧光酮为显色剂,直接在硫酸介质中显色,胶束增溶光度法测定,操作简便,灵敏度高,选择性好。树脂的吸附容量为81.4 mg/g。与常规柱相比,微色谱柱吸附后,洗脱体积减少了16倍,柱效高,分离速度快,试剂用量少,灵敏度高。该方法可以用于实际矿石的分离测定,经标准值验证,测定值与标准值相近,多次平行测定后,方法的相对标准偏差为1.9%~2.7%,说明此法可用于分析实际样品。     

钙预处理对磁性锆铁改性膨润土吸附水中磷酸盐的影响

本研究制备了2种不同Ca2+含量的磁性锆铁改性膨润土(ZrFeBTs),即磁性锆铁改性原始膨润土(ZrFeRBT)和磁性锆铁改性钙预处理膨润土(ZrFeCaBT),并通过吸附实验考察了ZrFeRBT和ZrFeCaBT对水中磷酸盐的吸附特征,以确定Ca2+预处理对ZrFeBTs吸附水中磷酸盐的影响。结果发现,本研究所制备的ZrFeBTs包含Fe3O4和Zr,并且ZrFeCaBT中可交换Ca2+的含量明显高于ZrFeRBT。ZrFeBTs对水中磷酸盐吸附平衡实验数据可以很好地采用Langmuir等温吸附模型加以描述,动力学实验数据可以很好地采用准二级动力学模型和颗粒内扩散模型进行描述。根据Langmuir模型确定的ZrFeRBT和ZrFeCaBT对水中磷酸盐的最大单位吸附量(以磷计)分别为8.70mg·g-1和11.5mg·g-1。ZrFeBTs吸附水中磷酸盐的过程属于化学吸附。随着pH值的增加,ZrFeBTs对水中磷酸盐的吸附效果逐渐降低。当溶液共存Cl-、HCO3-、SO42-、NO3-、Na+、K+、Mg2+和Ca2+等阴阳离子时,ZrFeBTs对水中磷酸盐的吸附具有很好的选择性,并且溶液共存的Ca2+会极大地促进了ZrFeBTs对水中磷酸盐的吸附。采用Ca2+对膨润土进行预处理,极大地提高了ZrFeBTs对水中磷酸盐的吸附能力。     

海藻酸锆/聚N-异丙基丙烯酰胺半互穿网络凝胶球的除磷性能

利用离子交联和自由基聚合反应制备了一种海藻酸锆/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络凝胶球(ZA/PNIPAM),用于吸附水中的磷酸盐.考察了溶液初始pH、吸附剂投加量、初始磷酸盐浓度和共存阴离子等因素对凝胶球吸附性能的影响.结果表明:ZA/PNIPAM在pH=2时可获得较大的吸附能力;随着投加量的减少、初始磷酸盐浓度的升高,凝胶球的吸附性能逐渐增大;SO_4~(2-)对吸附性能影响较Cl~-和NO_3~-明显.准二级动力学模型和颗粒内部扩散模型可以较好地拟合动力学吸附数据,表明表面吸附和颗粒内部扩散是吸附速率的主要控制步骤.吸附等温线数据可以较好地被Freundlich模型描述,表明吸附过程为非均匀多分子层吸附.FTIR、XPS、零电荷点(pH_(pzc))的结果以及相关吸附数据揭示凝胶球吸附磷酸盐的机制为静电吸附(物理吸附)以及配位交换(化学吸附)的共同作用.经过4次循环再生后,ZA/PNIPAM吸附性能保持稳定,具有良好的重复使用性.     

Pt负载的铈锆固溶体的催化性能与表征

用柠檬酸法制备了CexZr1-xO(2x=0.5～1.0)铈锆固溶体,用浸渍法分别在铈锆固溶体上负载0.5%的Pt。用热重法(TG)测试了催化剂对碳烟的催化活性,Pt/Ce0.8Zr0.2O2显示了最高的催化活性。采用比表面(BET),X-射线衍射仪(XRD)和红外仪(FTIR)对催化剂进行了测试。结果表明:催化剂催化燃烧碳烟的活性与催化剂比表面积大小有关,可能是由于Pt在比表面积大的固溶体表面分散得更好,有利于氧溢出,促进碳烟的燃烧。     

负吸光度法测定微量氟化物

研究了 F- 与茜素磺酸锆的褪色反应条件 ,建立了一种负吸光度法测定微量氟化物的新方法 ,F- 量在 0～ 1 5μg/2 5 ml范围内与负吸光度值呈线性关系 ,方法已用于环境水中微量氟的测定 ,RSD为 0 .2 5 %～ 4 .2 % ( n=5 ) ,回收率为93.1 %～ 1 0 2 .0 %。     

Investigation of potential interferences on the measurement of dissolved reactive phosphate using zirconium oxide-based DGT technique

A diffusive gradients in thin films (DGT) technique based on hydrous zirconium oxide (Zr-oxide) has been recently developed for the measurement of dissolved reactive phosphate (DRP). In this study, the detailed performance of the DGT technique is reported. Spiking experiments revealed that several orthophosphate monoester compounds contributed to the Zr-oxide DGT measurements of DRP. However, such a phenomenon is unlikely to occur during field conditions due to the low concentration of organic P in typical natural waters. The presence of Cl- (up to 106 g/L), SO42- (up to 16 g/L), HCO3- (up to 817 g/L), and AsO2- and AsO 3 4 (both up to 1 mg As/L) in solutions had negligible effects on the measurement of DRP. The threshold concentrations of Cl-, SO42- and HCO3- have been increased from previous reports for the measurements of DRP using other adsorbent-based DGT techniques. The capacity for DGT measurements of DRP decreased with increasing solution pH (4.2-9.2). The lowest capacity (95 μg P/m2 at pH 9.2) was still greater than that of other DGT techniques that are usually used for the measurement of DRP (2-12 μg P/cm2 ). The Zr-oxide binding gel could be stored for up to 2 years without any aging effect. This period of validity was considerably longer than the ferrihydrite binding gel that is commonly used in present DGT devices (6 months). The field application revealed that the concentrations of DRP measured in three fresh water samples using the Zr-oxide DGT technique were in agreement with those of the traditional colorimetric method.     

Zr、Hf在水合氧化铁上的吸附实验研究

制备了两种不同n(Zr)／n(Hf)的Zr、Hf混合溶液,测定了实时生成的水合氧化铁和预先生成的水合氧化铁在不同pH条件下对Zr、Hf的吸附量,并对其吸附等温线进行了研究。研究结果表明:等价元素Zr、Hf在HFO上的吸附是非线性的,在吸附过程中二者发生了分异,Zr的吸附能力要大于Hf;在天然水体pH值范围内(pH≥6),Zr、Hf的吸附量Q及n(Zr)／n(Hf)不随pH发生变化,显示了Zr、Hf相对惰性的行为;Zr、Hf在吸附过程中表现出惊人的一致性行为,Zr、Hf数据间的相关系数R2在0.98以上;Zr、Hf在HFO上的吸附可能是表面羟基与Zr、Hf表面络合反应的结果,并且络合能力Zr>Hf。     

离子掺杂效应对二氧化锆热稳定性的影响

本文利用X -射线衍射技术及比表面测试 ,研究了La3 、Ce4 、Ti4 掺杂离子对亚稳态t-ZrO2 晶相转变及对t-ZrO2 比表面积的影响。最后发现掺杂离子能有效的提高亚稳态t-ZrO2 的热稳定性能。其中La3 和Ce4 离子能有效的推迟亚稳态t-ZrO2 的晶相转变温度。并发现离子掺杂效应对二氧化锆热稳定性作用大小排列顺序为 :La3 >Ce4 >Ti4 。