上海崇明岛沉积物重金属污染的磁学研究

系统分析了上海崇明岛的8个样点沉积物样品的重金属元素和磁化率、频率磁化率以及饱和等温剩磁等磁参数之间的关系,结果表明:介于轻度污染和偏中度污染的重金属Pb、Cr、Cu、zn元素与磁性矿物特别是亚铁磁性矿物之间在赋存形态、沉积特征上存在一定的联系,因此磁性测量可作为沉积物重金属污染记录信息提取的辅助手段,但不同的磁性参数对重金属的指示程度不同,由于本研究以较粗的多畴亚铁磁性矿物为主,同时质量磁化率(x)、非磁滞剩磁磁化率与饱和等温剩磁的比值(XARM/SIRM)对重金属元素含量变化比较敏感,因而X、XARM/SIRM可作为重金属含量的替代指标.最后在重金属元素和磁性参数相关性的基础上建立了磁诊断线性回归模型.     

磁性壳聚糖微球吸附水中As(Ⅲ)的实验研究

文章主要考察实验室制得的乙二胺改性磁性壳聚糖微球对毒性高,迁移能力强的A(sⅢ)去除效果。通过单因素实验研究了pH值、吸附时间、A(sⅢ)溶液初始浓度和吸附剂投加量对磁性壳聚糖微球吸附除A(sⅢ)效果的影响。实验结果表明在pH值为2,吸附时间为90 min,磁性壳聚糖微球投加量为0.4 g时,对初始浓度为10 mg/L,体积为100 mL的A(sⅢ)溶液去除率达到96.96%,吸附后溶液中A(sⅢ)浓度仅为0.304 mg/L,低于我国污水综合排放标准中砷含量标准值。磁性壳聚糖微球的解吸实验表明,吸附剂解吸4次后,对A(sⅢ)的去除率仍达到95%以上,吸附性能稳定,具有较好的可重复利用性。因此,磁性壳聚糖微球是一种去除低浓度含砷废水非常有效的材料。     

雌激素多模板分子印迹磁性金属有机骨架复合材料的制备及其吸附性能研究

以6种雌激素为模板分子,磁性金属有机骨架M-MIL-101(Cr)为载体,制备了一种新型分子印迹聚合物（MIPs）复合材料,对水溶液中的雌酮（E1）、雌二醇（E2）、雌三醇（E3）、乙炔雌二醇（EE2）、己烯雌酚（DES）和己烷雌酚（HEX）进行同步选择性吸附分离.同时,采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪等对材料进行了表征,并考察了MIPs复合材料对6种雌激素的吸附特性.结果表明,MIPs对6种雌激素的吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir模型,平衡时间约为30～60 min,温度为298 K时的平衡吸附容量为38.99 mg·g-1.吸附热力学数据显示,吸附过程一个放热的、自发性的过程.材料对双酚A、黄体酮的相对选择性系数在1.52～7.35之间,经过4次吸附-脱附循环后,吸附容量仍能达到原来的93%,表明MIPs复合材料具备良好的选择性与再生性能.     

磁性微藻复合物的制备及其对铀的吸附性能研究

通过水热法对冷冻干燥得到的雨生红球藻粉(PRCP)进行改性,合成了磁性γ-Fe₂O₃/PRCP,并采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X射线能谱分析(EDS)、BET等方法对材料的形貌和结构进行了表征,通过静态吸附实验分别探究了不同pH值、初始铀浓度、温度、时间等对铀酰离子吸附性能的影响.结果表明,在初始pH=6时,材料对铀的吸附效果最好.从吸附动力学看,吸附过程更符合准二级动力学模型.通过对材料进行热力学模型拟合发现,在25℃、pH=6时材料吸附过程更符合Langmuir方程,且随着溶液中初始铀酰离子浓度的升高,材料表现出了更好的吸附效果.     

磁性氨基功能化生物炭对水中Cr（Ⅵ）的吸附去除特性及机制

采用静态吸附实验方法,以一步水热碳化法制备的磁性氨基功能化生物炭(Fe₃O₄@C-NH₂)为吸附剂,重点考察了p H、共存离子对水中Cr(Ⅵ)去除性能的影响,并结合光谱学分析探究了Cr(Ⅵ)的吸附去除机制.结果表明,Cr(Ⅵ)去除率随p H值升高而降低,p H为2时Cr(Ⅵ)去除率高达95.8%;总铬去除率随p H值变化特征与Cr(Ⅵ)一致,但p H为2时总铬去除率为81.8%.Cr(Ⅵ)去除率随SO₄^2-浓度增加而降低,总铬去除率随SO₄^2-浓度变化趋势与Cr(Ⅵ)基本相同,但Cr(Ⅵ)去除率显著高于总铬.准二级动力学模型可以很好地描述Fe₃O₄@C-NH₂对Cr(Ⅵ)的吸附行为.除离子交换、孔填充、氢键及静电作用外,吸附去除Cr(Ⅵ)的主要机制是配位和还原作用.     

Preparation of cross-linked magnetic chitosan with quaternary ammonium and its application for Cr(VI) and P(V) removal

Pollutants that exist in anionic species are issues of concern in water treatment. Compared to cationic pollutants, the removal of anionic pollutants by adsorption is more difficult because most adsorbents carry predominantly negative charges in neutral and alkaline environments. In this study, a cross-linked chitosan derivative with quaternary ammonium and magnetic properties（QM-chitosan） was prepared and employed to remove chromium（VI） and phosphorus（V）（Cr（VI） and P（V）） from aqueous environments. The QM-chitosan was characterized by Fourier transform infrared spectrometry（FT-IR）,thermogravimetric analysis（TGA）, energy dispersive X-ray（SEM-EDX） and zeta potential.Batch experiments show that QM-chitosan can effectively remove Cr（VI） and P（V）, and the main mechanism was believed to be electrostatic interaction. A pseudosecond-order model was fitted to describe the kinetic processes of Cr（VI） and P（V） removal. The adsorption isotherms of both Cr（VI） and P（V） on the QM-chitosan were well fitted by the Langmuir isotherm equation. The saturated adsorption capacity of P（V）（2.783 mmol/g） was found to be higher than that of Cr（VI）（2.323 mmol/g）, resulting from the size of the H2PO-4ions being smaller than that of the HCr O-4ions. However, the theoretical calculation and experimental results showed that QM-chitosan had a stronger affinity for Cr（VI） than P（V）. The adsorption–desorption of the QM-chitosan was evaluated, and high regeneration rates were demonstrated.     

复合磁性光催化剂Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6的制备及其光催化性能

以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4为磁基体,制备了Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合磁性光催化剂。分别采用XRD、SEM、EDS和PL光谱技术对光催化剂进行了表征。利用氙灯为光源,以环丙沙星为目标污染物,考察了光催化剂对环丙沙星的降解性能。表征结果显示:复合磁性光催化剂中Bi_2WO_6晶相含量高,且结晶度大;Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4与Bi_2WO_6的质量比为1∶8时,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁基体与Bi_2WO_6基本复合(该复合磁性光催化剂以Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)表示);Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6复合光催化剂光生空穴和电子复合几率低,具有较好的光催化性能。实验结果表明,Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4/Bi_2WO_6(Ⅱ)具有较高的光催化活性,光催化反应140 min后对环丙沙星的降解率达82.39%,且具有良好的磁性能,易实现固液分离,便于回收再利用。     

基于环境磁学响应监测林地土壤中金属元素

采集并测试广州市林地土壤样品600余组,分析土壤中As、Cr、Cd、Hg、Cu、Pb、Zn、Ni和磁学性质的相关性。结果表明：土壤磁性颗粒以软磁性矿物为主,北部以超顺磁、多畴颗粒为主,南部以单畴、多畴颗粒为主。相关性分析表明：北部Cu、Ni、Cr、Cd与较粗的磁性颗粒共存,Cd与软磁性矿物共存,As与超顺磁颗粒共存且为自然源;南部相关关系不显著,Ni和As来源为人为源;不同污染程度土壤回归方程相关系数均较好,南部深〖CD*2〗浅层回归方程证明上述8种元素和磁性相关性不受自然来源或人类活动影响。     

Fe3O4@CNF@Zn-BTC复合材料制备及其去除水中磷的性能

针对目前如污水厂二沉池出水磷含量超标等磷污染现状,以水体中磷元素为吸附去除对象,合成了一种新型材料Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC用于磷元素的特定吸附,由磁性纳米Fe₃O₄粒子、羧基化纤维素纳米纤维和金属有机骨架Zn-BTC在一般实验室条件下制成。CNF材料与MOFs材料的负载提升了复合材料的结晶度,进而提升复合材料的刚性和稳定性,且产生TOCNF表面—COO—和Fe以及MOFs上相关的键合,提升复合材料孔道率的同时提升了材料的刚性,极大程度上弥补了MOFs材料的刚性、稳定性短板。用SEM、FTIR、XRD、XPS和BET等对制成的Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC进行了表征分析,并探讨了其在常温常压条件下对于水体中微量磷元素的去除效果。结果表明:对于10 mg/L的含磷水样,投加极少量Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC材料可在常温常压60 min将磷元素含量降至0.3~0.5 mg/L,符合GB 8978—1996《污水综合排放标准》一级A标准,平均去除率高达95%。与其他如活性炭等常规除磷材料相比,Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC材料除磷效率高,回收简单,再生性强,价廉易合成。因此,Fe₃O₄@CNF@Zn-BTC在改善磷污染环境水质方面具有巨大前景。     

铁基竹子生物质炭复合材料的制备及其对水中三氯甲烷的去除研究

为探索高效利用生物质资源制备生物炭去除水体中的消毒副产物,本研究以竹子为原料在400℃下热解制备生物炭,然后采用FeCl3/FeSO4共沉淀法对生物炭进行表面改性,得到铁基竹子生物炭复合材料(MBC),并针对其吸附水中三氯甲烷的作用开展了一系列研究.探究不同条件如温度、反应时间、三氯甲烷初始浓度、MBC投加量、pH对吸...