镧改性活性炭纤维高效吸附去除对苯醌

水处理中稀土元素一般用于砷、磷等无机污染物的吸附去除,将稀土元素镧负载在活性炭纤维上,首次用于吸附去除水中的有机污染物对苯醌。研究发现,经0.01 mol/L的La(OH)3和超声处理的活性炭纤维吸附去除对苯醌的效率最高。改性活性炭纤维对对苯醌的吸附去除受pH的影响较大,在酸性和中性条件下的吸附效果较好。对吸附动力学数据进行线性和非线性模拟,结果表明,准二级动力学模型更适合描述吸附动力学过程。热力学研究表明,对苯醌在改性活性炭纤维(ACF-2)表面以单分子层吸附为主,经Langmuir吸附等温方程模拟,298 K时对苯醌在ACF-2上的最大吸附量为149.4 mg/g。同时,降低反应温度利于吸附去除对苯醌,表明该吸附过程为自发放热的反应过程。     

纳米碳酸镧的合成及其对污染水体中磷的去除

水体中微量磷元素的存在会引发水体富营养化等环境问题,为此,通过合成无定型的碳酸镧(LC)纳米吸附剂,从而实现磷在中性或碱性溶液中的高效去除。分别使用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电镜、热重和Zeta(ζ)电位等分析手段对吸附剂材料的结构和形貌进行了分析和表征。结果表明,在溶液中加入晶型导向剂(Mg²⁺)和控制合成温度能影响产物纳米碳酸镧的微观结构和脱磷性能。当LaCl₃浓度为0.04 mol·L⁻¹、Mg²⁺和La³⁺摩尔比为1∶1时,85 ℃下制得的纳米碳酸镧LC₍₈₅₎具有独特的无定形球状结构,因而能在3.0~11.0的宽pH范围内均表现出良好的脱磷性能。对所制备LC₍₈₅₎等的热力学和动力学研究结果表明,吸附过程是Langmuir吸附并符合拟二级动力学模型,表明LC₍₈₅₎等对水中磷的吸附是通过单分子层方式,利用化学吸附或化学键合来实现的,其最大饱和吸附量可达112.8 mg·g⁻¹。吸附饱和后的LC₍₈₅₎经碱再生后可继续保持高脱磷能力,4次循环操作后磷去除能力仍可达96.8%。以上研究结果对污染水体中低浓度磷元素的去除及工程应用具有参考价值。     

Fe/La定向修饰凹凸棒土稻壳基颗粒成型生物炭：磷酸盐吸附行为与机制

本研究合成一种新型除磷载Fe/La定向修饰凹凸棒土稻壳基颗粒成型生物炭吸附材料（Fe-La/AC）,考察了材料表面特性、Fe/La投加量、热解温度、保温时间以及凹凸棒土投加量等对磷素吸附影响规律. Fe/La最佳投加量为2：2 mmol,AT添加量为30%,热解温度为350 ℃,热解时间2 h,制备的Fe-La/AC对磷酸根的最大吸附量可以达到47.62 mg·g^-1（以磷计）. 傅里叶红外光谱分析表明Fe、La主要以铁镧氧化物及铁镧水合氯化物的形式存在于炭材料表面,Fe和La提供了磷酸盐吸附的活性中心. 该材料吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温线拟合分析Langmiur模型更适于描述Fe-La/AC对磷酸盐的吸附过程,表明吸附动力学主要受化学作用控制. 磷酸盐吸附机制主要涉及静电吸引、配体交换和内层络合作用. 本研究制备的Fe-La/AC颗粒成型生物炭,可作为低磷浓度废水处理及水体富营养化调控的一种高效除磷吸附剂,具有较大的实际应用前景.     

运用关联度分析硒镧复合作用下巴西蘑菇氨基酸含量与砷含量的关系

通过采用混合培养料试验、日立8810型氨基酸自动分析仪和原子吸收法测定氨基酸含量和砷含量以及灰色系统理论分析关联度,研究了硒镧复合作用下巴西蘑菇子实体氨基酸含量和砷含量的变化和关系,为栽培砷含量低的巴西蘑菇提供科学依据.各硒镧复合处理的关联度排序为:B4>B1>B2>B0>B3.其中B4处理关联度最大,为0.835 1,B2最小,为0.726 9,说明硒镧浓度对巴西蘑菇子实体各氨基酸含量与砷含量有一定影响.各氨基酸含量与重金属砷含量关联度顺序为:丙氨酸>酪氨酸>胱氨酸>苯丙氨酸>赖氨酸>组氨酸>天门冬氨酸>异亮氨酸>苏氨酸>缬草氨酸>亮氨酸>甘氨酸>脯氨酸>精氨酸>丝氨酸>谷氨酸>甲硫氨酸.其中丙氨酸含量与砷含量关联度最大,为0.856 6,说明硒镧复合作用下巴西蘑菇子实体中丙氨酸含量与重金属砷含量的关系最为密切;关联度最小的是甲硫氨酸.     

粒径对水合氧化镧除氟效果的影响

针对La2O3·nH2O的高效除氟作用,确定了La2O3·nH2O除氟的最佳pH,在此基础上研究了La2O3·nH2O的粒径对其除氟容量以及除氟动力学的影响,并与活性氧化铝除氟效果进行了对比.结果表明:La2O3·nH2O除氟的最佳pH为5.5～6.5;La2O3·nH2O对氟的吸附基本符合Langmuir单分子层吸附原理;随着粒径的减小,其最大吸附容量及吸附速率均有明显的提高.试验中粒径为0.038～0.050mm的La2O3·nH2O粒径为 > 0.500～0.710mm的La2O3·nH2O相比,前者的最大吸附容量是后者的3.32倍;当平衡ρ(氟)为1 mg,L时,前者计算所得的吸附容量是后者的10.13倍.与活性氧化铝相比,当平衡ρ(氟)为1mg/L时,相同粒径的La2O3·nH2O的吸附容量是活性氧化铝的2.55～13.88倍.     

钴酸镧新型制备及在废水处理中的应用进展

半导体钴酸镧作为传统型热电催化材料,由于价廉、高效、环境友好等特点,在国民经济中被广泛应用。结合半导体钴酸镧的最新研究成果,综合论述了钴酸镧的几种新型制备方法:微波辅助合成法(绿色、高效)、机械活化法(反应活性高)和表面离子吸收法(产物纯度高)。同时对提高钴酸镧光催化活性的措施进行分类,包括与其他半导体材料形成异质结、元素掺杂、与新型材料复合等方法。在此基础上总结了钴酸镧光催化剂在降解染料废水、抗生素废水,以及光催化产氢、高级氧化有机废水等水处理中的应用,探讨了未来的研究方向。     

Adsorption behavior of phosphate on Lanthanum（III） doped mesoporous silicates material

A series of lanthanum doped meosoporous MCM-41 (LaxM41, x is Si/La molar ratio) was prepared by sol-gel method. The surface structure of the materials was investigated with X-ray diffraction and N2 adsorption/desorption technique. The content of La in the materials was determined by ICP. It was found that the La content of La25M41, La50M41 and La100M41 was 7.53%, 3.89% and 2.32%, respectively. The phosphate adsorption capacities increased with increasing amount of La incorporation. With 0.40 g La25M41 99.7% phosphate could be removed. The effects of Si/La molar ratio, LaxM41 dose, pH, initial concentration of phosphate solution, co-ions on phosphate adsorption were also evaluated. The phosphate adsorption kinetics of LaxM41 could be well-described by the pseudo second-order model, and Langmuir isotherm fit equilibrium data much better than the Freundlich isotherm.     

氢氧化镧-天然沸石复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附作用

采用液相沉淀法将氢氧化镧和天然沸石进行复合,制备得到镧-沸石复合材料,并通过批量吸附实验考察了该复合材料对水中磷酸盐的吸附作用,特别是考察了该复合材料去除水中低浓度磷酸盐的影响因素.结果表明,当制备复合材料时沉淀pH值为5~7或13时,复合材料对水中磷酸盐的吸附能力较差;当沉淀pH值控制为9~12,复合材料对水中磷酸盐的吸附能力较好,且当沉淀pH值由9增加到11时,复合材料的吸磷能力明显增加,继续增加pH值由11~12时,复合材料的吸磷能力基本不变.沉淀pH值为11时制备的镧-沸石复合材料对水中磷酸盐的吸附平衡数据可以较好地采用Langmuir模型加以描述,根据Langmuir模型预测的最大磷酸盐吸附量为44 mg·g~(-1)(磷酸盐溶液pH 7和反应温度30℃);该复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述.当磷酸盐溶液pH值由3增加到8时,沉淀pH值为11条件下制备得到的镧-沸石复合材料对低浓度磷酸盐的吸附能力增加,继续增加磷酸盐溶液pH值时,该复合材料对磷酸盐的吸附能力下降;与磷酸盐溶液共存的氯离子和硫酸根离子不会抑制该复合材料对低浓度磷酸盐的吸附,而碳酸氢根离子则会略微抑制该复合材料对磷酸盐的吸附;与磷酸盐溶液共存的腐殖酸会抑制该复合材料对水中低浓度磷酸盐的吸附.当磷酸盐溶液pH值为7时,沉淀pH值为11时镧-沸石复合材料吸附磷酸盐的机制主要为配位体交换作用.因此,沉淀pH值为11时制备得到的镧-沸石复合材料适合作为吸附剂去除水和废水中低浓度磷酸盐.     

过氧化钙/海泡石海藻酸钠缓释凝胶复合材料的制备及其对内源磷的控制性能

以载纳米过氧化钙海泡石为基本骨架,采用海藻酸钠包覆和镧离子交联研制了CPS60@SA/La复合材料,通过批量吸附实验和表征分析考察了其对富营养化水体中磷的去除效果及机制.结果表明,所制材料具有良好的释氧性和除磷能力,纳米过氧化钙和镧位点是其主要的活性组分.随着缓释凝胶用量增加,磷的去除率也相应增加;CPS60@SA/La对高浓度磷的去除过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型的描述,最大吸附容量为198.25 mg·g^-1 (20℃);CPS60@SA/La在p H 3～9范围内均对磷酸盐有良好的去除能力,F^-、HCO₃^-、CO₃^2-和HA的共存对CPS60@SA/La的除磷效果有轻微抑制作用;在实际河道水体中,该复合材料可缓慢释氧,保持水体溶解氧浓度大约为8.51 mg·L^-1,为泥水界面处的好氧微生物提供良好条件,对上覆水和间隙水中的磷酸盐均有良好的去除和固定能力,去除效果稳定,其使用有望提升水体自净能力.     

镧改性钢渣对水中氟离子的吸附性能

为有效去除铁路隧道开挖过程中涌出的地下水中的氟离子,避免对当地环境和居民身体健康造成危害,利用镧改性钢渣得到一种除氟材料,通过扫描电镜、比表面积测定、能量散射光谱、X射线衍射及傅里叶红外光谱等方法对材料进行表征。此外,结合吸附热力学和吸附动力学模型拟合,探究了改性钢渣对水中氟离子的吸附机理。结果表明：改性钢渣的比表面积由未改性的0.549 9 m²·g⁻¹增大到23.367 5 m²·g⁻¹,小粒径的钢渣比例增大且表面粗糙程度增强。能谱分析表明通过改性,可成功的将镧负载于钢渣表面。吸附拟合模型表明,钢渣对氟离子的吸附遵循Langmuir模型,说明钢渣对氟离子的吸附更接近于单层吸附,且主要为化学吸附。热力学参数表明,吸附吉布斯自由能(∆G⁰)>0,焓变(∆H⁰)和熵变(∆S⁰)<0,表明该反应是放热过程,改性钢渣的除氟过程符合伪二级动力学过程。改性钢渣有望成为一种具有应用前景的除氟材料。