斜发沸石的改性及吸附机理及其对高氟水的去除

对斜发沸石不同条件(烘干、焙烧、微波、酸淬、碱淬和盐淬)改性后吸附水中氟离子的性能进行了对比。结果表明,焙烧、酸淬处理沸石较其他改性沸石对F-的吸附效果良好,吸附量分别提高了0.23 mg/g和0.44 mg/g。进一步研究了焙烧/酸淬沸石对F-的吸附,吸附量达到了0.72 mg/g。进而探讨了斜发沸石改性机理。借助BET孔径分析可知,焙烧/酸淬后沸石孔径由原样的22.30 nm增大到32.32 nm,吸附F-后孔径为19.75 nm。焙烧主要是去除沸石孔道中的有机杂质,增大孔道体积和比表面积;而FTIR红外光谱分析表明,酸浸渍对Si—O或Al—O键(1 581 cm-1)的影响较大,产生了新的弯曲振动峰,极大促进了斜发沸石对F-的吸附。F-吸附等温线与Langmuir等温式拟合最佳,斜发沸石对F-的吸附主要为双分子层吸附。     

Mn-Ce改性活性焦催化剂低温SCR性能

采用等体积浸渍法制备Mn-Ce/活性焦催化剂,用于烟气的脱硝。研究发现,Mn-Ce负载量为8%的活性焦催化剂具有较好的脱硝性能,在120℃下脱硝效率达87%。通过BET、FTIR及XPS表征发现,活性焦在负载8%Mn-Ce后比表面积、孔容、孔径都有所提高,而且催化剂表面化学性质发生了改变,催化剂的活化中心由官能团转向金属氧化物。     

金属盐改性活性氧化镁对饮用水中氟离子的去除性能

饮用水中氟含量超标会损害人体的健康,本研究研制了一种改性吸附剂用于去除饮用水中过量的氟离子。本研究采用浸渍,焙烧的方法将金属盐负载到活性氧化镁上,制备改性活性氧化镁,考察了其除氟效果和吸附除氟的主要影响因素。结果表明,经过钙盐,铁盐改性后的活性氧化镁最大吸附容量显著增加,在复杂水体环境中仍有突出的除氟效果;改性吸附剂适宜pH为3~10;金属盐改性活性氧化镁处理水样不会有Mg²⁺和浸渍盐离子溶出,是一种安全可靠的吸附除氟材料。     

NaY分子筛疏水改性及其对汽车涂装VOCs废气的吸附

针对水分存在条件下分子筛吸附VOCs吸附容量急剧下降的问题,以汽车涂装过程产生的二甲苯、甲苯、乙酸丁酯为VOCs代表,采用三甲基氯硅烷 (TMCS) /正己烷对NaY分子筛进行疏水改性,以提高高湿度条件下分子筛对VOCs的吸附性能。结果表明,最佳的TMCS/正己烷体积比为1:7 (NaY-4) ,在RH=65%条件下,NaY-4对甲苯的吸附量为7.15 mg·g⁻¹,是未改性NaY分子筛吸附量的2.58倍,且经5次吸附脱附循环实验,吸附容量仍保持在92.56%以上。BET、XRD、FTIR及接触角等表征结果表明,改性并未对分子筛的晶型结构造成影响,但会减小其比表面积;改性后Si—CH₃和Si—O—Si疏水官能团增多,接触角由13.2°增加到121.6°,疏水性增强。该研究结果可为分子筛转轮VOCs吸附技术的工业应用提供参考。     

改性核桃果皮基活性炭对Cu2+的吸附

以核桃外果皮制备活性炭及改性活性炭,对制得的活性炭进行表征,研究了5种活性炭对重金属Cu2+的吸附性能。研究表明,以氯化锌为活化剂制得的活性炭,其碘吸附值及表面酸性基团含量均高于磷酸活化制备的活性炭,改性后的活性炭吸附性能明显增强,碘吸附值最高达到678.53 mg·g-1,对Cu2+的最高去除率达到91.43%。吸附量和Cu2+去除率随时间、温度和pH的升高而增大,5种活性炭投加量增加,导致吸附量减小,但Cu2+去除率增大,吸附平衡时间为3 h。5种活性炭对Cu2+的吸附均符合准二级动力学模型。磷酸和氯化锌活化的活性炭吸附等温线符合Tempkin模型,而3种改性活性炭的吸附等温线则较好地符合Langmuir模型。     

改性凹凸棒土的优化定向制备及对腐殖酸的吸附效果

以天然凹凸棒土为原料,以去除以腐殖酸为代表的天然有机物为目的,研究酸活化、热处理和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)有机改性3种改性方法,进行定向筛选。进一步比较3种方法联合改性凹土后对腐殖酸的吸附效果,确定最优定向改性方法。结果表明,先酸处理后OTAC改性凹土对腐殖酸的吸附效果最好,改性凹土投药量为0.7 g/L时,腐殖酸的去除率可达97%。利用正交实验确定凹土改性的最佳工艺条件、钠化时间和有机改性剂的用量对改性凹土吸附腐殖酸的能力影响显著。改性的最佳工艺条件为:酸浓度3 mol/L,氯化钠浓度0.5 mol/L,钠化时间2 h,改性剂用量为凹土质量的3%,微波改性时间为9 min。单独投加改性凹土时pH值对腐殖酸的吸附效果有重要影响。该方法制备的改性凹土在水处理工艺有良好的应用前景。     

TiO2/PVDF编织管改性复合膜的制备及性能

以PET编织管为内支撑层,以PVDF为膜基材、纳米TiO2粒子为亲水化改性剂,利用涂覆-浸没凝胶相转化法制备得到具有高强度高通量的PVDF-PET编织管改性复合膜。考察PVDF含量对涂覆及膜表面形貌和膜性能的影响。以水通量、抗污染性等为评价指标,确定改性膜中纳米TiO2颗粒的最佳投入比。结果表明：PVDF-PET编织管中空纤维膜在PVDF耗量、过滤面积和机械强度上较传统中空纤维膜具有更大优势。当铸膜液中PVDF含量在10%~14%时,膜表面平整光滑,涂覆均匀;PVDF含量为12%时,复合膜孔隙率最大。由QCM-D检测分析可知,PVDF/TiO2膜与纯PVDF膜相比,牛血清蛋白（BSA）吸附量减少;TiO2含量为1%时复合膜通量衰减率最低,抗污染性最强,通量最大,复合膜整体性能更为优异。     

钛(Ⅳ)和铝(Ⅲ)改性沸石去除水溶液中过量氟离子

制备了负载铝沸石（Al-Z）和负载钛沸石（Ti-Z）复合材料并测试了2种吸附材料对氟离子的吸附性能。未改性的人造沸石对氟离子几乎没有吸附作用,室温下2 g·L-1的Al-Z和4 g·L-1的Ti-Z的最大吸附量分别为32.94 mg·g-1和15.03 mg·g-1。在偏酸性和中性条件下有利于Al-Z对氟离子的吸附;Ti-Z对氟离子的吸附效果在酸性条件下较好;Zeta电位结果表明Al-Z对氟离子的吸附较Ti-Z有更广泛的pH适应能力;Al-Z和Ti-Z受CO32-和PO43-共存离子的影响对氟离子的去除率下降,且Ti-Z受影响程度更大,这是因为CO32-和PO43-的存在会改变溶液的pH值,使溶液呈碱性,从而影响吸附剂对氟离子的吸附效果;准二级动力学模型和Freundlich等温线方程符合描述这两种改性沸石对氟离子的吸附行为。与Ti-Z相比,Al-Z在吸附剂用量、氟离子吸附量、对pH与共存阴离子的适应性方面表现更好,是一种非常具有应用前景的氟离子吸附剂。     

转炉钢渣中铁组分的氧化改质与磁选回收

在不同工艺参数下对转炉钢渣进行了固相氧化改质,并对改质后钢渣进行了磁选处理,分析对比了干式磁选和湿式磁选对改质钢渣的磁选效果。实验结果表明：通过氧化改质处理,能够使钢渣中无磁性铁氧化物向有磁性镁铁尖晶石发生转变,后者可通过磁选进行有效分离。原钢渣进行氧化改质的最佳加热温度和气体通入速率分别为1 100 ℃和7.5 L·min-1。钢渣通过固相改质后,更容易获得高回收率的高品位精矿,对钢渣的磁选宜为湿式弱磁选,实验范围内磁选工艺的最佳磁感应强度为0.102 T。在加热温度1 100 ℃,保温时间30 min,气体通入速率7.5 L·min-1的条件下,改质钢渣产率达到22%,铁品位达到62%,回收率达到64.95%。     

DSB+CPB复合改性膨润土对磷酸盐的吸附

为研究两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土的吸附除磷性能及其机理,采用不同比例两性表面活性剂——十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)对膨润土进行了有机复合改性,制得DSB+CPB复合改性膨润土,利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)以及热重分析(TGA)等手段对膨润土土样进行了表征,并用吸附等温模型和动力学方程拟合其吸附过程,探讨了改性比例、pH和温度等因素对吸附的影响。结果表明：DSB改性能提高膨润土对磷酸盐的吸附能力,当加入CPB复合改性后,可进一步促进DSB改性膨润土对磷酸盐的吸附能力,且吸附能力均随改性比例的增大而增强;对于0.5 DSB和1.0 DSB的改性膨润土,其与CPB最佳复合比例均为DSB+1.5 CPB,最大吸附量分别为原土的7.81倍和8.19倍;改性膨润土对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温模型和伪二级吸附动力学方程,其吸附能力随pH的升高而降低,且吸附为物理和化学吸附同时存在的自发吸热熵增过程。上述研究结果可为两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土吸附除磷提供参考。