碳酸盐岩红土中氧化铁矿物表面化学特征及其吸附机理研究

应用ＸＰＳ技术，首次较系统地研究了碳酸盐岩红土中氧化铁矿物表面化学特征及其吸附机理，氧公铁矿物表面的ＸＰＳ分析表明，矿物表面和整体之间在化学成分，状态和结构等方面存在明显差异，矿物表面的这种非均匀性特征是其表面化学反应的重要动力学起因。     

针铁矿对几种氧化锰矿物氧化As(Ⅲ)特性的影响

用氧化还原平衡法研究了水钠锰矿、钙锰矿和黑锰矿等三种不同结构类型氧化锰矿物对As(Ⅲ)的氧化特性，以及针铁矿对上述氧化的影响。结果表明，水钠锰矿、钙锰矿和黑锰矿对As(Ⅲ)的最大氧化量分别为480．4、279．6和117．9mmol／kg，其氧化能力与氧化锰矿物的结构、Mn氧化度、表面电荷性质以及结晶度等因素有关；体系中存在针铁矿时，它们对As(Ⅲ)的最大氧化量分别增加到651．0、332．3和159．4mmol／kg；针铁矿本身并不氧化As(Ⅲ)，体系氧化能力增强是通过针铁矿对氧化生成的As(Ⅴ)的吸附来实现的。     

利用稀土废酸清洁化制备复合氧化铁的研究

稀土废酸的资源化利用对于稀土湿法冶金具有重要意义。本文以稀土废酸为原料,利用水热法技术制备复合氧化铁,研究了稀土氧化物对提高氧化铁耐蚀性的影响作用。结果表明,利用稀土废酸制备复合氧化铁是可行的,废酸溶液中铁元素的利用率可以达到99.72%,稀土元素的利用率可以达到90%以上,所制备的复合氧化铁与普通氧化铁颜料相比,其耐蚀性有明显提高。     

磁性氧化铁/桑树杆生物炭的制备及其对砷污染土壤溶解性有机碳和砷形态的影响

以桑树杆为原料,制备了原始桑树杆生物炭（M-BC）及磁性氧化铁/桑树杆生物炭（Fe-BC）并对其进行表征.通过土壤培养实验,研究了3个温度下炭化制备的Fe-BC和M-BC在不同培养时间对土壤浸出液溶解性有机碳（DOC）和土壤砷（As）形态等的影响.结果表明：①Fe-BC负载的铁氧化物主要为Fe₃ O₄,且有磁性,主要官能团有C＝O双键、O—H键、C—O键和Fe—O键;Fe-BC-400、Fe-BC-500和Fe-BC-600的pH_zpc分别为8.92、8.74和9.19,比表面积分别为447.412、482.697和525.708 m² ·g^-1.②土壤浸出液中ρ（DOC）随着M-BC和Fe-BC炭化温度的升高而分别降低11.6~315.6 mg ·L^-1和78~365.6 mg ·L^-1,土壤浸出液中DOC浓度与土壤电导率（EC）值呈负相关;在培养第35 d,添加Fe-BC-600的土壤浸出液中As浓度比对照组土壤浸出液中的降低了55.96%.土壤浸出液中As浓度与DOC浓度相关性不显著.③添加Fe-BC的土壤有效态As占比均低于对照组的,在培养第35 d时,Fe-BC-600可使土壤有效态As占比降低39.21%.④在培养第35 d时,添加M-BC的土壤残渣态As含量减少了17.76%~49.11%,添加Fe-BC-600的土壤残渣态As占比增加了80%.Fe-BC-600最有利于降低土壤溶液DOC浓度,提高残渣态As含量,从而降低土壤As生物有效性.研究可为磁性氧化铁/生物炭在砷污染土壤修复提供理论依据.     

背景溶液对纳米氧化铁吸附病毒的影响

以噬菌体X174为病毒替代,通过等温静态批量吸附实验,研究了4种纳米氧化铁(α-Fe2O3、γ-Fe2O3-B、γ-Fe2O3-N、Fe3O4)对病毒在不同背景溶液中的吸附行为及其影响因素.结果表明,在模拟地下水中,4种纳米氧化铁对病毒均具有较高的吸附比例,其中α-Fe2O3对病毒吸附比例最高,在病毒初始浓度比较低(约1E+03PFU.mL-1)时可达100%.经Langmuir和Freundlich吸附等温线方程对上述吸附结果进行拟合表示,纳米氧化铁对病毒的吸附均为有利吸附(favorable adsorption),并可能存在多层吸附,吸附比例均随着病毒初始浓度的增加而减少.纳米氧化铁对病毒的吸附比例随着背景溶液离子强度的增加而降低,表示其吸附行为以电性吸附为主.背景溶液中阴离子存在显著降低了病毒的吸附量,这可能与阴离子竞争病毒吸附位点有关,其中HPO24-比HCO3-表现得更为明显.结果同时显示背景溶液中多价阳离子的存在(比如Ca2+和Mg2+)比单价阳离子(比如Na+和K+)更有利于纳米氧化铁对病毒的吸附.综上可知,纳米氧化铁是一种潜在的病毒净化理想材料,应用时需考虑其环境因素的影响.     

DMP和DEP在氧化铁多相体系中的光催化降解

应用水热合成法制备了4种自然界常见的氧化铁:纤铁矿、赤铁矿、针铁矿和磁赤铁矿,选取邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)作为目标物,研究了它们在氧化铁体系中,紫外光和可见光下的降解过程。重点探讨草酸、光源和氧化铁对其光解效率的影响机制,并与其它文献报道的光解体系进行比较。结果显示,如没有草酸的协同作用,目标物很难发生光解;草酸能够显著促进目标物的光解效率,当目标物初始浓度为20 mg/L,紫外光条件下,DMP和DEP反应60 min后的最高降解率可达到98%以上,可见光条件下,反应180min后可达到96%以上。研究体系与其它光解体系比较,绿色、经济的特点显著。     

改性沸石/羟基氧化铁复合材料对亚甲基蓝的吸附性能

以改性沸石/羟基氧化铁复合材料作为吸附剂,通过静态吸附实验,研究了不同因素影响下复合材料对废水中亚甲基蓝的吸附性能.研究结果表明:改性沸石/羟基氧化铁复合材料对亚甲基蓝有很好的去除效果,当废水pH值为13.0,吸附平衡时间为20min时,向电解质(NaNO3)浓度为0.01mol/L的含亚甲基蓝50mg/L的废水中投加5g/L改性沸石/羟基氧化铁复合材料,亚甲基蓝去除率达到94.65％.Langmuir型方程比Freundlich型方程对等温吸附实验数据拟合效果更好,D-R方程分析表明,该吸附以物理吸附为主.分别用拟一级、拟二级动力学方程和颗粒内扩散模型对吸附动力学过程进行拟合.结果表明,拟二级动力学方程对实验数据拟合效果较好,扩散过程以膜扩散为主.     

EDTA对树脂基纳米水合氧化铁溶出性能的影响

通过液相沉积法制备了以大孔阳离子交换树脂D001为载体的纳米水合氧化铁复合材料(HFO-D001),考察了不同溶液pH值(3~7)下EDTA (0~20 mg·L^-1)对HFO-D001中铁溶出行为的影响.结果表明,在较强酸性(pH=3)条件下,HFO-D001的铁溶出量随着EDTA浓度的增加而增大;在pH=5或7时,由于树脂刚性骨架的保护作用及EDTA与树脂磺酸基团之间的静电斥力,EDTA的存在几乎不会造成HFO-D001中铁的溶出.同时,考察了Cu²⁺、Ni²⁺等离子共存时EDTA对HFO-D001中Fe(Ⅲ)溶出性能影响,发现Cu²⁺、Ni²⁺等共存阳离子(0~2 mg·L^-1)在一定程度上抑制了 HFO-D001中Fe(Ⅲ)的溶出.     

水合氧化铁对含磷废水的吸附特性研究

以Fe(NO3)3为前驱物,制备了水合氧化铁吸附剂样品,以NaOH为解吸剂,研究了样品对模拟废水中磷酸根的吸附和解吸性能。结果表明,水合氧化铁对磷酸根有较好的吸附效果;随着pH的降低,水合氧化铁对磷酸根的吸附能力增强,在pH为2时吸附达92.5%;吸附前15 min吸附速率较快,约150 min达到平衡,吸附动力学曲线符合二级动力学模型;用水合氧化铁对初始浓度为50~100 mg/L模拟含磷废水吸附,随着初始浓度的增大,磷的去除率下降;水合氧化铁对磷酸根的吸附等温线较符合Langmuir吸附模型;用NaOH对水合氧化铁行解吸,浓度为40 g/L有最好的解吸率,60 min时达到解吸平衡。     

铜基CO-SCR脱硝催化剂试验研究

为提高铜基催化剂的CO-SCR脱硝性能,并降低反应温度,以铜为活性组分,铁为助剂,γ-Al_2O_3为催化剂载体,采用等体积浸渍法制备了一系列Cu-Fe/γ-Al_2O_3型CO-SCR脱硝催化剂,考察了活性组分负载量、助剂成分及负载量、催化剂预处理及烟气工况对催化剂活性的影响,并对催化剂进行了XRD、BET、XPS和AES等表征。结果表明,预处理会使催化剂表面的部分Cu~(2+)转变为Cu~+,有利于反应的进行。铜负载量为5%时催化剂的脱硝效率最高,铁的加入可以明显提高铜基催化剂在较低温度下的脱硝效率,5Cu-3Fe/γ-Al_2O_3催化剂表现出最优的脱硝性能,在450℃下脱硝效率达到99.8%。