二氧化锰基纳米材料对重金属离子的去除及机理研究进展

重金属离子对人类健康和环境安全产生了严重威胁,因此重金属废水高效处理成为了环境领域最具挑战性的热点问题之一.二氧化锰(MnO_2)是一种环境友好型金属氧化物,具有来源广泛、成本低廉、形貌多样、晶型丰富、结构稳定、粒径可控等优异的性质,在重金属离子的去除应用上展现出巨大的潜力.近年来,人们利用MnO_2基纳米材料在重金属离子的有效治理方面开展了大量的研究.本文综述了MnO_2基纳米材料在重金属离子环境修复方面取得的研究进展,包括MnO_2的制备和改性方法,MnO_2基纳米材料在水溶液重金属离子去除中的应用及吸附作用机制,并对研究方向进行了总结和展望,旨在为进一步设计合成对重金属离子的吸附去除具有实际应用价值的MnO_2基纳米材料提供参考.     

逆流萃取+臭氧氧化联合工艺处理油基岩屑的效果

为解决页岩气开采过程中产生的油基岩屑的资源化、无害化处理问题,采用逆流萃取+臭氧氧化联合的方法对其进行处理,并分别对逆流萃取、臭氧氧化环节的工艺参数进行了优化。结果表明,在最优条件下,经过处理后的油基岩屑的含油率可由原始的39.42%降低到0.18%,达到了GB 4284-2018中规定的处置要求,处理过程中回收的油分可重新用于配制钻井液。通过对油基岩屑固相的表征,发现其具备臭氧催化氧化催化剂的明显特征,是一种天然的臭氧催化氧化催化剂,并从反应动力学角度对臭氧氧化环节的反应特性进行了定量分析。结果表明,其满足一级反应动力学特征,反应活化能为6.194 kJ·mol~(-1)。以逆流萃取+臭氧氧化为核心的联合工艺为油基岩屑的资源化、无害化处理提供了参考。     

臭氧催化氧化含AOX染料废水的效能与风险评估

针对染料废水生物处理效率低、容易经氧化处理生成可吸附有机卤素(AOX)使得出水毒性升高等问题,采用臭氧(催化)氧化工艺处理难降解染料废水生物处理出水,考察工艺对染料废水的处理效能,并通过蛋白核小球藻和青海弧菌Q67评估不同工艺出水生物毒性。结果发现,MnO_x-GAC/O₃/H₂O₂工艺对总有机碳(TOC)去除效果最佳,去除率可达67.6%,较O₃工艺提高了39.8%;向O₃和O₃/H₂O₂体系加入MnO_x-GAC不利于去除卤代有机物,而向O₃和MnO_x-GAC/O₃体系加入H₂O₂能增强对卤代有机物去除效果。通过对物质定性分析,发现MnO_x-GAC/O₃和MnO_x-GAC/O₃     

用于干式脱污的CaO蒸汽活化实验研究

利用小型活化转炉实验台对以CaO为主要成分的钙基脱污剂在300～650℃的温度范围内进行蒸汽活化处理,结合X射线衍射和压汞仪的分析结果,初步探讨了蒸汽活化的机理.研究表明,蒸汽活化温度在600℃以上时,脱污剂孔隙结构有显著的改善,比孔容积和比表面积有着显著的增加,微孔(＜100nm)的数量大量增加,而低温下蒸汽活化的效果不是十分明显;研究还发现高温下延长活化时间有利于改善脱污剂的孔隙结构.     

聚丙烯中空纤维膜萃取水溶液中铜离子的研究

研究了聚丙烯中空纤维膜萃取二(2-乙基己基)膦酸(D2EHPA)水溶液中铜离子的工艺条件.结果表明,两相流速、膜面积对萃取率基本无影响;而水溶液的pH值和有机相初始铜离子浓度的改变使萃取率在40%-99%之间变化.整个萃取过程的传质阻力主要来源于D2EHPA和 Cu2 的界面配位络合反应阻力,铜浓度比较高时,传质阻力与铜浓度无关;而当铜浓度降低时,传质阻力随着铜浓度的降低而增大.     

尿素基纤维的制备及对水中Cu2+和Cd2+的吸附

以棉纤维为原料,经氯化和取代反应,制得尿素基纤维并用于水中Cu^2＋和Cd^2＋的吸附,考察了各种因素对吸附效果的影响。尿素基纤维对Cu^2＋和Cd^2＋的吸附可用Langmuir等温吸附方程描述,吸附过程可看成单层吸附。较佳吸附条件：重金属离子溶液pH为5,流量为7mL／min。用过的尿素基纤维经2mol／L的盐酸洗脱再生后,对Cu^2＋的吸附、解吸、再吸附的性能良好,可重复使用。     

三丁基锡对蓝子鱼的激素和酶指标及组织显微结构的影响

采用静态暴露方式研究三丁基锡氯化物(TBTCl)对黄斑蓝子鱼(Siganus oramin)的毒性效应.当蓝子鱼暴露于40～4000 ng·L-1 TBTCl中10d或20d后,雌鱼和雄鱼的肝体指数显著升高,鳃、肝脏、脾脏、心脏、皮肤等组织的显微结构发生明显的病理变化;上述病变随毒物暴露剂量或暴露时间的增加而加剧.与对照组相比,暴露10d后,40 ng·L-1组的血浆睾酮水平和400 ng·L-1组的血浆皮质醇水平显著升高,4000ng·L-1组的血浆皮质醇水平显著降低、肝脏谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性极显著升高;暴露20d后,各处理组的血浆睾酮和皮质醇水平无显著变化,但40、400 ng·L-1组的肝脏GST活性显著升高.结果提示,肝体指数、肝脏代谢酶活性、血浆皮质醇水平,以及有关组织的病理变化可以作为评估三丁基锡等环境污染物毒性效应的生物指标.     

沥青中毒的防治

沥青是一种棕黑色有机胶凝状物质,有液体、半固体和固体3种形态,能完全溶于二硫化碳,其主要成分为烃类混合物,主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。其一般分为天然沥青、石油沥青、页岩沥青和煤焦沥青4种,而日常生活中我们所接触的主要是煤焦沥青、石油沥青和天然沥青3种。     

离子液体处理油基钻屑的研究

一步法合成一种离子液体(Ionic Liquid,IL)1-十四烷基-3-甲基咪唑溴化盐[C_(14)MIm]Br,作为萃取剂替代有机溶剂用于油基钻屑的萃取处理。考察IL种类、加量、萃取时间及pH值等对萃取效果的影响,实验结果表明,油基钻屑与萃取液质量比为1∶1、pH值大于7时,萃取在20min时可以达到平衡,油基钻屑中油去除率大于88%,IL吸附损失率小于0.9%,分离后的IL可直接重复利用7次。     

超细粉煤灰基成型吸附剂的动态吸附实验

以粉煤灰为原料制备成型吸附剂,对水溶液中亚甲基蓝和Cr⁶⁺进行动态吸附研究,绘制穿透曲线,利用Origin软件对实验数据分析处理,得出穿透曲线的通式C_t=A₁－A₂〖〗1+(t/t₀)^p+A₁。结果表明,初始浓度C₀=25 mg/L,填料高度不同时,达到穿透点的时间随填料高度的增加而增加;填料高度h=200 mm,初始浓度不同时,达到穿透点的时间随初始浓度的增加而减小;该吸附剂对有机染料和重金属离子均有较好的吸附性能;穿透曲线通式的回归线性相关系数表明,该通式可很好地反映超细粉煤灰成型吸附剂的动态吸附过程。