高比表面生物质炭的制备、表征及吸附性能

以废弃生物质互花米草与棉秆为原料,采用KOH活化制备了高比表面积微孔生物质活性炭.研究了原料类别、浸渍比、炭化温度及保温时间对炭组成与吸附性能的影响,利用氮气吸附、X-射线衍射、红外光谱FT-IR、扫描电子显微镜SEM等技术对活性炭表面物化性质进行了分析,并通过BET方程、DFT密度函数理论及Horvath-Kawazoe方程对比表面积与孔分布进行了表征测定.结果表明,氢氧化钾活化制备互花米草与棉秆活性炭的适宜条件为浸渍比3:1、活化温度800℃、活化时间1.5 h.在此条件下制得的互花米草活性炭与棉秆活性炭的得率为16.36%和11.22%,BET比表面积高达2 825 m2.g-1和2 135 m2·g-1,孔容积分别为1.374 mg·g-1和1.038 cm3·g-1;孔径分布狭窄,95%的孔集中在3 nm以内.该条件下制备的互花米草与棉秆活性炭吸附性能好,对碘的吸附值分别为1 797 mg·g-1和1 251 mg·g-1,亚甲基蓝吸附值为495 mg·g-1和478mg·g-1,均超过了国家水处理用活性炭一级品标准;2种生物质炭样品对水中2,4-二硝基苯酚的Langmuir最大吸附量分别为932 mg.g-1、747 mg·g-1,均优于普通活性炭与活性炭纤维.     

二氧化钛紫外光催化降解有机废气研究进展

挥发性有机污染物(VOCs)是近年来逐渐被人们所重视的大气污染物之一,对这类大气污染物的控制尚缺少经济有效的技术手段。现在比较广泛采用的治理技术如吸收法、吸附法、冷凝法和燃烧法等都普遍存在投资运行费用高、容易引起二次污染等问题。而二氧化钛(TiO)2紫外光催化技术是近年来兴起的污染治理技术,具有费用低、净化效率高,无二次污染等特点。文章在综述TiO2催化原理、催化剂制备和结构表征等的基础上,重点介绍了这类催化剂在含氯、芳香烃类、醛酮类、含氮硫恶臭类等有机废气污染治理中的应用,并简要探讨了TiO2紫外光催化技术的发展前景。     

PM2．5的污染特征及综合防治分析

大气污染严重,空气中尤以PM2.5对人健康损害最大。本文对PM2.5的来源、污染表征、国内外控制标准及综合防治措施作了基本概述,以期对读者有参考。     

近海生态系统健康的内涵及表征

针对目前对近海生态系统健康定义仍较为模糊的状况,在调研国内外大量文献的基础上,重新解析与定义了近海生态系统健康的概念,进一步拓展了包含生态服务功能以及社会经济功能两方面的近海生态系统健康研究内容,并识别出水质理化参数、生物指标、沉积物环境指标、生物残毒指标、生态系统服务功能指标以及社会经济指标是目前使用较为频繁的6类表征近海生态系统健康状况优劣的指标,同时指出针对不同管理要求、不同区域特征、不同人类活动影响以及不同功能区划的近海生态系统,其健康表征指标应有所差异和取舍。     

不同温度下小麦秸秆生物炭的制备及表征

以小麦秸秆作为生物质原材料,在200、400、600℃温度条件下,采用限氧控温裂解法制备生物炭。采用热重分析、元素分析、红外光谱分析、比表面积分析和扫描电镜分析表征各物质结构特征,并分析不同制备方法对其元素组成、表面结构、表面性质的影响。结果显示:热重、红外光谱分析结果显示小麦秸秆在热解温度升高到350℃时失重率最大,为33.73%,秸秆的热解过程发生化学键的断裂及脂肪性烷基链的消失;小麦秸秆焚烧物的产率、灰分分别为12%、64.78%,灰分较大;生物炭随着碳化温度的升高,其产率降低,灰分含量增大;随着热解温度升高,生物炭逐渐成为"富炭颗粒",其极性降低,芳香性增大,疏水性增强;电镜扫描分析显示随着炭化温度升高,生物炭孔壁逐渐变薄,内部孔结构逐渐增大,甚至出现大量微孔。     

黑麦草和牵牛花对铬耐受能力和积累效果的指标表征研究

目前土壤中重金属铬(Cr)污染严重,有效筛选植物修复资源迫在眉睫.本文通过盆栽试验分析了Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)胁迫下黑麦草(Lolium perenne L.)和牵牛花(Pharibitis purpurea(L.)Voigt)的生长、生理及Cr积累等指标,探究了两种植物对Cr耐受能力及积累效果.结果表明,生长指标能直观反映出Cr胁迫下植物的受害程度.低浓度Cr(Ⅲ)(250 mg·kg-1)促进植物生长,株高、根长和生物量显著升高(P0.05),而所有浓度Cr(Ⅵ)(≥25 mg·kg-1)均损害植物生长,且植物根长对Cr毒害更为敏感.植物生理指标既表征了Cr对植物的毒害程度,又可反映植物对Cr的耐受能力.Cr胁迫下,植物根系活力降低、丙二醛含量升高,对植物生理损害的表征具有代表性;而脯氨酸含量升高,既表征了植物的受害程度又提高了植物体内渗透平衡;SOD、POD活性升高,则增强了植物的抗氧化应激水平.Cr积累指标是筛选Cr积累植物的主要指标.黑麦草和牵牛花对Cr(Ⅵ)积累浓度大于Cr(Ⅲ),两种植物根部Cr(Ⅵ)积累浓度最高分别可达957.4 mg·kg-1和743.3 mg·kg-1,地上部最高可达394.7 mg·kg-1和340.4 mg·kg-1;黑麦草根部富集能力优于牵牛花,最大富集系数可达15.55,但牵牛花对Cr的转运能力较好.通过指标表征综合说明黑麦草和牵牛花可作为Cr污染土壤植物修复的备选植物.     

人工合成水铁矿对含磷废水的吸附性能

采用人工合成水铁矿Ferror Mox(FM)作为处理含磷废水的吸附剂.利用SEM、EDS、XRD、FTIR和Raman等分析手段确定FM为无定形状态的2 L水铁矿,主要由Fe、O、Ca、Si等元素组成.通过实验考察该材料作为除磷吸附剂的效果,研究了不同因素对FM除磷效率的影响,并对其吸附除磷的机制进行了分析.结果表明,在吸附时间60 min、磷酸盐溶液初始p H为2、相对投加量为7 g·L~(-1)、反应温度为25℃、初始含磷浓度为10 mg·L~(-1)、溶液体积为50 m L的条件下,磷酸盐的去除率达到99.14%;在不同温度下的吸附等温式均满足Langmuir等温吸附模型,相关系数达到0.95以上;由热力学参数可知,FM吸附磷酸盐的反应属于自发(式)的吸热反应;FM去除磷酸盐的反应用准一级动力学模型和准二级动力学模型均可以描述;通过再生实验可知,用0.1 mol·L~(-1)的氢氧化钠溶液可以使99%左右吸附在FM上的磷酸盐解吸下来.因此,FM适合作为处理含磷废水的吸附材料.     

单原子环境催化研究进展

单原子催化剂不仅实现了对金属原子最大化利用,而且具有较高催化活性和选择性,还是理想的催化理论研究位点,近年来引起了广泛关注。环境催化在环境保护和污染修复中扮演着重要的角色。单原子催化剂在环境催化领域越来越受关注并有望应用于解决环境问题。单原子催化剂研究的重点和难点集中在单原子催化剂可控合成和催化位点分析表征。为推进单原子催化剂在环境催化领域中的应用,本文综述了单原子的主要制备方法和常规表征手段以及单原子催化剂在环境催化中应用的典型案例,并对单原子催化剂在环境催化中的应用将面临的挑战进行了展望。     

用于除氟的羟基氧化锆粉末的制备与表征

采用共沉淀法制备用于除氟的羟基氧化锆吸附剂,研究碱的滴加速度、沉淀终点pH值、烘干时间和焙烧温度4个制备条件对吸附剂除氟性能的影响.结果表明,制备羟基氧化锆吸附剂的优选工艺参数为:碱的滴加速度2mL/min,沉淀终点pH值7.0,烘干时间72h和焙烧温度低于100℃.对所制备的羟基氧化锆进行表征,SEM结果表明它是由一些小颗粒团聚而成,粒径为20～30μm左右的粉末材料,XRD和TG/DTA说明羟基氧化锆具有无定形结构,并在焙烧温度达到600℃时转化为四方相结构,同时氮气吸附脱附法测定其具有高比表面积约138.4m2/g,孔隙结构以中孔为主,平均孔径2nm左右.本研究还对羟基氧化锆的再生性能进行了分析,结果显示吸附剂吸附饱和后,经过再生技术处理,可基本恢复原有除氟性能.     

寺家庄井田煤储层渗透率表征方法优选

煤储层渗透率是影响瓦斯抽采与煤层气开发的重要参数,快速评价不同结构煤体的渗透率对指导现场工作有重要意义。以寺家庄井田为例,为了优选出表征煤储层渗透率的合适方法,通过裂隙分形维数、声波速度和地质强度指标(GSI)对煤体结构进行定量表征,测试其渗透率,依据表征的难易程度和二者拟合系数进行对比。结果表明:裂隙分形维数与渗透率相关性显著,但是操作较为繁琐且不适用于软煤;声波速度法操作简单,但与渗透率关系不明显;地质强度指标与渗透率具有显著的相关性,操作简单,适用于所有煤体结构。因此,寺家庄井田煤储层渗透率表征的最佳方法为地质强度指标法。