玉米秸秆活性炭的制备及其吸附动力学研究

以玉米秸秆为原材料,采用ZnCl2活化法制备玉米秸秆活性炭,吸附次甲基蓝染料废水,进行动力学分析。本实验用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,结果表明,玉米秸秆活性炭对次甲基蓝的吸附与Langmuir方程拟合良好,R2=0.9857。采用Lagergren准一级速率模型、Lagergren准二级速率模型、Bangham动力学方程和Elovich动力学方程分别对秸秆活性炭吸附次甲基蓝溶液进行吸附动力学拟合,通过分析得出吸附过程与Lagergren准二级速率模型拟合最好,R2=0.9979。秸秆活性炭对次甲基蓝的最大吸附量达到909.09 mg/g,具有很高的吸附能力。     

酸改性泥炭对含亚甲基蓝废水的吸附净化作用

采用稀硝酸对泥炭进行改性处理获得酸改性泥炭,并将其用于处理亚甲基蓝废水。考察初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度等因素对酸改性泥炭吸附效果影响。结果表明,初始溶液pH、接触时间、酸改性泥炭投加量和亚甲基蓝溶液初始浓度对酸改性泥炭吸附性能都有一定的影响。在最佳的反应条件下(接触时间为60 min,反应温度为35℃,初始溶液pH为7.12,酸改性泥炭投加量为2 g),亚甲基蓝去除率可达90.88%,其吸附较好地符合Freundlich和Langmuir等温方程,拟合相关系数均大于0.9。通过热力学计算发现,ΔG<0、ΔS>0,表明该吸附反应是自发的、吸热反应。且该吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.98)。     

Fenton试剂高级氧化法降解甲基橙模拟废水研究

甲基橙是一种较难降解的有机苯环偶氮染料之一,研究其降解性能对其他染料废水体系的降解研究具有普遍参考价值。通过研究Fenton试剂降解甲基橙过程中的H202浓度、Fe2＋浓度、反应时间和反应体系pH值对甲基橙降解的影响,确定其最佳降解工艺条件为：当甲基橙浓度为20mg／L、pH值为3、Fe2＋浓度为1．5mmol／L、H2O2为32mmol/L时,降解率达到最大值（98．95％）。     

松树锯末对亚甲基蓝（MB）的吸附研究

采用松树锯末以及改性松树锯末对模拟废水中的亚甲基蓝进行吸附实验研究。研究结果表明,当亚甲基蓝的初始浓度为50 mg/L、pH为6、锯末投加量为1 g/L时,改性前后的锯末对亚甲基蓝的吸附量最大,分别为29.9 mg/g和60.6 mg/g。同时,对改性前后的锯末做了吸附等温线拟合及动力学研究。结果表明,吸附等温线均能很好地符合Langmuir吸附模式,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

林可霉素菌(Streptomyces lincolnensis)利用吡唑酮废水的研究

采用被吡唑酮废液驯化、分离、筛选后的林可霉素菌,并对其在摇瓶上利用吡唑酮废液中的硫酸铵发酵(7 d)生产林可霉素进行了研究。实验结果表明,废液加入培养基体积比都为1∶10,实验1中菌丝代谢和对照比正常,其中还原糖利用最快,在发酵后期为0.24 mg/L,林可霉素起步效价最低为2 100 IU/mL,与对照相比最后发酵效价降低了70 IU/mL;实验2发酵过程pH值偏低,全程为5.86～6.50,氨基氮代谢缓慢为40 mg/100 mL,最后林可霉素效价最低为4 480 IU/mL;实验3中废液在发酵进入48 h中后期的时候补入能促进菌丝体分泌,最后林可霉素为5 180 IU/mL,比对照发酵水平高出8.82%。可见实验3的实验设计有利于林可霉素菌利用吡唑酮废液生产林可霉素,为废物循环利用、变废为宝的可行性作了有意义尝试。     

溶剂热法合成SnWO_4及其可见光催化活性

采用溶剂热法合成了新型的可见光催化剂SnWO4,以甲基橙为目标污染物,考察了合成温度、合成时间和煅烧工艺对催化剂可见光催化活性的影响。实验结果表明:煅烧工艺会明显降低催化剂的光催化活性;在合成温度为180℃、合成时间为8h、未煅烧的条件下,合成的催化剂的光催化效果最好,光照90min后,对甲基橙的降解率可达99.93%。     

可见光响应型CuO/BiVO4的光催化活性研究

采用浸渍法制备了CuO/BiVO4光催化剂,通过X射线衍射(XRD)、热重/差示扫描量热(TG/DSC)和傅立叶红外光谱(FTIR)对其进行了表征,并在可见光照射下考察了其光催化氧化亚甲基蓝(MB)的动力学特性。结果表明,Cu的掺杂并未改变BiVO4的晶型结构;Cu(NO3)2/BiVO4在热处理(30～300℃)过程中,NO3-已经完全分解,Cu最终以CuO的形式存在于CuO/BiVO4光催化剂体系中;掺杂不同量Cu的CuO/BiVO4中的Cu2+/Bi+(摩尔比)实测值与理论值相近,该系列光催化剂的合成过程具有较高的可信度;在可见光照射下,CuO/BiVO4光催化降解MB反应符合表观一级反应动力学特征;当Cu2+/Bi+为0.050时,反应动力学速率常数(k)达到最高值(0.4334h-1),此时的k比单体BiVO4作用下的提高了1.04倍;由于异质结的存在,CuO/BiVO4与单体BiVO4相比,电子和空穴的利用率大大增加,使得CuO/BiVO4的光催化活性较单体BiVO4有了大幅度提高。     

微波辐射回用活性炭对水中亚甲基蓝和Cd~(2+)去除效果的研究

考察了微波-活性炭联合处理技术对模拟染料废水中亚甲基蓝和Cd2+的去除效果。对于100 mL浓度为1 000 mg/L的亚甲基蓝溶液、活性炭用量为10 g时,新活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.99%;采用700 W微波对吸附亚甲基蓝的活性炭辐射10 min进行再生并回用,经微波辐射再生10次后活性炭对亚甲基蓝的去除率为99.68%,未经微波作用反复使用10次的活性炭对亚甲基蓝的去除率为85.41%。结果表明:微波处理有效地减缓了活性炭吸附能力的下降速率,实现了活性炭再生和反复使用。在吸附过程中,Cd2+使活性炭对亚甲基蓝的吸附能力略有下降,而共存的亚甲基蓝则促进了活性炭对Cd2+的吸附,对新炭和再生后活性炭物理化学特性的表征证明了活性炭对亚甲基蓝的吸附为物理吸附,对Cd2+的吸附为化学吸附。     

改性蚁酸木质素的制备与应用

采用加拿大一枝黄花茎杆为原料提取蚁酸木质素,通过氧化或接枝复合的方法对蚁酸木质素进行改性,对改性产物进行了FTIR和SEM表征。实验结果表明：接枝复合改性产物中存在-CONH的接枝复合链,氧化改性产物基本保持了蚁酸木质素原来的吸收峰;采用接枝复合改性产物处理初始质量浓度为50 mg/L的亚甲基蓝废水,在废水pH 7、吸附时间4 h、改性产物加入量22 mg/mL的条件下,亚甲基蓝去除率为90.94%;采用氧化改性产物处理相同亚甲基蓝废水,在废水pH 10、吸附时间12 h、改性产物加入量22 mg/mL的条件下,亚甲基蓝去除率为81.93%。     

HFBM工艺处理三羟甲基丙烷废水的中试研究

采用厌氧滤池+HFBM工艺处理三羟甲基丙烷废水,在进水CODCr浓度小于10 000 mg.L-1、水力停留时间为96 h条件下,出水CODCr浓度稳定在500 mg.L-1以下,在进水中含0.5%甲醛条件下,经过7 d的冲击试验,出水CODCr浓度仍能保证在500 mg.L-1以下,中试试验直接运行费用为6.96元/t废水。