TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

狭缝结构对船用排气引射装置气膜冷却性能影响的模拟研究

船用燃气轮机的排气温度很高,为了降低排气管道和排气烟羽的红外辐射,在排气喷管上方安装排气引射装置,利用引射原理卷吸环境中的冷空气,降低排气温度,同时在壁面上形成冷却气膜,防止壁面温度升高。排气引射装置的扩压管为多级圆环结构组成,文中利用数值计算的方法模拟了扩压管圆环间狭缝结构对壁面温度的影响,得到了壁面上的温度分布,确定了冷却气膜的长度,为扩压管的设计提供了参考。     

Highly efficient P uptake by Fe3O4 loaded amorphous Zr-La (carbonate) oxides: Electrostatic attraction, inner-sphere complexation and oxygen vacancies acceleration effect

Bimetallic oxides composites have received an increasing attention as promising adsorbents for aqueous phosphate (P) removal in recent years. In this study, a novel magnetic composite MZLCO was prepared by hybridizing amorphous Zr-La (carbonate) oxides (ZLCO) with nano-Fe₃O₄ through a one-pot solvothermal method for efficient phosphate adsorption. Our optimum sample of MZLCO-45 exhibited a high Langmuir maximum adsorption capacity of 96.16 mg P/g and performed well even at low phosphate concentration. The phosphate adsorption kinetics by MZLCO-45 fitted well with the pseudo-second-order model, and the adsorption capacity could reach 79% of the ultimate value within the first 60 min. The phosphate adsorption process was highly pH-dependent, and MZLCO-45 performed well over a wide pH range of 2.0-8.0. Moreover, MZLCO-45 showed a strong selectivity to phosphate in the presence of competing ions (Cl⁻, NO₃⁻, SO₄²⁻, HCO₃⁻, Ca²⁺, and Mg²⁺) and a good reusability using the eluent of NaOH/NaCl mixture, then 64% adsorption capacity remained after ten recycles. The initial 2.0 mg P/L in municipal wastewater and surface water could be efficiently reduced to below 0.1mg P/L by 0.07 g/L MZLCO-45, and the phosphate removal efficiencies were 95.7% and 96.21%, respectively. Phosphate adsorption mechanisms by MZLCO-45 could be attributed to electrostatic attraction and the inner-sphere complexation via ligand exchange forming Zr/La-O-P, -OH and CO₃²⁻ groups on MZLCO-45 surface played important roles in the ligand exchange process. The existence of oxygen vacancies could accelerate the phosphate absorption rate of the MZLCO-45 composites.     

颗粒状污泥活性炭流化床吸附处理含铜矿山废水

以城市污水处理厂活性污泥为原料,通过高温热解制备了颗粒状污泥活性炭吸附剂。在自制的流化床吸附装置上研究了该吸附剂对含铜矿山废水的吸附处理效果。实验结果表明：在初始废水pH6、吸附剂加入量15g/L、废水循环流量6.0L/min、吸附时间120min的最佳吸附条件下,废水中Cu²⁺去除率达98.2%。     

生物法净化挥发性有机废气的吸附-生物膜理论模型与模拟研究

针对挥发性有机废气的生物法净化过程,进行了吸附-生物膜新型理论的相关动力学模型研究.经采用实验室数据和工业应用试验结果的对比验证表明,该模型对描述实际过程有很好的适用性.应用该模型对人口气体甲苯浓度、气体流量及生物膜填料层高度等主要因素的影响进行模拟研究,模拟计算值与实验值之间有较好的相关性,相关系数r为0.80～0.97.     

分子筛孔结构对CO_2吸附性能的影响

采用巨正则蒙特卡罗方法模拟了CO_2在FAU分子筛上的吸附情况,比较了不同CO_2逸度下,CO_2在分子筛模型上的吸附位、吸附量的变化,拟合了其吸附等温线。结果表明:在吸附饱和状态下,分子筛的孔结构越大,对CO_2的吸附量越大,对于比CO_2分子更小的微孔结构,吸附几乎不发生;在低逸度下,CO_2的吸附主要发生在小孔内,随着逸度的提高,CO_2的吸附量迅速上升;在高逸度下,吸附量的提高主要发生在大孔内;FAU分子筛吸附CO_2的过程符合Ⅰ型Langmuir吸附等温线,在高压下对CO_2的吸附能力远大于低压下的吸附能力。     

铁锰氧化物/坡缕石复合材料吸附磷的性能

将铁锰氧化物与坡缕石黏土结合制备了复合材料FO/P、MO/P和FMO/P,由静态吸附实验研究了复合材料吸附磷的性能,考察了氧化物与坡缕石质量比、焙烧温度、溶液p H值、离子强度和振荡时间对吸附量的影响,探讨了吸附动力学、吸附平衡和机理。结果表明,FMO/P的吸附性能优于FO/P和MO/P,铁锰氧化物与坡缕石黏土的质量比为0.1的FMO/P对20mg/L的磷溶液去除率可达95%,吸附量明显受溶液p H的影响,离子强度对吸附量影响较小,磷吸附在复合材料表面主要形成内层络合物,60 min可基本达吸附平衡,过程符合pseudo-second-order方程,具有化学吸附的性质,FMO/P吸附等温线符合Freundlich方程,有不均匀吸附的性质,饱和吸附量达49 mg/g。     

土壤胡敏素对铜离子的吸附作用及其机理研究

以暗棕壤为供试土壤,研究了不同溶液pH值、离子强度、接触时间、反应温度和初始铜离子(Cu~(2+))浓度条件下,胡敏素对Cu~(2+)的吸附作用;利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能量色散谱(EDS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS),对胡敏素/胡敏素-Cu~(2+)复合物的表面形貌、元素分布和官能团组成进行了分析;应用延展X-射线吸收精细结构谱(EXAFS),对吸附态Cu~(2+)的局域配位结构进行了表征.结果表明:胡敏素对Cu~(2+)的吸附量随pH值、接触时间、反应温度和Cu~(2+)浓度的增加而增加,但随离子强度的增加而下降;吸附动力学符合准二级动力学方程,而吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果较好;吸附过程需要能量,是自发、吸热和自由度增加的缔合反应;吸附Cu~(2+)之后,胡敏素表面产生了团聚现象,表面羧基、羟基、吡啶氮和N—O基团参与了Cu~(2+)的吸附作用,同时吸附态Cu~(2+)是以内层配位形式与胡敏素表面的O/N和C原子结合.     

巯基棉预富集、气相色谱-原子吸收联用技术测定水样中丁基锡化合物

建立了巯基棉预富集、气相色谱－原子吸收联用技术测定水样中痕量丁基锡化合物的方法。研究了巯基棉预富集丁基锡的环境影响因素和解吸方法。三种形态丁基锡均在pH为中性、低盐度时有最佳吸附。三丁基锡和二丁基锡在所研究水体的预富集测定中均有较佳回收率（92.5％～100.8％）。另外,对巯基棉吸附三种形态丁基锡的动力学特征做了研究。     

生物沸石滤池处理富营养化水体的挂膜实验

采用上向流生物沸石滤池处理富营养化水体,考察了挂膜阶段(前30 d)滤池对浊度、COD和TP等的去除效果,重点研究了系统中各形态氮素(NH4+-N、NO2--N、NO3--N和TN)的变化情况。结果表明,对于富营养化水体,生物沸石滤池对浊度、COD和TP的去除率分别约为80%、30%和24%;出水NH4+-N始终保持在0.5 mg/L以下,去除率在90%以上;NO2--N出现峰值(4.98 mg/L,第9 d),第13 d后即一直低于进水值;实验后期出水NO3--N与进水NH4+-N变化趋势基本一致,表明硝化生物膜已成熟,原位再生可行;生物沸石床内可能存在同步硝化反硝化现象。出水NO2-N浓度低于进水可作为生物沸石挂膜成功的一个标志。