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.     

利用药厂高锰酸钾还原残渣制二氧化锰

1.前言随着锰矿的日益枯竭及二氧化锰工业用量的增加,利用含锰废料回收锰,并制成各种锰盐,具有重要的经济和社会意义,这不但由废渣制得重要的化工原料,而且减少了含锰废渣对环境的污染。 2.探索性实验以东北制药总厂氯霉素车间高锰酸钾还原残渣(以下称MnO_2残渣)为原料,进行了制备二氧化锰的探索性实验。制备的工艺流程见下图。制备出的二氧化锰试剂的质量达到国家规定的三级标准。     

无机添加剂改性对赤泥脱硫的影响

近年来国家对相关行业SO_2排放政策、标准日趋严格,要求污染物超低排放。碱性固废赤泥脱除烟气中的SO_2是以废治废、经济可行的方法,同时,加入添加剂可以提高烟气脱硫的效果,降低烟气脱硫成本。该研究以赤泥浆液为吸收剂脱除石油焦煅烧烟气中的SO_2,添加无机添加剂改性赤泥浆液,提高脱硫效果。结果表明:赤泥浆液添加二氧化锰改性后脱硫效果最好,碘化钾次之,硫酸镁和硝酸铁脱硫效果较差。二氧化锰改性赤泥浆液脱硫的优化反应条件为:二氧化锰添加量为15 mmol/L,反应温度为60℃,烟气SO_2浓度为1 000 mg/m~3,烟气氧含量为20%。二氧化锰改性赤泥浆液提高脱硫效率机理为:二氧化锰可与SO_2直接发生氧化还原反应,溶出的锰离子对SO_2具有催化氧化作用,并且赤泥溶出的铁离子和锰离子具有协同催化氧化作用,从而提高赤泥浆液的脱硫效率。因此,二氧化锰改性赤泥脱硫是切实有效的方法,可为改性赤泥脱硫的推广应用提供参考。     

液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸

研究了β-MnO2,γ-MnO2和由MnSO4产生的胶状MnO2在液相中催化臭氧化降解磺基水杨酸的催化性能.结果表明,液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸的活性与体系的pH值有关,而与其物相无关.在本实验条件下,三种MnO2在pH=1.0时均显示了较好的催化臭氧化活性,而在pH=6.8和8.0时却无活性.实验结果还表明,催化剂催化分解臭氧活性的高低与其催化臭氧化降解有机物的活性并无直接关系.     

一种新型吸附材料的除磷性能研究

针对水体富营养化的磷，采用吸附法进行处理，制备出一种新型的除磷吸附剂，对水中磷酸盐的吸附性能进行了研究，结果表明，该吸附剂对磷酸盐的吸附速率很高，在酸性条件下，其最大吸附容量为34mg／g。当溶液pH值在1～3范围内，含磷浓度为50mg／L，吸附剂投加量为200mg，接触时间为2h，磷酸盐的去除效率可达98％以上；再生后的吸附剂容量变化不大，是一种具有较高应用价值的新型材料。     

水合物法的天然气提氦技术研究

氦气是发展国防军工和高科技产业不可或缺的战略性物资之一.由于氦气在自然界中的富集度很低,目前工业规模化提氦来源主要是含氦天然气.常用的提氦方法有吸附法、吸收法、低温冷凝法、膜分离法等,但它们都不能很好地解决提氦难度大、成本高、规模化工业应用水平较低等缺点.因此,引入水合分离技术,利用含氦天然气各组分生成水合物的条件差异在水合反应过程中对氦气提浓,同时辅以催化脱氢工艺,实现粗氦的精制.     

二氧化锰改性沸石对废水中Pb2+的吸附性能及其影响因素研究

改性后的沸石材料,可大幅度提高其对金属离子的吸附量,在治理环境污染方面具有巨大的潜力。高锰酸钾和硫酸锰反应生成的二氧化锰包裹在沸石表面,可大大提高其吸附性能,最终达到吸附废水中重金属的目的。研究了二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺吸附性能的影响因素,如沸石与二氧化锰投料比、反应时间、溶液pH值、反应温度、Pb²⁺初始浓度等,并探讨了其吸附机理。试验结果表明:二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺的吸附效果随着沸石与二氧化锰投料比的增加而提高,平衡吸附时间为12 h,吸附反应的最佳溶液pH值为5~6;二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺的吸附为自发的吸热反应,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,说明为单配体吸附模式;红外光谱分析发现,-OH是影响二氧化锰改性沸石吸附废水中Pb²⁺的主要官能团;低浓度腐殖酸对二氧化锰改性沸石吸附废水中Pb²⁺的影响较小,不产生竞争吸附。     

用水合氧化铁吸附处理含重金属离子废水的研究

本文探讨了用水合氧化铁吸附处理含重金属离子废水所采用的方法及处理效果,结果表明,该方法由于成本较低,操作简单,特别是其较佳的处理能力,将极有可能成为一种理想的处理含重金属元素废水的方法,并大规模进入工业生产领域。     

制备温度对负载纳米水合氧化锆复合吸附材料结构和性能的影响

采用浸渍-原位沉淀法制备了离子交换树脂负载纳米水合氧化锆(HZrO/D001)复合吸附材料,重点研究制备温度对其结构和性能的影响。采用X荧光(XRF)、扫描电镜(SEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)等对材料进行结构表征。结果表明,离子交换树脂表面的负载物质为无定形和四方相HZrO,采用表面活性剂改性后复合吸附材料比表面积增大1.8倍;升高温度可以增大HZrO负载量,制备温度为70℃时,HZrO负载量达到最大值,为23.29%;制备温度升高,HZrO成核增多,粒径减小,复合材料比表面积增大,比表面积高达21.770 9 m~2/g;制备温度升高,HZrO结晶度提高,吸附材料对锌离子的吸附能力降低。     

纳米二氧化锰制备及在环境治理方面应用的研究进展

二氧化锰(MnO2)是一种重要的两性过渡金属氧化物,在工业生产和环境治理中有着广泛的应用.本文讨论了近年来国内外纳米MnO2材料合成的研究进展,如水热合成法、有机一水两相反应法、共沉淀法、回流冷却法、凝胶-溶胶法及热分解法等.对MnO2在有机污染物的吸附降解、处理含Cd、Pb和As等重金属废水方面的应用做了介绍.