Cu/MIL-101(Fe)复合材料的制备及其催化性能研究

为了提高MIL-101(Fe)光反应催化的性能,以水热合成法用六水氯化铁和对苯二甲酸为原料合成了MIL-101(Fe),再在MIL-101(Fe)制备的条件下,以硝酸铜为铜源用不同质量比复合,采用水热和合成法制备新型催化剂Cu/MIL-101(Fe),并对制备出来的材料进行了相关测试,研究了所合成材料的空间晶体结构以及形貌等特征。结果表明：成功制备出催化剂Cu/MIL-101(Fe),同时不同质量比制备出来的催化剂、pH值、反应时间t、催化剂的投入量对亚甲基蓝的降解率均有影响。硝酸铜与MIL-101(Fe)质量比为1∶1、pH值=5、催化剂投入量为0.1 g/L时最高降解率可达到99%,光反应最佳时间为100 min。     

改性纳米零价铁修复有机污染地下水研究现状

纳米零价铁具有粒径较小、反应活性高、比表面积大、能够迅速且更加完全的还原降解有机污染物的优点,在地下水污染修复中得到了广泛的应用。但其应用也存在不足之处:纳米零价铁易氧化而活性降低;易团聚,迁移性能不理想;容易使含水层介质颗粒空隙堵塞等。对纳米零价铁进行改性,克服其活性降低、易团聚及堵塞的问题,已成为环境领域一个重要的研究方向。介绍了几种纳米零价铁改性方法及其修复有机污染地下水研究现状。     

混合塑料催化碳化合成碳包覆零价铁材料及其超级电容器储能应用研究

通过Fe_2O_3对聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)组成的混合塑料进行催化碳化成功制备了碳包覆零价铁(Fe@C)纳米颗粒。研究Fe@C材料的组成、形貌和碳转化率等,结果表明:内核为零价铁的纳米颗粒均匀分布,直径为100 nm左右,碳转化率可达26%。将Fe@C材料制成电极,在6 mol/L KOH溶液中比容量可达到100.5 F/g,具有较好的电化学性能。以一对Fe@C电极平行组装成的电容器可以达到116 F/g的比容量,且在4 900 W/kg的功率下产生21.5 Wh/kg的能量。循环2 000圈后还能保持97.3%的性能,具备优良的循环稳定性。     

改性纳米零价铁去除地下水硝酸盐的研究

采用提纯凹凸棒土(ATP)负载纳米零价铁(nZVI)制备得到改性材料ATP-nZVI,将其用于对地下水硝酸盐的去除研究。通过静水实验考察了溶液中共存阴离子和反应温度对ATP-nZVI去除NO₃^--N的影响,通过模拟可渗透反应墙(PRB)考察了溶液初始pH、初始NO₃^--N浓度、材料装填方式、流速对ATP-nZVI去除NO₃^--N的影响,并通过更换PRB装填材料将ATP-nZVI与石英砂、ATP、铁粉、nZVI等材料对NO₃^--N的去除效果进行了比较。结果表明：共存阴离子对ATP-nZVI去除NO₃^--N具有抑制作用,其抑制作用的顺序为PO₄^3->CO₃^2->SO₄^2->Cl^-;ATP-nZVI对NO<...     

MIL-101(Cr)在不同水热晶化条件下的优化合成及其环己烷催化氧化性能研究

采用水热合成法,通过改变水热晶化条件,制备得到系列MIL-101(Cr)金属-有机骨架材料。XRD、SEM及N2吸附等现代表征结果表明,水热晶化时间和合成体系中反应物浓度会对所得MIL-101(Cr)的结晶度、晶体形貌及孔结构性能产生较大影响。当水热晶化温度为220℃时,最佳晶化时间为8 h,物料n(H2O)∶n(Cr)=370∶1。在此水热晶化条件下所合成的MIL-101(Cr)样品不仅具有更高的结晶度、更大的比表面积和孔体积,以及更为完整的晶体形貌,而且在H2O2氧化环己烷反应中显示出更高的催化活性。     

糯米粉负载纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的研究

采用液相还原法制备糯米粉负载纳米零价铁(GR-nZVI),用SEM、XRD、XPS对材料进行表征。探讨了接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、温度对溶液中U(Ⅵ)去除效果的影响,并进行吸附动力学、热力学和等温吸附分析。结果表明,GR-nZVI吸附U(Ⅵ)是自发且不可逆的吸热反应,符合准二级动力学模型,Langmuir和Freundlich等温吸附模型对该过程的拟合程度都较高,表明GR-nZVI对U(Ⅵ)的去除是物理吸附和化学吸附并存,单分子层吸附和多分子层吸附并存的过程。     

球形零价铁生物炭吸附Cd(II)的性能和机制

本研究提供了一种一步热解法制备纳米零价铁生物炭的方法。将海藻酸铁在高温缺氧条件下热解制备了球形零价铁生物炭复合材料（ZVIBC），考察了Cd(II)溶液pH、初始浓度、吸附时间、背景离子、空气中老化时间对ZVIBC吸附Cd(II)性能的影响，通过FTIR、XRD、XPS、EDS等方法对ZVIBC以及ZVIBC-Cd(II)进行了表征，研究了ZVIBC对Cd(II)的吸附机理。结果显示：pH对ZVIBC吸附Cd(II)有显著的影响，4为最佳吸附pH条件。ZVIBC吸附Cd(II)的过程符合Langmuir模型，拟合的饱和吸附量为240 mg/g。主要吸附机理为：活性官能团（O—H、C—O、C=C、C=O、COO）与Cd(II)形成配合物，以及Cd(II)与Fe2+生成Cd(OH)2沉淀。     

果胶稳定的纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的研究

以果胶为稳定剂,制备果胶稳定的纳米级零价铁材料,进行试验,以期得到最佳反应条件,并进行动力学研究。结果表明,当果胶投加量为0.6 g/L,果胶-n ZVI投加量为0.12 g/L,p H条件为5.5,环境温度为25℃时,反应60 min后Cr(Ⅵ)的去除率可达98.3%,反应可用伪一级反应动力学模型来描述。通过ln(C/C0)对t作图进行曲线拟合,可以得到表观速率常数kobs=0.013 2 min-1和相关系数R2=0.835 1,证明ln(C/C0)与t呈较为良好的线性关系。     

MIL-53及改性材料的制备及其在C6异构体中的吸附性能研究

通过溶剂热法成功合成MIL-53(Fe)及其改性材料MIL-53(Fe)-(CF3)2,探究了MIL-53(Fe)及MIL-53(Fe)-(CF3)2的最佳制备条件,并通过XRD、SEM以及FT-IR对材料进行表征。结果表明,MIL-53(Fe)和MIL-53(Fe)-(CF3)2的最佳反应温度分别为150℃和100℃,最佳反应时间分别为10 h和16 h。以C6异构体为吸附质,考察了MIL-53(Fe)和MIL-53(Fe)-(CF3)2对其静态吸附性能,其中MIL-53(Fe)及MIL-53(Fe)-(CF3)2对3-甲基戊烷(3MP)的静态吸附量最大,对2,2-二甲基丁烷(22DMB)的吸附量最小,选择性分别为1.29和1.70。     

零价铁-碳-铜耦合生物法处理化工废水的中试研究

通过制备一定比例的零价铁-碳-铜(MFe-C-Cu)混合填料,耦合A2O生化工艺处理集中式混合化工废水,进行3个月的连续流中试试验。结果表明:当集中式化工废水处理厂进水水质满足该厂接管标准即COD≤500mg/L,NH3-N≤50 mg/L,TN≤80 mg/L,MFe-C-Cu耦合水解酸化对于有机氮氨化率提高15%以上,最终出水主控指标满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准,相比较原出水水质,COD去除率提高10%,NH3-N去除率提高20%,TN去除率提高10%以上。     

核桃壳生物质负载纳米零价铁对Cr(VI)污染土壤的修复研究

将核桃壳负载纳米零价铁制备核桃壳生物质负载纳米零价铁复合材料(WSP@nZVI),投加到Cr(VI)污染土壤中,通过土壤钝化实验,研究投加量、土水比和时间对Cr(VI)污染土壤的修复效果的影响,并探究可能的修复机理。分析处理前后土壤浸出液Cr(VI)浓度、土壤Cr(VI)含量、土壤总Cr含量以及土壤Cr形态含量的变化。结果表明,在投加量为7.5 mg/g,土水比为1∶10 g/mL,时间为2 d时,修复效果最佳。投加量越大,土水比越小,时间越长,修复效果越明显。其修复机制可能为吸附-还原-沉淀与共沉淀3种机理协同作用。