内蒙古部分河段表层沉积物对氨氮的吸附/解吸行为研究

通过实验室模拟的方法研究了老哈河、霍林河和乌梁素海(入湖口和湖中)的沉积物对NH~+_4-N的吸附特征.结果显示:(1)沉积物吸附氨氮的过程可以用Lagergren准二级吸附动力学方程描述,拟合得出平衡时最大吸附量为23.64 mg/kg;(2) Langmuir等温方程拟合的吸附等温线表明沉积物吸附NH~+_4-N的最大吸附容量范围是1428.75～3333.33 mg/kg,属于单分子层吸附.吸水过程及表面形貌可能对NH~+_4-N的吸附能力有影响.Freundlich吸附等温模型拟合得出常数0.8206(1/n)1.1100,说明沉积物对NH~+_4-N的吸附过程均易于进行;(3)采样点的吸附解吸平衡浓度均大于水体中的NH~+_4-N浓度,为"氮源",且对氨氮的吸附均属于不可逆反应.     

TiO2/活性炭复合纳米纤维膜吸附亚甲基蓝的动力学

聚丙烯腈、N,N-二甲基甲酰胺和钛酸四丁脂水解溶胶的混合液通过静电纺丝、预氧化、炭化、活化制备TiO2/活性炭复合纳米纤维膜.基于静态吸附试验,考察了不同TiO2/活性炭复合纳米纤维膜投加量、亚甲基蓝初始质量浓度、温度、pH值条件下,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附性能,并用Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程、准一级动力学方程,准二级动力学方程、颗粒内扩散方程进行了拟合,结果表明,Freundlich经验公式、准二级动力学方程能较好地描述TiO2/活性炭复合纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附行为.研究表明,吸附量随温度升高而增加,吸附效率受颗粒内扩散影响.无论是紫外光还是太阳光照射,TiO2/活性炭复合纳米纤维膜都具有很好的光催化再生性能.     

泥沙在紊动状态下的垂向分布及其对氨氮吸附影响

泥沙是自然水体中污染物的主要载体,在吸附作用下,泥沙成为污染物的“汇”。泥沙的沉降、悬扬对于污染物的迁移和输运有着重要的影响。本文以三峡库区表层泥沙为研究对象,在自研的沉降柱中进行了不同紊动条件下的泥沙的垂向分布研究,对准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型对吸附过程的拟合效果进行了对比。结果显示：（1）水体中的悬浮泥沙受多种因素影响,不同紊动强度、泥沙投加量以及不同深度下泥沙的分布有所差异;（2）泥沙对氨氮的吸附受泥沙垂向分布的影响,紊动强度及含沙量的改变会使得泥沙对氨氮的吸附过程及总吸附量发生改变;（3）准一级动力学、准二级动力学、Elovich模型都能够对紊动状态下泥沙吸附氨氮过程进行拟合,但不同模型对吸附变化的判断及趋势的预估有所不同。     

黄河沉积物对磷酸盐吸附的固体浓度效应研究

研究黄河沉积物对磷的吸附特征.用修改的Langmuir吸附模型将黄河沉积物对P的吸附数据进行有效拟合,通过吸附实验和模型计算得到描述黄河天然沉积物对P吸附特性的参数值.研究结果表明:黄河沉积物有向上覆水释放磷的倾向;沉积物对磷的吸附存在明显的固体浓度(Cs)效应,吸附滞后角随着Cs的增加而增大,在解吸过程中表现出一定的滞后性,即不可逆性.     

纳米TiO_2薄膜对痕量Cu(Ⅱ)的吸附研究

应用溶胶-凝胶法,以玻璃为基底,制备了表面结构均匀的纳米TiO2薄膜.SEM和XRD分析结果表明,TiO2薄膜由粒径50 nm左右的锐钛矿TiO2颗粒构成.利用纳米TiO2的表面吸附活性,系统研究了纳米TiO2薄膜对于水中痕量Cu(Ⅱ)的吸附活性.探讨了溶液的pH值、吸附时间、Cu(Ⅱ)初始质量浓度对纳米TiO2薄膜吸附率的影响,确定了最佳吸附条件.纳米TiO2薄膜对Cu(Ⅱ)的吸附等温线为"L"型,表现出单分子层吸附特征.1.0 mol/L硝酸可将吸附在薄膜表面的Cu(Ⅱ)洗脱.     

宏孔烧结沸石球对氨氮吸附性能的研究

以一种低成本、作为潜在过滤介质的宏孔烧结沸石球为研究对象,考察了不同条件下所制备的沸石球对氨氮去除的影响,并对其吸附机理进行了研究.结果表明,Langmuir方程较Freundlich方程能更好地拟合沸石球对氨氮的等温吸附过程,说明沸石球对氨氮的吸附过程以化学吸附为主.通过Langmuir吸附等温方程拟合沸石球的最大吸附量为2.847mg/g,实际实验中测得最大吸附量可达3.527mg/g.沸石球对100mL 10mg/L氨氮的最大去除率可达93.86%.准二级反应动力学方程能较好地描述沸石球吸附氨氮的过程.根据颗粒内扩散模型拟合可知,沸石球吸附氨氮的控制步骤主要是颗粒间扩散.     

多氯联苯在土壤/沉积物中的吸附方程

以三种天然土壤/沉积物为研究对象,研究了多氯联苯(PCBs)在样品中的吸附过程。结果表明,分配作用在吸附过程中起主导作用,Freundlich模型能较好地拟合三种土壤/沉积物的吸附方程,PCBs的吸附容量大小主要受样品中有机碳含量的影响,吸附量随着有机碳含量的增大而增大。     

纳米二氧化钛吸附洛克沙胂的动力学研究

作为被普遍用于家禽牲畜养殖业的洛克沙胂,会随动物排泄物并且维持原样的排入到环境中.砷会对环境造成非常严重的危害污染并且具有很强的转化迁移性.通过纳米二氧化钛吸附洛克沙胂的实验研究,得到了纳米二氧化钛吸附洛克沙胂的量和时间成正比,吸附时间越长剩余洛克沙胂含量越低,其二级动力学拟合优于一级动力学拟合;温度越来越高,纳米二氧化钛对洛克沙胂的吸附饱和量也越来越高,这说明温度越高对吸附越有利,吸附过程更符合Langmuir等温线模型.     

纳米TiO_2对痕量Pb(Ⅱ)的吸附研究

利用TiO2纳米颗粒的表面吸附活性,应用火焰原子吸收光谱检测方法,高效分离了水中痕量的Pb(Ⅱ).系统研究了纳米TiO2的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、Pb(Ⅱ)的起始质量浓度对Pb(Ⅱ)吸附率的影响,得到纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的最佳吸附条件为:pH=6.5,m(TiO2)=20 mg,ρ0(Pb(Ⅱ))=18 mg.L-1,t=90 min.测定了纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的吸附等温线,应用Freundlich公式得到了吸附等温方程.     

不同组成湖泊沉积物对磷吸附的动力学

采用同一湖泊沉积物的新鲜样品进行试验,探讨不同组成湖泊沉积物对磷吸附的动力学. 结果表明:随着有机质含量的增加,湖泊沉积物对磷的最大吸附量有增大的趋势,对磷的吸附作用主要受有机质、全铁、全镁及粘粒含量的影响;对磷的吸附速率随沉积物粘粒量、全铁量的增加而加快,有机质的含量也对磷的吸附速率产生一定影响;比较不同基质沉积物对磷吸附的一级动力学方程、抛物线扩散方程、双常数方程和Elovich方程的拟合情况,其中抛物线扩散方程拟合稍差, Elovich方程为最优拟合模型.     

辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的形态与释放特征

利用化学提取方法测定分析辽河吉林省段干支流沉积物中氮和磷的质量比及形态, 并在实验室条件下模拟研究沉积物中氨氮和可溶性磷酸盐的释放过程. 结果表明： 除杨木水库与支流条子河的沉积物中总磷和总氮质量比较高（1.09~3.00  g/kg）外, 其他干支流沉积物中的总磷和总氮质量比均较低（0.25~0.70 g/kg）; 氨氮的质量比在杨木水库中下游的沉积物中相对较高（0.044~0.052 g/kg）; 钙结合态磷、 有机磷和残渣磷是总磷的主要存在形态, 可交换态磷、 铝结合态磷和铁结合态磷的质量比较低; 酸性条件可促进沉积物释放氨氮和磷[JP2]酸盐, 碱性条件有利于沉积物释放氨氮; 释放过程受微生物活动、 pH值和溶解氧含量的影响.     

十八烷基三甲基氯化铵/双十八烷基二甲基氯化铵修饰ATP的制备及其吸附重金属的性能

使用12 mol/L的盐酸对天然凹凸棒石晶体（ATP）进行粗提处理，再用十八烷基三甲基氯化铵（DOTAC）和双十八烷基二甲基氯化铵（DODMAC）分别对ATP进行接枝改性，得到十八烷基三甲基氯化铵改性凹土（1831-ATP）和双十八烷基二甲基氯化铵改性凹土（D1821-ATP）。通过红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和比表面积（BET）等表征手段对改性前后凹土的晶体结构变化进行分析比较，并利用扫描电镜（SEM）观察了ATP、1831-ATP和D1821-ATP的形貌变化。对比研究了ATP、1831-ATP和D1821-ATP对常见重金属Pb²⁺的吸附性能，吸附实验结果表明：吸附平衡时间为4 h；在pH 9时，Pb²⁺在ATP、1831-ATP和D1821-ATP上的吸附量达到最高，去除率均达到99%以上，去除效果好。动力学和热力学模型拟合结果表明，吸附数据符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附方程。     

TiO2对磁控溅射Ti-TiO2纳米复合涂层抗菌性能的影响

为预防种植体周围炎,采用反应磁控溅射法在纯Ti片表面制备了Ti-TiO₂纳米复合涂层,改变Ti靶材与TiO₂靶材的拼接比例,研究纳米TiO₂体积分数对涂层微观结构和抗菌性能的影响。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、原子力显微镜、接触角测量仪对样品进行微观组织的表征以及表面粗糙度和润湿性能的测量,采用CCK-8法(cell counting kit-8,CCK-8)对涂层进行细胞毒性测试,采用平板涂布计数法对涂层进行抗菌性能评价。结果表明,当Ti靶材与TiO₂靶材的拼接比例为95∶5时,Ti-TiO₂涂层含纳米TiO₂量最多,涂层的表面粗糙度以及与液相接触角达到最大值,分别为1.28 nm和100.42°,涂层无细胞毒性,符合生物安全性材料的标准,涂层的抗菌性能最佳,涂层的抑菌率达到了90.94%。     

The comparison of Cu（ll） adsorption capability of baker＇s yeast,nano-titania and their composite adsorbent

The anatase nano-TiO2 powder, with crystal size between 40 and 80 nm, was prepared by the liquid phase hydrolysis of TiCI4. At the same time, the nano-TiO2 was utilized with the baker＇s yeast biomass as a composite adsorbent to adsorb the Cu ions in the artificial aqueous solution. The investigation showed that the composite adsorbent had a fine adsorption efficiency. The TiO2 in the composite adsorbent could cooperate well with baker＇s yeast to improve the adsorbing capability of Cu^2＋ under the following experimental conditions as well： a quantity of composite adsorbent of 5 g·L^-1, pH≥4.0, an adsorption time of 40 min and an initial concentration of Cu ions of 10 mg·L^-1. In addition, the results of measurements, obtained with a scanning electron microscope, an infrared spectrophotometer and a Zeta potential analyzer, revealed that the baker＇s yeast and nano-TiO2 produced the composite adsorbent through coordination and hydrogen bonds in particular, etc. The stability of the composite adsorbent and the amount of titania loaded were largely dependent on the concentration of hydrogen ion in the solution.     

氧纳米气泡改性活性炭在河道底泥氨氮治理中的应用

氧纳米气泡改性颗粒物被广泛应用于对污染水体的界面增氧.为研究其对底泥-水界面增氧效果和底泥氨氮污染的修复能力,以活性炭作为负载材料制备氧纳米气泡,采用柱芯培养实验研究氧纳米气泡改性活性炭对河道底泥氨氮去除效果.结果表明:氧纳米气泡改性活性炭的加入将沉积物-水界面(sediment-water interface,SWI)的溶解氧(dissolved oxygen,DO)浓度由0.48 mg/L增加至6.10 mg/L,氧化还原电位(oxidation-reducation potential,ORP)由-34 mV增加至19 mV.利用薄膜梯度扩散技术监测实验期间SWI处氨氮和硝态氮的垂直浓度,上覆水中氨氮的浓度由1.65 mg/L降至0.54 mg/L,去除率为67.3％.沉积物中氨氮浓度由2.75 mg/L降至0.73 mg/L,去除率为37.5％.氨氮的释放通量降低了82.0％.氧纳米气泡改性活性炭既通过界面增氧促进硝化反应,降低了水体中氨氮浓度,也作为覆盖层隔绝沉积物中氨氮与上覆水的接触,降低沉积物中氨氮的释放.研究结果可为覆盖技术和曝气技术联合应用于削减河道底泥氮负荷提供基础数据支持.     

Removal of Ammonia from Wastewater Effluent by Chlorella Vulgaris

The capability of Chlorella vulgaris to remove nitrogen in the form of ammonia and/or ammonium ions from wastewater effluent in a local wastewater treatment plant (i.e., the Mill Creek Plant in Cincinnati, Ohio, U.S.A.) was studied. The wastewater effluent leaving the plant was found to include high concentra-tions of nitrogen (7.7±0.19 mg/L) (ammonia (NH3) and/or ammonium ion (NH4+)) and total inorganic carbon (58.6±0.28 mg/L) at pH 7, and to be suitable for growing Chlorella vulgaris. When Chlorella vulgaris was cul-tivated in a batch mode under a closed system, half of the nitrogen concentration was dramatically removed in 48 h after a 24-h lag-phase period. Total inorganic carbon concentration also concomitantly decreased during the rapid growth-phase. The total biomass weight gained during the entire cultivation period balanced out well with the total amount of inorganic carbon and nitrogen removed from the culture medium. These results indicate that wastewater can be synergistically used to polish residual nutrients in wastewater as well as to cultivate microalgae for biofuel production.     

柴油机SCR尿素喷射方式研究

鉴于柴油机选择性催化还原系统尿素喷射特性与氮氧（NO_x）转化效率密切相关,本文搭建SCR系统小样试验台,NO和NH₃作为主要试验用气,研究了不同氨氮比和不同温度条件下V₂O₅-WO₃/TiO₂催化剂的氨存储、氨泄漏以及NO_x转化效率的影响.结果表明:氨氮比越大,氨存储量的建立时间越短,NO_x转化效率的提升就越快;氨氮比为0.22时,15 s内NO_x转化效率从0增大到4.3%;当氨氮比为0.30时,15 s内NO_x转化效率从0增大到8.7%;随着氨氮比的增大氨泄漏会提前出现;氨氮比先大后小的喷射方法有利于改善NO_x转化效率.采用氨氮比先大后小的喷射方法,进行ETC标准循环测试,NO_x比排放从8.26 g/（kW·h）减少到1.91 g/（kW·h）,NH₃泄漏均值为5×10-6,峰值为18×10-6,满足国V排放法规要求.      

LLDPE/TiO2 nanocomposites produced from different crystallite sizes of TiO2 via in situ polymerization

Nano-TiO2 particles with a range of crystallite sizes were synthesized by a conventional sol-gel method,and then used as nanoparticle substrates in the synthesis of LLDPE/TiO2 nanocomposites via in situ polymerization of ethylene/1-hexene with zirconocene/MMAO catalyst.It was found that the size of the nano-TiO2 crystallite nanoparticles can influence the catalytic activity in the polymerization system.The larger nano-TiO2 crystallites provided better catalytic activity in the polymerization system due to more space for monomer attack.In addition,by thermo-gravimetric analysis,it can be seen that the larger nano-TiO2 crystallites also exhibited lower interaction with available MMAO.Consequently,the MMAO reacted more efficiently with the zirconocene catalyst during the activation process,and enhanced polymerization catalysis.All the polymer nanocomposites products did not have well defined melting temperature indicating non-crystalline polymers.This is due to the high amount of hexene incorporation(based on 13C NMR).The difference in crystallite sizes of the nano-TiO2 also affected how 1-hexene became incorporated into the polymer nanocomposites.The smaller crystallite size of nano-TiO2 allowed greater 1-hexene incorporation due to depression of the reactivity of the ethylene.The contribution of this work helps develop a better understanding of the role of nano-TiO2 in the catalytic activity of the polymerization system and in the microstructure of the polymer composite product.However,this study only considers work on the laboratory scale,so for commercial application of these results,it is necessary to scale up the polymerization process.It is only at this stage,that other physical properties,such as the mechanical properties of these materials can be sensibly determined.     

沸石的复合改性及其同步脱氮除磷效果

为了解决污水处理厂后续脱氮除磷处理工艺的占地及成本问题,以廉价天然沸石为原料,制备了能够同步脱氮除磷的复合改性沸石,研究了不同制备条件对吸附效果的影响.研究结果表明,季铵盐-氯化钠复合改性沸石不仅去除氨氮,而且实现了同步去除磷和硝氮,脱氮除磷速度快,效率高,且去除互不影响;对氨氮、磷和硝氮的吸附数据均符合伪二级动力学方程.当该沸石在生活污水中的投加量为50 g/L时,实际出水水质可由一级B一步提高到一级A,对氨氮、硝氮和磷的去除率分别高达71.09%,91.18%,93.11%.吸附饱和后的沸石经单一的NaCl溶液再生后可循环使用,且再生时间短,操作简单.该复合改性沸石在实际生活污水的处理中具有良好的应用前景.     

一步法合成耐久性水基超疏水TiO2/DTMS涂层

为制备具有优异自清洁功能的耐久性水基超疏水涂层，以十二烷基三甲氧基硅烷(n-dodecyltrimethoxysilane, DTMS)为有机改性物，通过一步法在纳米TiO₂表面嫁接长链烷基官能团得到超疏水TiO₂/DTMS涂层。分析了TiO₂涂层及TiO₂/DTMS涂层的表面润湿性、形貌和化学组成，并对所得超疏水TiO₂/DTMS涂层的自清洁性能、机械及化学稳定性进行了测试。结果表明：超疏水TiO₂/DTMS涂层表面水接触角(water contact angle, WCA)达到159°；以亚甲基蓝粉末作模拟污染物，涂覆有超疏水TiO₂/DTMS涂层的玻璃具有优异的自清洁性能；经机械磨损(10 min)、酸碱液(pH=1、3、5、7、9、11、13)浸泡、高低温(−20、30、60、90、120、150 ℃)处理后超疏水TiO₂/DTMS涂层的WCA仍大于150°，表明其具有优异的机械和化学稳定性，可用于室外防污，如建筑物外墙、玻璃、太阳能电池板等。