凹凸棒石的表面修饰及对水中Cr（Ⅵ）吸附动力学和热力学的研究

以壳聚糖为生物质碳源,采用一步水热碳化法对凹凸棒石表面进行有机修饰,并采用扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、元素分析(EA)、X光电子能谱(XPS)、Zeta电势分析、热重分析(TGA)等对改性凹凸棒石进行表征分析.同时,通过静态吸附实验,研究了改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)吸附去除的性能,考察了温度对吸附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.结果表明,改性凹凸棒石表面富含含氧基团和氨基等活性基团;对总铬的吸附行为符合准二级动力学方程;表观吸附活化能为13.4 k J·mol~(-1),表明既有静电吸附,也有配位吸附,且以静电吸附为主;对总铬的吸附等温线符合Langmuir方程.在温度为298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为203.3、232.6、267.4和322.6 mg·g~(-1),说明改性凹凸棒石是一种新型环保高性能的除铬材料.在研究的温度范围内,ΔH~0为19.8 k J·mol~(-1),ΔG~0为-19.5~-23.7 k J·mol~(-1),ΔS~0为72.1~131.8 J·mol~(-1)·K~(-1),表明该吸附是一吸热的、自发的、熵增过程.     

原位铁氧化物载铁活性炭的制备及其对水中As(Ⅲ)的去除性能

针对水中三价砷As(Ⅲ)毒害大、难去除的问题,本研究采用FeSO4/K2FeO4组合处理方式以恒温浸润法对活性炭进行改性,制备获得原位铁氧化物载铁活性炭(AFPAC),利用负载的铁氧化物的吸附性能,耦合活性炭的吸附和有效的固液分离功能,实现了As(Ⅲ)的高效去除.结果表明,当AFPAC投加量1g·L-1时,对初始质量浓...     

酸浸出法回收冶金污泥中的有价金属

采用二次酸浸出的方法回收镍钴湿法冶金工业污泥中的有价金属。先采用水和硫酸作为浸出剂浸出Mg和Na,最佳工艺条件为浸出液的pH 7.5、浸出时间5 min、浸出剂体积与干污泥质量的比(ω)为10 mL/g。再采用硫酸作为浸出剂、焦亚硫酸钠作为还原剂进行二次酸浸,在硫酸与污泥质量比为1.3、焦亚硫酸钠与污泥质量比为0.3、ω为5 mL/g、浸出温度85℃、浸出时间20 min的最佳工艺条件下,Co、Ni、Cu、Mn和Zn的浸出率分别达92.45%、93.48%、89.52%、97.78%和94.79%。经XRD表征,浸出后污泥中未见原污泥中的矿物相,说明原污泥中的矿物几乎全部被溶解。     

利用镍渣制备层状结晶二硅酸钠的研究

以镍渣为原料,通过高温氧化分解、碱溶的方法溶出硅,用于制备层状结晶二硅酸钠,采用X-射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对制备的二硅酸钠进行了研究。结果表明,镍渣的氧化程度随着氧化温度的升高而增加,且细粒径镍渣更易被氧化。在氧化时间为1 h时,氧化温度由500℃升至1 000℃,粗粒径镍渣的氧化率由24%增加到99.7%,而细粒径镍渣的氧化率则由41.7%增加到99.6%。XRD分析表明氧化过程中镍渣中的铁橄榄石相转变成赤铁矿和石英,在低温下生成的石英多为无定形状态。随着水热温度的增加,镍渣中硅铝的溶出率越大,但超过160℃后,由于铝硅反应生成不溶性的水合铝硅酸钠,溶出率反而略有下降。合成的二硅酸钠经XRD和SEM分析为δ-层状结晶二硅酸钠,其钙镁交换能力分别为366 mg/g和404 mg/g。     

炉底渣磨细优化其品质的试验

以浙江长兴电厂所排的炉底渣为例,通过磨细将其加工成相当于国标Ⅱ级粉煤灰的产品。试验结果表明:长兴电厂炉底渣的化学成分以SiO2与Al2O3较高为特征,物相以玻璃体占绝对优势,微量元素和放射性元素含量均在国标规定的安全范围内;磨细炉底渣的45μm筛余量控制在10%左右时其品质为最优;磨细炉底渣的火山灰活性要优于磨细Ⅱ级粉煤灰的。     

上海石洞口第二电厂拟建粉煤灰分选系统的技术可行性研究

上海石洞口第二电厂拟建设粉煤灰分选系统生产国标等级灰,但其粉煤灰的游离氧化钙偏高.研究表明:游离氧化钙在细灰中没有明显富集的趋势,即源灰游离氧化钙含量指标合格,那么分选所产细灰的也合格;供分选用的源灰细度和粒度分布较利于提高分选效率,生产国标Ⅱ级灰的分选产率可达70%左右;建设分选系统在技术上是可行的,且可获得较大的综合效益.     

联合镁盐处理氮磷废水的研究

在苦土粉、苦土粉与MgCl2联用分别为镁源的条件下,研究二者对模拟废水中氮、磷去除的影响。结果表明,单独使用苦土粉时,苦土粉最佳投加质量为1.0 g,此时,Mg投加浓度为18.75 mmol/L,平衡时间为60 min,氮、磷去除率分别为79.9%,84.0%;然而,苦土粉与MgCl2联用时,苦土粉最佳投加质量为0.8 g和MgCl2最佳投加浓度为3mmol/L,此时,Mg投加浓度为18 mmol/L,平衡时间为40 min,氮、磷去除率分别为87.7%,92.1%。对比分析可知,苦土粉与MgCl2联用时,所用镁较少,反应速率较快,水中氮、磷的去除率显著提高。     

磁性氮掺杂碳材料活化过硫酸盐降解酸性橙7

采用一步水热碳化法制备出微米级磁性氮掺杂碳材料（Magnetic N-doped Carbonaceous Materials,MNC）作为过硫酸盐（Persulfate,PDS）活化剂,以生成的活性氧化物质降解偶氮类染料酸性橙7（Acid Orange 7,AO7）.同时,利用扫描电镜（SEM）、比表面积与孔径测定仪（BET）、振动样品磁强计（VSM）等对MNC进行表征,考察了MNC投加量、PDS浓度、初始p H值和无机阴离子对活化PDS降解AO7的影响,并采用紫外-可见光谱分析、淬灭实验和电子顺磁性共振（Electron Paramagnetic Resonance,EPR）初步探讨了AO7的降解机理.结果表明,MNC呈微米级球状,表面富含含氧基团和氨基等活性点位;饱和磁化强度为12.7 emu·g^-1,能在外加磁场条件下实现固液分离.AO7去除率随MNC投加量、PDS浓度的增加而增加,但初始p H对AO7降解的影响呈相反规律,随p H升高而降低.3种无机阴离子对AO7降解抑制程度大小顺序为HCO₃^->SO     

HAP/UV催化降解活性艳蓝K-3R的研究

用化学沉淀法合成羟基磷灰石(HAP),并用XRD、SEM、FT-IR对其进行分析。以活性艳蓝K-3R为降解底物,研究HAP对其光催化降解性能。探讨了HAP煅烧温度、通气量、投加量、初始浓度等因素对光催化降解活性艳蓝K-3R效果的影响。研究表明化学沉淀法合成的HAP粒度均匀,HAP对活性艳蓝的吸附作用较强,30min之内即能达到吸附平衡,其对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝的吸附率可达17.5%。适当的煅烧有利于提高HAP的催化活性,以200℃煅烧2h最佳。在投加量为4g/L,鼓气量为300L/h和pH=6的试验条件下,HAP(200℃)对初始浓度为100mg/L的活性艳蓝K-3R 3h的降解率达68%。降解反应动力学研究表明,HAP/UV光催化降解活性艳蓝K-3R的过程符合Langmuir-Hinshel-wood一级动力学方程,降解速率常数k随着活性艳蓝K-3R浓度的增大而减小。     

凹凸棒石@C纳米复合材料对Cr(Ⅵ)吸附-还原作用

以凹凸棒石和葡萄糖为原料,通过设置凹凸棒石与葡萄糖不同质量比,采用水热碳化法制备凹凸棒石@C纳米复合材料,并选择出去除Cr(Ⅵ)效果最佳的凹凸棒石@C纳米复合材料.同时,利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位仪(Zeta)、X光电子能谱(XPS)手段对复合材料进行了表征,考察了时间和p H对其去除水中Cr(Ⅵ)的影响,探讨了其吸附-还原机制.结果表明,最佳复合材料的凹凸棒石与葡萄糖质量比为1∶4;吸附平衡时间约为6 h,动力学过程符合准二级动力学模型.在p H为1~10时,Cr(Ⅵ)去除率随p H升高而减小,p H=1时Cr(Ⅵ)去除率最大,高达92.7%,吸附率为48.5%,还原率为44.2%;而总铬吸附率则随p H升高先增大后减小,p H=2时最大,吸附率为50.2%,还原率为13.0%,表明对Cr(Ⅵ)去除存在吸附-还原作用,酸性越强,越容易发生还原反应.FT-IR分析结果表明,凹凸棒石@C纳米复合材料表面存在含氧基团和还原性基团(Cx—OH、—CH等);XPS分析结果表明其对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-还原相互作用的结果,包括Cr(Ⅵ)在复合材料表面与含氧基团络合配位吸附和静电吸附,以及Cr(Ⅵ)还原Cr(Ⅲ)再吸附,其中,Cr(Ⅲ)再吸附主要通过与Mg2+、Al3+等阳离子交换作用实现的.