Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)的反应动力学

通过研究Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)过程Cr(Ⅵ)浓度的变化规律,确定初始pH值和细菌接种量对反应速率的影响,建立不同条件下的反应动力学方程,计算相应的反应表观活化能,得到了按细菌接种量划分的Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应控制区域图。研究结果表明:当初始pH值为8～10时,Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应速率基本相同,当pH<8和pH>10时,反应速率逐渐减小。Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应为零级反应,但细菌接种量减少,反应速率减小,反应表观活化能增大。细菌接种量分别为50%,30%,20%,10%和5%时对应的反应速率常数分别为57.521 1,51.630 6,45.976 4,24.002 5和7.326 5,表观活化能分别为6.89,14.75,19.24,33.54和72.52 kJ/mol;Cr(Ⅵ)的细菌还原反应随着细菌接种量的增加逐渐由内扩散控制区转入混合控制区,当细菌接种量减少至近9%时,转入化学反应控制区,并由此确定了Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件:温度为30℃,pH值10,细菌接种量为20%。     

小球藻引发水中Cr(Ⅵ)的光化学还原研究

重点研究了在金属卤化物灯(λ≥365nm,250W)光照下由小球藻类引发水体中Cr(Ⅵ)的光化学还原反应,考察了小球藻浓度、光照时间Cr(Ⅵ)初始浓度及pH值在通N2的条件下对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明:随着小球藻浓度的增大,Cr(Ⅵ)的还原速率及还原率均增大;随着小球藻浓度的增大,光照时间的增加,Cr(Ⅵ)的初始浓度降低以及溶液pH值的降低,Cr(Ⅵ)的光化学还原率逐步增大.当pH≥6时,Cr(Ⅵ)的光化学还原反应基本消失;当pH=4时,六价铬的浓度在0.4~1.0mg/L范围内,小球藻浓度对应的吸光度Aalga在0.025~0.180范围内,Cr(Ⅵ)的初始还原速率拟合方程为V0=kC00.1718A0al.5ga235.     

二氧化钛光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用自制二氧化钛粉末光催化剂成功地处理了含Cr(Ⅵ)废水。提出了Cr(Ⅵ)光致还原的最佳条件,确立了当溶液酸度为0.5mol/LH2SO4,Cr(Ⅵ)质量浓度为80mg/L的50mL废水,催化剂用量为0.3g,光照时间4.0h时,Cr(Ⅵ)的光致还原率达95.0 %以上。同时对光催化转化Cr(Ⅵ)的机理进行了初步探讨,证明Cr(Ⅵ)的TiO2 光致还原遵循一级反应速率公式:lnC= -0.88t +4.38。     

磁性碳材料制备及其对六价铬吸附性能

通过一步碳化法合成磁性碳纳米吸附剂(MCNs),对不同温度下合成的纳米碳材料的微观结构进行分析,探究了不同MCNs制备温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,获得吸附动力学规律,进一步对材料进行了循环吸附-解吸实验.实验结果表明:在25℃、pH=2、Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、吸附剂用量0.05 g下,接触时间为2 h时,MCN700对Cr(Ⅵ)的吸附率和吸附量分别可达96.90%和56.28 mg/g.吸附动力学拟合结果更贴合伪二级动力学方程,表明MCN700对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主.MCN700经过6次吸附-解吸实验后吸附率下降11.61%,表明材料具有较好的稳定性和再生能力.因此,MCN700适用于酸性六价铬废水的处理.     

黑曲霉孢子和菌丝吸附241Am的研究

作者研究了黑曲霉孢子和菌丝吸附^241Am的可行性及各种反应条件对吸附的影响。结果表明：用黑曲霉孢子和菌丝处理^241Am，在起始浓度C0为5．6－111MBq／L的范围内，吸附量W分别为7．2－142．4MBq/g和5．2－106．4MBq/g（均为干重），两者的平均吸附率均高达96％，说明用黑曲霉孢子和菌丝处理^241Am是可行的。吸附反应在1h左右达到平衡，反应温度15－45℃，最适吸附酸度分别为pH1-3和pH2－3，^241Am浓度与吸附量均呈指数关系，符合Freundlich经验公式。在高于^241Am2000多倍的金、银存在下，对黑曲霉孢子和菌丝吸附^241Am无明显影响。黑曲霉孢子和菌丝对^241Am的吸附作用基本一致。     

钛柱撑膨润土对废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原

以钠基改性膨润土和酞酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法(sol-gel)制备钛柱撑膨润土(Ti-PILC)复合材料。研究了光源、Ti-PILC加入量、Cr(Ⅵ)初始质量浓度和初始pH值对Ti-PILC复合材料光催化降解Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在紫外光照下,Ti-PILC对Cr(Ⅵ)具有较强的光催化降解能力,其中焙烧样品的催化活性最高;综合最优的实验条件是ρTi-PILC=15g/L,ρCr(Ⅵ)=10mg/L,溶液体系pH为3.4。研究了Cr(Ⅵ)光降解还原过程的反应机理。     

改性污泥基吸附剂对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用添加发泡剂辅助的方法制备了污泥基吸附剂,并对部分污泥基吸附剂进行3 mol/L HNO_3改性,研究了2种改性污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为.结果表明：HNO_3改性改善了污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能,pH是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,最适pH在1.0~3.0,最佳吸附时间为3 h.25 ℃下改性污泥基吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述HNO_3改性前后污泥基吸附剂的吸附行为.     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(Ⅵ)的吸附试验研究

以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(Ⅵ)的初始浓度,p H值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(Ⅵ)的影响。试验结果表明:在p H=5,投加量为0. 3 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(Ⅵ)的吸附量达到16. 19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(Ⅵ)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(Ⅵ)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为OH、PO3-4、CONH。     

二硫化锡的形貌调控及其光催化还原Cr（Ⅵ）性能

在络合剂一水合柠檬酸(C_6H_8O_7·H_2O)的辅助下,以五水合四氯化锡(SnCl_4·5H_2O)为锡源,以硫脲(CH_4N_2S)为硫源,通过改变硫脲(CH_4N_2S)的添加量,采用一步水热法成功制备了一系列不同形貌的二硫化锡晶体。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶体结构和形貌进行了分析。随着硫脲添加量的增加,SnS_2形貌由最初简单的花状结构,最后变为致密的花球状结构。以一定浓度的重铬酸钾溶液为模拟污染物,研究了所合成样品光催化还原Cr(Ⅵ)的活性,当硫脲的添加量为4 mmol时,SnS_2的光催化还原Cr(Ⅵ)性能最佳,且所有样品均具有良好的光稳定性能。     

两种改性核桃壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

用磷酸改性和甲醛-硫酸改性核桃壳吸附模拟废水中Cr(Ⅵ),探讨了核桃壳投加量、吸附时间、水样初始p H值和初始浓度等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(IR)表征核桃壳的结构.实验结果表明,磷酸改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率为99.4%,最大吸附容量为3.24 mg/g,甲醛-硫酸改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率为98.4%,最大吸附容量为8.23 mg/g.未改性核桃壳和甲醛-硫酸改性核桃壳对Cr(Ⅵ)的吸附等温线更符合Freundlich等温吸附方程,磷酸改性核桃壳的吸附等温线与Langmuir等温吸附方程拟合地更好.     

黑暗条件下Cu2O/Agx复合催化还原Cr(VI)的研究

采用一步液相还原法合成出系列Cu2O/Agx复合催化剂,使用XRD、SEM、TEM、DRS等分析手段对样品进行性质表征. 结果显示,复合催化剂Cu2O/Ag表面附着大量的纳米金属Ag,形成无数的纳米岛,使得样品的等离子体共振效应大幅增强,导致催化剂在紫外、可见和近红外全光谱区域的光吸收非常强. 在无需超声分散、黑暗条件下Cu2O/Agx催化剂可以有效地还原Cr(VI),其中Cu2O/Ag0.15样品的催化还原效率最高. 当存在0.01mol/L的柠檬酸缓冲液(pH 5.0)时,100 mg/L的Cr(VI)在黑暗下于30min内被完全还原为Cr3+. 同时对体系催化还原Cr(VI)的机理以及柠檬酸的作用进行了探讨.     

熔融还原预还原球团矿熔化速度的研究

应用逐步逼近,快速冷却的方法确定熔化终点,从而较为准确地测定了铁浴式熔融还原预还原球团矿的熔化速度;用正交实验研究了各因素对球团矿熔化的影响程度,通过单因素实验主要因素对球团矿熔化速度的影响。阐述了球团熔化的表观活化能的概念,定量地计算了球团矿熔化的表观活化能。     

硫酸盐还原菌还原Cr(Ⅵ)的初步研究

从土壤中分离筛选出几株抗Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌(SRB),能在含800mg/L Cr(Ⅵ)的培养基中生长,其中2-S-8菌株在含75mg/LCr(Ⅵ)的培养基中生长36h后,培养液中的Cr(Ⅵ)已全部消失.该菌株经初步鉴定为脱硫弧菌.试验结果表明：高毒的Cr(Ⅵ)可被SRB还原成为低毒的Cr(Ⅲ),SRB对Cr(Ⅵ)的还原与SO₄^2-还原作用密切相关,主要是由SRB的代谢作用所产生的还原性产物(S^2-)来完成.     

改性黑木耳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附影响因子研究

以盐酸为改性剂,对木耳进行改性制备吸附剂,用改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),考察了改性盐酸浓度、改性时间、改性温度、溶液pH值、吸附时间、温度等因素对改性木耳吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,采用5%的盐酸在35℃的条件下改性20 h的木耳对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;当温度为30℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0时,在改性木耳用量为2.5 g/L、吸附时间为300 min的条件下,Cr(Ⅵ)吸附量可达266 mg/kg;Lagergren一级动力学模型能很好的描述改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程。     

水体中六价铬生物吸附与解吸附条件与特性

以毛霉(MucorLH3)菌体作为吸附剂,对水体中的Cr(VI)进行生物吸附与解吸附研究,对吸附实验条件进行了优化.实验结果表明,酸性环境条件(pH1)以及温度28℃有利于Cr(VI)的生物吸附,在8 h内Cr(VI)的生物吸附去除效率达99%.对5种解吸附剂进行解吸附对比,0.1 mol/LNaOH溶液解吸附效果最好,解吸附率达到98.6%,为最优解吸附剂.5次吸附-解吸附循环实验表明:毛霉最作为吸附剂对Cr(VI)的吸附效果比较理想,通过解吸附可以很好地做到重复利用吸附剂.     

硫酸盐热化学还原反应的研究进展

碳酸盐岩地层中干酪根热降解生成的气态烃与硫酸盐接触后发生热化学还原反应，使气态烃消失，这可能是造成天然气保存死亡线的主要原因之一。对热化学还原反应的最低反应温度、反应物与产物、反应机理、反应动力学等进行了总结与评述。研究表明，热化学还原反应最低反应温度主要集中在100～180℃；气态烃和硫酸盐是热化学还原反应的主要反应物，硫化氢、水、二氧化碳和碳酸盐、金属硫化物是其主要产物；热化学还原反应一般被写成总包反应过程；地质条件下热化学还原反应的速率受温度和活化能的制约。文章最后提出今后的研究方向应是在地质例证的同时结合实验模拟。     

基于氧气高炉的烧结矿还原动力学分析

采用热天平减重法在氧气高炉气氛下进行烧结矿的还原实验,考察还原度RI和还原速率RI′的变化情况,并进行烧结矿还原动力学分析。结果表明：在氧气高炉气氛900 ℃下还原时,烧结矿的还原度RI高达98.2%;还原终了时间随还原温度的提高而缩短,由900 ℃时的117 min缩短到1 100 ℃时的63 min;氧气高炉气氛下,烧结矿还原的开始阶段由界面化学反应控速,还原约20 min后转变为由界面化学反应和内扩散混合控速;氧气高炉气氛900～1100 ℃时,烧结矿还原反应开始阶段的表观活化能为38.30 kJ/mol。     

抗铬（Ⅵ）细菌的分离、鉴定及其铬（Ⅵ）还原能力

从湖北省某重金属矿区的土样中分离出一株能在15 mmol/L的Cr(Ⅵ)培养基上生长的菌株 (MDS08). 经对该菌株进行形态观察和16S rDNA同源性比较,该菌株被初步鉴定为Bacillus luciferensis.通过测定MDS08对7种重金属的最低抑制浓度,可知其对多种重金属都具有较高的抗性.将MDS08接种到含0.2 mmol/L的铬(Ⅵ)的LB液体培养基中,24 h对铬(Ⅵ)的还原率达到99 %. 研究表明: MDS08可以用于重金属污染区六价铬的微生物修复.     

PEI-花生壳复合吸附剂的制备及其对水中Cr(Ⅵ)的去除性能

以廉价易得的农林废弃物花生壳(PE)为载体,负载对重金属Cr(Ⅵ)具有强吸附亲和性的纳米活性组分聚乙烯亚胺(PEI),制备一种新型纳米复合吸附剂PEI-PE。通过序批式吸附实验探究了PEI-PE对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,用动态柱吸附实验研究PEI-PE的实际应用潜力。结果表明：PEI-PE对Cr(Ⅵ)的吸附在300 min即可达到平衡,PEI-PE吸附Cr(Ⅵ)的过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,属于单分子层化学吸附。在pH=3时,最大吸附量可达32 mg/g。在2种竞争离子Cl^-、SO₄^2-存在的条件下,PEI-PE依然表现出较高的吸附量。2 g的PEI-PE可将850 mL初始质量浓度为5 mg/L的含Cr(Ⅵ)废水处理后达到工业废水排放标准(0.5 mg/L),且吸附后的PEI-PE具有一定的脱附再生能力,可实现吸附剂的循环利用。     

壳聚糖烷基化及其对Cr(Ⅵ)离子吸附研究

将壳聚糖烷基化,用正交试验法研究了温度、时间、Cr(Ⅵ)离子浓度、吸附剂用量、酸度对烷基化壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)离子的影响.实验结果表明烷基化壳聚糖对一定浓度Cr(Ⅵ)离子溶液的最佳吸附条件为:温度20℃、pH=6~8、吸附时间4 h.