β-环糊精聚合物修饰电极的电化学行为研究

利用合成的环糊精聚合物与亚甲基蓝间的超分子作用及与戊二醛的缩聚作用,将介体和酶共同固定在电极上,制成的过氧化氢传感器有良好的稳定性和充分的电子流动性,在pH6.80的磷酸盐缓冲溶液,100mV/s的扫速条件下,以-0.8~0.4V范围内用循环伏安法对过氧化氢溶液进行扫描测定分析。实验结果显示,还原峰电流与过氧化氢浓度在4·0×10-6~2.5×10-3mol/L范围内成良好的线性关系,相关系数达0.9984,最低检出限为5.0×10-7mol/L。用于样品测定,效果良好。     

有机插层蛭石对有机污染物苯酚和氯苯的吸附特性研究

分别应用溴化十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)和溴化十六烷基吡啶(HDPY)改性插层级石对苯酚和氮苯两种非离于型环境污染物进行吸附性能研究。结果表明，蛭石原矿对苯酚和氮苯的吸附能力很小，经表面活性剂处理后其吸附能力大大增强。有机插层级石对苯酚的吸附具有表面吸附特征，其吸附等沮线为Freundish型；而对氮苯的吸附实际上是氮苯在水相与有机级石中有机相之间的一种分配过程，其吸附等沮线为直线型。苯酚和氮苯的竞争吸附并末减弱有机蛭石对氯苯的吸附能力，反而由于它们同时存在产生协同效应，使有机插层蛭石对氯苯总的吸附能力有所提高。     

球状交联壳聚糖树脂的制备及对金属离子吸附研究

以戊二醛为交联剂,利用悬浮聚合法合成了新型壳聚糖树脂,考虑了操作条件对合成树脂性能的影响,通过显微镜显示,树脂的表面结构随着交联剂浓度提高而改善;提高油水体积比,可显著提高树脂粒径;随着搅拌速度的提高,树脂的粒径减小。利用5%壳聚糖溶液,以戊二醛为交联剂可合成较高强度、粒径较小的球状树脂。通过树脂对铜离子的吸附实验可得出树脂具有较好的吸附性能,其最佳吸附pH为5.0,静态吸附容量为2.39mg/g,吸附率为95.3%,拓展了该天然高分子材料在金属离子的富集与回收,以及在工业废水处理领域的应用前景。     

磁赤铁矿对有机染料吸附行为的特征研究

利用标准地质样品磁赤铁矿,运用XRD,BET对其进行晶型及比表面积的表征。采用动态吸附实验,研究了磁赤铁矿对浓度为1.0×10-5 mol/L的酸性桃红(Sulforhodamine,SRB),结晶紫(Crystal violet,CV)的吸附特性。考察了溶液离子浓度、pH、吸附时间以及吸附剂投加量对其吸附特性的影响。结果表明,在相同实验条件下,SRB在100min达到吸附平衡,CV在20min达到吸附平衡。溶液pH和离子强度对其吸附都有很大的影响,磁赤铁矿对CV及SRB的最大吸附量分别为3.27×10-3及0.587×10-3。利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对吸附过程进行描述,结果表明,磁赤铁矿对SRB的吸附符合Freundlich模型,对CV的吸附属于Langmuir模型。用准一级和准二级吸附动力学方程对实验数据进行了线性回归分析,结果表明SRB属于准一级动力学方程,CV属于准二级动力学方程。热力学研究表明,磁赤铁矿吸附CV及SRB的过程都是自发进行的吸热反应。     

CBs在沉积物上的吸附-解吸行为

采用批量平衡实验,研究了氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯和1,2,4,5-四氯苯4种氯苯类化合物（CBs）在含不同特性的自然有机质（NOM）的5种沉积物上的吸附．解吸行为。研究结果表明,所有吸附等温线均表现出明显的非线性和吸附-解吸滞后现象。1,2,4-三氯苯在不同沉积物上吸附等温线的非线性程度以及在沉积物上解吸滞后效应都随着沉积物NON聚合度的增加而增大。另外,CBs溶质分子本身的性质也影响着其在沉积物上的吸附．解吸性能。4种CBs在同一种沉积物上吸附等温线的非线性程度及其解吸滞后系数按氯苯、1,4-二氯苯、1,2,4-三氯苯、1,2,4,5-四氯苯的顺序依次减弱,说明CBs的分子尺寸越大,其在沉积物上的吸附非线性程度和解吸滞后现象也越弱。     

脱卤杆菌介导的厌氧微生物富集菌群对1,2,4-三氯苯的降解特性

1,2,4-三氯苯是我国工业污染场地土壤和地下水中典型的有机污染物,具有持久性、生物蓄积性和高毒性特点,对生态环境和人体健康危害巨大。1,2,4-三氯苯密度比水大,容易迁移至深部厌氧区域,因此,开展1,2,4-三氯苯厌氧微生物降解与修复研究具有重要实际应用价值。本文通过长期富集培养,获得一份可以稳定地将1,2,4-三氯苯还原脱氯至1,4-二氯苯,再进一步还原脱氯至氯苯的厌氧菌液。通过16S rRNA基因扩增子测序及引物特异性的定量PCR实验,证明厚壁菌门的脱卤杆菌属细菌(Dehalobacter species)是1,2,4-三氯苯和1,4-二氯苯厌氧还原脱卤的功能菌株,其生长率为(1.68±0.8)×10⁶ copies·μmol^-1(释放的氯离子)。通过PCR扩增,获得Dehalobacter菌株的16S rRNA基因序列,构建了系统发育树。本研究可为1,2,4-三氯苯污染场地开展原位厌氧微生物修复提供菌株资源和理论指导。     

海带对Pb2+吸附动力学及热力学研究

以海带作为吸附剂,从动力学和热力学角度讨论了海带对水溶液中pb2+的吸附情况以及溶液的pH值对吸附的影响.实验数据利用准一、准二级动力学模型以及Langmuir和Freundlich吸附等温式等进行拟合.实验表明,海带对pb2的吸附反应更符合准二级动力学方程及Langmuir吸附等温线;吸附速率较快,60min内,溶液中pb2+的去除率可达90％.     

凹凸棒石对Bt蛋白的吸附特性及其对生物活性的影响

通过静态吸附实验,研究了苏云金杆菌(Bt)杀虫蛋白在凹凸棒石表面上的吸附动力学和热力学规律,考察了时间、温度、pH和蛋矿比对吸附性能的影响。研究表明:Bt杀虫蛋白能够迅速被凹凸棒石吸附,30min基本达到吸附平衡。吸附动力学对准一级、准二级、内扩散和Elovich模型的符合程度依次为:准二级模型>Elovich模型>准一级模型>内扩散模型。吸附温度升高,吸附量下降。在pH 7~10范围内,pH升高吸附量下降。初始蛋矿比升高,吸附量升高但吸附率下降。在278~318 K范围内,凹凸棒石对Bt蛋白的吸附是一个自发、放热和熵增过程。吸附自由能(△G_(ads)~0)在-35.56~-38.37 k J mol-1之间,吸附焓(△H_(ads)~0)为-16.16 k J mol~(-1),吸附熵(△S_(ads)~0)为69.47 J mol~(-1)K~(-1)。利用FTIR和XRD对吸附复合物进行了表征,提示Bt蛋白被凹凸棒石吸附后其结构没有明显变化。Bt蛋白被凹凸棒石吸附后杀虫活性提高,且抗紫外光降解能力增强,这一结果为Bt高效制剂开发和凹凸棒石的应用提供了实验依据。     

水分和粒度对煤吸附甲烷性能的实验研究

为了研究水分含量和粒度对煤吸附甲烷性能的影响,取山西西山杜儿坪矿2号煤干燥样、平衡水样和注水样进行了等温吸附实验。基于分子间作用力对水含量影响机理进行分析,并运用维里方程拟合等温吸附实验结果来验证。实验结果发现,在未达到平衡水分之前,水含量对高煤级吸附能力影响小且注水煤样中的液态水影响增加了甲烷吸附量;同一种煤的高含水煤样对液态水的亲和能力要远比平衡水煤样对气态水的亲和能力强。     

不同煤级煤对H2S气体的吸附差异及吸附模型

为了研究不同煤级煤对H₂S气体的吸附差异及吸附模型,采集新疆气煤,山西潞安瘦煤、晋城无烟煤3个煤样进行了工业分析、煤岩分析和平衡水条件下的等温吸附实验。采用Langmuir,BET,D-R和D-A吸附模型,利用拟合软件对等温吸附实验数据进行了非线性回归拟合,并检验拟合程度。结果表明：煤对H₂S的吸附量随着煤化程度的加深而增加,为第Ⅰ类等温吸附线;其中Langmuir模型的拟合效果最好,n=1的D-A模型的拟合效果次之,BET模型的拟合效果较差,模型对实验数据的拟合效果与吸附模型中参数个数无明显关系;煤吸附H₂S可用单分子层吸附理论来解释。     

天然黄铁矿对阳离子有机染料RhB吸附特性研究

以黄铁矿作为吸附剂研究罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的吸附特性,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对黄铁矿进行了表征。考察了接触时间、溶液pH值、离子强度、温度等对黄铁矿吸附RhB的影响。结果表明,在吸附平衡时间120 min、pH值4.0时,吸附量达到最大值21.3 mg/g。升高温度,黄铁矿对RhB的吸附量逐渐增大。而离子强度对吸附几乎没有影响。实验数据与Langmuir吸附模型拟合良好,整个吸附动力学模型符合准二级吸附动力学模型。热力学研究证实了该吸附过程是自发进行的。通过对吸附反应结束后的黄铁矿进行煅烧处理,去除表面吸附的RhB,结果表明煅烧一次的黄铁矿仍然可以吸附废水中约50%的RhB,具有重复利用的价值。     

胞外聚合物EPS组成及对污泥特性的影响研究

综述了进水基质、溶解氧（DO）、pH、污泥停留时间（SRT）和污泥负荷（Ns）对EPS组成的影响,分析了EPS对污泥的表面特性（污泥混合液疏水性、Zeta电位等）、生物絮凝沉降性、脱水性及吸附再生性能的影响,并通过控制适当的条件,改善EPS组成,形成良好的活性污泥,能使之更好的发挥作用。     

水浸干燥后煤的孔隙结构及瓦斯吸附特性变化规律

在富含水煤系或水力措施后的煤层中,受水溶液的浸泡,煤的孔隙结构及吸附特性发生改变,为了深入研究其变化规律,在实验室利用蒸馏水对2种不同变质程度煤样进行了长时间（60 d）浸泡,采用低温N₂吸附实验和CO₂吸附实验测试水浸前后煤样的孔隙结构变化规律,采用高压容量法测试水浸前后煤样的瓦斯吸附特性。结果表明,水浸干燥后煤体孔容和比表面积总体呈降低趋势。其中,低温N₂吸附实验结果表明,煤体中大中孔的比表面积最高可降低48.9%;CO₂吸附实验结果表明,水浸干燥后2种煤样的微孔孔容和比表面积也呈不同程度的降低趋势。将水浸煤样孔隙结构变化分为3个阶段,即矿物质溶出“增孔”阶段、煤基质局部膨胀变形“缩孔”阶段和煤基质整体溶胀变形“扩孔”阶段。此外,水浸干燥后煤对瓦斯的吸附能力下降,主要是由于水浸促使煤体产生膨胀变形,且导致微孔隙相互连通,从而降低了煤体微孔孔容和比表面积,降低瓦斯吸附能力。研究成果对进一步掌握富含水煤系或水力化措施后煤层的瓦斯抽采具有指导意义。     

平均有效应力对煤系页岩瓦斯微观吸附-解吸特性影响试验研究

页岩气井初期和后期产气规律差异本质上是三维应力变化下微观游离态、吸附态瓦斯赋存运移产出机制不同。为从微观角度揭示平均有效应力对煤系页岩气井生产初期游离态瓦斯和后期吸附态瓦斯产出规律影响,以双鸭山盆地东保卫煤矿36~#煤层底板煤系页岩为研究对象,采用核磁共振T₂谱技术对模拟原位应力状态煤系页岩试样进行瓦斯微观吸附-解吸试验。以平均有效应力作为煤系页岩所受原位应力状态指标,以核磁共振T₂谱幅值积分作为煤系页岩微观吸附态、游离态瓦斯含量定量表征指标,定量研究了吸附-解吸过程中煤系页岩微观吸附态和游离态瓦斯含量与平均有效应力的关系,及微观吸附态和游离态瓦斯迟滞系数与平均有效应力的关系,通过多因素线性回归明确了平均有效应力对煤系页岩微观吸附态和游离态瓦斯赋存产出规律影响。试验发现:吸附-解吸过程煤系页岩微观吸附态瓦斯含量与平均有效应力关系分别符合Dubinin-Radushkevich(简称D-R)函数模型和Weibull函数模型,吸附-解吸过程微观游离态瓦斯含量与平均有效应力均符合线性函数模型;微观吸附态瓦斯迟滞系数随着平均有效应力降低以对数函数规律...     

不同钠吸附比含水介质中胶体迁移-沉积动力学

以滨海含水介质中天然胶体为研究对象,采用自行设计的室内土柱装置,研究不同钠吸附比胶体在滨海含水介质中迁移动态特征,测定了胶体沉积动力学曲线,计算了胶体总沉积率和沉积速率常数,最后对胶体迁移沉积机理进行了探讨。研究结果表明,胶体的穿透曲线与示踪离子相比,存在一个临界孔隙体积数(临界点),在临界点之前胶体的迁移速度大于示踪离子,之后则相反;胶体未发生完全穿透,钠吸附比SAR为0,2.85和∞;出水胶体最大相对浓度为0.65,0.16和0.70;胶体在含水介质迁移过程中发生了沉积,沉积量随孔隙体积数的增加而增加。胶体在含水介质中迁移的总沉积率分别为50.96%、87.95%和54.24%。钠吸附比SAR=2.85时沉积动态曲线为直线,沉积速率常数为0.151h-1,而钠吸附比SAR为0和∞时胶体沉积动态曲线为分段直线,拐点前后胶体沉积速率常数分别为0.072 h-1、0.048h-1和0.211 h-1、0.194 h-1。研究结果用双电子层理论可以很好地解释。     

二元气体等温吸附实验及其对煤层甲烷开发的意义

分别进行了CH₄-CO₂和CH₄-N₂二元混合气体的等温吸附实验, 并且分析了二元气体在吸附过程中各组分浓度的变化规律.结果表明, 在CH₄-N₂二元气体的吸附过程中, 吸附相中CH₄组分的相对浓度逐渐增加, N₂组分的相对浓度逐渐减少.在CO₂-CH₄二元气体的吸附过程中, 吸附相中CO₂组分的相对浓度逐渐增加, CH₄组分的相对浓度逐渐减少.实验结果证实了CO₂在与CH₄的竞争吸附中占据优势, 而N₂在与CH₄的竞争吸附中处于劣势.注入CO₂比注入N₂可以更有效地置换或驱替煤层甲烷, 提高煤层甲烷的采收率.      

2-[2-(6-氯苯并噻唑)偶氮]-5-二乙氨基苯甲酸与镍的显色反应

研究了2-[2-(6-氯苯并噻唑)偶氮]-5-二乙氨基苯甲酸(6-Cl-BTAEB)与Ni2+的显色反应。结果表明:在pH4.5～7.6的HAc-NaAc缓冲溶液中及十二烷基硫酸钠存在下,试剂与Ni2+形成稳定的蓝紫色配合物,组成为n(Ni2+)∶n(6-Cl-BTAEB)=1∶2,最大吸收波长650nm,表观摩尔吸光系数为1.59×105L·mol-1·cm-1,Ni2+浓度在0～400μg/L内符合比尔定律。用铝合金和合金钢中的微量镍验证该分析方法,所得结果与推荐值相符,6次测定的RSD<2%。     

铁、锰和铝氧化物吸附硒的行为研究

表生环境中,吸附是硒进入固相沉积环境的重要途径之一。为了厘清硒氧阴离子团吸附行为及其影响因素,本文选择赤铁矿、二氧化锰和氧化铝作为吸附剂,采用批次实验的方法,研究了溶液pH、硒浓度以及反应时间等对硒的吸附影响。结果表明:为了达到较理想的吸附效果,溶液的pH应控制在4~6之间,在室温、pH为5时,赤铁矿、二氧化锰和氧化铝对亚硒酸盐的饱和吸附量分别约为1.62×10-3、0.33×10-3和1.07×10-3,对硒酸盐的饱和吸附量分别约为1.0×10-3、0、0.55×10-3;其吸附规律均符合Langmuir等温吸附方程,且理论最大吸附量与实验得出的最大吸附量基本一致。运用准一级动力学、准二级动力学、Elvoich方程和颗粒内扩散模型4种动力学模型对实验数据进行拟合,发现硒吸附过程运用准二级动力学方程表示时相关性最好,表明了硒氧阴离子团在铁、锰、铝氧化物表面的吸附过程较为复杂,可能涉及表面物理吸附和颗粒扩散等过程。     

聚合羟基铁铝蒙脱石复合体对磷的吸附行为及其动力学

在一定条件下利用钠基化蒙脱石合成了聚合羟基铝-蒙脱石复合体(HyA1-Mt)、2个不同铁含量的聚合羟基铁-蒙脱石复合体(HyFe-Mt)和3个不同Fe:Al摩尔比的聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体(HyFeAl-Mt),研究了酸性和弱酸性条件下(pH=3.0～6.5)以上蒙脱石复合体对磷的吸附行为和动力学特征。结果表明,HyFeAl-Mt对磷的吸附容量大于HyA1-Mt和HyFe-Mt复合体,且随着Fe:Al摩尔比的增大,对磷的吸附容量依次增加。随pH升高,蒙脱石复合体对磷的吸附量容量变小。但随Fe:Al摩尔比增大,HyFeAl-Mt复合体零电荷点(pHZPC)升高,pH对磷的吸附的影响越来越小,HyFe-Mt对磷的吸附几乎不受pH的影响。随Fe:A1摩尔比的增大,HyFeAl-Mt对磷的吸附能力增强,铁含量是磷吸附量的重要控制因素。磷在各蒙脱石复合体上的吸附实验数据可很好地用Langmuir吸附等温方程拟合。磷在各蒙脱石复合体上的吸附动力学过程可分为快速和慢速两个过程,快速过程中的动力学受铁含量影响明显。动力学数据可同时用准二级动力学方程和Elovich方程拟合。     

多孔介质吸附对石油污染物运移的阻滞效应研究

以吸附理论为基础探讨多组分体系的吸附,并通过实验建立溶解油在固相和液相之间的分配关系——吸附等温式;尝试用实测的吸附等温线和溶解油突破曲线确定阻滞系数,从而可以把地下水中反应性石油污染物的迁移和相间转移耦合起来。