表面重构石英砂滤料的制备及微生物附着行为

基于普通石英砂滤料表面光滑、比表面积小、微生物难以附着等缺陷,以BOE(buffered oxide etch)腐蚀液对普通石英砂滤料进行化学蚀刻处理,以改善石英砂的表面形貌,促进微生物在石英砂滤料表面附着。扫描电镜分析结果表明,经改性得到的表面重构石英砂形貌发生明显变化,整体呈沟槽形貌;因素分析试验结果表明,在腐蚀液浓度为15%(质量)、HF与NH4F的质量比为1∶1、反应温度为55℃、反应时间为45 min的条件下,所得改性石英砂表面的沟槽较多且宽度多介于1.0~5.0μm之间,表面生物量由改性前的9.3 nmol P·g~(-1)提高到改性后的15.7 nmol P·g~(-1);红外光谱分析结果显示,改性石英砂表面部分Si—O转变为Si—OH,有机物特征峰的消失反映了石英砂表面有机物的进一步去除;石英砂的比表面积由改性前的0.427 m2·g~(-1)提高至改性后的1.475 m2·g~(-1);对CODCr的平均去除率由改性前的41.9%提高到改性后的51.6%。因此,表面重构石英砂具有较好的微生物亲和性,更适宜微生物的附着。     

介-微孔ZSM-5分子筛的原位合成

在ZSM-5合成过程中引入高分子量三嵌段共聚物P123,原位合成介-微孔ZSM-5分子筛,采用XRD、IR、BET和TEM对材料进行表征。结果表明,合成材料的主体结构为ZSM-5分子筛,比表面积为372 m²·g^-1,孔体积为0.226 mL·g^-1,其中,介孔比表面积为44 m²·g^-1,介孔孔体积为0.068 mL·g^-1,为介-微孔分子筛的合成开发了一条全新的技术路线。     

石英砂滤料表面干法改性制备疏水性除油滤料

采用钛酸酯偶联剂DN101对石英砂滤料进行表面干法改性,增强滤料的亲油疏水性。通过单因素实验研究改性时间、DN101浓度以及改性温度对改性效果的影响,并以亲油亲水比LHR作为评判改性效果的标准。结果表明,反应时间为70 min、DN101用量为1.2%、反应温度为60℃时,DN101干法改性石英砂效果最好,LHR值由未改性时的1.25提高到最大值11.1;改性石英砂对15.61 mg·L^-1含油废水的吸附容量由未改性时的0.17 mg·g^-1增大到0.25 mg·g^-1;对17.3 mg·L^-1含油废水的过滤去除率由未改性时的72.6%提高到97.8%。扫描电镜、电子能谱和红外光谱分析结果表明,DN101以化学键的方式与石英砂表面官能团结合,对石英砂形成了均匀稳定的包覆层。     

酚醛树脂基板真空热解炭制备高性能活性炭

以一种全新的物质--阻燃的FR-1型酚醛树脂电路板基板的真空热解炭渣为原料,采用CO₂和KOH活化法制备高性能的活性炭。分别研究了CO₂活化法中的活化温度和KOH活化法中的碱炭比对活性炭产品性能的影响。用氮气吸附表征了活性炭的孔结构性质,并检测了产品的亚甲基蓝值和碘值。结果表明,KOH活化所得活性炭有更高的亚甲基蓝值(928.3 mg·g^-1 vs 231.5 mg·g^-1)、碘值(2442.2 mg·g^-1 vs 946.6 mg·g^-1)、比表面积(2289 m²·g^-1 vs 1198 m²·g^-1)和孔体积(1.317 cm³·g^-1 vs 0.703 cm³·g^-1)。所得产品均达到国家一级品标准。用这种原料制备高性能活性炭不仅解决了废弃物资源化的问题,还开发出一种新的、廉价的制备高性能活性炭的原料和方法工艺。     

高岭土微球原位晶化合成L沸石与表征

采用水热晶化法在高岭土微球上原位合成L沸石,考察相对结晶度和堆积密度的关系,通过XRD、IR、BET和SEM对合成产品的晶态结构进行表征和形貌观察。结果表明,合成样品的比表面积为171.38 m²·g^-1,平均孔径为2.855 nm。相对结晶度为34%~54%时,堆积密度随着相对结晶度的升高由0.80 g·cm^-3降至0.64 g·cm^-3,合成L沸石晶粒为柱状,生长在高岭土微球表面。     

干法制备高中孔率生物质成型活性炭

以锯末为原料,氯化锌为活化剂,不添加黏结剂,采用干法混合后直接成型活化制备高中孔率生物质成型活性炭。为考察这种工艺的可行性,通过单因素实验,以亚甲基蓝吸附值为评价指标,考察了盐料比、活化温度、活化时间与成型密度对生物质成型活性炭吸附性能的影响,得出较优工艺条件为:盐料比1.0:1,活化温度950℃,活化时间为60min,成型密度为1.4g·cm^-3。在此工艺条件下制备得到的生物质成型活性炭,其亚甲基蓝吸附值为387mg·g^-1,BET比表面积为2104m²·g^-1,平均孔径为3.11nm,总孔容为1.63cm³·g^-1,中孔孔容为1.17cm³·g^-1,中孔率高达71.8%,初步证明了干法制备高中孔率生物质成型活性炭工艺的可行性。     

炭砂双层滤料浮滤池工艺处理藻污染水库水的试验研究

目前水库水源藻污染日益严重,传统沉淀固液分离工艺难以满足净水要求。以鹊山引黄水库高藻原水为研究对象,开发了炭砂双层滤料浮滤池,考察了浮滤池工艺运行特性及运行效果。试验表明,絮凝剂选用聚合氯化铝铁（PAFC）,在投药量4.0 mg·L^-1（以Al³⁺计）,回流比8%,溶气压力0.4 MPa时,运行效果较优。炭层所含生物量约占滤料层总生物量的97.4%（最高值50.2 nmol P·g^-1）,是砂滤层 （3.0 nmol P·g^-1）的16.7倍,污染物的去除主要发生在活性炭层。试验期间,浮滤池工艺对颗粒物、蓝绿藻、浊度、COD_Mn、NPOC、UV₂₅₄、氨氮的去除率分别达到96.48%、92.40%、92.56%、57.41%、51.60%、52.50%、75.67%,嗅味由4级降为0级,出水土臭素、二甲基异冰片含量均小于检出限,一氯二溴甲烷、三氯甲烷前体物的去除率分别达到55.1%和60%,表明浮滤池工艺对常规指标、藻类、嗅味物质、消毒副产物前体物去除效果显著。     

原油深度加氢复合多金属硫化物催化剂的制备方法

复合多金属硫化物（MMS）催化剂主要用于原油的深度加氢,用于生产高十六烷值、低硫和低芳族化合物柴油。MMS催化剂包含NiMoS、NiWS、NiMoO、NiWO、NiMoWS和ZnMoWS催化剂等。综述MMS催化剂中二元复合金属硫化物催化剂和三元复合金属硫化物催化剂的制备方法,采用二步法即添加有机物作孔成形剂先制得催化剂前驱体,再由前驱体制得的MMS催化剂结构更松散,具有较大的比表面积（90 m²·g^-1）和大孔容（大于0.3 cm³·g^-1）,因而具有更好的催化活性。对比不同MMS催化剂对重质柴油、焦油等的加氢裂解、加氢脱硫和加氢脱氮性能,认为NiMoW三元复合金属硫化物催化剂(50%Ni25%Mo25%W)的活性最优。     

多孔氢键金属-有机框架材料对乙炔和二氧化碳的吸附分离

以腺嘌呤和溴化铜（氯化铜）为原料,采用慢扩散合成法,合成多孔氢键金属-有机框架材料MPM-1-Br和MPM-1-Cl。采用SEM、PXRD、TGA及比表面积分析等技术对材料进行综合表征,并测定了此二种同构多孔氢键金属-有机框架材料对乙炔和二氧化碳单组分气体的吸附等温线。实验结果表明,MPM-1-Br和MPM-1-Cl的比表面积分别为373 m²·g^-1和417 m²·g^-1,且在<240℃的温度范围内有良好的稳定性;在298 K和总压100 kPa下,通过IAST理论计算得到其对C₂H₂/CO₂混合气体（体积比50：50）的吸附选择性分别达到了3.8和3.0,与HKUST-1（4.7）和UTSA-30（3.3）等金属-有机框架材料有相当的分离性能。     

改性玉米芯生物碳对氨氮的吸附特性

以农业废弃物玉米芯为原料,采用限氧热解法（600℃）制备生物碳,分别采用盐酸、双氧水和硝酸对其进行改性。通过元素分析、FTIR、BET-N₂、Boehm滴定法及扫描电镜等手段表征了生物碳的组成与结构。通过序批实验,研究了生物碳对氨氮的吸附性能及影响因素,探讨了其吸附机理,为生物碳在污水处理中更好的应用提供参考。结果表明,未改性生物碳和经过盐酸、硝酸和双氧水改性的生物碳其比表面积分别为17.74、212.89、208.74和209.15 m²·g^-1;表面酸性含氧官能团数量分别为0.11、0.95、5.73和2.15 mmol·g^-1。等温吸附曲线符合Freundlich方程。动力学研究表明,生物碳对氨氮吸附行为符合准二级动力学方程。且经硝酸改性生物碳由于表面酸性含氧官能团的增加,其对氨氮的吸附能力显著提高。     

Two Organic Phase Suspension Polymerization for Novel Hypercrosslinked Resin Bead by Polycondensation of CMB

The suspension polymerization with two organic phases was adopted to prepare spherical hyper- crosslinked resin by self-polycondensation of 4,4＇-bis-（chloromethyl）- 1, 1＇-biphenyl （CMB）. The chemical structure,morphology and pore characteristics of the novel spherical resin were characterized with Fourier transform infrared spectroscopy （FTIR）, micrograph and Brunauer-Emmett-Teller （BET）. It is found that the suspension system and stirring speed impose a great influence upon the regularity and size distribution of hypercrosslinked beads. To prepare CMB resin beads with diameter of about 300 μm, the optimal condition is as follows： stirring speed 300 r·min^-1, and the volume ratio of the two organic phases （nitrobenzene/dimethyl silicon oil） 1 ： 5. After the self-polycondensation and sqccedent post-crosslinking of CMB monomer, the spherical adsorbent presents high spec~al surface area （1190 m^2· g^-1） and abundant pore~volume （0.714 cm^3· g^-1）, and could be potentially applied qn the adsorption of various organic molecules and synthesis of porous ion exchanger.     

水分子对HKUST-1甲烷吸附性能的影响

以三水合硝酸铜和均苯三甲酸为反应物、N,N’-二甲基甲酰胺为溶剂,采用溶剂热法合成金属有机骨架材料HKUST-1。将HKUST-1浸渍于等体积去离子水中,考察浸渍时间对其理化性能的影响,并通过XRD、SEM、BET和高压气体吸附表征研究了水分子对HKUST-1吸附甲烷性能的影响。结果表明,水分子易于吸附在HKUST-1中不饱和金属活性位点且对其骨架结构产生影响,浸渍72 h后,HKUST-1的BET比表面积和孔容分别从1 478.8 m2·g~(-1)和0.700 cm3·g~(-1)降至53.6 m~2·g~(-1)和0.005 cm3·g~(-1),在298 K和3.5 MPa条件下,甲烷吸附量从203.91 cm3·g~(-1)降至13.74 cm3·g~(-1)。但24 h浸渍后的HKUST-1骨架中生成一定数量的介孔,有利于较大的气体或液体分子吸附存储,值得深入研究。     

喷雾干燥法制备氧化镁材料及其吸附性能

采用喷雾干燥结合热处理法制备花瓣状的MgO,通过对热处理温度的调整,实现MgO表面形貌的调控。研究了所制备MgO粉末作为吸附剂对刚果红的吸附性能,当热处理温度为400℃,得到花瓣状的MgO纳米结构,比表面积达到140.5 m²·g^-1,且对刚果红溶液的饱和吸附量约为1480 mg·g^-1。它们对刚果红的吸附能力比报道的其他花瓣状结构的金属氧化物要高。此外,对其吸附模型、吸附动力学以及吸附机制进行探究,表明吸附过程符合Langmuir吸附模型,所制备样品对刚果红溶液的吸附过程可以由准二级动力学来描述。所制备的花瓣状MgO其高效的吸附性能,使其成为非常有前景的吸附剂用于去除污水中的刚果红染料。     

Mesoporous activated carbon-zeolite composite prepared from waste macadamia nut shell and synthetic faujasite

Novel activated carbon-zeolite composite adsorbent was prepared from macadamia shell bio-waste and synthetic zeolite X using hydrothermal treatment.Characterisation studies revealed mainly mesoporous structure with 418 m~2·g~(-1) BET surface area with faujasite clusters on the carbon carrier.Sorption capacity for methylene blue model pollutant increased from 85 to 97 mg·g~(-1) with the temperature increase from 25 to 45 ℃, and improved with increasing pH.Nonlinear regression analyses found accurate fit to the pseudo-first-order kinetics model and intra-particle diffusion rate controlling mechanism.Excellent fits to the Jovanovic isotherm model indicated monolayer coverage on chiefly homotattic surfaces with variable potential.The thermodynamic analysis confirmed spontaneous and endothermic physisorption process.The spent adsorbent was regenerated with 20% capacity loss over five reuse cycles.Although the adsorbent was developed for ammonia, heavy metal and organic matter removal from water sources, the results also indicate good performance in cationic dye removal from wastewaters.     

制备工艺对淀粉基碳分子筛性能的影响

以淀粉为碳源,F127为结构导向剂,通过KOH活化一步合成法制备系列碳分子筛,采用SEM、TG、FT-IR和N_2吸附-脱附等技术对原料和碳分子筛样品的结构、表面官能团和性能进行表征。结果表明,温度、F127与淀粉添加质量比和KOH浓度对碳分子筛样品的孔隙结构性能影响显著。在KOH浓度为0.75 mol·L~(-1)、m(F127)∶m(淀粉)=4∶3、搅拌时间12 h和反应温度45℃时制备的碳分子筛孔径分布集中,BET比表面积达1 228.972 5 m~2·g~(-1),单点孔容0.807 113 cm~3·g~(-1),单点微孔体积0.636 869 cm~3·g~(-1)。     

Fabrication of Poly（y-glutamic acid）-coated Fe3O4 Magnetic Nanoparticles and Their Application in Heavy Metal Removal

In this study, poly（y-glutamic acid）-coated Fe3O4 magnetic nanoparticles （y-PGA/Fe304 MNPs） were successfully fabricated using the co-precipitation method. Fe3O4 MNPs were also prepared for comparison. The av erage size and specific surface area results reveal that 7-PGA/Fe304 MNPs （52.4 nm, 88.41 m2.g-1） have smaller particle size and larger specific surface area_ than Fe3O4 MNPs （62.0 nm, 76.83 mLg-1）. The y-PGA/Fe3O4 MNPs