Fe2(SO4)3对活性污泥微生物活性的影响

为了解Fe₂(SO₄)₃作为絮凝剂对活性污泥中微生物活性的影响,向活性污泥系统中投加质量浓度为20、40、60、80,100 mg·L-1的Fe₂(SO₄)₃,反应4 h后测定活性污泥的脱氢酶活性、比耗氧速率(R_SOU)、胞外聚合物(EPS)及各组分含量,同时测定系统出水的COD等各项指标．结果表明:Fe₂(SO₄)₃质量浓度在20～60 mg·L-1时对活性污泥的脱氢酶活性、R_SOUEPS及各组分含量影响均不大,此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物随Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加而有较大幅度去除．Fe₂(SO₄)₃质量浓度为80 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU、总EPS含量均明显下降．当Fe₂(SO₄)₃质量浓度增加到100 mg·L-1时,污泥的脱氢酶活性、R_SOU进一步受到抑制,而总EPS含量则大幅度提升．此时污水中COD、TP、UV₂₅₄等污染物去除率增加幅度变缓,SCOD及NH₃-N去除作用有所下降．     

纳米Al2O3改性环氧胶黏剂和钢铁附着机理的研究

通过拉拔法测定纳米Al₂O₃改性环氧胶黏剂和钢铁之间的附着强度,并结合环氧胶的表面能参数测定以及X射线光电子能谱(XPS)分析,对纳米Al₂O₃提高环氧胶和钢铁附着力的机理进行研究.表面能测定结果表明,添加纳米Al₂O₃使环氧胶的极性增加;XPS能谱分析结果表明,当纳米Al₂O₃质量分数达到2%时,环氧胶中形成新的羧基极性基团;进一步研究发现,当纳米Al₂O₃质量分数为1%时未形成新的羧基基团,当纳米Al₂O₃质量分数为8%时单位接触面积上新的羧基基团的数目较2%时少,这与附着强度的变化规律是一致的.因此,纳米Al₂O₃改性的环氧胶黏剂与钢铁的附着强度的增强是由于Al₂O₃与环氧胶的相互作用形成了新的羧基极性基团．     

化学链燃烧中Co掺杂改性Fe2O3（104）载氧体反应特性

基于密度泛函理论建立金属Co掺杂的铁基载氧体的微观模型,探究掺杂Co后模型表面的电子结构及反应特性的变化。首先,采用Material Studio软件中CASTEP模块构建并优化Fe₂O₃（104）的平板模型;其次,以Co原子分别替换模型表面不同配位数的Fe原子（Fe_5f,Fe_6f和Fe_7f）,构建Co在表面不同Fe原子位的掺杂模型（Co-Fe₂O₃（104））;最后,计算纯净模型和掺杂模型的表面能、掺杂结合能、态密度以及掺杂位点原子的键长、键角和原子间距离等参数,考察CO在Fe₂O₃（104）和Co掺杂的Fe₂O₃（104）表面的等温吸附特性,并以CO分子为探针测试Co掺杂模型和纯净模型表面的氧化反应特性,获取反应路径、过渡态和反应活化能等信息。几何优化结果得到Co掺杂模型的稳定性顺序是：Co_5f-Fe₂O₃（104）> Co_6f-Fe₂O₃（104）> Co_7f-Fe₂O₃（104）,对应的结合能分别为-0.399 eV、-0.215 eV和0.487 eV,Co在Fe_5f和Fe_6f位的掺杂是放热过程,并且在Fe_5f原子位的掺杂时放热较多,而在Fe_7f原子的掺杂属于是吸热反应;Co掺杂改变了掺杂位点相邻O原子的平均键长L_O-M（M代表Fe或Co）,其中Co替换Fe_7f后相邻O原子的L_O-M增加了0.004 4 nm;掺杂Co后模型的总态密度（DOS）均向费米能级（0 eV）方向移动,在-8 eV～0 eV能量范围内离域性增强,而且Co_5f-Fe₂O₃（104）模型体系靠近费米能级左边的填充态能量高于其他模型。等温吸附表明Co掺杂可以提高CO在模型表面的吸附量,并且存在吸附两种方式：-2.0 eV附近的峰为CO模型表面碱性位点的吸附峰,-0.75 eV附近的峰为CO在非碱性位点的吸附峰。CO在Co_5f-Fe₂O₃（104）表面的吸附能（-0.851 eV）最大,而在Co_7f-Fe₂O₃（104）表面的吸附需要外加能量（0.386 eV）,CO在Co_6f和Co_7f掺杂位吸附的键长（L_CO）比纯净模型表面的分别增加了0.000 4 nm和0.001 1 nm,表明Co掺杂表面对CO分子的活化作用较大;过渡态分析表明CO在Co掺杂表面氧化生成CO₂的反应活化能均明显下降,其中CO在Co_5f-Fe₂O₃（104）表面生成CO₂的活化能最低,比在Fe₂O₃（104）表面的减少了0.518 eV,且相应的反应能增加了0.445 eV。研究表明,Co与Fe在其氧化物中成键结构不同,导致掺杂后模型表面的悬键增多,表面能增大,态密度向费米能级方向移动,提高了Fe₂O₃（104）表面活性,并且Co在低配位数Fe原子位的掺杂更有利于降低氧化CO的反应活化能。因此,通过掺杂金属Co提高铁基载氧体反应活性是可行的,其改性效果与掺杂活性成分的特性和掺杂方式有密切的关系。     

基于双金属MOFs 制备Co3O4/In2O3 复合物及其气敏性能的研究

以硝酸铟(In(NO₃)₃·xH₂O)、对苯二甲酸(H₂BDC)、六水合硝酸钴(Co(NO₃)· 6H₂O) 为原料, 首先采用一锅油浴法合成了含有Co²⁺ 的铟基金属有机框架材料(MOFs) Co²⁺/CPP-3(In) 材料, 然后在450 ℃ 下焙烧制备Co₃O₄/In₂O₃ 复合物气敏材料, 将Co₃O₄/In₂O₃ 复合物的粉体制作成传感器, 并对其气敏性能进行研究。利用扫描电子显微镜和X 射线衍射仪(XRD) 对双金属MOFs Co²⁺/CPP-3(In) 材料和Co₃O₄/In₂O₃ 复合物进行表征, 采用静态配气法测试其气敏性能。结果表明, Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 样品的形貌保留了其MOFs 前驱体的棒状结构, 棱柱形框架更为突出, 表面呈凹陷状, 棒体中间粗两边细, 六角截面和棒体均布满了孔洞。结合EDX 和XRD 表征结果, Co²⁺/CPP-3(In) MOFs 前驱体完全转化成Co₃O₄/In₂O₃ 复合物; Co₃O₄/In₂O₃(n_Co : n_In = 0.4 : 1) 复合物在 70 ℃ 下对5×10^-6 H₂S 的气敏性能最优, 响应值达到153, 是同条件下纯备In₂O₃对H₂S 响应值的5 倍, 并且有较好的重复性、选择性和稳定性。     

二氧化硅含量对污泥底泥制备陶粒性能的影响研究

污水污泥处置是环境领域的一个难题,传统工艺如土地填埋,堆肥等易造成二次污染。本文以污水污泥和河道底泥为原料制备轻质陶粒,研究SiO_2含量变化对陶粒的吸水率、松散容重、表观密度、表面形态、物相构成和强度的影响。通过研究表明在SiO_2含量为35%时可制备出性能最佳的陶粒,SiO_2是一个重要的调控陶粒性能的参数。     

酞菁铜对纳米α-Fe2O3光催化剂的表面改性

为推动纳米氧化铁基光催化材料在水体环境修复领域中的应用,针对氧化铁半导体导带底能级位置较正而导致的光生电子热力学还原能力不足及其表面催化活化O₂位点少的科学问题,在控制合成小尺寸纳米氧化铁的基础上,通过复合改性实现对其光生电子的有效调控是关键. 首先利用尿素调制的相分离水解-溶剂热法制备了小尺寸纯相α-Fe₂O₃.在此基础上, 通过简单的湿化学法实现了CuPc对α-Fe₂O₃纳米粒子的表面改性. 结果表明:所获得的最佳样品（CuPc和α-Fe₂O₃的质量比为1%）的光催化降解2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的活性达到了纯α-Fe₂O₃的2.5倍;利用紫外-可见漫反射光谱(DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、激光拉曼光谱(Raman)等手段对其进行了结构表征,揭示了CuPc与α-Fe₂O₃之间通过氢键作用实现有效连接;基于羟基自由基荧光测试及电化学分析表明光催化活性提高的主要原因有:CuPc的引入有效改善了其光生电荷分离效率,并且进一步促进了O₂的活化;CuPc对长波可见光的特征吸收进一步改善了其可见光利用范围.该策略也适用于其他过渡金属酞菁对α-Fe₂O₃的修饰,并且均改善了α-Fe₂O₃的光催化性能.     

Al18 B4O33Bi／AI复合材料室温阻尼和力学性能

为提高Al¹⁸ B⁴O³³ w/Al复合材料的室温阻尼性能,通过原位反应向复合材料的界面引入了低熔点金 属Bi.研究了涂层质量分数对涂覆后复合材料室温力学性能和阻尼性能的影响．结果表明,复合材料的力学 性能随着涂层质量分数的增加而降低;复合材料的阻尼性能则随涂覆量的增加而增加．涂覆复合材料的室温 阻尼值不仅强烈依赖于晶须表面涂覆物的质量分数而且依赖于应变振幅．涂覆复合材料在较低应变条件 (4×10_-4)下出现一个由位错机制产生的阻尼峰．当应变振幅超过6x10_-4,界面滑移成为主要的阻尼机制     

3A分子筛和Al2O3复合载体催化剂的催化特性

为探究3A分子筛和Al₂O₃复合载体催化剂的结构特征以及对甲苯的催化特性,采用等体积浸渍法制备Al₂O₃与3A分子筛不同掺混比的载体镍基催化剂,并对催化剂进行XRD、H₂-TPR、BET等特性分析,在固定床反应器中对催化剂催化甲苯的特性进行研究. 结果表明:催化剂中活性组分Ni主要以氧化镍NiO和镍铁合金Ni₃Fe的形式存在;Al₂O₃催化剂的比表面积和孔容随着Fe负载量的增加而减小,而不同掺混比催化剂的比表面积和孔容随着γ-Al₂O₃占比的增加而逐渐增大;甲苯的转化率随着反应温度的增加而逐渐增加,但是随着Fe负载量的增加而先增加后下降;对于不同掺混比的催化剂,随着γ-Al₂O₃占比的增加,催化剂的活性逐渐增强而后减弱,甲苯的转化率因此先增大后减小;当反应温度为700 ℃,水碳比为2,停留时间0.6 s,γ-Al₂O₃占比为60%时,甲苯转化率最高.     

含钪赤泥氯化钠离析焙烧-弱磁选-盐酸浸出分离铁、钪试验研究

针对云南含钪赤泥原矿含TFe 25.68%、Sc₂O₃ 70.66 g/t,钪主要以类质同象形式分散于金红石、辉石、长石、白云母、方解石等矿物中,铁、钪分离困难,提出了氯化钠离析焙烧-弱磁选-盐酸浸出的选冶联合工艺处理该含钪赤泥,使铁从赤铁矿转为以金属铁、磁铁矿为主的新物相,破坏载钪矿物的晶体结构,为铁、钪分离创造有利条件。试验结果表明：在离析焙烧温度950 ℃、离析焙烧时间60 min、氯化钠用量10%、焦炭用量15%、焦炭粒度-0.5～0.25 mm、弱磁选磁场强度H=0.12 T、弱磁选磨矿细度为<0.045 mm占95%、盐酸用量30%、浸出温度55 ℃、浸出时间120 min、浸出液固比 R =2∶3的综合工艺条件下,获得了铁品位为73.99%,含钪5.22 g/t,铁回收率为88.99%的铁精矿;钪浸出率为96.78%,浸出渣中的钪含量为6.37 g/t,铁、钪分离效果显著。MLA、SEM、EPMA分析结果显示：含钪赤泥经过氯化钠离析焙烧后,铁从赤铁矿（Fe₂O₃）转变为以金属铁（Fe）、磁铁矿（Fe₃O₄）为主的新铁物相及少量的氧化亚铁（FeO）、硅酸铁（Fe₂SiO₄）;浸出渣主要成分为SiO₂、CaO、Al₂O₃,与浸出前相比较,CaO、Al₂O₃降低比较明显,浸出渣中没有明显的Sc谱线峰值,这表明弱磁选尾矿经盐酸浸出后,钪绝大部分被溶解掉进入浸出液中,且钪的溶解较为彻底,也进一步验证了含钪赤泥采用氯化钠离析焙烧-弱磁选-盐酸浸出分离铁、钪比较合理,且铁、钪分离效果显著。     

SO2浸出软锰矿体系连二硫酸锰的生成机制

副产物连二硫酸锰(MnS₂O₆)生成是限制废气二氧化硫还原浸出软锰矿副产硫酸锰工艺工业化应用的技术瓶颈和关键科学问题。迄今,MnS₂O₆的生成机制尚未明确,难以为探究其工艺控制措施提供有效理论依据。基于此,本文研究了SO₂浸出软锰矿体系MnS₂O₆的生成机制,阐明了MnS₂O₆生成速率控制步骤和动力学过程。首先基于反应体系理论分析,提出基于表面吸附和电化学模型的自由基生成机制可用于解释MnS₂O₆的生成机制,其生成速率微观上取决于自由基HSO₃形成速率,宏观上主要取决于体系H^₊和HSO- 3浓度,两者的反应级数均为1,推导的理论生成速率方程为 。随后通过动力学实验考察了体系SO₂浓度、pH和温度对MnS₂O₆生成的影响,研究结果表明,MnS₂O₆生成速率随体系酸度和温度的升高呈现先快速减小后趋势趋缓,随体系SO₂浓度的升高而升高,H^₊和SO₂浓度对MnS₂O₆生成速率的反应级数分别为-0.057和0.9954,反应的活化能为6894.05 J/mol。最后基于液相SO₂解离平衡关系,推导得到H^₊浓度和HSO- 3浓度对MnS₂O₆生成速率的反应级数分别为0.943和0.996,与理论速率方程的级数非常接近。研究结果验证了对MnS₂O₆生成机制的解释和动力学推导过程, 可为该工艺工业化应用时MnS₂O₆生成特性及抑制方法研究提供理论依据和有效途径。     

Fe~0/H_2O_2类Fenton体系降解水中对氯硝基苯

为解决传统Fenton过程中Fe3＋返回Fe2＋速率慢致使反应过程中铁离子循环受阻的瓶颈问题,对Fe0/H2O2-类Fenton降解对氯硝基苯（pCNB）的效果与机理进行研究.考察H2O2和铁的投加量、初始pH值等因素对pCNB降解效果的影响,对体系TOC和Cl-、NO3-浓度以及一些中间产物进行鉴定和分析.当pH值为...     

污泥陶粒的性能特征与烧制工艺

为了探索污泥烧制陶粒的新方法,在系统分析污泥理化性质的基础上,研究污泥陶粒的制备工艺及性能.结合污泥低温干化的技术特点,建立污泥干化与陶粒烧制一体化的工艺流程.研究结果表明,污泥的Al2O3和Na2O+K2O质量分数在可用于烧制陶粒的化学组成范围内,SiO2的质量分数接近于48%的下限值,具备烧制污泥陶粒的基本条件;污泥陶粒的抗压强度随着表观密度的增加而增大,烧制温度对污泥陶粒的抗压强度和表观密度产生明显影响,在1 075 ℃时烧制的污泥陶粒具有最大的抗压强度（71.7 MPa）和表观密度（2.45 g/cm3）,污泥陶粒的吸水率随烧制温度的增加而减小.     

掺加污泥灰对普通混凝土和再生混凝土力学性能的影响

为实现污泥在混凝土中的资源化利用,试验研究了掺加质量分数为0%、1%、3%和5%的污泥灰作为补充凝胶材料对普通混凝土和再生混凝土的坍落度、抗压强度和劈裂抗拉强度的影响规律。研究结果表明：坍落度随污泥灰掺量的增加而下降,当污泥灰掺量为1%、3%和5%时,普通混凝土坍落度分别下降20%、24%和28%,再生混凝土坍落度分别下降0%、25%和67%。掺加污泥灰的混凝土其抗压强度和劈裂抗拉强度随龄期增加而提高。掺加3%污泥灰对普通混凝土抗压强度起到促进作用,其7天、14天和28天的抗压强度分别提高14.12%、12.97%和9.09%。掺加1%和5%的污泥灰对普通混凝土抗压强度起到不利作用。掺加污泥灰提高了再生混凝土的7天抗压强度,但28天抗压强度没有明显增长。与对照组相比,掺加污泥灰的普通混凝土和再生混凝土的7天抗拉强度平均下降19.17%和15.53%。相比对照组,掺加3%污泥灰的普通混凝土28天抗拉强度提高3.19%,掺加3%污泥灰的再生混凝土提高了18.72%。可见掺量为3%的污泥灰能提高普通混凝土和再生混凝土的抗压强度和抗拉强度,是较优掺量。微观结构分析表明,再生混凝土中由于旧砂浆的存在提高了污泥灰的利用率,使得污泥灰再生混凝土的早期强度增长明显,当污泥灰掺量较大时,多余的污泥灰降低了混凝土的均匀性从而影响强度发展导致28天抗压强度没有明显增长。     

化学发泡的污泥陶粒轻混凝土制备与性能表征

以过氧化氢溶液(H2O2质量分数为30%)为化学发泡剂,对以污泥烧胀陶粒(陶粒)为集料的轻混凝土胶结部分进行发泡处理使其进一步变轻,获得化学发泡的陶粒轻混凝土试样,并对试样性能进行系统表征。结果表明:在陶粒轻混凝土的胶结部分加入化学发泡剂,试样的容重可显著降低,当发泡剂质量为胶凝材料的2%(质量分数,下同)和4%时,可获得容重分别为950,600 kg/m3的轻混凝土;胶结部分进行化学发泡后,试样的28 d抗压强度降低,但发泡剂质量为胶凝材料2%试样的抗压强度接近13 MPa;与陶粒轻混凝土相比,加入适量发泡剂可显著降低轻混凝土试样的导热系数,加入量占胶凝材料2%和4%的发泡剂,轻混凝土试样的导热系数分别降低25%和36%。     

Synthesis of Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C composites using glucose as carbon source

Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C composites were synthesized by using glucose as carbon source. The samples were characterized by X-ray diffractometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and electrochemical measurements. All Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C composites are of the similar crystal structure. With increasing the carbon content in the range of 5%-20% (mass fraction), the diffraction peaks in XRD patterns broaden and the particle sizes and the tap density of samples decrease. The Li2Fe0.9Mn0.1SiO4/C composites with carbon content of 14.12% show excellent the capacity retention remains 92.2% after 30 cycles.     

混杂纤维轻骨料混凝土的力学和抗冻性能研究

为了研究钢纤维和聚丙烯纤维对轻骨料混凝土性能的影响,共设计了16组轻骨料混凝土试件,其中有9组混杂纤维轻骨料混凝土,3组钢纤维轻骨料混凝土,3组聚丙烯纤维轻骨料混凝土和1组普通轻骨料混凝土试件。试验结果表明:当钢纤维体积率为1.0%,聚丙烯纤维体积率为0.05%时,混凝土的抗压强度最大为39.16 MPa,提高了17.92%;当钢纤维体积率为1.5%时,抗拉强度最大为4.77 MPa,提高了63.36%。50次冻融循环试验后混凝土的强度损失率最低的是Ssp3组,即钢纤维体积率为1.0%,聚丙烯纤维体积率为0.15%时,强度损失率最低为1.79%,降低了68.92%。     

680℃蒸汽下T91钢的氧化行为

采用热分析天平连续称重法对T91钢680℃水蒸气氧化动力学进行研究,用扫描电镜、X射线能谱仪和X—Ray物相分析仪对腐蚀产物的形貌、成分、物相等进行测定。结果表明：T91钢在氧化45h后,其动力学曲线服从直线规律,氧化速率为0．189g·m^-2·h^-1;氧化膜呈现明显三层结构,内层为致密富Cr的CrFe2O4无晶界层,中层存在大量柱状空洞贫Cr的以Fe3O4为主、CrFe2O4少量的尖晶石层,外层为Fe2O3无Cr的等轴状晶组织。     

工业废水为主的城镇污水A/O工艺运行性能研究

文章研究了A/O工艺处理以工业废水为主的城镇污水的运行性能。结果表明:3h的水解酸化池HRT及10h的曝气池HRT能够达到较理想的处理效果;两处理单元的污泥活性活性稳定。为了达到完全的达标排放,生物处理单元后需增加絮凝处理单元,HRT为2h;稳定运行过程中CODcr、SS、色度的总去除率达到90%左右,NH4+-N平均去除率达78%以上。出水平均值CODcr为47.7mg/L,SS为12.92mg/L,NH4+-N为4.38mg/L,完全达到了城市污水综合排放标准(GB8978-1996)。     

Transformation toughening of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics with residual compressive stress

With the help of scanning electronic microscopy and X-ray diffraction, the relationships of microstructure characteristics, phase assemblage, and fracture micrograph of Al2O3/ZrO2 laminated ceramics were studied. Compared with monolithic Al2O3/ZrO2 ceramics, the existence of surface compressive stresses greatly restrained the growth of ZrO2 and Al2O3 grains at high sinter tem- perature, fined the grain size, and increased the content of metastable t-ZrO2, which made the fracture transformation energy quantity 70% higher than that of the monolithic ceramics. The trans-granular and inter-granular fracture features were observed in the surface and center layers, which further verified that transformation toughening is the main mechanism, whereas, micro-crack toughening is helpful for enhancing fracture toughness.     

剩余污泥生态稳定化研究

利用中试规模的人工湿地对污泥进行了为期4a的生态稳定化处理。系统占地80m^2,填料层厚度为0．6m,超高0．5m,湿地植物选用芦苇。系统前2a为污泥负荷期,后2a自然稳定期。进泥TS、VS、含水率分别为平均22．34g／L 、7．76g／L和97％,污泥负荷平均0．691kg（TS）／m^2·d。在第1a的系统调整期内,渗滤液COD去除率在60％～80％;而第2aCOD去除率低于第1a,为40％～50%;出水COD在100～200mg／L之间。在负荷期内,随着运行时间的延长,也即随着污泥积存厚度的增加,渗滤液透过积泥层的时间变化不定,即渗滤液并非均匀下渗,而是部分渗滤液优先沿阻力最小的植物茎壁、根系以及积存污泥中大的孔隙向下流动。在第3a和第4a的自然稳定期内,污泥脱水较为充分,含水率分别降至平均34．3％和30．5％;污泥有机质含量分别降至平均16．8％和10．24%;稳定化污泥的全氮和全磷含量分别为平均0．98%和0．27％。对比发现,系统内植物量和植物营养成分都比野生植物高。