氧化石墨相氮化碳吸附水中U(VI)的性能与机理研究

本试验采用酸刻蚀及氧化处理制备了氧化氮化碳（OCN）纳米材料，探究了OCN对水中U(VI)的吸附-解吸性能。考察了溶液pH，温度，OCN投加量，反应时间U(VI)初始浓度等影响因素对OCN吸附U(VI)的影响，并探讨了吸附机制。试验结果表明，OCN对U(VI)有良好的吸附效果，在pH为5，30℃，U(VI)的初始浓度为10mg/L，OCN的投加量为200mg/L时，OCN对U(VI)吸附率达98.9%，比未改性的石墨相氮化碳(g-C3N4)吸附U(VI)的性能提高了约30%，吸附反应在10min即到达吸附平衡。pH是影响OCN吸附U(VI)的重要影响因素，温度等因素对U(VI)的吸附影响较小。拟二级动力学方程和Langmuir模型很好地拟合了吸附过程，OCN对U(VI)的吸附过程为自发的吸热过程。吸附解吸实验结果表明OCN具有良好的重复利用性，作为一种高性能吸附剂在含U(VI)废水处理方面拥有广阔的应用前景。     

炭黑-陶瓷膜电极的制备及其处理含柴油废水的研究

利用真空抽滤-高温烧结法在Al_2O_3陶瓷基底上负载炭黑制备了炭黑-陶瓷分离膜(carbon black ceramic separation membrane,CTM),通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(FT-IR)等测试方法对制备的CTM的表面形貌、元素及价态分布等进行了表征。发现制备的CTM表面粗糙度增加,孔径减小,并附着很多不规则的颗粒,对CTM的铝和碳元素的XPS峰分析发现,在铝、碳的谱图中均出现Al—O—C特征峰,说明所制备CTM膜表面形成了金属-氧-碳化合键。以CTM膜电极为阳极,金属钛板为阴极,采用电化学催化氧化法对模拟的含油废水(柴油)进行处理。结果表明利用CTM膜电极能够有效降低废水的含油率,在电极间距10 mm,pH值为6、电流密度20 mA/cm~2、Na_2SO_4浓度为15 g/L、电解时间90 min条件下,初始浓度200 mg/L的含油废水溶液的柴油和COD去除率可分别高达91.3%和84.7%。CTM膜电极降解含油废水的过程中,溶液含油率随着反应时间的变化而变化,由此得到ln(C_0/C_t)与时间t的关系图,符合一级反应动力学规律。     

氧化石墨相氮化碳吸附U(Ⅵ)的性能与机理

采用酸刻蚀及氧化处理技术制备了氧化氮化碳(OCN)纳米材料,探究了OCN对水中U(Ⅵ)的吸附-解吸性能。考察了溶液pH、温度、OCN投加量、反应时间、U(Ⅵ)初始浓度等因素对OCN吸附U(Ⅵ)的影响,并探讨了吸附机制。结果表明:OCN对U(Ⅵ)有良好的吸附效果,在pH=5、30℃、U(Ⅵ)的初始质量浓度为10 mg/L,OCN的投加量为200 mg/L时,OCN对U(Ⅵ)吸附率达98.9%,比未改性的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)吸附U(Ⅵ)的性能提高了约42.82%,吸附反应在10 min即到达吸附平衡。pH是影响OCN吸附U(Ⅵ)的重要影响因素,温度等因素对U(Ⅵ)的吸附影响较小。拟二级动力学方程和Langmuir模型很好地拟合了吸附过程,OCN对U(Ⅵ)的吸附过程为自发的吸热过程。吸附解吸实验结果表明,OCN具有良好的重复利用性。     

植物乳杆菌吸附水中U(VI)的特性与机理研究

以热灭活的植物乳杆菌为生物吸附剂,探讨了吸附U(VI)的影响,并采用扫描电镜-能谱、红外光谱等手段研究了U(VI)的吸附机理。结果表明,植物乳杆菌对U(VI)具有良好的吸附效果。在pH为6.0,温度30℃,灭活乳杆菌投加量为120 mg/L,初始U(VI)的质量浓度为10 mg/L时,植物乳杆菌对U(VI)的去除率可达94.28%,吸附平衡时间为4 h。吸附过程较好符合准2级动力学吸附模型和Freundlich模型。经过灭活的植物乳杆菌的菌体比表面积增加,能更好的吸附U(VI),配位络合是菌体吸附U(VI)的主要机理,参与吸附的官能团有细胞表面多糖与蛋白质羟基、蛋白质酰胺基、羧基与磷酸酯基等。此外菌体表面的静电作用也是吸附的方式之一。