磷酸钙玻璃作为土壤和尾矿中重金属离子的固化剂

利用传统熔体冷却法制备了磷酸钙玻璃(CPG),研究了该玻璃对土壤和铅锌矿尾矿中Pb和Cd离子的固化行为。结果表明,4种不同组分的CPG对降低Pb和Cd离子浓度都有较好效果,与Cd离子相比,Pb离子浓度降低辐度更大;CPG中的CaO/P_2O_5摩尔比及CPG在溶液中的溶解度直接影响其对重金属离子的固化效果。当CaO/P_2O_5摩尔比为4∶6时,CPG对被污染土壤和铅锌矿尾矿中的Pb和Cd离子固化率达到最高。由于对Pb离子的固化属溶解沉淀机制,而对Cd离子的固化则为表面吸附与络合作用,因此,Pb离子的固化比Cd离子的固化对pH值更敏感。研究发现,用CPG溶液固化被污染土壤和铅锌矿尾矿中Pb离子的最佳p H值为4,最大固化率分别为70.12%和69.05%;固化Cd离子的最佳pH值为5,其最大固化率分别为58.22%和52.74%。     

TiO2纳滤膜对重金属离子的截留性能

采用孔径为1.5 nm的TiO2纳滤膜,在压力0.4～0.8 MPa,pH值3～7的条件下,考察了膜对浓度范围为50～500 mg/L的Cu(NO3)2、Ni(NO3)2、ZnC12和CdC12四种单组份重金属溶液的截留性能.结果表明:除Cd2+外,膜对重金属离子的截留率随溶液浓度的增大先增大,当浓度达到200 mg/L后趋于稳定;升高压力膜的离子截留率会略有增加;当pH=6时,膜对Ni2+和Cd2+的截留率最低,而对Cu2+和Zn2+的截留率在pH=5～6时达到最高.TiO2膜对Cu2+、Ni2+、Zn2+和Cd2+的最高截留率分别可以达到96.9％、95.9％、92.5％和83.2％.     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

单电子转移活性自由基聚合法制备星形丙烯酰胺二元共聚物

以四氯化碳(CCl_4)为引发剂,Cu0粉/三(2-二甲氨基乙基)胺(Me6-TREN)为催化体系,在水溶液中实现了丙烯酸钠(Na AA)和丙烯酰胺(AM)的单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP),得星形二元共聚物P(AM-co-AA)。考察了引发剂用量、催化剂用量、失活剂用量及引发温度和反应物浓度对Star shaped-P(AM-co-AA)黏均分子量的影响。结果表明,当引发温度为25.0℃,物料摩尔比为单体∶Me6-TERN∶CCl_4∶Cu Cl_2∶Cu0=680∶0.75∶1.25∶0.35∶0.7(其中,m(AM)∶m(Na AA)=4∶1)时,即AM在溶液中的质量分数为17.5%,Na AA在溶液中的质量分数为7.5%,引发剂在溶液中的质量分数为0.105%,催化剂在溶液中的质量分数为0.0224%,失活剂在溶液中的质量分数为0.024%时,所得聚合物产品相对分子质量最高,达到331万。     

食品包装内二氧化碳含量指示剂研究

目的为更便捷地指示食品包装袋内CO2浓度变化情况,研究一种CO2含量指示剂。方法以对pH变化敏感的指示剂为原料,以CO2-H2O体系pH值估算方法为理论基础,运用基于L*a*b*颜色空间的指示溶液颜色比色体系,研究CO2含量指示剂。结果通过测得不同CO2浓度环境下碳酸溶液的pH值,运用数学分析软件模拟CO2浓度与体系中碳酸溶液pH值之间的函数关系,拟合得出了相关性较高的CO2含量与pH值的相关性模型。基于此模型,综合考虑色阶数量、颜色变化显著程度等因素,获得了指示剂配方,即甲基红与溴百里酚蓝的质量比为3∶2、质量分数为5%的溶液。结合色差显著性、感官分析结果,采用Photoshop软件在L*a*b*空间对颜色进行仿真还原,分析出该指示剂在处于CO2的体积分数分别为0,5%,7%,13%,18%,34%,43%,61%,78%的环境时能产生明显的颜色变化。结论甲基红与溴百里酚蓝的质量比为3∶2、质量分数为5%的溶液可作为食品包装内CO2浓度变化指示剂。     

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。     

pH敏感型海藻酸钙多孔凝胶微球的制备及溶胀性能的研究

以海藻酸钠作为基材,制备了一种在pH值为7.4环境下具有敏感性的多孔水凝胶微球。通过正交试验得到了较佳的制备条件为:海藻酸钠溶液浓度为2%(质量分数),氯化钙溶液浓度为3%(质量分数),水浴温度为60℃,保温时间为40min。在此条件下制得的凝胶微球,在pH值为7.4(结肠pH值环境)的磷酸盐缓冲溶液中溶胀30min后,溶胀比可达21.8;而在去离子水(pH值6左右)和pH值1.2(胃液pH值环境)的缓冲溶液中同样时间的溶胀比仅为1.5。通过添加不同类型和浓度的成孔剂,如PEG200、NaCl等,提高了凝胶微球的溶胀响应速率。结果表明,在没有成孔剂存在的条件下,此凝胶微球在pH值为7.4的缓冲溶液中溶胀到最大溶胀比所需时间为30min,而在添加了适量PEG200、NaCl后,均提高了其溶胀响应速率,分别在10、15min即可达到最大溶胀比。     

飞灰吸附处理电镀废水中Cu2+的研究

以垃圾焚烧发电厂产生的飞灰为吸附剂,就飞灰对电镀废水中Cu2 的静态吸附特性进行了试验研究,着重探讨了平衡时间、pH值、飞灰剂量、溶液初始浓度等因素对Cu2 吸附效果的影响.结果表明,飞灰吸附处理电镀废水中Cu2 的吸附平衡时间为2 h;pH值是影响飞灰吸附废水中Cu2 的重要因素,pH=6时吸附效果最好,对Cu2 的去除率可达到87.01%;飞灰对Cu2 的吸附等温线较好地符合Henry模型和Freundlich模型,但不符合Langmuir模型.     

高分子量两性聚丙烯酰胺长时间稳定的水分散体制备

以丙烯酰胺(AM)、顺丁烯二酸(MA)及二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为聚合单体,由偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐(VA-044)为引发剂,采用水分散聚合法合成了高分子量两性聚丙烯酰胺(AmPAM)水分散体系。研究了分散体颗粒形貌以及单体浓度、单体摩尔比、引发剂用量、聚合温度、pH值等条件对聚合反应的影响。研究表明,AmPAM分子由稳定剂包裹以球形状态存在,均匀分散在硫酸铵溶液中,且当分散稳定剂用量为0.45 g/g,单体质量分数为20%,硫酸铵质量分数为25%,单体摩尔比为1∶8∶1,引发剂质量分数为0.05%,温度55℃,pH值为7时,相对分子质量高达4.12×107,体系稳定时间达到240 d以上。     

PLA/TCMC静电纺丝膜的制备及溶液中Cu2+离子的去除

采用静电纺丝技术制备不同质量比的PLA/TCMC静电共混纺丝膜,并通过FTIR、TG、DSC及拉伸测试进行表征.同时将质量比为60∶40的静电共混纺丝膜应用于溶液中Cu2+去除研究,考察了初始浓度、流动时间、使用次数等对静电共混纺丝膜去除溶液中Cu2+的能力.结果表明:PLA与TCMC的质量比为60∶40时,纺丝才能得到的纤维直径比较均匀,纤维形貌较好、具有较好的热稳定性和拉伸强度;静电共混纺丝膜能一定程度地去除溶液中的铜离子,其去除率最高可达13.77%;去除率受初始浓度的影响,当初始浓度为40mg/L时去除率最高;随着处理时间的增大,使用次数的增加,膜对溶液的去除率逐渐降低,膜的使用效果逐渐减弱.     

Cu/Zn/Ce/ZSM-5分子筛的碱改性及催化性能研究

采用NaOH溶液和金属离子(Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ce~(4+))改性ZSM-5分子筛。通过SEM、XRD等表征手段,探讨NaOH溶液浓度、Cu/Zn/Ce物质的量比以及不同制备方法对ZSM-5分子筛形貌及性能的影响。以光催化辅助降解酸性大红GR模拟废水,考察改性后的ZSM-5分子筛的催化活性。结果表明,当NaOH溶液的浓度为0.2mol/L、Cu负载量为8%、Cu/Zn/Ce物质的量比为8∶4∶1、制备方法为溶胶-凝胶法时,分子筛的催化性能最佳,离子溶出量较小。     

离子色谱法标定盐酸标准滴定溶液浓度

盐酸标准滴定溶液按照国标方法要求制备,稀释1000倍,注入离子色谱柱,0.8mmol/L NaHCO3+4.5mmol/L Na2CO3淋洗液等度淋洗,流速1.0ml/min,抑制电导检测Cl-浓度,保留时间定性,外标法峰面积定量,标准曲线上给出的Cl-质量浓度换算成盐酸标准滴定溶液的摩尔浓度。在1.0-50.0mg/L范围内,Cl-浓度与色谱峰面积呈良好的线性关系(R2=0.9997),加标回收率为98.63%-101.22%,方法精密度RSD0.70%,经t检验与国标法标定盐酸标准滴定溶液摩尔浓度无显著性差异。该方法简便快速、价廉、无干扰、灵敏度高,标定结果准确度、精密度高,节省人力物力,适合在具备离子色谱仪的检测实验室代替容量法标定盐酸标准滴定溶液摩尔浓度。     

沸石对溶液中铈离子的吸附性能

采用间歇法研究了沸石对溶液中铈离子的吸附性能,并对它的吸附机理进行了初步探讨,从而为高放废液的处理提供新的技术途径,也可为高放废物的地质处置效果提供一定的参考。研究表明,沸石对溶液中铈离子吸附能力较低,吸附平衡时间较长,约为168小时;固液比1∶50、溶液中铈离子浓度1400mg/l及pH=1.5时,室温下沸石对溶液中铈离子的平衡吸附量约为22.5mg/g,平衡吸附率约为32%,平衡吸附比约为23.50ml/g;初始浓度一定时,平衡吸附量随着沸石加入量的增大逐渐减少,平衡吸附率与平衡吸附比则逐渐增大,但增大的幅度逐渐减小。     

氧化锌对纳米羟基磷灰石/壳聚糖复合骨水泥理化性能的影响

质量比为70∶30的n-HA/CS复合材料与适量ZnO粉末的共混物为固相,选用合适的固化液,按照适当的固/液比例进行调和,制备出一种在空气、生理盐水及血液或体液中均可快速固化的新型n-HA/CS复合骨水泥,考查了ZnO含量对该骨水泥理化性能的影响.结果表明:当ZnO与复合材料质量比为1∶8、固化液与固相粉末比例(L/P)为1.2ml/g时,所制备的复合骨水泥抗压强度和固化时间均较佳,能够满足临床操作的需要.ZnO/复合材料质量比分别为1∶8和1∶5的骨水泥在生理盐水中的pH值随浸泡时间的延长而逐渐升高,前者在第20d时pH值维持在7.28左右,而后者在第20d时的pH值接近7.40,均与人体的pH环境相近.当ZnO/复合材料质量比为1∶8时,骨水泥对水的接触角最小,表明其具有良好的润湿性能.ZnO含量越高,骨水泥的吸水率越低,这对于保持骨水泥植入体内后的体积稳定性具有重要价值.SEM观察发现,固化后的骨水泥中含有大量微孔,有利于营养物质的传递及代谢废物的排泄,并利于新生骨组织的长入及爬行替代.     

煤矸石中提取纳米SiO2粉体材料的研究

研究了煤矸石经活化、酸浸、过滤、碱浸等工艺,最终提取出纳米SiO2粉体材料,并经IR、XRD、EDS、SEM分析进行了表征。结果表明:最佳提取工艺为:煤矸石在破碎后过160目的筛子;800℃焙烧2h;20%的盐酸酸浸2.5h,固液质量比为6∶1;8mol/L的NaOH碱浸5h,SiO2和NaOH溶液的固液比为1∶10,酸中和终点pH适宜值8。经上述提取过程,得到的产品为非晶态的SiO2,粉体为近似球形的小颗粒,粒径大小均匀,平均粒径约250nm。     

铁碳微电解法处理有机硅单体合成中Cu2+、Zn2+废水的研究

针对有机硅单体合成过程中产生的高浓度COD、含Cu2+、Zn2+重金属离子废水的处理进行了研究。利用铁碳微电解的反应原理,以废水的p H值、铁屑投加量、铁碳质量比和反应时间为试验因素,研究了铁碳微电解过程对COD、Cu2+、Zn2+去除效率的影响。结果表明:在试验温度为25℃,pH=3,铁屑投加量40 g/L,铁碳质量比(Fe/C) 1∶2,反应时间120 min的条件下,某有机硅企业COD为889.28～2 526.36 mg/L的废水,COD、Cu2+、Zn2+去除率分别为17%～19%、97%、97%;处理后Cu2+、Zn2+浓度分别为0.38,1.30 mg/L,符合国家排放标准要求。     

黑藻对含重金属废水中锌离子的吸附性能

黑藻能吸附重金属废水中的Zn2+,但对其的报道鲜见.研究了生物吸附剂黑藻对废水中Zn2+的吸附去除性能,考察了溶液pH值、Zn2+初始浓度、黑藻加入量和吸附时间对吸附效果的影响.同时通过EDX分析和等温吸附模型对黑藻吸附Zn2+的机理进行了研究.结果表明:在溶液pH值为6.0、黑藻加入量为2 g/L,吸附时间为30 min,Zn2+质量浓度为20 mg/L的条件下,黑藻对Zn2+的吸附率为85%,并且发现黑藻对Zn2+的吸附是阳离子交换过程,吸附符合Langmuir,Freuncllich和D-R等温吸附模型.     

低温等离子体高效净化含PAM废水工艺研究

采用低温等离子体技术处理含聚丙烯酰胺(PAM)废水,研究了放电电压、放电时间、溶液pH对不同浓度PAM溶液化学需氧量(COD)降解率的影响规律,同时还研究了不放电条件下PAM溶液pH以及放电条件下放电时间对不同浓度PAM溶液黏度去除率的影响,考察了放电条件下pH对质量浓度1.0g/L PAM溶液黏度去除率的影响规律。通过正交试验确定影响PAM溶液COD降解率的主次顺序为:放电时间>放电电压>溶液浓度>溶液pH。在放电时间5h、放电电压40kV、PAM溶液质量浓度1.0g/L、pH=1.5时,COD降解率最佳,可达85.74%。     

BLAMA复合吸附树脂制备与吸附性能

以木质素磺酸钠(LS-Na)、丙烯酰胺(AM)、马来酸酐(MAH)为原料,膨润土(Bentonite)为无机添加剂,过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,通过溶液聚合法制备了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(BLAMA)。以二元Pb2+/Cu2+溶液中对Pb2+的吸附量及其吸附选择性为参考指标,得到实验范围内的较优配方为m(LS-Na)∶m(Mtotal)=1∶7,m(AM)∶m(MAH)=1∶1,m(KPS)=0.7%,m(NMBA)=0.3%(KPS和NMBA的质量均相对于单体总质量Mtotal),pH值=4。此时所得树脂吸附性能较好,在二元Pb2+/Cu2+溶液中Pb2+最大吸附量为0.471mmol/g,Pb2+对Cu2+的吸附选择性摩尔比为3.6∶1。     

合成Cu_2ZnSnS_4薄膜四元共电沉积机理与退火相转变

采用循环伏安法研究了制备CZTS薄膜四元预制层的电化学沉积机理。结合XRD,SEM,EDS和Raman技术分析预制层退火的相转变机制。结果表明:溶液中Cu2+和Sn2+浓度不仅影响其本身的沉积速率,还影响溶液中其他金属元素的沉积速率,而Zn2+浓度仅影响其本身沉积速率。四元预制层的沉积以原子层外延为机理,在负电位作用下,Cu2+先转变为Cu原子沉积在衬底表面,且与衬底附近析出的S原子发生化学反应,在衬底上生成CuS,同样,SnS和ZnS也以这种方式交替沉积在衬底上。预制层二元硫化物随着退火温度的升高逐渐转变为Cu2(3)SnS3(4)和Cu2ZnSnS4。利用四元共电沉积预制层550℃退火1h合成的Cu2ZnSnS4薄膜原子比为Cu∶Zn∶Sn∶S=23.72∶12.22∶13.07∶50.99。无偏压下合成的CZTS薄膜光电流达到约6nA。