P(ST-DVB)微球的改性及其在处理水中Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的应用研究

将多孔聚苯乙烯-二乙烯基苯微球进行氯化改性,以改性后微球作为载体,引入螯合基团DTC,得到P (St-DVB)-DTC树脂。研究了P (ST-DVB)-DTC微球处理水中重金属离子,结果表明:随着溶液pH值的升高,树脂对Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)金属离子的去除率均增大;当树脂投放量变化时,三种金属离子之间表现出一定的吸附竞争性,竞争吸附的能力依次为Cu~(2+)Pb~(2+) Zn~(2+)。     

两性絮凝剂EPPCX的制备及对Pb~(2+)作用机理研究

以聚酰胺多胺(PPC)-2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)接枝共聚物(EPPC)、NaOH和CS_2为原料,在乙醇为溶剂条件下合成一种两性絮凝剂阳离子聚酰胺黄原酸钠(EPPCX)。通过FT-IR、13C-NMR、紫外光谱对产物结构进行表征。考察了絮凝剂投加量、温度、不同阴离子对Pb~(2+)去除率的影响;测定了絮体的Zeta电位、分形维数、采用扫描电镜观察了絮体的形貌。结果表明,处理25 mg·L~(-1) Pb~(2+)模拟废水时,EPPCX投加量为110.75 mg·L~(-1),Pb~(2+)的去除率达到97.2%。温度为35℃时,去除效果最好,阴离子的存在对Pb~(2+)的去除起到促进作用。絮凝过程中ζ电位的变化,表明絮凝过程主要以电荷作用为主,通过分形维数测定表明絮体具有密实的聚集结构。通过絮体形貌的变化,表明絮体有明显的堆积层次,形成絮体密实。     

CdS:Co-多硫化物配合物纳米簇的制备及其对Pb~(2+)的絮凝

本文采用水相法制备了不同Co掺杂量的Cd S:Co-多硫化物配合物纳米簇,并将之用于Pb~(2+)的絮凝去除。研究了掺杂量对纳米簇Pb~(2+)去除能力的影响,确定了最佳絮凝去除条件。结果显示,5%Co掺杂的Cd S:Co-多硫化物配合物纳米簇对Pb~(2+)离子具有优异的絮凝去除能力,最佳条件下饱和絮凝容量为937 mg/g絮凝剂。     

半胱氨酸改性壳聚糖溶胶絮凝去除Cu~(2+)研究

采用温和的离子交联法制得半胱氨酸(Cy)改性壳聚糖(CS)溶胶絮凝剂(Cy-CS)。研究了Cy含量、Cy-CS投加量、pH、絮凝剂状态对絮凝除Cu~(2+)性能的影响。结果表明,改性后Cy-CS溶胶的絮凝性能较Cy溶液、纯CS溶胶显著提升;优化的絮凝pH为4.0～5.5,当Cy的质量为1.85 g,Cy-CS絮凝剂投加量6.5 mL时,去除率最高为98.63%;溶胶态Cy-CS絮凝除Cu~(2+)性能优于水溶液态Cy-CS。可为其它CS基絮凝剂的制备提供新的思路。     

生物除磷颗粒污泥对Zn~(2+)的去除特性研究

采用生物除磷颗粒污泥来去除Zn~(2+),考察了Zn~(2+)初始含量、污泥含量、p H、温度、反应时间和共存离子对Zn~(2+)去除效果的影响,并通过傅里叶变换红外光谱分析去除Zn~(2+)的主要官能团。结果表明,生物除磷颗粒污泥对质量浓度100 mg/L的Zn~(2+)的最大吸附量为29.55 mg/g,平衡吸附量为17.54 mg/g,优化p H为5、温度为25~35℃、污泥的质量浓度为1.0 g/L。Zn~(2+)的去除过程分为快速吸附、慢速吸附和吸附平衡3个过程,符合准2级动力学方程。Ca~(2+)、K~+、Mg~(2+)通过离子交换参与了Zn~(2+)的去除,去除Zn~(2+)的行为主要是依赖聚磷菌的作用来完成的,Zn~(2+)在细胞内的比例为33.52%;去除Zn~(2+)的主要官能团为脂碳链、羧基、伯醇、多聚糖、磷酸基和硫酸基团。     

Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球制备及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

研究利用离子印迹技术,以壳聚糖为基材、环氧氯丙烷为交联剂制得Cu~(2+)印迹交联壳聚糖树脂微球,并用于水中Cu~(2+)的吸附。结果表明,正交实验确定优化的制备条件:壳聚糖质量分数4%、Cu~(2+)印迹量500 mg/L、交联剂1m L。单因素实验确定的吸附条件:p H为5.0、温度25℃时,此时吸附容量可达到95.0 mg/g,显示良好的Cu~(2+)吸附能力。对Cu~(2+)的吸附过程符合准2级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型,以表面反应过程控制的化学吸附为主,为放热、自发过程;当Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)分别与Cu~(2+)共存时,印迹微球对Cu~(2+)的选择吸附系数最大,达到28.7以上,离子选择性极高;经过5次循环实验后,对Cu~(2+)的吸附率仍达到96.8%,材料的重复利用性和稳定性好。     

Zn~(2+)和Cu~(2+)调控的蛋氨酸硒抗自由基氧化作用研究

采用配位合成的方法合成[Zn(Met-Se)_2(H_2O)_2]·2H_2O(Zn-Se-Met)和[Cu(Met-Se)_2(H_2O)_2]·4H_2O(Cu-Se-Met)配合物,采取DPPH法、Fenton法和邻苯三酚自氧化法研究了Zn~(2+)和Cu~(2+)对Met-Se抗自由基氧化作用的影响,并采用流式细胞仪检测了对人肝癌Hep G2细胞增殖和凋亡的作用。结果显示,Zn~(2+)和Cu~(2+)均可在一定范围内提高Se-Met对特定自由基的清除率;Zn~(2+)和Cu~(2+)均可增强Se-Met对人肝癌Hep G2细胞增殖抑制作用,并明显促进该细胞凋亡,10μmol/L的Se-Met、和Cu-(Se-Met)_2诱导的Hep G2凋亡率分别为40.01%,72.84%和59.89%。     

电化学脱除Pb~(2+)印迹复合膜的制备及其性能

离子表面印迹技术对目标离子具有较高的选择性和良好的化学稳定性,在去除废水中的重金属离子技术中得到广泛运用。本文以Pb~(2+)为模板离子,聚苯胺(PANI)为高分子基体,羟基化碳纳米管(MWCNTs-OH)为印迹载体,施加恒定正电位洗脱Pb~(2+)形成印迹孔穴,成功制备出具有电活性的Pb~(2+)表面印迹复合膜。采用傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射(XRD)对MWCNTs-OH和印迹复合膜进行结构表征。借助电化学石英晶体微天平(EQCM)和原子吸收分光光度计(AAS)对印迹复合膜的Pb~(2+)分离性能进行研究。结果表明,离子印迹复合膜对Pb~(2+)的交换量可达359mg/g,且在掺杂了其他重金属离子(Cd~(2+)、Zn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+))的含Pb~(2+)溶液中对Pb~(2+)表现出良好的选择性,其中Pb~(2+)/Zn~(2+)的分离因子可达418.74。此外,复合膜具有优异的循环稳定性和快速吸脱附速率。这种新型的离子表面印迹复合膜有望用于废水中重金属Pb~(2+)的高效分离与回收。     

羟基磷灰石/膨润土复合材料对水中Cd~(2+)吸附研究

采用共沉淀法制备羟基磷灰石/膨润土(HA/B)复合材料,用于去除水溶液中Cd~(2+)。探究了合成时温度、膨润土投加量、Ca~(2+)与PO43–浓度、高温灼烧对吸附的影响。研究了吸附动力学及热力学,分析了Cd~(2+)的吸附机理,研究了pH、阴离子对Cd~(2+)吸附性能的影响以及与阳离子的竞争作用。结果表明,羟基磷灰石成功地负载在膨润土表面;最佳制备条件为:制备温度30℃,羟基磷灰石与膨润土的最佳配比为1:1,Ca(NO3)2的浓度为8.23 g/L,高温灼烧不利于材料的吸附;伪二级动力学模型和Langmuir等温模型能很好地描述Cd~(2+)在HA/B上的吸附,表明吸附以化学吸附为主;热力学表明该吸附是自发的、吸热的过程;F–促进吸附,Cl–抑制吸附,Cu~(2+)、Ca~(2+)、Pb~(2+)、NH4+对Cd~(2+)吸附的干扰大小顺序为:Cu~(2+)Pb~(2+)Ca~(2+)NH4+。     

一种基于香豆素苯腙的Cu~(2+)荧光化学传感器

本文设计合成了一种香豆素苯腙(L),经元素分析、1H-NMR对其结构进行了表征。在乙醇溶剂中采用荧光光谱法考查了L对Li~+、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Ba~(2+)、Al~(3+)、Mn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cu~(2+)的荧光响应。结果表明,Cu~(2+)可以有效猝灭L在373nm处的荧光,L可以作为定量检测Cu~(2+)的一种高选择性荧光化学传感器。     

用6210净水剂直接去除电镀废水中Cr~(6+)

电镀废水中的Cr~(6+),不需预先化学还原或电化还原成Cr~(3+),添加净水剂6210就可直接反应去除。试验表明,含Cr~(6+)189.6 mg/l的电镀废水,投药比6210/Cr~(6+)为25～50,室温下搅拌反应1 h,Cr~(6+)的去除率>90%,且15 min内可澄清。6210净水剂还具有去除F~-、SO_4~(2-)等阴离子及去除Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)等重金属阳离子的特性。     

新型淀粉基水凝胶对Cu~(2+)、Pb~(2+)吸附性能的研究

以淀粉、AA(丙烯酸)和p-CPMA(N-对羧基苯基马来酰胺酸)为原料,合成了具有吸附金属离子能力的Starch-g-P(AA-co-p-CPMA)(淀粉-g-聚丙烯酸-N-对羧基苯基马来酰胺酸水凝胶)新型接枝共聚物。研究该水凝胶在不同吸附条件下对重金属离子Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能,通过FT-IR、SEM、XPS对水凝胶吸附重金属离子前后进行表征。研究结果表明:所制备的水凝胶是一种具有多孔网络结构的高分子聚合物,其对金属离子的吸附机制为离子交换作用;对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附量随溶液pH、吸附时间、金属离子初始浓度增大而增大;干扰离子试验证明该水凝胶对Pb~(2+)具有良好的吸附性,重复使用4次后吸附量仍较高。     

酸洗废液制备聚硅酸复合氯化铁絮凝剂的研究

以盐酸酸洗废液为原料,通过投加Na_2S沉淀废液中的Pb~(2+),加入硅酸钠发生聚合作用,制备聚硅酸复合氯化铁絮凝剂(PSFC)。研究Na_2S投加量和反应温度对Pb~(2+)去除效果的影响,并对Na_2S沉淀Pb~(2+)的反应动力学进行探究。利用单因素实验法分析不同制备温度、n(Fe)∶n(Si)、n(NaOH)∶n(Fe)对Fe3+聚合形态和PSFC絮凝效果的影响,通过正交试验优化制备条件。结果表明,Na_2S去除Pb~(2+)最佳条件为n(Na_2S)∶n(Pb~(2+))=3.0,Na_2S沉淀Pb~(2+)反应满足一级反应动力学模型。絮凝剂最佳制备条件:温度为25℃、n(Fe)∶n(Si)=25、n(NaOH)∶n(Fe)=0.5。     

羽毛纤维对废水中重金属离子的吸附性能研究

利用禽类羽毛纤维作为吸附剂,吸附溶液中的重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(6+)。考察温度、pH值、吸附剂投加量、重金属离子初始浓度等对羽毛纤维吸附效果的影响并建立吸附等温线。结果表明,羽毛纤维能吸附重金属离子,随着温度、吸附剂投加量的增大,重金属离子初始浓度的降低,羽毛纤维对重金属离子的吸附率逐渐提高。随着pH值的升高,羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)的吸附率提高,对Cr~(6+)的吸附率降低。羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)吸附符合Freundlich吸附等温模型。羽毛纤维对重金属离子的吸附能力顺序为Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Ni~(2+)>Cr~(6+)。     

新型硫酸盐还原菌包埋填料对于Cd~(2+)和Pb~(2+)的去除效果

采用聚乙烯醇-硼酸二次交联的方式,制作了新型硫酸盐还原菌(SRB)生物活性填料。以人工配制的含Cd~(2+)和Pb~(2+)的废水为处理对象,利用该活性填料分别进行了单金属和混合金属去除实验。与未经包埋处理的原始填料相比,该新型填料能够有效提高SRB对于重金属的耐受性。单金属去除实验表明,该包埋填料对于Cd~(2+)和Pb~(2+)都具有较高的去除率,同时具有较好的硫化物通透性。金属混合去除实验表明,Cd~(2+)和Pb~(2+)的去除速率与单项实验相比都出现了下降,Pb~(2+)的去除速率大于Cd~(2+)。高通量测序表明,包埋填料中,脱硫杆菌科(Desulfobacteraceae)、脱硫肠状菌科(Desulfomicrobiaceae)和脱硫单胞菌科(Desulfuromonadaceae)是主要功能菌种。     

电催化内电解去除废水中Zn~(2+)的研究

电催化内电解(ECIME)体系有效提升了内电解法对废水中重金属的去除和克服填料的钝化失活。结合单因素实验、冗余分析(RDA)和响应曲面(RSM)等对影响ECIME对废水中锌离子去除工艺环境因素进行了探讨和优化。结果表明,相比内电解,ECIME体系有效减少了Zn~(2+)去除对溶液pH和铁碳(Fe~0/C)质量比等的依赖性。电压、反应时间和曝气量对Zn~(2+)去除效率影响最大;RSM分析可获得较好的回归方程和最优解,在电压为16.4V、反应时间90min、曝气2.81L/min时,Zn~(2+)最优去除率达到95.42%。同时还对体系铁碳填料表面产生的絮凝体进行了X射线光电子光谱法分析,经Zn2p的局部扫描拟合结果表明Zn主要以氢氧化物或氧化物形式存在。     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

三氧化二铁涂层火山岩吸附Ni~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)的研究

本试验采用水热法和高温煅烧法结合的方式制备三氧化二铁涂层火山岩。利用改性火山岩作为吸附材料对水体中三种主要重金属离子(Ni~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+))的吸附机理进行了深入的研究,本试验将试验吸附温度设定为20℃,pH值对改性火山岩去除水体中的重金属离子影响十分明显,三种重金属离子的最佳p H值为5.0~6.0。     

Cu2+、pb2+与2种除草剂单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性

[目的]旨在探讨Cu~(2+)、Pb~(2+)与2种除草剂单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性。[方法]以赤子爱胜蚓为材料,采用滤纸法测定不同浓度Cu~(2+)、Pb~(2+)与草甘膦、草铵膦单一及复合污染对蚯蚓的急性毒性。[结果]单一污染试验结果显示:Cu~(2+)、Pb~(2+)、草甘膦和草铵膦对蚯蚓急性毒性48 h-LC_(50)分别为1. 287、16. 344、118. 311、238. 713μg/cm~2。Cu~(2+)和Pb~(2+)对蚯蚓的毒性比草甘膦和草铵膦更大,草甘膦和草铵膦对赤子爱胜蚓表现为低毒。复合污染试验结果显示,在低浓度草甘膦、草铵膦胁迫下,草甘膦、草铵膦可以降低Cu~(2+)、Pb~(2+)对蚯蚓的毒性;在高浓度草甘膦、草铵膦胁迫下,添加Cu~(2+)、Pb~(2+)可以降低草甘膦、草铵膦对蚯蚓的毒性。[结论] Cu~(2+)、Pb~(2+)与草甘膦、草铵膦复合后对蚯蚓的毒性降低是由于拮抗作用。     

生物除磷颗粒污泥去除Pb~(2+)的效能机制

以好氧颗粒污泥的吸附作用和磷酸盐对重金属的螯合作用为基础,采用富含磷酸盐的生物除磷颗粒污泥作为吸附剂来处理含铅废水,考察了不同吸附条件(pH、Pb~(2+)的初始浓度、吸附反应时间)下,颗粒污泥对Pb~(2+)的去除效果。结果表明,除磷颗粒污泥在pH为4,初始Pb~(2+)浓度为150 mg·L~(-1)时,对铅的去除率最高(为99.9%);在吸附反应20 min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb~(2+)的吸附可以用Langmuir模型拟合(R~2=0.993),最大吸附量为49.5 mg·g~(-1)。其中离子交换和磷酸盐与Pb~(2+)的螯合作用对除磷颗粒污泥去除Pb~(2+)起到重要作用;傅里叶变换红外光谱(FTIR)测定表明—COOH、—OH、磷酰基等多种官能团也参与了除磷颗粒污泥除Pb~(2+)过程。