磁性流体固定床萃取分离低浓度金离子

采用一种全新的快速萃取方法--磁性流体固定床萃取分离技术,该方法是将磁性Fe₃O₄纳米颗粒表面包覆油酸,溶于有机溶剂中,加入萃取剂三苯基氧化膦TPPO,制成磁性萃取剂。借助于高梯度磁性分离装置,对目标离子进行萃取分离。萃取完成后通过原子吸收光谱仪测定萃取后金溶液中Au³⁺的浓度。通过对铁磁导线直径、初始金溶液pH值、萃取剂体积分数和协同萃取等影响因素的考察,得出了对Au³⁺浓度为19.128 mg·L^-1的氯金酸溶液进行萃取分离的最佳工艺：采用直径为2.34 mm的铁磁导线作为磁性填充介质时萃取率较其他优越。初始金溶液的pH值和萃取剂的体积分数对萃取率影响较大。在初始金溶液pH=1,萃取剂(TPPO)体积分数达到50%时萃取率最高。使用TPPO和TBP协同萃取也能提高萃取率。采用浓度为1 mol·L^-1的硫脲进行反萃实验,振荡10 min,反萃率在90%以上。     

Mg2+,Al3+和Fe3+对氟磷灰石表面性质的影响(英文)

矿物表面性质是影响其分散聚集和浮选行为的主要因素，通过溶液化学分析计算、浊度、接触角及Zeta-电位测试分析，研究了矿浆中，Mg²⁺,Al³⁺,Fe³⁺等金属离子对氟磷灰石(FAP)表面性质的影响。结果表明：金属离子在溶液中的存在形式随pH值的变化而改变，FAP是亲水性矿物，添加Fe³⁺对FAP的润湿性影响受pH的影响较大，在酸性环境中，Fe³⁺对FAP的亲水起促进作用，在中性及碱性环境下，Fe³⁺能较好地抑制FAP的亲水。Mg²⁺和Al³⁺受pH的影响较小，在中性环境下Mg²⁺,Al³⁺离子均抑制FAP的润湿性。在pH=3～11范围内，Mg²⁺主要以+2价的离子存在，压缩FAP表面双电层；Al³⁺和Fe³⁺主要是通过水解的作用生成氢氧化物沉淀覆盖在FAP表面，并且Mg²⁺,Al     

P507硝酸体系萃取铒及其与钙、铁的分离

稀土分离过程中常常需要进行稀土与非稀土元素的分离。在硝酸体系中进行了无皂化和皂化P507萃取分离Er³⁺的实验研究。通过作图法确定了无皂化P507萃取Er³⁺的反应式。皂化实验研究发现增加皂化度能够提高Er³⁺的萃取效果,但是皂化度过高会导致反应时水相容易水解而降低萃取率。Er³⁺的萃取率随着初始水相pH的增加而先增加后降低,在初始水相pH为2.0时达到最大值（>95%）。杂质（Ca²⁺、Fe³⁺）的存在对于Er³⁺的萃取率没有影响,铒与钙的分离因子β_{Er³⁺/Ca²⁺}一般都能达到10以上,两者分离效果较好。但是只有在初始水相pH为3.0左右时,铒与铁的分离因子β_{Er³⁺/Fe³⁺}较高（>10）从而两者能有较好的分离效果。     

固定床生物反应器模拟溶浸采铀吸附尾液中Fe2+的氧化试验

以活性炭作载体固定嗜酸氧化亚铁硫杆菌,构建固定床生物反应器,模拟溶浸采铀矿山吸附尾液全Fe浓度和溶液pH条件,对生物反应器氧化Fe²⁺工艺参数进行了试验研究。结果表明:活性炭作载体比无载体时生物反应器氧化Fe²⁺速率增加了1.4倍,由0.5 g·L^-1·h^-1增大至1.2 g·L^-1·h^-1;生物反应器运行过程中溶液中全Fe因生成铁钒而不断消耗,需要定期清理反应器中的铁矾和补充FeSO₄以保持溶液中全Fe浓度;生物反应器最优的操作条件是:底部通气,Fe²⁺浓度为5 g·L^-1时,溶液流量为1.2~1.4 L·h^-1;Fe²⁺浓度为1 g·L^-1时,溶液流量为5.4 L·h^-1。     

声化学微反应器降解亚甲基蓝废水试验研究

为提高Fe²⁺活化过硫酸钠（SPS）降解亚甲基蓝（MB）的效率，设计了一种声化学微反应器。首先研究了静置系统、磁力搅拌系统、毛细管微反应器系统和声化学微反应器系统中MB和硫酸亚铁（FeSO₄）混合液pH值、FeSO₄浓度、SPS浓度对MB降解率的影响。其次，在声化学微反应器系统和毛细管微反应器系统中研究了流道结构和流速对MB降解率的影响。结果表明：在不同的MB和FeSO₄混合液pH值、FeSO₄浓度下，声化学微反应器系统中MB降解率均高于其他反应系统。随着SPS浓度的增加，MB降解率呈上升趋势，但在声化学微反应器系统中增加SPS浓度会影响MB降解。相比于直线形、三角波形和半圆波形流道结构，MB在矩形波形流道结构中降解效率更高。溶液在管道内停留时间相同时，增加流速更有利于氧化降解反应的进行。实验表明：当MB浓度为0.2 mmol·L^-1，MB和FeSO₄混合液pH值为3、FeSO₄浓度为1.4 mmol·L^-1、SPS浓度为1.8 mmol·L^-1，流道结构为矩形波形，流速为13.16 cm·s^-1时，声化学微反应系统中MB降解率达到85.45%。     

Fe3+在A2O工艺缺氧区的转化规律及其对污泥絮凝性的影响

为了研究铁元素对A²O工艺污泥絮凝性的影响,考察Fe³⁺在污泥上清液、胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）与底泥（Pellet）中的分布和迁移转化规律,结合三维荧光光谱（3D-EEM）、原子吸收和X射线衍射仪（XRD）分析Fe的存在形态和结构特征,揭示Fe³⁺与微生物代谢产物的作用机制,探索Fe³⁺对脱氮除磷效率的影响。结果表明：低浓度Fe³⁺（<10 mg·L^-1）能够提高COD和TN去除率,促进微生物活性,增强污泥生物絮凝性;高浓度Fe³⁺（10~40 mg·L^-1）则抑制微生物活性,使EPS总量升高,污泥絮体脱稳,LB、TB层PN/PS是影响污泥絮凝性的关键因素;Fe³⁺的投加强化生物除磷效率,当Fe³⁺浓度为40 mg·L^-1时,TP去除率为93%。Fe³⁺在污泥混合液中的分布规律为TB>上清液>LB>SMP,Fe³⁺在生物体内富集累积,能够改变EPS各层的组分。     

氨基磺酸改性海藻酸钠的制备及对Fe3+的吸附

为有效防止尾矿坝化学堵塞可在排水设施上涂覆海藻酸钠基吸附材料。以海藻酸钠(SA)为基体, 高碘酸钠为氧化剂, 氨基磺酸为改性材料, 制备了一种吸附材料氨基磺酸改性海藻酸钠(MSA), 使用FT-IR、SEM对其进行表征, 并研究了MSA对Fe³⁺的吸附行为。研究结果表明: —NHSO₃H被成功引入到海藻酸二醛(ADA)上制得MSA; MSA吸附Fe³⁺后分子尺寸增大, 分子链空隙增大。MSA吸附Fe³⁺的较佳吸附条件为Fe³⁺初始质量浓度200 mg/L、Fe³⁺溶液pH值2、吸附时间240 min, 吸附温度25 ℃, 此时MSA对Fe³⁺的吸附量最大, 为151 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式, MSA对Fe³⁺的吸附是单分子层化学吸附; 吸附热力学分析表明吸附过程是一个自发的过程, 且温度升高不利于吸附反应的进行。     

草酸强化三价铁离子的反萃性能

二(2-乙基己基)磷酸(P204)常作为溶液净化除铁的萃取剂，P204-磺化煤油体系中Fe³⁺与有机相形成络合能力较强的萃合物，使得Fe³⁺反萃比较困难，需采用较高浓度的酸作为反萃剂，但高浓度的酸会破坏有机分子的结构，影响萃取剂循环利用。针对P204-磺化煤油负铁有机相反萃困难的问题，提出利用草酸为反萃剂对负载1g/L铁的P204-磺化煤油有机相的反萃行为进行研究，考察了反萃转速、草酸浓度、反萃温度、反萃时间和相比对Fe³⁺反萃率的影响。结果表明：以反萃转速200r/min，草酸0.4mol/L，反萃时间10min，反萃温度40℃，反萃相比1∶1，采用二级逆流萃取方式，铁的反萃率可以达到99%以上；Fe³⁺反萃过程是吸热反应，其反应的焓变为81.58kJ/mol，反萃过程符合准一级反应动力学方程，对应活化能为49.5kJ/mol。进一步研究了反萃后P204-磺化煤油有机相对Fe³⁺的萃取性能。结果表明：经5次草酸反萃后的P204-磺化煤油有机相萃铁性能几乎不变，对比于高浓度的酸反萃，草酸反萃简化了反萃流程，降低了萃取剂的消耗。     

微胶囊固定化P507萃取Sm3+的性能研究与优化

为解决传统溶剂萃取回收稀土中两相分离困难、溶剂流失和设备庞大的问题,利用溶剂萃取法结合同轴环管微通道装置制备聚砜微胶囊,研究了微胶囊固定化P507 对Sm³⁺的萃取性能及其优化。系统地考察了微胶囊固定化P507 对Sm³⁺ (300 mg·L^-1) 的萃取动力学、反萃性能和循环萃取反萃稳定性,揭示了微胶囊萃取体系的优点,操作简单、萃取剂流失较小、稳定性高。为强化传质过程,提高萃取、反萃动力学,用煤油稀释负载的P507,考察P507-煤油溶液中P507 体积分数对萃取效果的影响。P507-煤油溶液中的P507 体积分数为40%时,在液液体系中对Sm³⁺的萃取效果最好。将其用于微胶囊体系中,和稀释前相比,萃取平衡时间由120 min 缩短到40 min,萃取容量从由45.09 mg·(g P507)^-1 增大到69 mg·(g P507)^-1,P507 利用率由55%提高到84%,反萃完成时间由600 min 减小到120 min。用煤油稀释负载的P507 能有效提高萃取速率、平衡萃取量和反萃速率。20 次萃取反萃循环表明P507 稀释后微胶囊仍然具有较好的稳定性。     

液-液多相流微萃取的数值模拟和实验分析

运用Comsol软件对带有十字形和圆柱形辅助结构的微通道内两相层流进行了有限元分析。同时，以硫酸铜溶液为水相，被260^#溶剂油稀释30%的DZ988N萃取剂为有机相，并以光滑微通道为参照，开展了相关的液-液萃取实验。当给定流速在(0.5×10^-3) ~(5×10^-3) m/s范围内，圆柱形辅助结构能够促进水相中Cu²⁺的扩散，萃取效率最高，均能达到90%以上；而十字形辅助结构时而促进时而抑制水相中Cu²⁺的扩散，萃取效率不稳定，最高89.8%，最低74.6%。实验中，微通道内的两相为层流，如不考虑化学反应，Cu²⁺的扩散则仅依靠其浓度梯度差，扩散效率可表征萃取效率。有限元计算得到的扩散效率与实验获取的萃取效率值吻合良好，进一步得出了两相流场分布等流动特征，以解释不同辅助结构下的扩散效率差异。     

Selective removal of iron(III) from highly salted chloride acidic solutions by solvent extraction using di(2-ethylhexyl) phosphate

Metal ions including Fe³⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Ni²⁺, Co²⁺ and Cu²⁺ are commonly found in the leaching solution of laterite-nickel ores, and the pre-removal of Fe³⁺ is extremely important for the recovery of nickel and cobalt. Di(2-ethylhexyl)phosphate acid (D2EHPA) showed high extraction rate and selectivity of Fe³⁺ over other metal ions. The acidity of the aqueous solution is crucial to the extraction of Fe³⁺, and the stoichiometry ratio between Fe³⁺ and the extractant is 0.86:1.54. The enthalpy for the extraction of Fe³⁺ using D2EHPA was 19.50 kJ/mol. The extraction of Fe³⁺ was ≥99% under the optimized conditions after a three-stage solvent extraction process. The iron stripping effects of different reagents showed an order of H₂C₂O₄>NH₄HCO₃>HCl>NaCl>NaHCO₃>Na₂SO₃. The stripping of Fe was ≥99% under the optimized conditions using H₂C₂O₄ as a stripping reagent.     

基于离子液体的“可设计性”和“软酸”性质萃取分离电镀污泥中Cr6+/Fe3+

基于离子液体的"可设计性"和"软酸"性质对于其在电镀污泥酸浸液中铬铁萃取分离方面的应用及其机理进行研究。结果表明：咪唑环上烷基链的长度对于铬铁萃取分离效果有较大的影响,阴离子为[BF₄]^-的离子液体对于铬铁萃取分离能力大于阴离子为[PF₆]^-的离子液体。在所研究的离子液体中,[Omim] [BF₄]对于铬铁具有较好的萃取分离效果,实现了电镀污泥中铬铁分离。结合斜率法、红外光谱分析、Raman光谱分析,[Omim] [BF₄]萃取铬符合离子缔合机理,可推测[Omim] [BF₄]咪唑阳离子与Cr₂O₇^2-阴离子形成离子缔合物而进入有机相,达到萃取分离,从而实现电镀污泥资源化目的,具有一定的应用性。     

Fe2+/Fe3+和Mn2+对低氧曝气过程总氮去除与转化途径的影响

为短期快速实现实际生活污水自养脱氮,采用含有厌氧氨氧化菌的实际污水处理厂活性污泥,针对Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺对低氧曝气过程中氮的去除效果进行了研究,分析确定了氮素转化的途径。研究结果表明,Fe²⁺/Fe³⁺和Mn²⁺均可提高活性污泥中厌氧氨氧化菌（AnAOB）丰度,但由于Fe²⁺/Fe³⁺对氨氧化菌（AOB）也存在一定抑制作用,因此,短期投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,低氧曝气过程中总无机氮去除率为25%,但投加Mn²⁺条件下总无机氮去除率可达44%。通过氮素平衡分析,发现投加Fe²⁺/Fe³⁺条件下,氮素主要通过反硝化作用去除;而投加Mn²⁺条件下,氮素主要通过厌氧氨氧化（anammox）作用去除。因此,传统活性污泥可通过短期投加Mn²⁺增强厌氧氨氧化活性,促进低氧曝气过程中氮的去除,利于快速实现一体化自养脱氮。     

Selective extraction of In(III), Ga(III) and Zn(II) using a novel extractant with phenylphosphinic acid

A new extractant, [N,N-di(2-ethylhexyl)amino]methylphenylphosphinic acid (DEAPP), was synthesized to de-velop the mutual separation techniques of In(III), Ga(III) and Zn(II). The extraction selectivity for In(III), Ga(I I) and Zn(II) with DEAPP was higher than that of the commercial phosphorus acid extractants such as D2EHPA and PC-88A. The extraction selectivity for metal ions in 1 mol·L?1 aqueous ammonium nitrate solution with DEAPP was in the following order:In(III) N Ga(III) N Zn(II). These selective extraction behaviors indicate that the amino moiety of DEAPP plays an important role in the mutual separation of In(III), Ga(III) and Zn(II). The extraction equilibria of In(I I), Ga(II ) and Zn(II) with DEAPP (=HR) were expressed by the following reactions:In3++2eHRT2?InR3eHRT+3H+, Ga3++1.5eHRT2+NO3??GaR2eHRTeNO3T+2H+, and Zn2++2eHRT2?ZnR2eHRT 2 + 2H+. The extraction equilibrium constants of In(III), Ga(III) and Zn(II) with DEAPP were determined to be Kex,M=1.7 × 104 [dm3·mol?1], 4.17 [(dm3·mol?1)0.5], and 1.55 x 10?2 [–], respectively.     

碳量子点/Fe3+复合材料用于生物传感检测抗坏血酸

利用碱木质素为原料,在浓硫酸与浓硝酸环境中,先进行超声处理,随后转移至反应釜中,180℃水热反应12h,制备碳量子点（CDs）,并采用多种测试手段对其结构及形貌进行了表征。通过CDs溶液与Fe³⁺溶液相互作用,制备得到CDs/Fe³⁺复合材料。利用紫外光谱及荧光光谱研究了CDs及CDs/Fe³⁺复合材料的光学性能,发现CDs具有优异的荧光性能,其荧光量子产率达17.3%（硫酸喹啉为参比物质）,而CDs/Fe³⁺复合材料荧光猝灭明显。将CDs/Fe³⁺复合材料应用于人体内不同生物活性分子检测,发现CDs/Fe³⁺复合材料对抗坏血酸（AA）具有特异性识别,且在0~200μmol/L及200~350μmol/L范围内,AA浓度与CDs/Fe³⁺复合材料的荧光强度呈现良好的线性关系,同时具有优异的选择识别性,可应用于生物体内AA的检测,在生物传感方面具有潜在的应用价值。     

微生物浸出MnO2过程中嗜酸氧化亚铁硫杆菌与Fe3+的催化作用

考察了MnO₂-FeS₂-H₂SO₄细菌浸出体系下,嗜酸氧化亚铁硫杆菌和Fe³⁺单独或联合对MnO₂浸出Mn²⁺的浸出速率影响,并采用循环伏安电化学方法对过程中嗜酸氧化亚铁硫杆菌与Fe³⁺的催化作用进行了分析。结果表明：嗜酸氧化亚铁硫杆菌和Fe³⁺单独或联合都可以有效提高MnO₂浸出Mn²⁺的浸出速率,对MnO₂细菌浸出过程有一定催化作用;循环伏安电化学分析表明嗜酸氧化亚铁硫杆菌和Fe³⁺单独或联合加入,都会使FeS₂出现明显的氧化还原峰,且嗜酸氧化亚铁硫杆菌可以降低FeS₂的氧化电位和缩短FeS₂氧化峰与还原峰之间的电位差,从而催化MnO₂浸出Mn²⁺的过程。     

氰化尾渣矿浆电解液中铁离子的萃取富集

采用二(2-乙基己基)磷酸酯(P204)-磺化煤油萃取体系从高硫酸氰化尾渣矿浆电解液中富集铁离子,重点研究了P204浓度、相比(O/A)、振荡时间、振荡频率及温度等对Fe³⁺萃取率的影响及其萃取过程。研究表明,在P204体积分数为25%、电解液pH为1.5、温度25℃、O/A=1∶1、振荡时间10 min、振荡频率180r/min的条件下,电解液中Fe³⁺的单级萃取率可达97.73%以上,饱和萃取容量可达到21.57g/L。Fe³⁺在有机相中的萃取富集主要归因于其与P204分子结构中羟基的阳离子交换反应以及磷酰基的配位反应,形成的配合物为FeSO₄A(HA)₃与FeA₃(HA)₃。在草酸1mol/L、O/A=1∶1、振荡时间10min、振荡频率190r/min的条件下,负载有机相中Fe³⁺的单级反萃率可达82.64%以上,反萃液中铁主要以[Fe(C₂O₄)_3<...