表面羟基磷酸化的钙材料制备及其除氟性能研究

通过化学改性蛋壳制备1种新型表面羟基磷酸化的除氟材料HyPE,并通过静态和动态试验研究它对氟的去除效果.结果表明,制备HyPE材料最佳条件为质量分数2.78%的磷酸以1:20的固液质量比浸泡6 h,氨水调pH为8,室温下老化3 h;在静态试验中,HyPE材料在pH为4～8时除氟率均高于92%,10 h可达到吸附平衡;共存阴离子Cl-、SO2-4对材料除氟干扰很小;材料的除氟吸附等温线符合Langmuir方程,35℃下对氟的最大饱和吸附容量达13.37 mg·g-1;通过动态柱吸附试验可得HyPE材料去除氟的能力为4.62 mg·g-1.     

不同晶型氧化铝除氟性能与再生对比试验研究

对3种除氟用氧化铝的除氟与再生性能进行了对比试验研究。X射线衍射仪显示这3种氧化铝结晶度较低,晶型分别为γ-AlOOH、η-Al2O3和过渡形态氧化铝;电镜扫描仪显示3种氧化铝表面孔隙数量与晶粒形状各不相同。静态吸附试验结果表明,晶型对氧化铝的除氟及再生性能有决定性作用,不同晶型氧化铝的吸附量存在差异;这3种氧化铝经过再生处理后,可基本恢复原有的除氟性能,但是再生剂的酸碱性影响再生效果,晶型不同的氧化铝适用的再生剂不同。     

磁性羟基磷灰石的制备及其除氟性能研究

氟离子在饮用水中浓度超过1.0mg/L,将对人体健康造成极大危害.通过原位共沉淀法将具有磁性的四氧化三铁掺入羟基磷灰石(HAP)中制备磁性HAP.磁性HAP可通过普通磁体将其吸附并分离回收.实验结果表明,最佳的制备条件为反应温度和时间为60℃和1h,陈化温度和陈化时间为25℃和12h,四氧化三铁用量为0.08g.比较了HAP和磁性HAP对水溶液中氟离子的去除效果.Langmuir模型更适合于该体系,拟合得到最大吸附容量为13.70mg/g,说明磁性HAP对氟离子的吸附属于单层吸附.ΔG0<0和ΔH0>0表明该吸附过程为自发的吸热过程.吸附过程符合拟二级动力学.磁性HAP循环再生使用4次以上,仍能保持85％以上的除氟效率.高吸附容量和优异的循环使用性能表明磁性HAP是一种有效的、可重复使用的除氟吸附剂.     

氧化铝基体上羟基磷灰石/氟羟基磷灰石双层涂层的制备及性能

通过涂覆-烧结法在氧化铝(Al_2O_3)表面制得羟基磷灰石(HA)/氟羟基磷灰石(FHA)双层涂层,HA和FHA重复沉积在氧化铝基体上形成均匀涂层,然后在1300 ℃进行热处理.在此过程中,如果没有FHA中间层,HA会和Al_2O_3发生严重的反应,形成磷酸三钙和钙铝化合物.SEM、XRD及粘接拉伸试验表明:FHA中间层能有效地抑制HA与Al_2O_3的反应,所获得的双层涂层具有多孔粗糙的表面,但与Al_2O_3基体结合紧密.涂层经1300 ℃热处理后,其结合强度约为30 MPa.     

改性活性氧化铝除氟性能研究

通过静态实验,研究了改性活性氧化铝(MAA)对F-的吸附性能,考察了吸附时间、改性活性氧化铝的用量对除氟性能的影响,并与新型除氟树脂的除氟性能进行了比较.研究结果表明:活性氧化铝的用量为4 g时,除氟效率最高,为94.57%;活性氧化铝与含氟水的最佳接触时间为3 h;MAA在较低用量(＜4 g)时,除氟效率不如除氟树脂高,但是在较高用量(≥4 g)下,MAA则高于树脂的除氟效率.     

介孔氧化铝的合成及其除氟性能评价

以铝酸钠和氯化铝为铝源,葡萄糖为调孔剂,采用水热合成及高温煅烧法制备了介孔氧化铝吸附剂。用XRD、SEM、TEM和N_2吸附-脱附技术对产物的物相结构、形貌及孔结构进行了表征,并研究了对F~-离子的吸附性能。结果表明,制备产物为颗粒状γ-Al_2O_3,具有蠕虫状介孔结构特征,孔径分布范围较窄(5 nm)。溶液中共存阴离子对介孔γ-Al_2O_3的除氟率有明显影响,影响大小顺序为PO_4~(3-)HCO_3~-SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-。介孔γ-Al_2O_3的循环利用性能稳定,经5次吸脱附之后除氟率基本保持不变。     

介孔氧化铝纳米材料的制备及除氟性能研究

以氯化铝和铝酸钠为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为结构调控剂,采用水热反应和高温煅烧技术制备了纳米氧化铝粉体材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和N₂吸附/脱附等对产物的晶型、形貌和孔结构进行了表征,研究了氧化铝对氟离子的吸附性能。结果表明,水热反应制得前驱体为AlOOH,呈现纳米片组装的花状形貌;550℃煅烧后所得产物为η-Al₂O₃,呈现出分散性良好的纳米颗粒状形貌。η-Al₂O₃具有介孔结构,经PVP调控的η-Al₂O₃有较大的比表面积(132.56 m²/g)和孔容(0.396 cm³/g)。η-Al₂O₃的除氟容量随溶液pH增大先减小后趋于平衡,经PVP调控的η-Al₂O₃具有更优异的除氟性能。η-Al_2...     

介孔氧化铝的结构调控及除氟性能研究

以铝酸钠（NaAlO₂）和氯化铝（AlCl₃·6H₂O）为铝源,分别以葡萄糖、壳聚糖、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为结构导向剂,采用水热反应和高温煅烧技术制备了纳米氧化铝粉体材料。用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、氮气吸附-脱附和傅里叶变换红外光谱（FT-IR）等手段对产物进行了表征。结果表明,产物均为介孔γ-氧化铝（γ-Al₂O₃）,呈纳米颗粒状形貌,分散较为均匀。其中,葡萄糖调控的γ-氧化铝具有较大的比面积（437 m ²/g）和孔体积（0.60 cm ³/g）。4种γ-氧化铝对氟离子（F ^-）的吸附结果表明,葡萄糖调控的γ-氧化铝除氟效果最好。     

READ-F树脂的除氟性能研究

通过静态和动态实验,研究了新型除氟树脂READ-F对F-的吸附性能,考察了pH、树脂的用量、通水倍数对该树脂除氟性能的影响,并与改性活性氧化铝(MAA)的除氟性能进行了比较.研究结果表明:pH=4时.临界通水倍数可达3 000;pH=6时,临界通水倍数仅为175.READ-F树脂应在pH≤4时使用.此时出水中溶出的金属离子浓度近似为零,表明该树脂具有良好的耐酸侵蚀性能.原水pH=4时,出水pH随着通水倍数的增大而减小,通水倍数为500时pH最小,然后随着通水倍数的增大而升高.MAA在较低用量(<4 g)时,除氟效率不如READ-F树脂高;但是在较高用量(≥4 g)时,MAA则高于READ-F树脂的除氟效率.     

锶掺杂羟基磷灰石除氟的吸附行为及机理研究

通过共沉淀法合成锶掺杂羟基磷灰石(Sr-HAP),并将其用于水中氟离子的去除。结果表明,少量锶掺杂提高了HAP比表面积,从而暴露出更多的活性OH^-位点;Sr-HAP对氟离子的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型,通过模型拟合计算出对氟离子的q_m为20.75 mg/g;偏酸性和中性条件下,Sr-HAP对氟离子的吸附效果稳定;Sr-HAP吸附除氟的机理主要是静电吸引作用和离子交换。     

硝基苯吸附剂的筛选及吸附性能研究

为了研究常见吸附剂对高盐废水中低浓度硝基苯的吸附性能,对粉末活性炭、大孔树脂和粉煤灰进行了筛选,并考察了高盐、 pH值对粉末活性炭吸附硝基苯的影响和吸附模型。结果表明:在pH值为3,吸附温度为20℃的条件下,粉末活性炭对硝基苯的吸附效果最好,平衡吸附量为148.4～278.3 mg/g;其次为大孔树脂,平衡吸附量为15.4～28.3 mg/g;粉煤灰的吸附效果最差,平衡吸附量仅为8.55～13.2 mg/g。NaCl促进了粉末活性炭对硝基苯的吸附,溶液中NaCl质量分数从0提高到30%,粉末活性炭对硝基苯的平衡吸附量从186.5 mg/g升高到325.3 mg/g。pH值对粉末活性炭吸附硝基苯的影响不显著。粉末活性炭对硝基苯的吸附符合Langmuir模型,饱和吸附量为384.6 mg/g。     

Critical current density and mechanical performance of MgB2 superconductors prepared with different magnesium sources

In this study, the critical current density and mechanical performance of MgB₂ superconductors prepared using different magnesium sources (Mg and MgH₂ with 99.9% and 96.5% purities, respectively) were analyzed. When the samples were characterized structurally and electrically, we found that the grain sizes were about 40?nm and transition temperature was around 30?K being lower than the literature. Critical current densities of all samples were calculated using Bean's model and our calculations yielded critical current density values higher than 10⁶?A?cm^?2 in self-field. The highest critical transition temperature value belongs to M800 (Mg with 99.9% purity) sample and when the critical current density and transition temperature values of this sample are considered, this sample appears to have the potential for practical use. Vicker's microhardness measurements were performed and yield stress (Y), elastic modulus (E), brittleness (B_i), ductility (D) and fracture toughness (K_IC) were calculated. All samples exhibited Indentation Size Effect (ISE) and microhardness measurements were compared with some microhardness models with were compatible with ISE behavior.     

锡酸铅纳米粒子的制备及其光催化性能

以有机碱四甲基氢氧化铵［N（CH₃）₄OH］为矿化剂,采用水热合成法制备锡酸铅（PbSnO₃）纳米粒子。通过X射线衍射（XRD）、热重-差式扫描量热分析（TG-DSC）和红外光谱分析（IR）等手段对产物的形成过程和结构进行表征,并研究了其对亚甲基蓝溶液的光催化降解性能。结果表明：由于采用有机碱四甲基氢氧化铵作为矿化剂,可以在较低的温度和较短的时间内制备出纯的立方相锡酸铅纳米粒子,其反应温度可降至120 ℃,反应时间可缩短至5 min;前躯体溶液pH是合成纯锡酸铅纳米粒子的关键,其值应在13以上。锡酸铅纳米粒子对亚甲基蓝溶液有良好的光催化降解效果,当催化剂用量为60 mg/L、反应时间为100 min时,亚甲基蓝的降解率可达88.5%。     

水热合成地聚合物材料及其吸附性能研究

以偏高岭土和粉煤灰为原料,采用水热合成法制备偏高岭土-粉煤灰基地聚合物材料,通过XRD对材料进行了表征,研究吸附时间、初始浓度和溶液pH对所得材料吸附性能的影响。结果表明,分别以氢氧化钠或水玻璃作为碱性催化剂,在180℃、保温12 h水热反应条件下制备的地聚合物材料对Sr2+,Co2+,Cs+具有良好的吸附性能,但不同催化剂作用下所制得的材料对这3种离子的吸附性能有所差异。吸附实验表明,该地聚合物材料在核废料处理等环境保护方面具有很好的应用价值。     

磷石膏-矿渣基胶凝材料的制备及其性能研究

针对磷石膏基胶凝材料强度低、耐水差的缺点,运用碱激发剂改善磷石膏基胶凝材料的力学性能和耐水性。采用扫描电镜、X射线衍射和压汞法分析磷石膏基胶凝材料水化产物和孔结构。结果表明：将磷石膏在140 ℃条件下热活化4 h后得半水石膏,按m（半水石膏）∶m（矿渣）∶m（生石灰）=60∶40∶4配制粉料,水胶质量比为0.6,掺1%（质量分数）的碱激发剂,磷石膏基胶凝材料抗压强度和抗折强度分别为40.6 MPa和11.3 MPa,软化系数为0.84;硬化体中二水石膏和钙矾石为基本骨架,C-S-H凝胶包覆各组分形成致密网状结构,保证材料高强高耐水性。     

共凝聚气浮装置的研制及性能试验

根据气泡与絮体的粘附和紊流气浮理论,设计了共凝聚气浮反应器的试验装置,该装置采用了气液混合泵溶气,取代了传统气浮装置中的空压机、溶气罐和释放器,实现了混凝和气浮一体化。对COD的质量浓度为5 820～5 860 mg/L的皮革废水处理的试验表明:在工作压力为0.6 MPa,停留时间为30 min左右,处理效果稳定的回流体积比为225%左右,硫酸亚铁投加量为2.66 g/L,COD去除率达90%以上。     

降解含油废水菌株的选育及性能试验

从被含油废水长期污染的活性污泥中筛选分离出能降解该废水的4种不同单一菌株。通过对各菌株降解能力的考察,其中菌株H1降解能力明显高于其它菌株。初步鉴定H1为假单胞菌属。该菌的最适合生长条件为:温度40℃,pH值为9,NaCl浓度为0.5mol/L。该菌株降解含油废水的最佳使用条件为:最佳菌体接种量为每100mL废水中投加2.0mL菌悬液;营养液中,生长因子是必需的营养成分;废水的碳氮质量比为3∶1时,H1菌株的降解率高出市售菌种的降解率20%以上,有效地解决了市售菌种因针对性不强而效果欠佳的难题,有望降低生产成本。     

不同余热情况下有机朗肯循环和卡琳娜循环能量性能对比

有机朗肯循环和卡琳娜循环都是发展前景广阔的低温余热动力利用技术,这两种技术在余热利用方面各有其优势和劣势。在炼厂中,余热资源分布广泛,针对不同余热热源选择合适的动力循环系统对能量的有效利用具有实际意义。热效率和(火用)效率是评价动力循环系统的两个重要指标。通过将余热资源分成3类,即显热热源、复合热源和潜热热源,用Aspen Hysys软件对有机朗肯循环和卡琳娜循环进行流程模拟,考察了余热资源特性对有机朗肯循环和卡琳娜循环能量性能的影响。结果表明当余热为显热热源时,卡琳娜循环系统优于有机朗肯循环;当余热为复合热源且潜热与显热比R=1或当余热为潜热热源时,有机朗肯循环优于卡琳娜循环。     

聚合氯化铝锌絮凝剂的研制和性能评定

采用在AlCl3与ZnCl2溶液中加NaOH的方法制备出一种新型无机复合高分子絮凝剂聚合氯化铝锌(PAZC),通过正交试验找出了最佳的制备工艺条件为铝浓度0.5 mol/L,NaOH浓度0.5 mol/L,搅拌时间10 min,制备碱化度2.2。并探讨了锌铝的量比、pH值、絮凝剂投加量及陈化时间对絮凝效果的影响。得出最佳混凝条件:最佳锌与铝的量比为3∶5,pH值为8～11,絮凝剂投加量为5 mg/L。在此条件下,对浊度为300度的水样,PAZC的除浊率超过98%。     

天然锰砂对水中溴酚的去除效果及其机理研究

采用天然锰砂对水溶液中溴酚(BPs)的去除效果及其机理进行了研究,以2,4-二溴酚为代表,考察了天然锰砂粒径大小和反应温度对去除反应的影响。结果表明,天然锰砂对不同BPs的去除能力不同,表现为2,6-二溴酚2,4-二溴酚2,4,6-三溴酚2-溴酚4-溴酚,去除过程主要为脱溴和吸附的共同作用;小粒径和高反应温度都能够提高BPs的去除效果;天然锰砂氧化转化2,4-二溴酚的主要产物为2-溴代对苯二酚和4-溴酚。