蒽醌-2-磺酸钠介导下奥奈达希瓦氏菌还原U(VI)(英文)

在厌氧环境下,以蒽醌-2-磺酸钠(AQS)作为腐殖质模式物,对奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis,S.oneidensis)还原U(VI)的效果与主要影响因素进行研究。结果表明:在30°C,当p H值为7.0,AQS为1.0 mmol/L,反应96 h后,S.oneidensis对U(VI)的去除率达到99.0%。AQS浓度为0.5~1.0 mmol/L时,其能有效促进U(VI)的还原,当AQS浓度超过2.0 mmol/L时,其对U(VI)的还原促进作用明显减小。Cu2+、Cr6+和Mn2+对U(VI)的还原均表现出明显的抑制作用,而Zn2+对U(VI)的还原影响较小。NO3-离子浓度低于0.5 mmol/L时,其对U(VI)的还原基本没有影响,而当NO3-离子浓度高于1.0 mmol/L时,其对U(VI)的还原存在明显的抑制作用。当SO42-离子浓度低于5.0 mmol/L时,其对U(VI)的还原有微弱的促进作用。在AQS+S.oneidensis+U(VI)还原体系中投加零价铁(ZVI),能快速促进U(VI)的还原,且U(VI)的还原率与ZVI的投加量(0~2.0 mg/L)呈正相关。XPS分析结果表明:菌体表面沉积U(VI)和U(IV)两种价态的U元素,反应后的铀主要形成稳定的UO2。     

腐殖质AQS存在条件下腐败希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的特性

在厌氧条件下,研究腐败希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的特性,考察腐殖质模式物蒽醌2磺酸钠(AQS)浓度、金属离子(Cu2+、Ca2+、Cr6+等)与有毒有机物等对U(Ⅵ)还原的影响。结果表明:腐败希瓦氏菌可以利用一些有机酸盐作为电子供体,以AQS作为电子穿梭载体,进行醌呼吸,高效还原U(Ⅵ)。当AQS的浓度为0~2 mmol/L时,能显著加速U(Ⅵ)的还原过程;当AQS的浓度高于2 mmol/L时,随着AQS浓度从2 mol/L增加到10 mol/L,AQS与U(Ⅵ)竞争电子,明显抑制U(Ⅵ)的还原。同时,Ca2+和Cu2+对U(Ⅵ)的还原均表现出较强的抑制作用,Cu2+的抑制作用通过抑制呼吸链上脱氢酶的活性实现;但Mn2+和Cr6+对腐殖质还原U(Ⅵ)的影响较小,在60 h内,未观测到溶液中Cr6+浓度的明显变化。金属离子对还原U(Ⅵ)抑制作用的强度与其浓度正相关。环境中甲苯、三氯乙酸和对硝基苯酚等有毒有机物可以作为电子供体被腐败希瓦氏菌利用而降解,得到氧化降解,同时实现U(Ⅵ)的高效还原。     

硫酸盐还原菌颗粒污泥去除U(Ⅵ)的影响因素及稳定性

探讨U(Ⅵ)初始浓度、COD、SO42-、Cu2+、Fe0等对硫酸盐还原菌颗粒污泥(SRBGS)去除U(Ⅵ)的影响,讨论其去除U(Ⅵ)的稳定性,并利用XPS分析U(Ⅵ)还原产物的形态特征。结果表明:当COD为300~1500 mg/L时,随着COD浓度的升高,U(Ⅵ)的去除速率加快;SO42-浓度低于1500 mg/L对U(Ⅵ)的去除有促进作用;Cu2+浓度低于100 mg/L时,U(Ⅵ)还原未受显著影响,但当其增至200 mg/L时,U(Ⅵ)还原受到完全抑制;投加铁粉大大提高了U(Ⅵ)的去除速率,20 h内,U(Ⅵ)的去除率达到100%。SRB颗粒污泥能够长期使用,最佳水力停留时间12.5 h,NO3-能使已还原的U(Ⅵ)再氧化。XPS分析表明,颗粒污泥表面沉积或吸附了铀,且以U(Ⅳ)为主。     

石墨负载纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)

以液相还原法制备纳米零价铁,将其负载于石墨表面制备负载型纳米零价铁复合材料(G-nZVI),并用来去除溶液中的U(Ⅵ),考察初始溶液的pH、反应温度、反应时间、U(Ⅵ)的初始浓度以及固液比等因素对复合材料(G-nZVI)去除U(Ⅵ)影响。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术对反应前后的材料进行表征,分析其去除U(Ⅵ)的机理。结果表明:纳米零价铁颗粒分散在石墨粉的表面,没有产生团聚。反应后溶液中主要生成UO_2和U(Ⅳ)氢氧化物沉淀。石墨负载型纳米零价铁对U(Ⅵ)有很好的去除效果,在pH为4.0,温度为30℃,反应时间为60 min,固液比为0.25 g/L,初始U(Ⅵ)浓度为10 mg/L条件下,U(Ⅵ)的去除率和吸附容量分别达到99.67%和43.2 mg/g,说明该复合材料(G-nZVI)在含铀放射性废水的处理与环境修复中具有潜在的应用价值。     

厌氧颗粒污泥吸附铀(Ⅵ)的特性与机理

以造纸厂厌氧颗粒污泥为原料制备的粉末厌氧颗粒污泥(PAGS)作为生物吸附剂,研究pH值、吸附剂PAGS的用量、U(Ⅵ)初始浓度和吸附时间对PAGS吸附U(Ⅵ)的影响。采用模型模拟、扫描电镜分析、能谱分析、红外光谱分析和离子交换试验等手段探讨PAGS吸附U(Ⅵ)的机理。结果表明,在U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L、温度为30℃时,PAGS吸附U(Ⅵ)的最佳条件是pH值为6,PAGS用量为2.0 g/L,吸附平衡时间为60 min。用准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R20.99)均可较好地拟合其吸附过程。扫描电镜、能谱分析和离子交换试验结果表明,离子交换是PAGS吸附U(Ⅵ)的主要方式,参与交换的主要离子为Ca2+;红外光谱分析表明配位络合也是其吸附机理之一,参与络合作用的主要基团有—OH、C=O、Si—OH和—NH2。以0.1 mol/L的HCl溶液作为解吸液,初次解吸率达99%,表明PAGS可再生且无毒、生态友好,具有较好的重复利用性,在含铀废水处理中具有广阔的应用前景。     

铁基非晶合金对Cu污染土壤的还原固定

采用铁基非晶合金粉末Fe₇₈Si₉B₁₃固定化修复Cu污染土壤，探讨不同温度和pH值对Cu²⁺形态转变的影响。动力学分析结果表明，Fe₇₈Si₉B₁₃^AP与Cu²⁺的反应均符合准一级动力学方程描述的规律，土壤总Cu含量为600 mg/kg,温度为313 K,pH=6时，Fe₇₈Si₉B₁₃^AP化学反应速率k_obs=1.449 h^-1,活化能ΔE=15.94 kJ/mol。修复后土壤的三步浸提(BCR)结果显示，土壤中迁移态的Cu转变为可还原态和可氧化态，从而有效降低了土壤的环境风险。研究反应机理发现，Fe₇₈Si₉B₁₃^AP的开路电压比零价Fe(ZVI)低0.27 V,因此在...     

Ida~(2-)-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿(英文)

采用Ida2--H2O体系(亚氨二乙酸盐水溶液)处理高碱性脉石型低品位氧化锌矿,考察浸出时间、液固比、配体总浓度、温度及pH值对矿物中主金属Zn及杂质元素Ca、Mg、Cu、Ni、Fe、Pb、Cd的溶出影响。结果表明:在弱碱性Ida2--H2O体系中,Ca、Mg、Fe不会被大量溶出,有价金属Cu、Ni、Pb、Cd可部分随主金属Zn溶出而进入浸出液;在浸出时间4h、液固比5:1、配体总浓度0.9mol/L、温度70℃、pH8的优化条件下,锌浸出率为76.6%。     

气体介质对常压等离子体还原氧化铜的影响

目的研究不同等离子体还原介质和还原时间对氧化铜还原的影响。方法采用等离子焰流扫描试样,应用扫描电镜观察还原后试样的表面微观形貌,通过X射线衍射仪分析试样处理前后表面相成分的变化。结果采用N2+热氨为气体介质,其还原产物为Cu4O3和Cu3O,相对于其他气体介质得到的还原产物Cu2O,能将Cu2+还原至更低的价态。还原时间为40 s时,主要还原产物为Cu3O,其氧含量低于Cu O,随着时间延长,亚稳相Cu3O逐渐转变成较稳定的Cu2O;当还原时间为100 s时,析出Cu单质。结论 N2+热氨是还原性较强的气体介质。氧化铜中铜离子价态随还原时间增加而降低,同时伴随亚稳定相Cu3O向Cu2O转变现象。还原过程中高能电子对Cu O颗粒有加热熔融作用,激发态的活性粒子发挥主要的还原作用。     

REBa2Cu3O7的化学键性质和Moessbauer谱研究

利用电介质的平均能带模型计算了REBa2Cu3O7(RE=Eu,Y)的化学键参数,得到Cu(1)-O键的平无共价性为0.41,Cu(2)-O键的平共价性为0.28,应用由共价性和极化率定义的化学环境因子计算了^57Fe和^119Sn在REBa2Cu3O7中的Moessbauer同质异能位移,确定了^57Fe在EuBa2Cu3O7和^119Sn在YBa2Cu3O7中的价态和占位情况。     

用N235从富铁高酸度硫酸浸出液中萃取除铁

对N235萃取除铁进行研究,考察H2O2用量、料液初始pH、萃取剂浓度、萃取剂组成、萃取时间对萃取的影响以及H2SO4浓度、反萃时间对反萃的影响,设计错流萃取过程并绘制反萃平衡等温线,对萃取剂转型条件进行研究。结果表明:H2O3+2用量为理论量3.85倍时可将Fe2+完全氧化成Fe,并采用有机相组成30%(体积分数)N235+10%(体积分数)TBP+磺化煤油作为萃取剂,料液初始pH为0.11,其最佳萃取条件如下:萃取温度25℃,萃取时间2 min,相比O/A为1:1。经过4级错流萃取,其Fe3+萃取率可达96.96%,Cu2+、Co2+、Ni2+损失率分别为3.04%、1.39%和3.84%,有机相负载采用0.3 mol/L硫酸可反萃得到纯度为98.87%的Fe2(SO4)3溶液,其最佳反萃条件为反萃温度25℃,反萃时间6 min,相比O/A=1:1。经两级逆流反萃,Fe3+反萃率达99.12%,反萃铁后的负载酸有机相经Na2CO3中和转型,返回使用。     

微生物群落修复酸法地浸采铀矿山退役采区地下水

通过添加乙醇激活并富集出富含还原功能微生物群落的沉积物，再将该沉积物添加至新疆酸法地浸采铀矿山退役采区地下水-岩芯样微模型中，监测了pH值、铀、硝酸根、硫酸根、微生物群落结构、铀的价态、结合形态等参数的变化。结果表明：微模型中地下水的pH值在15 d时升高至5.5，铀和硝酸根的浓度分别降至0.039和16.17 mg/L;60 d时地下水的硫酸根浓度降至107.31 mg/L，均达到了相关国家排放标准。60 d时，地下水-岩芯样微模型中可还原U(Ⅵ)的功能微生物丰度高达75%，地下水中2/3的U(Ⅵ)被微生物群落还原为U(Ⅳ)；在微生物群落的作用下，40.35%不稳定结合形态的铀转化为稳定结合形态的铀。     

Ida~（2-）-H_2O体系浸出低品位氧化锌矿

采用Ida2--H2O体系（亚氨二乙酸盐水溶液）处理高碱性脉石型低品位氧化锌矿,考察浸出时间、液固比、配体总浓度、温度及pH值对矿物中主金属Zn及杂质元素Ca、Mg、Cu、Ni、Fe、Pb、Cd的溶出影响。结果表明：在弱碱性Ida2--H2O体系中,Ca、Mg、Fe不会被大量溶出,有价金属Cu、Ni、Pb、Cd可部分随主金属Zn溶出而进入浸出液;在浸出时间4h、液固比5：1、配体总浓度0.9mol/L、温度70℃、pH8的优化条件下,锌浸出率为76.6%。     

铜离子对银电解的影响

采用电导率仪测定不同Cu2+浓度下AgNO3溶液的电导率,应用扫描伏安法研究Cu2+对阴极极化的影响,通过恒电流电解精炼研究Cu2+浓度对电解银粉含铜量的影响。结果表明:AgNO3溶液的电导率随着Cu2+浓度的增加而逐渐升高;Cu2+对银的析出具有抑制作用,随着其浓度的增加银的析出电位负移;电解液Cu2+浓度超过21.3 g/L时,银粉铜含量便会超标;银电解液中的Cu2+浓度在10~20 g/L范围时,对银粉中其他杂质元素Bi、Fe、Pb、Te的析出具有抑制作用。     

离子强度、阴阳离子和腐殖酸对纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的影响

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZⅥ)去除溶液中的U(Ⅵ),讨论溶液pH与离子强度、共存阴阳离子和腐殖酸对去除效果的影响,并对nZⅥ进行表征研究,分析纳米零价铁去除U(Ⅵ)的机理。结果表明:纳米零价铁对溶液中的U(Ⅵ)有很好的去除效果,pH值对去除效果有显著影响,而离子强度对纳米零价铁去除U(Ⅵ)几乎没有影响。阳离子对铀的去除有一定的影响,其中Ca~(2+)和Mg~(2+)的影响较大,而Na~+和K~+几乎没有影响。阴离子对纳米零价铁去除U(Ⅵ)也有一定的影响,其影响顺序由大到小依次为NO_3~-、SO_4~(2-)、ClO_4~-、CO_3~(2-)、HPO_4~(2-)。腐殖酸对纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)在pH≤4.5时有明显的促进作用;当pH4.5以后,腐殖酸对纳米零价铁去除U(Ⅵ)具有明显的抑制作用。     

一种新型混合价态铁的砷酸盐黑色晶体（英文）

臭葱石(FeAsO_4·2H_2O)是应用最广泛的固砷相,但Fe(Ⅲ)还原溶解为Fe(Ⅱ)会促进砷的释放。本研究向臭葱石的制备体系中引入某种醇(甲醇、乙醇、异丙醇或叔丁醇)使Fe(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)达到平衡并制备出一种新型混合价态铁的砷酸盐黑色晶体,其分子式为Fe(Ⅱ)_(5.2)Fe(Ⅲ)_(8.8)(AsO_4H)_4(AsO_4)_8·H_2O。与臭葱石相比,该黑色晶体具有较高的砷含量(36.4%,质量分数)和较低的结晶水含量(0.73%,质量分数)。另外,砷的浸出浓度可以低于中国危险废物鉴别标准规定的阈值(5mg/L)。因此,这种新型混合价态铁的砷酸盐晶体可以被归为一种在环境应用上极具前景的非毒性含砷相。     

Fe-Si-B非晶合金薄带对水中Cu(Ⅱ)的去除性能及机理研究

采用单辊甩带法制备了Fe-Si-B非晶合金条带(Fe-Si-BAR)。分别将0.08、0.30、0.60、1.00 g/L的Fe-Si-BAR加入初始浓度为100 mg/L的含Cu(Ⅱ)溶液中进行Cu(Ⅱ)去除试验。结果表明,随着Fe-Si-BAR剂量从0.08增加到1.00 g/L,Cu (Ⅱ)的去除率从85%升高到99%,且去除过程符合伪一级动力学模型。Fe-Si-BAR去除Cu (Ⅱ)主要基于氧化还原反应,还原产物为Cu和Cu2O。反应过程中,Fe-Si-BAR表面产物层形成松散结构,并且从条带表面脱落。     

氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀(Ⅵ)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,利用TEOS水解成SiO_2合成了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料(GOS)。通过静态实验,探讨pH、GOS投加量、吸附时间和U(Ⅵ)初始浓度对GOS吸附U(Ⅵ)的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对GOS进行表征,并探讨其吸附U(Ⅵ)的机理。结果表明:当溶液pH为6,投加量为0.2 g/L,吸附时间为120 min时,GOS吸附U(Ⅵ)效果最佳;吸附过程较好地拟合准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);Si O_2成功与GO复合,GOS对U(Ⅵ)具有很好的吸附性能,其吸附U(Ⅵ)前后自身结构并未发生变化,其对U(Ⅵ)的吸附机理以—COOH、—OH的离子交换作用为主,Si—OH的络合反应并存。     

铝酸钠溶液中S2-浓度对20Cr钢腐蚀行为的影响

目的研究20Cr钢在铝酸钠溶液中不同S2?浓度下的腐蚀行为及产物形成过程,探索腐蚀机理。方法 20Cr钢在不同S2?浓度的溶液中进行高温浸泡腐蚀实验与电化学测试,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)等分析技术,观察腐蚀产物的微观形貌、元素含量与组成。运用失重法、极化曲线和交流阻抗图分析样品的腐蚀速率。结果 S2?质量浓度从0g/L增加到5g/L时,腐蚀速率由3.43 g/(m2·d)上升到25.20 g/(m2·d),腐蚀产物逐渐增多,S2?质量浓度在6 g/L时,腐蚀速率下降到21.30 g/(m2·d)。EDS结果表明,随S2?浓度的增加,腐蚀产物中铬元素含量增加,铁元素总体含量降低,氧、铝元素含量呈现先增长后降低趋势。XRD结果显示,加入S2?与未加S2?相比,腐蚀产物物相组成由Fe3O4和FeOOH变为Fe3O4、Fe Cr2O4和FeS。电化学测试得到S2?质量浓度从0 g/L到5 g/L时,腐蚀电流密度由22.87?A/cm2上升到586.02?A/cm2,S2?质量浓度在6 g/L时,电流密度下降到183.06?A/cm2。结论 S2?质量浓度在0～5 g/L范围时,20Cr钢的腐蚀速率逐渐增加,腐蚀产物中形成FeS,S2?的加入能够促进腐蚀反应,破坏未加入硫元素时形成的较致密腐蚀物;当S2?质量浓度超过5 g/L后,形成致密的Fe Cr2O4尖晶石氧化物,粘附在试样表面,对腐蚀起到抑制作用。     

铸铁中铬的快速测定方法

采用（NH4）2S2O8氧化，（NH4）2Fe(SO4)2还原测定铬，原理是：在试样溶解过程中，把铬变成3价铬，然后通过（NH4）2S2O8把3价铬氧化成6价，再以（H4）2Fe(SO4)2还原剂，将其还原3价，根据所消耗的还原剂（NH4）2Fe(SO4)2的量，来计算铬量。     

耐铀颗粒污泥微生物群落结构解析

以厌氧颗粒污泥为对象,测试其对不同浓度U(Ⅵ)(2.4~12 mg/L)的去除效果,通过环境扫描电子显微镜(ESEM)和高通量测序技术等方法解析铀胁迫下微生物群落结构特性。结果表明:在初始U(Ⅵ)浓度为9.6mg/L、p H为6、投加湿污泥2g(污泥的可挥发性悬浮在体浓度为0.1g)条件下,U(Ⅵ)的去除率最高,达到95.1%;颗粒污泥中微生物以直径约1μm的球形细菌为主,能谱分析(EDS)也证明细胞表面铀的存在。高通量测序得到15939条有效序列,可划分操作分类单元939个。样品文库覆盖率为0.967,Shannon指数、ACE指数和Chao1指数分别为4.099、3140.55与2122.53,表明样品具有较高的微生物多样性与丰富度。菌属分类显示:颗粒污泥中包含许多典型的铀还原固定菌属,如Acinetobacter、Clostridium、Pseudomonas、Sulfurovum、Sulfurospirillum及Trichococcus,这是颗粒污泥具有高效除铀效果与耐铀性能的原因。