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。     

氧化石墨烯-壳聚糖复合物的制备及其吸附性能

采用Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)与壳聚糖(CTS)制备复合型吸附剂GO-CTS,通过傅立叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对结构和形貌进行表征。考察pH、投加量、吸附时间以及铀初始浓度等参数对吸附剂去铀效果的影响。结果表明,对于10mg/L的含铀溶液,GO和GO-CTS的最佳吸附条件分别为:pH=4~7,5;投加量1.0,1.0g/L;吸附时间为1,70min;最大去铀率分别为99.5%,97.5%。GO和GO-CTS的吸附平衡符合Freundlich等温线模型,表明为多分子层吸附,主要以物理吸附为主,最大吸附量分别为78.13和114.94mg/g。     

二氧化硅层对氧化石墨烯表面生长碳纳米管的影响

目的 通过在氧化石墨烯表面沉积二氧化硅过渡层，实现碳纳米管在其表面的可控生长。方法 在氧化石墨烯(GO)的分散液中，滴入四乙氧基硅烷(TEOS)，通过调节分散液的pH，使得TEOS水解，并在氧化石墨烯表面沉积二氧化硅层(SiO2)，获得二氧化硅包覆的氧化石墨烯(GO@SiO2);然后，采用浮动催化剂化学气相沉积(CVD)方法，在GO@SiO2表面生长碳纳米管，通过调节沉积时间，获得二氧化硅包覆的氧化石墨烯–碳纳米管杂化材料(GO@SiO2-CNTs);将未沉积二氧化硅层的氧化石墨烯在同样条件下通过CVD得到氧化石墨烯–碳纳米管杂化材料(GO-CNTs);结合SEM、STEM、EDS分析，对比有无二氧化硅层的氧化石墨烯基底对生长碳纳米管的影响。结果 在GO表面直接生长的CNTs不能实现全面均匀的包覆，相比之下，在SiO2包覆的GO表面生长的碳纳米管阵列均匀且致密，呈现典型的“刷”状结构，通过调节反应时间，可以控制碳纳米管的生长密度和长度。结论 二氧化硅层可以有效地促进碳纳米管在氧化石墨烯基底的生长，实现碳纳米管形貌的可控调节。     

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。     

零价铁对奥奈达希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的影响及机制

采用现代分析方法探讨零价铁(ZVI)与奥奈达希瓦氏菌(S.oneidensis)MR-1还原U(Ⅵ)的效果与机制。结果表明:ZVI与S.oneidensis均能够还原U(Ⅵ);在厌氧条件下,ZVI与S.oneidensis还原U(Ⅵ)存在协同作用。当p H为7、温度为30℃、U(Ⅵ)的初始浓度为20 mg/L、ZVI的投加量为1.0 g/L时,24 h S.oneidensis对U(Ⅵ)还原率达到96.9%;在0.5~2.0 g/L范围内,U(Ⅵ)的还原率随ZVI投量的增加而上升;在U(Ⅵ)初始浓度5.0~50.0mg/L内,U(Ⅵ)的还原率与其浓度正相关。ZVI、Fe3O4和Fe2O3均能明显促进U(Ⅵ)的还原,而可溶态的Fe(Ⅲ)对U(Ⅵ)的还原具有明显的抑制作用。其他离子Cu2+、Ca2+、Mn2+和NO3-对U(Ⅵ)的还原存在抑制作用,以Cu2+的影响最大,Ca2+的影响次之,SO42-对U(Ⅵ)的还原影响较小。XPS分析结果表明,ZVI表面吸附和沉积了U(Ⅵ)和U(Ⅳ)两种价态的U元素,反应后的铀大部分形成了稳定的UO2。     

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。     

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。     

α-MnO_2-CNTs-GO复合材料的制备及研究

按1∶1的摩尔比选用过硫酸钾(K_2S_2O_8)和一水合硫酸锰(MnSO_4·H_2O)为原材料并用去离子水溶解,将占总质量5%的CNTs溶入硫酸锰溶液中,并按GO∶CNTs=1∶10的比例加入氧化石墨烯,调节混合溶液的pH值至1,110℃温度下烘干制得α-MnO_2-CNTs-GO复合材料。通过透射电子显微镜(TEM)检测方法分析了碳纳米管被氧化石墨烯分散的机理,分析结果表明,氧化石墨烯和碳纳米管按质量比1∶10的添加量加入后,的确能改善碳纳米管在二氧化锰中的分散效果,可进一步提高其电化学性能,其电极功率密度相较纯α-MnO_2有较大的提高。     

聚吡咯/氧化石墨烯/氧化铜纳米棒复合材料的制备及其对葡萄糖催化性能的研究

采用静电吸附的方法制备出氧化石墨烯/氧化铜纳米棒复合物,再利用原味聚合的方法在氧化石墨烯/氧化铜纳米棒(GO/CuO-NRs)复合物上原味聚合上吡咯单体。通过对复合材料进行XRD、TEM、SEM和FT-IR的表征,说明制备了聚吡咯/氧化石墨烯/氧化铜纳米棒(PPy/GO/CuO-NRs)复合材料,并对复合材料电极催化葡萄糖进行了研究。结果表明,复合材料对葡萄糖有良好的催化性能。     

氧化石墨烯的制备及其在防腐蚀导热涂料中的应用

氧化石墨烯(GO)是一种石墨烯的衍生物,也是制备超高导热防腐蚀涂层的最理想原料.主要介绍了国内外关于氧化石墨烯制备方法和反应机理的研究现状,并综述了石墨烯在防腐蚀导热涂层中的作用机理和氧化石墨烯在石油化工行业防腐蚀导热领域的应用现状,展望了氧化石墨烯在未来的研究方向及石墨烯防腐蚀导热涂层的工业应用前景.     

木屑季铵螯合吸附剂的制备及其吸附铀矿酸法废水中U(Ⅵ)

针对铀矿中酸法含铀废水处理的难点,利用木屑制备季铵盐型螯合吸附剂(MS)强化其除铀效果。研究环氧氯丙烷(ECH)添加量、二乙烯三胺(DETA)添加量、醚化反应时间、接枝反应时间对木屑的改性效果及其对废水中U(Ⅵ)吸附效果的影响,获取制备MS的最佳工艺条件。对MS进行表征分析并探讨吸附剂的改性机理。单因素实验结果表明:随着ECH、DETA添加量的增加及醚化时间的延长,MS对U(Ⅵ)的吸附性能先增大后减小;而随着接枝时间的增加,MS对U(Ⅵ)的吸附效果先增大而后基本保持不变。正交优化实验结果表明:对U(Ⅵ)吸附性能的影响醚化反应时间最大,接枝反应时间次之,ECH、DETA添加量最小。最优制备条件为ECH添加量10 m L,DETA添加量6 m L,醚化反应时间1 h,接枝反应时间4 h,此时MS对U(Ⅵ)的吸附率为99.72%,吸附量达99.72 mg/g。     

改性玉米芯吸附溶液中U(Ⅵ)的热力学特征

以微波辅助KMnO4改性玉米芯为吸附剂来吸附溶液中的U(Ⅵ),探讨改性玉米芯吸附溶液中U(Ⅵ)的热力学特征。结果表明:随着温度的升高,改性玉米芯对U(Ⅵ)的吸附量增大。Langmuir模型能更好地反映吸附过程特征,说明吸附主要发生在改性玉米芯表面的活性区域,属于单分子层吸附。吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明,所有温度下ΔG在U(Ⅵ)初始浓度≤80 mg/L时均为负值,且温度越高ΔG值越负,表明改性玉米芯对U(Ⅵ)的吸附过程是一个自发的过程,且温度越高,自发程度越大。焓变ΔH和熵变ΔS都为正值,说明吸附过程吸热,温度越高,越有利于吸附的进行。     

改性氧化石墨烯基环氧富锌涂层的防腐蚀性能

目的 通过添加改性氧化石墨烯,提高环氧富锌涂层的防腐性能.方法 采用对氨基苯磺酸重氮盐、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)以及磺化碳纳米管(SMWCNT)作为改性剂,分别对氧化石墨烯(GO)进行改性处理,并制备改性氧化石墨烯基环氧富锌涂层.采用X-射线衍射谱、傅里叶红外转换光谱和扫描电镜,分析了GO改性前后的结构变化和在涂层中的...     

碳纳米管-石墨烯/氧化亚铜复合球的制备及光催化性能

采用静电自组装的方法原位制备碳纳米管-石墨烯/氧化亚铜(CNTs-r GO/Cu2O)复合球。利用扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等对样品进行形貌观察和物相分析,并分别讨论搅拌速度、微波功率、碳纳米管含量对复合球形貌的影响。结果表明:碳纳米管(CNTs)与复合球之间形成了一种特有的空间嵌入结构,氧化石墨烯(GO)的加入对于CNTs的均匀分散起到了很好的效果。具有穿插结构的碳纳米管/石墨烯在氧化亚铜中的嵌入能有效提高氧化亚铜的光催化效果,且当碳纳米管/氧化石墨烯含量为2%(质量分数)、微波功率为525 W时,得到的复合球粉末催化效果最好。     

乙硫氮在铁闪锌矿表面吸附的电化学行为及机理

采用光谱分析、循环伏安及恒电位阶跃法,研究了乙硫氮(NaD)在铁闪锌矿表面吸附的电化学行为及机理,该机理与浮选电化学的混合电位模型并不一致.在酸性条件下,当电位为0～200 mV时,乙硫氮在铁闪锌矿表面电化学吸附形成双乙硫氮(D2);当电位为410 mV时,乙硫氮与矿物发生电化学反应形成ZnD2和S°,并产生钝化,且表面疏水性强;当电位大于600 mV,电极过程由自腐蚀反应控制.在中性和碱性条件下,铁闪锌矿表面的电极过程主要由自腐蚀阳极溶解控制.随着pH值的增大,表面中间态分别为Fe(OH)D2、Fe(OH)2D和Zn(OH)D,并随电位增大进一步氧化成Zn(OH)2、Fe(OH)3和D2,且矿物表面亲水性强.在开路电位条件下,铁闪锌矿表面存在双乙硫氮和乙硫氮金属盐,但不能有效地附着在电极表面.     

防腐阻燃水性聚氨酯涂层剂的研究

目的通过对水性聚氨酯进行硬段改性和后扩链改性,得到兼具防腐和阻燃功能的水性聚氨酯涂层材料。方法以二异氰酸酯、聚丙二醇、二羟甲基丙酸为基本单体,磷氮协效阻燃剂(FRC-6)作为硬段扩链剂,制备合成阻燃水性聚氨酯(FPU)预聚体。采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),以其作为后扩链剂在水性聚氨酯水乳化阶段加入,利用GO结构中的—OH等含氧官能团与FPU中的NCO—反应,制备出高接枝率氧化石墨烯化学改性的阻燃水性聚氨酯材料(GOFPU),并对GOFPU的结构与性能进行表征。结果 GO改性后,聚氨酯乳液粒度分布向粒径增大的方向变化,平均粒径在90μm左右,且乳液黏度降低,最低至9 m Pa·s,GO对聚氨酯预聚体的接枝率最高可达89.2%。GO的含量为0.4%时,材料的耐腐蚀电位增大到76 m V,耐腐蚀性最强;GO的含量为1%时,材料的极限氧指数LOI值为30.5%,达到难燃级别。结论对比相同阻燃剂含量的聚氨酯材料,GOFPU乳液的平均粒径增大,黏度降低,阻燃性大幅提高,防腐性能显著,且无毒无害、绿色环保。     

氧化石墨烯对近α型高温钛合金非等温氧化行为的影响机理

采用热重-差热分析仪对未添加氧化石墨烯(GO)和添加质量分数0.5%GO的近α型高温钛合金(Ti150)进行室温～1500℃的非等温氧化试验,分析氧化增重规律和氧化产物组织特征,揭示GO对非等温氧化行为的影响机理。结果表明:添加GO的Ti150钛合金的非等温氧化过程包括基本无氧化(≤800℃)、氧在α相缓慢溶解(800～1160℃)、氧在两相区加速溶解(1160～1300℃)、氧在β相快速溶解(1300～1330℃)和氧化层剧烈生长(1330～1500℃)5个阶段,氧在β相的溶解和氧化层的生长是非等温氧化增重的主要原因;非等温氧化温度升高至1500℃时,添加GO的Ti150钛合金的氧化增重和氧化层厚度比未添加GO的合金分别降低10.8%和17.9%;GO提高Ti150钛合金的抗非等温氧化性的主要机理包括两个方面,一是GO提高了合金的β转变温度,推迟了氧在β相中的快速溶解,减少了氧的溶解量;二是GO细化了合金晶粒,增加了晶界数量,使Al和Sn离子更容易向外扩散形成连续致密的富Al₂O₃层和富Sn层,增强了对氧和金属离子的阻隔作用。     

Ag2S/rGO纳米复合材料的细菌还原制备及光电性能研究

以一种革兰氏阴性菌(S.oneidensis MR-1)为生物还原剂,Na2S2O3为电子受体,在氧化石墨烯(GO)表面原位合成了Ag2S/rGO纳米复合材料,对其进行了表征和光电性能测试.结果表明,细菌还原得到粒径约10 nm的Ag2S纳米粒子,均匀分布在还原氧化石墨烯(rGO)上;光电性能测试表明,与纯Ag2S相比...     

2-6二氨基吡啶改性氧化石墨烯复合涂层的制备及防腐性能*

石墨烯材料作为填料加入到聚合物涂层中可以有效提高涂层防腐性能。以提高 GO 分散性获取高防腐性能复合涂层为切入点,采用 2-6 二氨基吡啶为改性剂制备改性氧化石墨烯复合材料(BGO),分析改性温度、改性剂配比量对 BGO 制备及防腐性能影响。再将 BGO 添加到环氧树脂中制备改性氧化石墨烯复合涂层(BGO / EP),探究 BGO 添加量对复合涂层防腐性能的影响,并揭示涂层防腐机理。XRD、Raman、FT-IR、SEM、AFM、TEM 等系列表征结果表明 2-6 二氨基吡啶成功接枝到 GO 表面。当反应温度为 80 ℃,改性剂与 GO 配比量为 1∶5 时,对 GO 的改性效果最佳。电化学试验、盐雾试验和附着力试验结果证明,BGO 的添加对环氧树脂防腐性能有明显提升作用,且当添加量为 0.1 wt.%时效果最佳。在 3.5% NaCl 溶液中浸泡 10 d 后 BGO / EP 的涂层电阻仍达到 1.03 G?·cm² ,比纯环氧树脂涂层的 38.9 k?·cm²提高了 5 个数量级,比改性前的 GO / EP 复合涂层的 262 k?·cm²提高了 4 个数量级,防腐性能显著提高。研究成果可为进一步优化石墨烯基防腐涂层制备工艺,探究氨基改性氧化石墨烯复合材料在环氧树脂中的分散效果,挖掘其在涂层体系中的作用机理奠定基础。     

高性能锂离子电池负极多孔CuO/GO纳米片的制备（英文）

通过简单、环保的方法成功制备了多孔CuO/GO纳米片。在该合成体系中,首先由碱性溶液中GO和Cu2+的静电作用生成Cu(OH)2/GO复合沉淀,经脱水制得多孔CuO纳米片。利用XRD、SEM、TEM等技术对多孔CuO/GO纳米片的结构及电化学性能进行表征,该复合纳米片表现出高可逆容量,优良的倍率容量和循环稳定性。结果表明:引入氧化石墨烯和合成多孔纳米结构相结合的制备方法,能实现优良的电化学性能,对于下一代高性能锂离子电池具有很好的应用前景。