铁锰氧化物对苯酚氧化降解的实验研究

为了考察铁锰氧化物对酚类污染物的氧化降解能力,采用天然以及合成的铁锰氧化物对苯酚的氧化降解进行对比实验研究。土壤中铁锰氧化物样品分别为天然针铁矿及氧化锰,合成铁锰氧化物样品分别为合成针铁矿及软锰矿。结果表明:苯酚与铁锰氧化物发生氧化还原作用时,还可能与土壤中杂质发生吸附等作用;铁锰氧化物还原反应强度随着反应介质pH值的升高而迅速下降;可用零级反应动力学方程拟合铁氧化物还原溶解反应,针铁矿溶解反应的强度与介质的pH值呈负相关关系;天然针铁矿对酚类污染物的氧化降解能力明显高于合成针铁矿,pH值对天然针铁矿溶解反应影响较大;可用一级指数衰减方程拟合锰氧化物还原溶解反应,锰氧化物溶解反应的强度与介质的pH值呈指数衰减关系;pH值对软锰矿还原溶解反应的影响大于对土壤中氧化锰的影响,pH值越小,影响越显著;对比pH值对铁和锰还原作用的影响发现,在pH=6.5时,锰氧化物仍有较强的氧化性能。     

微细粒弱磁性铁矿的选择性絮凝机理研究

应用紫外—可见光分光光度计和红外光谱仪等测试手段,较为详细地研究了菱铁矿、褐铁矿和镜铁矿的选择性絮凝作用机理。结果表明,在高pH值的条件下,阴离子聚丙烯酰胺主要靠氢键和化学键的作用吸附在氧化铁矿表面,是以化学吸附为主的单分子层吸附,桥联模式为矿粒/聚合物—矿粒;在有高模数水玻璃M_(3-1)存在的条件下,阴离子聚丙烯酰胺与铁矿物表面的作用机理不同于与石英表面的作用机理。     

铁氧化物改性蛭石对Pb2+的吸附性能研究

将天然膨胀蛭石加入硝酸铁的碱性溶液中,制得铁氧化物改性蛭石。通过铁氧化物改性蛭石对Pb2+的吸附动力学和吸附热力学研究,了解其吸附机理。研究结果表明,铁氧化物改性蛭石对Pb2+的吸附动力学可用准二级速率方程描述;铁氧化物改性蛭石对Pb2+的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程;铁氧化物改性蛭石对Pb2+的吸附吉布斯自由能变ΔG0<0,吸附焓变ΔH0>0,表明吸附为自发的吸附过程,升温有利于吸附的进行,且吸附过程主要为物理吸附;铁氧化物改性蛭石在不同pH值下对Pb2+的吸附效果变化不明显。     

针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为与热力学研究

采用批量振荡吸附平衡法设计针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸试验,对比研究了针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸行为,并考察了不同K⁺浓度的溶液对蒙脱石吸附菲的影响,比较分析了线性吸附模型和Freundlich吸附模型描述矿物吸附等温线的准确性,并从吸附热力学角度探讨了矿物的吸附机理。结果表明:针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸均表现出明显的非线性和解吸滞后现象; 相对于线性吸附模型来说,针铁矿和蒙脱石对菲的吸附解吸更符合Freundlich吸附模型; 与蒙脱石相比,针铁矿对菲的吸附更为显著,且具有更好的稳定性; 溶液中软阳离子K⁺的存在使蒙脱石对菲的吸附能力得到显著提高; 菲在蒙脱石和针铁矿上的吸附过程是一个自发放热,同时伴随着熵值减小的过程; 随着温度的升高,蒙脱石和针铁矿对菲的吸附能力均减弱。     

富水水库悬浮物对五氯苯酚的吸附实验研究

对取自富水水库渗滤水的悬浮物进行了分析、表征,表明其主要成分为针铁矿(α-FeOOH);通过静态吸附实验研究了该悬浮物对五氯苯酚(PCP)的吸附性能,并考察了pH值、离子强度以及十二烷基苯磺酸钠(Las)等环境因子对吸附性能的影响.结果表明,该悬浮物对PCP有较好的吸附效果,吸附平衡时间为2.5 h;吸附行为符合Freundlich型等温线;pH=6时吸附量最大.     

pH值对SH/SiO2自组装FeOOH纳米膜形成的影响

采用低温液相法以终端接有巯基的二氧化硅自组装单层(SH/SiO2)为基底,在Fe(NO3)3-HNO3反应体系制备FeOOH纳米薄膜可见光催化剂,探讨了不同反应初始pH值(1.96-2.74)对氧化硅微球表面形成的半导体FeOOH薄膜的物相和性能的影响.通过对水浴温度65 ℃、铁盐浓度2.0 mmol/L、不同pH实验条件下,反应10 h制得的样品经高分辨透射电镜分析(HRTEM),表明在pH为2.1时,所形成FeOOH是结晶度良好的针铁矿(α-FeOOH);pH在2.1-2.46之间,在基底的表面存在α-FeOOH和水合针铁矿(ferrihydrate)混合相,而pH>2.46,基底表面主要是结晶度低的水合针铁矿(ferrihydrate).     

安徽某地石英砂的加温反浮选试验

研究了温度从15℃升高到50℃时,安徽省某地石英砂矿物的反浮选特性。研究表明在矿浆pH值2-2．5时,温度为45℃,石英表面ζ电位的负值是试验温度范围内的最低值,此时长石的表面ζ电位的负值比在25℃时要大,有利于阳离子捕收剂在长石表面的吸附,从而提高长石与石英的浮选分离效果。     

煤泥水中高岭土颗粒表面荷电特性研究

煤泥水中高岭土颗粒表面电负性是其难以沉降的主要原因.采用电泳法研究了pH值、搅拌强度、浸泡时间、阳离子浓度与种类对高岭土颗粒表面Zeta电位的影响规律及不同矿物之间的相互作用.结果表明,搅拌使高岭土颗粒表面Zeta电位增大;Zeta电位随pH值增大和浸泡时间的延长先减小后增大,在pH值约为8及浸泡2d时均达到最小值;不同阳离子改变高岭土颗粒表面Zeta电位能力顺序为Al 3+>Ca2+>Mg2+>Na+;不同矿物颗粒间因互凝作用会增大颗粒表面的Zeta电位;FTIR分析表明,悬浮液中离子在高岭土颗粒表面的吸附及表面Si-O,Al-O及Al-OH基团的变化是其颗粒表面Zeta电位变化的内在原因.     

方铅矿磨矿体系表面电化学性质及其对浮选的影响

采用电化学测试技术研究方铅矿磨矿体系中磨矿介质类型（瓷介质和铁介质）、机械力以及捕收剂对方铅矿表面电化学性质的影响。研究结果表明：瓷介质中,方铅矿表面会发生适当的氧化反应,有利于方铅矿浮选：增大方铅矿与瓷介质间的机械力,体系的还原性增强,同时削弱矿物表面的氧化反应,给浮选造成一定影响。铁介质中,一方面,由于铁与方铅矿的腐蚀电偶作用增强了体系的还原性,降低了药剂在方铅矿表面的吸附性能,另一方面,由于腐蚀电偶作I用产生的铁离子增强了方铅矿表面的亲水性,两方面的影响都不利于方铅矿的浮选;增大方铅矿与铁介质间的机械力,二者之间的腐蚀电偶作用和体系的还原性增强,同样不利于方铅矿浮选。当pH=9时,在瓷介质和铁介质磨矿体系中是否添加捕收剂,对方铅矿表面电化学性质和浮选影响不大。     

复合吸附剂对二级出水中溶解性有机物的吸附特性研究

使用壳聚糖(CS)和粉末活性炭(PAC)复配制备了一种复合吸附剂(CS-PAC),用于对污水厂二级出水中溶解性有机物(DOM)的吸附,以UV₂₅₄作为DOM浓度的检测参数,研究复合吸附剂对DOM的吸附性能及其动力学特性．实验结果表明,DOM去除率随吸附质浓度的增加而升高,随复合吸附剂投加量的增大和接触时间的延长先增大后趋于稳定,吸附60 min基本达到平衡,DOM最高去除率达到74.17%．吸附动力学研究表明,吸附过程更加符合Freundlich模型,由多层吸附主导;复合吸附剂对DOM的吸附过程适合用二级动力学描述,主要吸附作用为化学吸附．     

溶解性有机质对甲草胺在土壤中吸附行为影响

土壤对甲草胺的吸附解吸作用是甲草胺在土壤中迁移转化行为之一,对土壤环境质量变化有重要影响.在松花江沿江3个城市郊区农田(佳木斯(S1)、依兰(S2)和哈尔滨(S3)),采集3种不同理化性质的土壤,采用批量实验方法研究甲草胺在土壤上的吸附-解吸过程以及溶解性有机质对甲草胺吸附-解吸过程的影响.结果表明:溶解性有机质对甲草胺在土壤中的吸附过程有抑制作用,而对解吸过程有促进作用;甲草胺在3种土壤中的吸附-解吸过程符合Freundlich方程(R2>0.858);在3种土壤样品中的吸附量大小依次为S1>S2>S3;甲草胺在3种土壤中吸附-解吸存在滞后现象.     

Flocculation performance and mechanism of hydroxamate flocculants on synthetic hematite or goethite suspension

Suitable amounts of Al(OH)3, Na OH and synthetic hematite or goethite were taken to be digested under the simulated condition of the Bayer process and subsequently diluted with simulative Bayer red mud lotion, then the synthetic hematite or goethite suspension was obtained. The flocculation effect of self-made modified poly(acrylic acids) flocculants containing hydroxamic acid groups(abbreviated as HPAA) on the synthetic hematite or goethite suspension was studied. The experimental results show that with the increase of the dosages of added flocculants, the average settling rate of the synthetic hematite or goethite suspension in the first 1min speeds up, the supernatant solids decrease. It could also be found that there is generally a decrease in the average settling rate of the synthetic hematite or goethite suspension in the first 1 min with increasing solid content of the suspension. When the solid content of hematite or goethite of the suspension is 50 g/L with 240 g/t dosage of HPAA, HPAA has a better flocculation effect on the synthetic goethite suspension than on the synthetic hematite suspension. The adsorption mechanism of HPAA on the surface of hematite or goethite was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy(FT-IR) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS).All the results suggest that HPAA is adsorbed on the hematite or goethite surface by a chemisorption, and it has a stronger adsorption on the goethite surface than on the hematite surface.     

Three-dimensionally Ordered Macroporous Phosphotungstic Acid/SiO_2 for Efficient Catalytic Oxidative Desulfurization

Three-dimensionally ordered(3DOM) macroporous phosphotungstic acid/SiO_2(HPW/SiO_2) materials were prepared by using colloidal crystal as templates and applied for oxidative desulfurization(ODS) of the model fuel oil. The obtained HPW/SiO_2 materials were characterized through scanning electron microscopy, powder X-ray diffraction, N_2 sorption, and Fourier transform infrared spectroscopy. The results indicated that 3 DOM HPW/SiO_2 possessed hierarchical pore architectures which contained ordered macropores and disordered mesopores, with the Keggin type HPW embedded in the framework of pore structure. The removal rate of dibenzothiophene(DBT) could reach 100% under the optimum conditions, moreover. The performance was only slightly decreased for the regenerated catalyst after 7 cycles.     

地下水中砷去除机理实验研究

为了研究地下水中砷的去除机理,采用吸附和土柱模拟实验,研究了不同吸附介质、初始浓度和价态等因素对砷去除的影响.吸附实验结果表明,As(Ⅴ)在初始浓度为0.05 mmol/L的条件下,在水铁矿和针铁矿上的平均吸附率分别为35%和14%;As(Ⅴ)在初始浓度为0.01 mmol/L条件下,在水铁矿和针铁矿上的平均吸附率分别为87%和37%;As(Ⅲ)在初始浓度为0.01 mmol/L的条件下,在水铁矿和针铁矿上的平均吸附率分别为73%和39%.土柱模拟实验结果表明,As(Ⅴ)在细砂中的平均吸附率为72%,而在加入氢氧化铁的细砂中平均吸附率为93%;As(Ⅴ)在粗砂中的平均吸附率为80%,在加入氢氧化铁的粗砂中平均吸附率为93%;As(Ⅲ)在细砂和粗砂中的平均吸附率为99.9%.结果表明,砂土中加入Fe3+和OH-后由于产生的氢氧化铁有利于As的吸附,粗砂和细砂对As(Ⅲ)的吸附较强.     

二级水DOM在活性炭及土壤层处理中的迁移转化

为有效控制污水处理厂二级出水在回用水加氯消毒过程中消毒副产物的产生,通过模拟活性炭(GAC)吸附及土壤含水层处理(SAT)实验,研究二级出水经GAC吸附后进行人工地下回灌过程中溶解性有机物(DOM)的迁移及转化规律.利用XAD-8/XAD-4树脂将水样中的溶解性有机物(DOM)分级为疏水性有机酸(HPO-A)、疏水性中性有机物(HPO-N)、过渡亲水性有机酸(TPI-A)、过渡亲水性中性有机物(TPI-N)和亲水性有机物(HPI).HPO-A和HPI为二级水DOM中最主要组分(占到其DOC总含量的75%).GAC能有效吸附二级出水中HPO-A、HPO-N和TPI-A,而对TPI-N和HPI的去除率较低;后续的SAT能有效地去除GAC去除效果不佳的HPI,使DOM的去除率达到70.1%.GAC在有效去除总THMFP的同时(去除率为55.6%),能有效降低HPO-A、TPI-A、TPI-N的三氯甲烷生成活性(STHMFP);后续的SAT处理使系统总THMFP去除率达到67.2%.与单纯的SAT处理相比,GAC+SAT能够有效地降低各组分的STHMFP.     

改性滤料氟吸附性能对比研究

通过化学涂层处理,制备了涂锰砂、涂铁砂和氧化锰涂层活性氧化铝(MOCA)改性滤料.扫描电镜(SEM)观测显示在石英砂、活性氧化铝表面分别形成了致密氧化铁涂层和针状二氧化锰涂层,吸附试验揭示涂锰砂、涂铁砂和MOCA的氟吸附过程符合二级反应速率模型,对比氟吸附容量、吸附速率和再生性能,氧化铁涂层优于氧化锰涂层,氧化铁和氧化锰涂层氟吸附适宜的pH值分别为5.0和6.0~8.0,氧化锰涂层处理提高了活性氧化铝的氟吸附性能.     

Three-dimensionally Ordered Macroporous Phosphotungstic Acid/SiO<Subscript>2</Subscript> for Efficient Catalytic Oxidative Desulfurization

Three-dimensionally ordered (3DOM) macroporous phosphotungstic acid/SiO₂ (HPW/SiO₂) materials were prepared by using colloidal crystal as templates and applied for oxidative desulfurization (ODS) of the model fuel oil. The obtained HPW/SiO₂ materials were characterized through scanning electron microscopy, powder X-ray diffraction, N₂ sorption, and Fourier transform infrared spectroscopy. The results indicated that 3DOM HPW/SiO₂ possessed hierarchical pore architectures which contained ordered macropores and disordered mesopores, with the Keggin type HPW embedded in the framework of pore structure. The removal rate of dibenzothiophene (DBT) could reach 100% under the optimum conditions, moreover. The performance was only slightly decreased for the regenerated catalyst after 7 cycles.     

可溶性有机物(DOM)对超滤去除水中内分泌干扰物(BPA)的影响

采用终端超滤工艺及膜静态吸附试验,对可溶性有机物(DOM)在超滤去除饮用水中内分泌干扰物双酚A(BPA)的影响方面进行研究。研究主要考察了腐殖酸作为DOM的替代物对超滤去除BPA的效果及膜吸附BPA的性能等方面的影响。结果表明,腐殖酸对超滤去除饮用水中双酚A没有显著影响。不同腐殖酸浓度下,初始浓度为400μg/L的BPA溶液的超滤去除率和吸附率分别为96%和68%左右。试验证实,在试验周期内吸附是大孔径超滤膜去除小分子BPA的主要作用。BPA在超滤膜面的静态吸附较好的遵循了Freundlich吸附等温线。水中BPA处于较高浓度水平时,高浓度的腐殖酸使得膜对BPA的静态吸附性能有所提高。