A222型阴离子交换树脂脱除HPPH+体系中的SO42-、NO3-

优化选取凝胶型强碱性苯乙烯系A222型阴离子交换树脂,对HPPH⁺溶液中SO₄^2-、NO₃^-的交换性能进行了研究。通过静态法分别考察了A222型阴离子交换树脂在水溶液及0.05mol/L HPPH⁺溶液中对SO₄^2-和NO^3-脱除过程。结果表明,A222型阴离子交换树脂对HPPH⁺无化学吸附作用,在水体系中对SO₄^2-和NO₃^-的平衡交换量分别为0.8382mmol/g和1.2980mmol/g,符合Langmuir和Freundlich吸附经验方程。树脂用量和温度是离子交换过程的主要影响因素,温度升高有利于离子交换的进行,树脂的优化用量为4g/L。A222型阴离子交换树脂可高效联合脱除HPPH⁺体系中的SO₄^2-和NO₃^-。FTIR谱图表征显示,SO₄^2-和NO₃^-可与树脂交换基团进行交换。     

Effect of interlayer anions on chromium removal using Mg–Al layered double hydroxides:Kinetic,equilibrium and thermodynamic studies

The influence of interlayer anions such as NO3-, SO42-and Cl-on Mg–Al hydrotalcites for Cr(VI) removal from aqueous solution was studied. The structure of the prepared LDHs was characterized by XRD, SEM, FTIR, TGA, BET surface area and p Hzpc. The sorbent ability and sorption mechanisms were also investigated. The LDHs exhibit high removal for Cr(VI), and the sorbed amount depends on the nature of interlayer anion, which decreased in the following order: NO3-N Cl-N SO42-. Nitrate-containing LDH reached a Cr(VI) sorption equilibrium within only 30 min. The effects of operating conditions, including initial concentration, solution p H, agitation time and sorbent amount have been studied in batch mode. The optimum conditions were observed at an initial concentration of 100 mg·L-1, p H = 6, agitation time of 60 min and a sorbent dose of 2 g·L-1. The equilibrium data were fitted to the Langmuir, Freundlich and Dubinin–Radushkevich isotherm models. The Langmuir model was found to sufficiently describe the sorption process, offering a maximum sorption capacity of 71.91 mg·g-1. The sorption kinetic follows pseudo-second-order reaction with high accuracy. Thermodynamic parameters suggested that the sorption process is spontaneous and endothermic in nature.     

新型壳聚糖/锆复合球的制备及硼吸附性能

通过氧氯化锆与壳聚糖的配位反应以及Zr （OH）4在壳聚糖内的原位沉淀,制备了一种新型壳聚糖-锆复合球（CTS-Zr）并用于硼的吸附分离。采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）对CTS-Zr进行了表征,系统考察了溶液pH、硼初始浓度、接触时间、温度及共存阴离子Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-对CTS-Zr吸附性能的影响。结果表明：pH=2～7时,CTS-Zr对硼的吸附效率较高;吸附平衡行为符合Langmuir等温吸附模型;pH=7时,最大吸附量计算值为21.1 mg·g^-1;吸附动力学符合准二级动力学模型;常见的共存阴离子对硼的吸附影响很小;吸附热力学研究表明,CTS-Zr对硼的吸附过程为放热的非自发过程;使用pH=12的NaOH水溶液,对吸附剂CTS-Zr进行了洗脱,洗脱效率为96.3%,且经过3次吸附-解吸循环后,CTS-Zr的吸附效率没有明显降低。     

硫酸根对聚合氮化碳光催化活性的影响

在pH=1条件下分别加入硫酸根、硝酸根、磷酸根对三聚氰胺进行处理,采用高温煅烧法制备了一系列聚合氮化碳材料,并通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等分析手段对样品进行了表征。以罗丹明B（RhB）为污染物,探究了在可见光下聚合氮化碳对RhB的光催化降解性能、稳定性以及降解机理。加入0.12 mol硫酸根处理的聚合氮化碳（CN-0.04SO₄^2-）在45 min内对RhB的降解率为99.1%,其伪一级动力学常数是未加硫酸根的23.0倍,硫酸根能有效地增强聚合氮化碳的光催化活性。CN-0.04SO₄^2-经过3次循环实验对RhB的降解率略有下降,说明其具有良好的稳定性。活性物种捕获实验表明,影响光催化降解RhB的主要活性物种是·O₂^-和·OH。     

一步法制备Mg改性玉米芯生物炭吸附磷酸盐研究

研究通过MgCl2溶液浸泡玉米芯后在450℃下慢速热解1 h 一步法制备获得Mg改性生物炭(Mg-BC),探究其对磷酸盐的吸附和影响因素.结果表明,Mg-BC吸附磷符合准1级、准2级动力学模型,说明吸附过程主要受物理、化学作用控制.Mg-BC对磷的等温吸附符合Langmuir方程,吸附类型为单分子层吸附,最大吸附量为5...     

电絮凝-半短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺处理裂化催化剂废水

裂化催化剂生产过程中产生的高盐度、高浊度、高氨氮、低C/N比废水难以处理。构建了电絮凝-半短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺,考察了该组合工艺对实际裂化催化剂废水的处理效果以及处理稳定性。结果表明组合工艺处理裂化催化剂废水具有较好的稳定性,出水水质稳定在以下水平:浊度< 30 NTU,NH₄⁺-N< 10 mg·L^-1,NO₂^--N< 3 mg·L^-1, NO₃^-< 40 mg·L^-1,COD< 100 mg·L^-1;通过进水氨氮浓度确定曝气时间的方式可以保证长期稳定的半短程硝化过程,出水NO₂^-/NH₄⁺-N比值维持在0.9～1.4之间,满足厌氧氨氧化反应器的进水要求;同时在裂化催化剂废水的高盐度胁迫下厌氧氨氧化工艺能够表现出显著的厌氧氨氧化效果。     

Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐氧化破解剩余污泥

采用 Fe(Ⅱ)活化过硫酸盐,产生强氧化性硫酸根自由基(SO₄^-·),以污泥释放的溶解性COD(SCOD)、相对疏水性(RH)和污泥比阻(SRF)为表征,考察了SO₄^-·氧化破解剩余污泥强化脱水的影响因素,并解析了机理。结果表明:当初始pH为4.5,n(S₂O₈^2-)=2.2 mmol·(g VSS)^-1,n(Fe²⁺)=1.32 mmol·(g VSS)^-1,常温下反应3 h后,SCOD由66.5 mg·L^-1增加到472.3 mg·L^-1,RH由26.9%升高到41.1%,SRF由24.9×10⁸ S²·g^-1降低至4.5×10⁸ S²·g^-1;在此基础上利用响应面法,根据Box-Benhnken中心组合试验设计,以SRF为响应指标,优化条件为pH 4.27,n(S₂O₈^2-)=2.6 mmol·(g VSS)^-1,n(Fe²⁺)=1.59 mmol·(g VSS)^-1时,SRF为3.8×10⁸ S²·g^-1,泥饼含水率为72.7%。镜检发现,破解后污泥变为颗粒碎片状;傅里叶红外光谱显示污泥表面官能团对应的特征吸收峰强度有一定程度的减弱;热重分析表明无明显物理吸附水失重区。证实了在SO₄^-·作用下,污泥菌胶团结构破坏,溶胞释放了有机物,使表观疏水性更强,与水结合力明显减弱,脱水性得到了较大提高,有利于污泥减量化应用。     

反离子对部分电荷中和的聚乙烯亚胺接枝介质的蛋白质色谱行为的影响

前期研究表明部分电荷中和的聚乙烯亚胺接枝琼脂糖介质FF-PEI-R440具有较高静态吸附容量和快速传质速率。本文选取硫氰酸根离子、氯离子、磷酸氢根离子以及硫酸根离子这4种反离子,在离子强度为0.03、0.06 mol·L^-1下,研究其对FF-PEI-R440吸附与洗脱行为的影响。结果表明：在两种离子强度下,饱和吸附容量的增加顺序均为SCN^- < SO₄^2- < HPO₄^2- < Cl^-;在低离子强度下,除SCN^-外,反离子种类对传质速率和动态结合容量没有显著影响;在高离子强度下,传质速率的增加顺序为SCN^- < SO₄^2- ≈ Cl^- < HPO₄^2-,而动态结合容量的增加顺序与饱和吸附容量序列一致;两种离子强度下Cl^-均保持最高的动态结合容量;反离子种类对蛋白质洗脱行为没有显著影响。上述结果说明反离子主要影响FF-PEI-R440的吸附性能,而不影响洗脱,且流动相中选择Cl^-为反离子最利于FF-PEI-R440的实际柱色谱操作。     

短程硝化过程中NO_2~-对NH_4~+及NH_2OH氧化产生N_2O的影响

N2O是一种强效的温室气体,而污水生物脱氮过程是N2O产生的一个主要人为来源。在本研究中,向生物处理出水中投加NH+4、NH2OH及NO-2,研究了NO-2对NH+4及NH2OH氧化过程中N2O产生的影响。试验结果表明,NH+4及NH2OH氧化过程的最初30 min内(总反应时间180 min)产生的N2O占总N2O产生量的25%以上。在NH4+或NH2OH氧化完成前的30 min内,N2O的净产生量仅有0.2 mg·L-1。NH2OH的氧化是短程硝化开始阶段产生N2O的途径,此后NH+4或NH2OH氧化为AOB提供还原NO-2电子,引起的反硝化作用是产生N2O的主要途径。在实际生活污水短程硝化试验过程中,由于部分COD的存在,在低氧条件下,可能会出现异养菌的反硝化作用。同时,由于氧气及NO-2对氧化亚氮还原酶(NOS)的抑制,使得在生活污水进行短程硝化时,N2O的净产量比上述出水试验时增加了17%以上,总产量最高达到了11.07 mg·L-1。这一途径对N2O产生的贡献也是不容忽视的。     

Enhanced adsorptive removal of Cr(VI) in aqueous solution by polyethyleneimine modified palygorskite

Polyethyleneimine (PEI) modified palygorskite (Pal) was used for the adsorption of Cr(VI) in aqueous solution. The absorbent was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and thermogravimetric analysis (TGA). Characterized results confirmed that the Pal has been successfully modified by PEI. The modification of PEI increased the Cr(VI) adsorption performance of the Pal by the adsorption combined reduction mechanism, and amino groups of the adsorbent play the main role in the enhanced Cr(VI) adsorption. The maximum adsorption capacity was 51.10 mg·g^-1 at pH 4.0 and 25 ℃. The adsorption kinetics of Cr(VI) on the adsorbent conforms to the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption occurs at pH 3, and then the adsorption capacity of PEI-Pal was decreased with the increase of pH values. The adsorption kinetics of Cr(VI) on PEI-Pal was modeled with pseudo-second-order model. The addition of Cl^-, SO₄^2- and PO₄^3- reduced the Cr(VI) adsorption by competition with Cr(VI) for the active sites of PEI-Pal. The Cr(VI) saturated PEI-Pal can be regenerated in alkaline solution, and the adsorption capacity can still be maintained at 30.44 mg·g^-1 after 4 cycles. The results demonstrate that PEI-Pal can be used as a potential adsorbent of Cr(VI) in aqueous solutions.     

不同电子受体配比对反硝化除磷特性及内碳源转化利用的影响

以A²/O-生物接触氧化(biological contact oxidation,BCO)系统反硝化除磷活性污泥为研究对象,通过投加不同浓度的NO₂^--N和NO₃^--N(30 mg·L^-1),考察了反硝化聚磷菌(denitrifying polyphosphate accumulating organisms,DPAOs)在不同电子受体配比(NO₂^--N:NO₃^--N0, 0.2:0.8, 0.4:0.6, 0.5:0.5, 0.6:0.4)条件下的脱氮除磷特性。结果表明:乙酸钠为DPAOs用于反硝化除磷的理想碳源,且其浓度为200 mg·L^-1时最佳;仅以NO₃^--N为电子受体进行缺氧吸磷反应时,NO₃^--N的投加量为30 mg·L^-1时较为合适;以NO₂^--N作为电子受体,未经 驯化的DPAOs,短时间内很难利用NO₂^--N,但低浓度的 (6 mg·L^-1)不会影响DPAOs以 作电子受体进行反硝化除磷;同时,NO₂^--N对于DPAOs吸磷作用的抑制程度明显强于 反硝化作用,当NO₂^--N浓度达到18 mg·L^-1时,吸磷反应基本停止;此外,较高浓度的NO₂^--N不仅会抑制聚羟基脂肪酸酯(poly-β-hydroxyalkanoate,PHA)的分解利用,且会使PHA分解产生的能量较多地用于储存糖原(glycogen,Gly),而所分解利用的PHA中90%以上为聚-β-羟基丁酸酯(poly-β-hydroxybutyrate,PHB)。     

改性MCM-41分子筛对阴离子偶氮染料的吸附作用机理

制备了改性介孔分子筛NH₃⁺-MCM-41,研究了其对阴离子偶氮染料甲基红的吸附效果。研究表明,通过氨基改性使介孔分子筛MCM-41表面电荷发生改变,从而利用静电吸附作用改善了脱除效果,使甲基红吸附率提高了1.1倍,达到90.4%。溶液pH值的改变会影响NH₃⁺-MCM-41的表面电荷,从而影响吸附效率,其最佳pH值为4。溶液中的杂质离子均会对吸附产生影响,当溶液中含有Cl^-、NO₃^-时,对吸附效果影响不大;而当溶液中含有CO₃^2-和HPO₄^2-等高价弱酸根离子时,对吸附效果影响很大,基本不吸附染料。此外,通过其吸附动力学研究发现,吸附过程中不符合准一级动力学模型,而较好符合准二级动力学,说明在该过程中存在化学吸附,这种化学吸附涉及吸附剂与吸附质之间的电子共用或电子转移。     

多元水盐体系冰盐共晶点的测定和图形表达

水盐体系共晶点的数据可以为盐湖卤水低温加工工艺开发提供必要的理论依据,采用低温冷却法,针对四元同离子体系K⁺//Cl^-,SO₄^2-,NO₃^--H₂O和四元交互体系Na⁺,K⁺//SO₄^2-,NO₃^--H₂O及其相关的6个三元子体系,测定研究了其冰点、共晶点以及析盐规律,绘制出了共晶点温度-液相组成图。研究结果表明:通过测定多元水盐体系降温过程中的时间-温度图,可以判断盐类析出规律、测定冰和盐的共晶点温度;上述体系中,常温下存在的复盐钾芒硝,在共晶点温度下均不再出现,水盐体系相关系得以简化;用棱柱图可以简单直观地表达三元体系、四元同离子体系和四元交互体系的相、冰点或共晶点的温度和溶液组成的关系;在三元体系的共晶点温度-液相组成图中,存在两条单盐与冰的共晶线、一个两种盐与冰的共晶点、一个冰析出面;在四元同离子体系和四元交互体系共晶点温度-液相组成图中,分别有3个和4个单盐与冰的共晶面、3条和5条两种盐与冰的共晶线、1个和2个3种盐与冰的共晶点。     

不同填料的厌氧氨氧化污泥挂膜性能比较

向厌氧氨氧化反应器内投加填料形成生物膜有利于污泥的持留,然而有关填料本身的不同特点对厌氧氨氧化生物膜生长影响的报道较少。将两种不同密度的悬浮塑料填料和两种不同密度的海绵填料置于同一反应器内,进行厌氧氨氧化污泥的挂膜,结果发现海绵填料的单个填料氨氮平均去除速率和亚硝态氮平均去除速率整体高于悬浮塑料填料,所挂污泥的EPS含量整体也高于悬浮塑料填料,并且挂膜速度也相对较快。在挂膜30 d后,单个小密度海绵填料便可检测出氨氮和亚硝态氮去除速率,且Δ（NO₂^--N）/（NH₄⁺-N）值接近1.32。在挂膜105 d后,单个小密度海绵填料的氨氮平均去除速率为0.123 mg·L^-1·h^-1,亚硝态氮平均去除速率为0.160 mg·L^-1·h^-1,值为1.30,最为接近理论值1.32,厌氧氨氧化活性为最佳,并且其所挂污泥的厌氧氨氧化菌丰度值在4种填料中最大,为1.73×10¹⁰ copies·（g dry sludge）^-1,总体来看小密度海绵填料的挂膜效果更好。     

离子色谱法测定自来水中ClO2-、ClO3-及其他阴离子化合物

建立了离子色谱法同时测定自来水中氟、亚氯酸根、氯、氯酸根、硝酸根、硫酸根离子的方法。采用稀释进样,过0．22μm的滤膜对样品进行处理,用离子色谱法进行测定,以保留时间定性,外标法峰面积定量。最佳色谱条件为：以2．4mmol／L碳酸钠为淋洗液,柱温60℃,流速0．7mL／min。在此条件下,各种离子色谱峰型对称,相关性好（r〉0．9998）,相对标准偏差为1．10％～2．09％,样品加标回收率在91．2％～110．1％之间。本方法操作简单,线性好,准确性高,具有较好的实用性。     

GO@MIL-101的制备及其对水中Cr（Ⅵ）的去除

通过水热法制备了掺杂氧化石墨烯（GO）的金属有机框架GO@MIL-101,并考察了GO掺杂量对GO@MIL-101形貌和性质的影响规律。GO的掺杂影响了MIL-101晶体的形成过程。随着GO掺杂量的增加,GO@MIL-101晶体的完整性降低、粒径减小,团聚现象越发显著。GO@MIL-101能够有效去除溶液中的Cr（Ⅵ）,该过程符合拟二级动力学方程。由Langmuir吸附等温线拟合得到的最大吸附量与GO掺杂量有关,在2%[相对于Cr（NO₃）₃·9H₂O质量]时达到最大,这与此时GO@MIL-101同时具有较大的比表面积和较大的孔体积有关。Cr（Ⅵ）的去除过程伴随着溶液中NO₃^-浓度的升高以及pH的下降,电荷平衡计量分析表明MIL-101和GO@MIL-101对Cr（Ⅵ）的去除机制相同,主要依靠MIL-101的离子交换作用,并且所去除的Cr（Ⅵ）以CrO₄^2-形式存在于固相中。     

固体酸催化淀粉一锅法制备果葡糖浆的研究

研究了几种负载型固体酸催化剂催化淀粉转化为果葡糖浆的催化效果,其中,超稳Y型分子筛（USY）负载硫酸制备得到的SO₄^2-/USY可以作为双功能催化剂,既催化淀粉水解为葡萄糖,又使葡萄糖异构为果糖,实现了淀粉一锅法制备果葡糖浆的工艺途径,具有良好的催化效果。对催化剂的制备条件进行优化,发现较佳的制备条件为1.5 mol/L H₂SO₄和550℃的焙烧温度。以此为催化剂对反应条件进行优化,获得较佳的反应条件是5%淀粉（淀粉/水）、催化剂用量为淀粉质量的30%、反应温度为150℃、反应时间为1 h、转速400 r/min,得到的果葡糖浆得率为86.18%,含58.34%的葡萄糖和27.84%的果糖。对催化剂进行物理吸附表征,发现USY具有较高的比表面积和孔隙度,通过浸渍焙烧过程能有效使硫酸通过键合作用吸附在USY表面上。对催化剂进行NH₃程序升温脱附和元素分析表征发现,催化剂的重复使用活性降低与含碳有机质沉积和催化活性中心的SO₄^2-流失有关。通过简单的焙烧（除去表面积碳）和硫酸中浸渍活化（增加SO₄^2-）的催化剂再生方法,可以有效地恢复SO₄^2-/USY的催化活性。     

纤维束-活性炭-沸石联用工艺净化城市污染雨水

为了有效控制道路微污染雨水径流污染,利用纤维束-活性炭-沸石联用法对模拟雨水进行处理,考察该系统对浊度、TOC、氨氮及磷酸盐的去除效果。结果表明,当浊度、TOC、氨氮及磷酸盐浓度分别在（3.85~25.60 NTU）、（4.58~17.80 mg/L）、（0.31~1.42 mg/L）和（0.05~0.36 mg/L）范围内时,该联用工艺对上述污染物去除率分别为（79.2%~96.9%）、（82.7%~87.2%）、（87.5%~94.0%）和（52.9%~65.6%）。活性炭对TOC的吸附能力较强,其吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型,单分子层最大吸附量为41.70 mg/g;沸石对氨氮和磷酸盐的吸附能力明显,其吸附过程同样符合Langmuir吸附等温线模型,单分子层最大吸附量分别为12.31和0.64 mg/g。该组合工艺是一种理想的净化城市污染雨水的方法。     

冬瓜基含TiO2炭气凝胶的制备、表征及其光催化性能

以冬瓜和钛酸四丁酯为原料,采用水热法和冷冻干燥法成功制备出含TiO₂炭气凝胶（WTCA）,研究了其对罗丹明B废水的光催化降解性能,并考察了水中常见无机盐离子对其光催化效果的影响。利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、拉曼光谱仪（Raman）和荧光光谱仪（FL）等对样品结构和性能进行了表征。XRD、Raman和EDS分析表明复合气凝胶中含有锐钛矿TiO₂和碳元素;SEM和TEM分析表明TiO₂纳米颗粒均匀地负载在具有多级孔洞结构的炭气凝胶的骨架表面;含TiO₂炭气凝胶的光催化活性明显高于纯TiO₂,当负载量达30%时,其对罗丹明B的光催化降解效率最高（降解率达96.11%）。此外,无机盐阴离子对复合气凝胶的光催化效果有一定的抑制作用（CO₃^2- > SO₄^2- > Cl^- > NO₃^-）,而无机盐阳离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺的抑制作用不明显。     

-15℃下Na+， K+， Mg2+//Cl-， NO3-， SO42——H2O体系相平衡研究

新疆卤水硝酸盐矿主要含有Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-六种离子,属于高元复杂体系,其合理利用和开发需要不同温度下的相平衡研究作为理论支撑。采用等温溶解平衡法,对Na⁺, K⁺, Mg²⁺//Cl^-, NO₃^-, SO₄^2--H₂O体系在-15℃、NaCl·2H₂O饱和条件下的相平衡进行了研究,并构建了相图。相图中有六个零变量点和八个两盐结晶区,只存在一种复盐KCl·MgCl₂·6H₂O。八个两盐结晶区,分别对应于NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O、NaCl·2H₂O+NaNO₃、NaCl·2H₂O+KCl、NaCl·2H₂O+KNO₃、NaCl·2H₂O+MgSO₄·7H₂O、NaCl·2H₂O+MgCl₂·8H₂O、NaCl·2H₂O+Mg(NO₃)₂·6H₂O和NaCl·2H₂O+KCl·MgCl₂·6H₂O,其中NaCl·2H₂O+Na₂SO₄·10H₂O共晶区最大,在低温时,硫酸钠的溶解度最小,降温过程中较易结晶析出。与该体系在25℃下的相图相比,复盐种类减少5种,零变量点减少19个,相关系得以极大简化。