有机改性膨润土吸附污水中Cr~(6+)的研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂,研究钠基膨润土有机化的影响因素及有机膨润土吸附低浓度含Cr6+废水的热力学行为。结果表明,制备有机膨润土的优化工艺条件是:体系pH为7,活化温度为70℃,配料比为1.1 mmol/g,固液比为0.05 g/mL,活化时间为1 h;当有机膨润土的质量浓度为8 g/L时,对水溶液中Cr6+的去除率可达98%以上;有机膨润土吸附Cr6+符合Freundlich等温吸附方程。     

NaOH/KOH改性柠檬渣吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的研究

为了研究柠檬渣化学改性后的吸附性能,分别利用10%的KOH和NaOH对其进行改性。测量了改性前后柠檬渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附率,并测定了柠檬渣的灰分、碘吸附值、比表面积和孔结构(BET);利用差热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对柠檬渣进行表征。改性后的柠檬渣对Pb~(2+)的吸附率增加近2倍,对Cr~(6+)的吸附率减小了近10倍左右,对Cu~(2+)吸附的影响不大;活化后的柠檬渣孔容分别增大3倍和4倍;柠檬渣在活化前后的孔径都为中孔;活化后的柠檬渣的比表面积、灰分和碘吸附值增幅较大。活化后的柠檬渣表面变得有些疏松,比表面积增加都超过了2倍,灰分率分别增加了近2倍和1.5倍左右,而碘吸附值分别增加了近3.5倍和2.5倍左右。柠檬渣为非晶型结构,改性前后并没改变柠檬渣的基本框架。活化和吸附Pb~(2+)样品的吸热峰和放热峰所对应的温度均不相同。     

改性玉米秸秆对废水中Cr~(6+)吸附的研究

对玉米秸秆进行化学改性,应用改性玉米秸秆对含六价铬(Cr~(6+))废水进行吸附研究。研究了改性玉米秸秆吸附剂用量、pH值、温度对废水中Cr~(6+)吸附作用的影响。结果表明:对≤100mg/L(质量浓度)的Cr~(6+)废水,在秸秆用量为0.03g(质量浓度0.6g/L)、pH值为2、吸附温度20℃、吸附平衡时间120min条件下,对Cr~(6+)的去除率为99.9%,吸附量为166.5mg/g。吸附是自发吸热过程。     

活化ATP对重金属离子Cr~(6+)的吸附动力学性能研究

天然纳米矿物凹凸棒石(ATP)通过碱焙烧、酸水热及微波活化手段可增大比表面积并改变其表面电荷,从而提高吸附能力。研究了活化ATP表面变化及对水体中重金属离子Cr~(6+)的吸附效果影响,并对吸附动力学性能进行讨论。研究结果表明,碱焙烧、酸水热和微波活化改变了ATP表面官能团、Zeta电位和比表面积。NR-ATP的最佳吸附条件为:Cr~(6+)初始浓度为20mg/L,pH=6.5,温度在25℃、吸附时间为24h;活化ATP对Cr~(6+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,且ATP、NR-ATP和HM-ATP中内扩散不是控制吸附过程的唯一步骤。     

三嗪荧光探针技术对Al~(3+)和Cr~(3+)的识别

荧光探针技术是一种灵敏度非常高,选择性非常好而且快速简便的检测金属离子的重要手段。而罗明类化合物的荧光量子产率很高,能很好的应用于光谱检测,具有优越的光谱性能,且是一类结构较为简单的化合物,便于修饰,是探针化合物设计中常用的荧光基团。     

蛭石、蒙脱石和膨润土对Cr~(6+)吸附的差异效应与机理

以蛭石、蒙脱石和膨润土为吸附剂,采用静态吸附试验研究3种黏土矿物对Cr~(6+)的吸附影响因素及规律、最佳吸附条件和吸附行为特性,并采用红外线光谱、扫描电镜、能谱和X射线衍射对3种黏土矿物的活性基团构成、微观形貌和化学元素组成等进行表征与分析。结果表明,3种黏土矿物对Cr~(6+)的吸附基本在60 min内达到平衡,在p H为5.0时有较好的吸附效果。蛭石、沸石和膨润土对Cr~(6+)的吸附过程更符合二级反应动力学,以Langmuir方程拟合得到理论最大吸附量分别为19.959、8.3963、15.432 mg·g~(-1),正交实验结果表明,在吸附剂的质量浓度为1.0 g·L~(-1),吸附质质量浓度为300 mg·L~(-1),p H为5.0,温度为25℃,时间为120 min的条件下,3种黏土矿物的吸附量达到最大,其中蛭石对Cr~(6+)的吸附效果最好。     

磁性离子交换树脂的制备及其对Cr~(3+)的吸附

采用原位共沉淀法将Fe3O4沉淀在离子交换树脂的孔道中制备出磁性离子交换树脂,并测试了其对水体中Cr3+离子的吸附性能。分别采用XRD、SEM、TG和振动样品磁强度计(VSM)等对磁性离子交换树脂进行了结构和性能表征。利用原子吸收光谱(AAS)研究了pH值、Cr3+初始浓度、磁性离子交换树脂的质量、温度和时间等不同因素对吸附性能的影响。结果表明:pH=6.8,吸附时间为3小时,为较为理想的吸附条件;当磁性离子交换树脂的用量为1g/L,Cr3+离子的初始浓度为100mg/L时,单位平衡吸附量为96mg/g。     

NaCl-KCl熔盐Ta~(5+)在钨电极上的电化学还原机理

以NaCl-KCl为电解质体系,K_2TaF_7为原料,利用循环伏安法、计时电位法和计时电流法研究温度为1 073K时钽离子在钨电极上的电化学过程。结果表明,在1 073K温度下49%(质量分数)KCl-51%(质量分数)NaCl-5%(质量分数)K_2TaF_7的熔盐体系中,钽离子在钨电极上还原是一步转移5个电子反应,即Ta2++5e-→Ta相对于铂电极析出电位为-1.6V;钽离子在钨电极析出过程中出现成核极化现象,该电化学还原是准可逆反应。并且通过循环伏安和计时电流可判断钽离子在钨电极上的还原过程是受离子扩散步骤控制,1 073K时Ta~(5+)在49%(质量分数)KCl-51%(质量分数)NaCl-5%(质量分数)K_2TaF_7熔盐中的扩散系数D=7.48806×10-5 cm2/s。     

Cr~(3+)掺杂TiO_2粉体的化学沉淀法制备条件优化

采用化学沉淀法制备Cr~(3+)掺杂TiO_2粉体,通过正交实验优化制备工艺,采用XRD、XPS和UV-Vis对TiO_2粉体的结构、表面状态和光吸收性能等进行了表征。结果表明,Cr~(3+)掺杂量对TiO_2粉体光吸收性能影响最为显著,随着Cr~(3+)掺杂量的增加,TiO_2的光吸收能力增强,禁带宽度减小;Cr~(3+)掺杂能部分取代Ti~(4+),促进锐钛矿相向金红石相的转变,同时导致TiO_2表面吸附一定数量的羟基。最优的制备条件为Cr~(3+)掺杂量1.0%(摩尔分数),煅烧温度500℃,反应温度为70℃,反应液pH值为10.0,此条件下获得的TiO_2粉体可见光性能最优。     

剥离型聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料的制备及对Cr~(6+)的吸附研究

以Pickering乳液液滴为模板,通过界面化学氧化聚合制备了剥离型聚吡咯/蒙脱土纳米复合材料(PPy/MMT),研究了PPy/MMT对水中六价铬(Cr~(6+))的吸附特性,探讨了溶液pH值、吸附时间、浓度、温度等因素对Cr~(6+)的吸附效果的影响,并考察了PPy/MMT的吸附再生性能。结果表明:PPy/MMT吸附Cr~(6+)的最佳pH值为2时,对Cr~(6+)的去除效率可达到99.99%,吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附容量为289.02mg/g;PPy/MMT能够进行循环吸附,吸附2个循环而不降低对Cr~(6+)离子的去除效率。     

磁性Fe_3O_4/改性煤渣复合材料的制备及其对Cr~(6+)的吸附性能研究

以盐酸浸泡锅炉房的废弃煤渣即改性煤渣为前驱体,采用溶剂热法制备了磁性四氧化三铁(Fe_3O_4)/改性煤渣复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和物理吸附仪(BET)等对复合材料进行了表征分析。用磁性Fe_3O_4/改性煤渣复合材料作为吸附剂吸附Cr~(6+),并考察了吸附剂用量、吸附时间、Cr~(6+)溶液的初始pH和初始浓度对材料吸附性能的影响。结果表明,在吸附剂用量为1.5g,吸附时间为30min,Cr~(6+)溶液的初始pH=3.00的条件下,吸附效果最好。动力学分析可知,磁性Fe_3O_4/改性煤渣复合材料对Cr~(6+)溶液的吸附符合准二级动力学方程,连续进行5次吸附/再生循环后,材料的吸附率均在90%以上,表明其具有较好的循环可再生性,同时Fe_3O_4本身具有的磁性可用于废水处理过程的快速分离。     

000Cr25Ni20不锈钢在含Cr~(6+),Ru~(n+)沸腾及非沸腾硝酸中的耐蚀性

为了给核燃料后处理硝酸体系的设备腐蚀控制提供理论参考,对000Cr25Ni20超低碳奥氏体不锈钢在40%硝酸中,沸腾和非沸腾(接近沸腾温度)条件下进行腐蚀试验.结果表明,Cr6+和Run+都能显著促进超低碳Cr-Ni奥氏体不锈钢发生过钝化腐蚀和晶间腐蚀;在沸腾条件下,腐蚀更加严重,Run+加速腐蚀作用更大,在非沸腾务件下,2种离子加速腐蚀作用相差不大.     

纳米TiO_2光催化还原Hg~(2+)的分子动力学模拟

采用分子动力学方法模拟了Hg2+在TiO2表面上光催化还原反应中的运动过程,结果表明,在TiO2表面的水分子会形成局部有序的类冰结构,这种类冰结构限制了材料表面附近水分子的移动,也阻碍了Hg2+向TiO2表面的运动,是影响光催化效率的一个重要因素。同时,还模拟了TiO2表面光生电子密度和表面掺杂Fe3+对类冰结构的影响,结果表明,TiO2表面掺杂Fe3+抑制了类冰结构的形成,有利于提高光催化效率。     

关于内孔尺寸镀铬电解液中Cr~(3+)离子含量升高问题的探讨

内孔尺寸镀铬一般要求镀层均匀耐磨,因此,必须保证镀液稳定,如果镀液中Cr~(3+)离子大于10g/L时,则将造成镀液导电度差,槽电压升高,镀层不均匀,严重时还会出现内孔镀层大肚子疵病,为此,我们对内孔尺寸镀铬电解液Cr~(3+)离子含量升高的原因进行了分析,并制订了控制Cr~(3+)离子升高的措施,收到了较好效果.     

Cr~(3+)掺杂LiSn_2(PO_4)_3负极材料的电化学性能研究

利用Cr~(3+)离子对LiSn_2(PO_4)_3化合物中的Sn~(4+)进行掺杂。对所制备的材料Li1+xCrxSn2-x(PO4)3进行X射线衍射(XRD)测试,结果表明,在x=0.1～0.3时可得到单一的α-LiSn_2(PO_4)_3相,掺杂浓度进一步增加则会导致少量SnO_2第二相的析出。尽管引入Cr不能抑制LiSn_2(PO_4)_3在首次放电过程中分解,但x=0.3的样品电化学性能得到显著改善。电池在100和800 mA/g电流密度下25次充放电循环后放电容量分别为403.1和241.9 mAh/g,并具有较好的循环性能和倍率性能。导致上述结果的主要原因是Li_3PO_4和Cr复合基体的空间效应,有效避免了Sn颗粒在充放电循环中的团聚,改善了电化学反应环境,从而提高了Sn颗粒的利用效率。     

热还原石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)的吸附性

利用瞬时加热还原氧化石墨的方法制备石墨烯,将热还原的石墨烯用于吸附水中的重金属Pb2+,研究接触时间和pH值对吸附的影响。结果表明:pH值很大程度上影响了石墨烯的吸附性能,pH值大于7时吸附量显著增加,并在5min内达到平衡。透射电子显微镜和扫描电子显微镜分析表明石墨烯的片层很薄,层数较少。采用Langmuir和Freundlich吸附等温式拟合实验数据,Langmuir吸附等温式计算出的最大理论吸附量为86.5mg/g,相关系数R2为0.9982,Langmuir常数KL为10.7,与实验结果更接近。表明石墨烯具有超强的吸附能力,以单分子层的化学吸附为主。吸附动力学符合准二级动力学模型。     

Mo~(6+)掺杂对TiO_2凝胶相变的影响

采用溶胶-凝胶法制备了不同含量Mo~(6+)掺杂的TiO_2粉体,利用TG-DTA和XRD对凝胶的相变过程进行了研究,分析了产物的晶体结构、晶粒尺寸和金红石的相对含量。结果表明,Mo~(6+)掺杂对锐钛矿向金红石的转变呈现出抑制→促进→抑制的趋势,当Mo~(6+)掺杂质量含量大于3%,锐钛矿晶粒尺寸小于20nm。     

Er~(3+)掺杂调控NaY(WO_4)_2:Dy~(3+)的上转换发光性能

采用水热法合成出Dy~(3+),Er~(3+)共掺杂NaY(WO_4)_2荧光粉。利用XRD和SEM对样品的晶体结构及形貌进行表征。研究了上转换发光性能和Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁的荧光衰减曲线,并讨论了Dy~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程。结果表明:所有合成的样品均具有NaY(WO_4)_2四方相结构;加入聚乙二醇(PEG-2000)作为表面活性剂,可得到分散性良好的微米针状球;在780 nm近红外光激发下,观察到了480 nm蓝光、576 nm黄光、531 nm及554 nm绿光发射峰,其中蓝光和黄光分别来自Dy~(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)与~4F_(9/2)→~6H_(13/2)跃迁,绿光发射由Er~(3+)的~2H_(11/2)→~4I_(15/2)和~4S_(3/2)→~4I_(15/2)跃迁产生。通过研究荧光光谱和荧光衰减曲线,证实了Dy~(3+)→Er~(3+)的能量传递过程,且该能量传递的机制为电偶极–电偶极相互作用。通过调节NaY(WO_4)_2:1.0mol%Dy~(3+),xmol%Er~(3+)荧光粉中Er~(3+)的浓度,可实现由准白光到蓝光的转变。     

高能W~(6+)预辐照对钨表面微结构的影响

利用低能H离子对20 Me V W~(6+)预注入和未注入的钨样品进行辐照实验,考察H离子能量(20-520 e V)和辐照温度(673-1073 K)变化对钨表面微结构的影响。采用非破坏性的导电模式原子力显微镜和扫描电镜分析预注入和未注入钨样品的表面形貌和内表面缺陷分布情况。结果表明,辐照后的样品表面出现大量的纳米尺寸凸起,高能W~(6+)预注入的样品表面损伤要小于未注入的钨样品,意味着高能离子预注入会对材料的表面损伤起到抑制作用,但是当辐照温度高于1073 K时,这种抑制作用开始减弱。