改性海泡石作为循环使用的吸附剂在酸性溶液中吸附Pd(Ⅱ)的应用（英文）

研究以改性海泡石作为吸附剂从酸性溶液中回收Pd(Ⅱ)的吸附特性和机理;通过等温模型、动力学和热力学模型分析改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附特性;利用SEM-EDS、TEM和XPS技术研究改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附机理。Langmuir模型表明,当温度为30°C时,改性海泡石对Pd(Ⅱ)的最大吸附量为322.58 mg/g。动力学实验结果表明,准二级动力学模型能较好地模拟改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附过程,化学吸附为改性海泡石吸附Pd(Ⅱ)的控速步骤。当Pd(Ⅱ)的初始浓度为100 mg/L时,1 g/L改性海泡石可吸附99%的Pd(Ⅱ)。吸附-脱附循环实验结果表明,改性海泡石具有良好的稳定性和重复使用性。本研究结果表明,改性海泡石是一种可高效且经济的Pd(Ⅱ)回收材料。     

黄铜矿生物浸出过程中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的行为

采用Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)对黄铜矿进行生物浸出,主要研究浸出过程中体系的pH值、铁离子浓度、细菌吸附率及铜浸出率变化规律。结果表明:介质中Fe(Ⅲ)含量不同,生成黄钾铁矾的形态不同。在Fe(Ⅲ)生物浸出体系中,絮状的黄钾铁矾逐渐生成并全部覆盖在黄铜矿表面,阻碍黄铜矿的浸出过程。在Fe(Ⅱ)生物浸出体系中,生成皮壳状、结核状的黄钾铁矾分散于浸出液中,不覆盖在黄铜矿表面,对黄铜矿的浸出没有阻碍作用。     

改性Pd/USY分子筛的甲苯吸脱附性能研究

制备了载钯的超稳Y型(USY)分子筛材料Pd/USY,并组合其它贱金属进行改性,得到系列二元与多元改性Pd/USY;利用N_2物理吸附仪、高分辨透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TG)仪、化学吸附仪和X射线衍射(XRD)仪等,表征分析了系列改性Pd/USY分子筛对甲苯的吸附与脱附性能。结果表明,改性后的Pd-Ce-Zr/USY分子筛吸附性能最好,甲苯饱和吸附量高达290.7 mg/g,甲苯高温脱附温度范围为290～360℃,其最佳改性条件为钯负载质量分数为1%,pH值调节至8,煅烧温度为450℃。     

CO在Pt-Fe催化剂的Pt/Fe/Pt(111)表面的吸附研究

低温(110~130 K)下,将次表层Fe结构的Pt-Fe模型催化剂(即Pt/Fe/Pt(111)结构)暴露于不同量CO气体,经不同温度退火后,采用高分辨电子能量损失谱(HREELS)研究催化剂表面CO分子的振动谱。结果表明,当CO的暴露量低于0.2 L (Langmuir)时,Pt/Fe/Pt(111)表面只存在顶位吸附;当暴露量大于0.4 L,除了顶位吸附外,桥位吸附开始出现;顶位吸附分子的C-O键振动峰随着暴露量的增加不断向高波数方向偏移。退火温度影响Pt/Fe/Pt(111)表面CO的吸附形式,低于255 K时,顶位吸附分子的脱附速率大于桥位吸附分子;高于255 K时,桥位吸附分子的脱附速率较大,并先于顶位吸附的CO从表面完全脱附,其完全脱附温度比Pt(111)表面低50 K。     

巯基键合硅胶的制备及其对贵金属离子的吸附性能

以氯丙基氯硅烷和硫氢化钠代替昂贵的硅烷偶联剂对硅胶进行表面改性,得到以巯基为活性中心的硅胶材料。用BET、红外光谱、总有机碳及元素分析等手段对吸附材料及其前驱体进行表征;有机碳及元素分析结果表明,氯丙基硅胶键合量为2.5 mmol/g,吸附剂的巯基含量为1.56mmol/g;N2吸附脱附数据表明键合反应后样品的比表面积及孔结构分布均有一定变化。将所得巯基硅胶用于吸附溶液中的Pd2+、Au3+,结果表明该材料对Pd2+、Au3+饱和吸附量分别为87 mg/g和120 mg/g,吸附效率均大于99%。     

花球状Mg(OH)2的制备及其对重金属离子的快速高效去除(英文)

由MgSO₄废液制备球形花状Mg(OH)₂,并评估其对重金属离子的吸附性能。合适的制备条件为Mg²⁺浓度2 mol/L、Mg²⁺/NH₄OH摩尔比1:0.5、温度120℃和时间1h。由超薄片组成的球形花状Mg(OH)2对重金属离子具有良好的吸附能力,6min即可达到吸附平衡。20℃时Mg(OH)₂对Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Fe³⁺和Co²⁺的最大吸附量分别为58.55、85.84、44.94、485.44、625.00和27.86 mg/g。吸附过程符合Langmuir模型,为单分子层吸附。吸附动力学符合准二级动力学模型,化学吸附是其作用机制。球形花状Mg(OH)₂是合格的重金属离子吸附材料。     

光化学还原过程中纳米TiO2表面 Hg(Ⅱ)的吸附与脱附

采用石英晶体微天平现场技术研究了Hg(Ⅱ)离子在纳米TiO2表面的吸附及光化学还原过程.结果表明:Hg(Ⅱ)离子借助于纳米TiO2表面羟基发生吸附,吸附平衡常数约为3.9×105L/mol,且Hg(Ⅱ)离子的吸附量受溶液的pH值、浓度和共存阴离子的影响;在pH值为4的HgCl2溶液中,Hg(Ⅱ)离子在纳米TiO2上的饱和吸附量约为0.85 mmol/g;在UV光照射下,初始阶段TiO2表面水光解产生的质子可使吸附的Hg(Ⅱ)离子从TiO2表面脱附下来,而且Hg(Ⅱ)浓度和pH值越大,脱附现象越明显;随后Hg(Ⅱ)光还原沉积逐渐占主导地位,且光沉积速率受Hg(Ⅱ)浓度、溶液pH值和有机物加入的影响.     

巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附特性

采用巯基化改性麦糟去除废水中的锌离子,研究溶液pH值、反应时间和温度以及Zn(Ⅱ)初始溶度对巯基化改性麦糟吸附效果的影响;借助吸附平衡等温线及吸附动力学模型拟合,结合傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析阐明吸附机制。结果表明:在较宽的pH值范围(6~9)内,巯基化改性麦糟表现出对Zn(Ⅱ)良好的吸附性能。由Langmuir吸附等温线方程计算得到该吸附剂对Zn(Ⅱ)的理论饱和吸附量为353.36 mg/g,高于改性木质纤维素类吸附剂的吸附量(17.88~156 mg/g)。巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附动力学特性表明吸附反应很快在30 min内达到平衡,吸附符合拟二级动力学方程,活化能的计算结果表明吸附为活性化学吸附。FTIR分析可知:由巯基化改性麦糟吸附Zn(Ⅱ)主要是羟基和巯基中S—H基团的硫原子与Zn(Ⅱ)配合的结果。     

超级双相不锈铸钢电化学极化表面腐蚀产物的XPS分析

采用X射线光电子能谱(XPS)技术研究了超级双相不锈铸钢在人工海水中经电化学极化后表面腐蚀产物。结果表明：双相不锈钢在人工海水中极化后的钝化膜表层主要以CrO₃、CrOOH、Cr(OH)₃和Fe(OH)₃等氢氧型化合物为主,内层主要以CrO₃、Cr₂O₃、FeO和Ni₂O₃等氧化物为主,同时膜内层存在Fe、Cr、Ni和Mo单质。MoO₄^2-和NH₄⁺吸附在钝化膜表面,对钝化膜起到保护作用。     

丙烯酸气凝胶在水处理中的应用：金属离子的回收再利用

水溶液中金属离子的回收一直以来都是研究热点,其中贵金属离子的吸附和循环利用广受关注。聚丙烯酸在金属离子吸附中具有广阔前景,但其在水中的易溶解性限制了聚丙烯酸在水溶液中的广泛应用。因此,对聚丙烯酸进行改性解决其水溶性问题,有利于实现聚丙烯酸材料在水溶液中的金属离子吸附。本文成功制备了碳纳米管/壳聚糖/丙烯酸钠(CNTs/CS/PAA-Na)复合气凝胶,以作为水溶液中金属离子的高效吸附剂,在室温下对Cu(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)分别达到27.6 mg/g和30.4 mg/g的吸附容量。此外,Cu(Ⅱ)和Pd(Ⅱ)被吸附到CNTs/CS/PAA-Na上形成的新材料能被应用于催化对硝基苯酚的加氢反应,展现出高效的催化性能。整个过程中,贵金属离子实现了一站式回收和再利用,为贵金属离子资源化利用提供了一种新策略。     

硫酸化焙烧——水浸法从镍精矿中同步提取金属及矿相转化（英文）

提出低温NH₄HSO₄焙烧—水浸工艺从金川镍精矿中同步提取Ni、Cu和Co,并系统研究硫酸化焙烧和水浸出过程中一些因素对金属提取的影响。结果表明,在优化的焙烧和水浸条件下,95.7%Ni、98.9%Cu和96.8%Co被提取。利用TG-DTA、XRD、SEM和EDS等手段分析矿相的转化机理,在NH₄HSO₄及其分解的SO₃和NH3的硫酸化反应下,有价金属被转化为水溶性金属—铵配合物从而得到有效的提取。通过提高浸出温度使铁离子与铵离子结合形成NH₄[Fe₃(SO₄)₂(OH)₆]沉淀可除去浸出液中的杂质铁。在焙烧过程中收集的挥发物为(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂SO₃,可用作硫酸化焙烧的试剂。     

Fe-BTC表面氨基化及对染料和重金属离子的吸附性能研究

利用二乙烯三胺(DETA)对Fe-BTC结构进行改性,并系统研究了其对刚果红(CR)和重金属离子Pb(Ⅱ)的吸附性能。应用SEM、XRD、Fourier变换红外光谱仪(FT-IR)、N_2吸附-解吸实验、Zeta电位测定等方法对改性前后的Fe-BTC材料进行结构和表面性质表征。结果表明,在保持Fe-BTC晶体结构的前提下,DETA的掺杂可有效增加Fe-BTC表面—NH_2并改变其表面的电性。在对CR和Pb(Ⅱ)的吸附实验中,DETA-Fe-BTC对CR和Pb(Ⅱ)的吸附量明显提高,对比实验证明了DETA-Fe-BTC对于CR和Pb(Ⅱ)的吸附选择性。对吸附条件进行了优化并对于吸附的热力学和动力学数据进行了拟合。在循环吸附脱附实验中,DETA-Fe-BTC表现出对于CR和Pb(Ⅱ)优秀的吸附性能稳定性。     

一种MAL改性水凝胶球珠对铅离子的吸附（英文）

采用海藻酸钠对MAL粉末进行包埋制备水凝胶材料Hydrogel-Ⅰ,并将其应用于水中铅离子的去除。采用响应曲面法结合中心复合设计优化Hydrogel-Ⅰ的制备条件及其吸附Pb(Ⅱ)的操作条件。XPS揭示Hydrogel-Ⅰ携带的—OH、—COO—、—NH、—NH₂和—CSS等官能团与Pb(Ⅱ)产生吸附结合。在吸附过程中,离子交换、表面络合、静电吸引和孔填充均发挥作用。比较Hydrogel-Ⅰ凝胶颗粒和MAL粉末对Pb(Ⅱ)的吸附性能。虽然上述两种材料具有较为接近的吸附速率和最大吸附量(qm),但Hydrogel-Ⅰ表现出更好的重复利用性,同时,更容易从水溶液中分离出来。与其他有机水凝胶材料相比,Hydrogel-Ⅰ具有较快的吸附速度和较高的吸附容量。上述结果表明,Hydrogel-Ⅰ具备较好应用潜能,可用于Pb(Ⅱ)的吸附。     

纳米TiO_2对镉(Ⅱ)的吸附性能

通过吸附实验研究纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附行为,考察溶液的pH值、吸附时间和温度等因素对吸附的影响。结果表明:在pH为4～7范围内,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附率均超过97%,吸附于纳米TiO2上的Cd(Ⅱ)可用7.0 mL 0.1 mol/L HCl于70℃恒温水浴中定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为3.16 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附过程的速率控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程亦不能忽略;等温吸附数据与Langmuir和D-R等温模型拟合较好。在室温下,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量为6.34 mg/g,平均吸附能为11.54 kJ/mol;吸附反应的焓变和熵变均为正值,自由能为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

稀土添加剂对Ni-Fe合金镀层制备及耐蚀性能的影响

采用稀土盐CeCl₃为添加剂,通过调整镀液中CeCl₃浓度在20#钢基体上电沉积制备Ni-Fe合金镀层.采用SEM,EDS和XRD等表征镀层的结构,采用电化学极化曲线和阻抗谱研究合金镀层在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的耐蚀行为.结果表明:稀土添加剂在低pH值酸性体系中极易生成Ce(OH)₃溶胶,抑制 (FeOH) 和Fe(OH)₂等化合物的生成,其阴极吸附特性与 (FeOH) 的吸附形成竞争,优先吸附于材料表面,从而抑制了Fe的析出;另一方面CeCl₃的加入大大提高了电流效率,使镀速增大.当CeCl₃的浓度为3 g/L时,镀层中Fe的含量控制在16%左右,获得较好的镀层质量及较好的耐蚀性能.     

空气主要组分在Ag表面的吸附行为研究

空气中熔融的Ag能够溶解自身体积的22倍氧气,冷却固化过程中其他气体(N₂、CO₂等)几乎为零。吸附是气体溶解的第一步,本文基于量子化学和簇模型的方法建立空气主要组分N₂、O₂、CO₂于Ag表面的吸附模型,研究Ag表面对空气主要组分的吸附行为。结果显示,O₂在Ag(100)、Ag(110)、Ag(111)上的吸附能都为最大,空气中Ag的周围主要吸附O₂,且几乎不产生与其他非氧组分的直接接触;Ag表面上N₂、O₂、CO₂的解离都需要一定的热激活条件,O₂在Ag表面的解离能垒低于N₂和CO₂,更容易解离成O吸附在表面。因此,Ag对空气中的O₂具有选择性吸附的功能。     

含锗锌浸出渣加压强化浸出及铁沉淀行为

针对锌浸出渣处理过程中存在有价金属回收率低、危废铁渣量大等关键技术难题,本文提出了锌浸出渣Ⅰ段控铁低酸加压浸出.Ⅱ段深度高酸加压浸出的两段逆流加压酸浸工艺路线。以某湿法炼锌企业产出的含锗锌浸出渣为研究对象,重点研究了Ⅰ段控铁加压低酸浸出过程中锌、锗、铁的浸出行为,铁的高温水解沉淀行为以及铁物相演变规律。结果表明：温度是影响铁高效沉淀与铁物相组成的关键因素,升高温度能促进Fe³⁺水解生成铁矾(MFe₃(SO₄)₂(OH)₆),并有利于铁酸盐(MeFe₂O₄)的溶解。降低初始酸度、延长反应时间均有利于铁矾晶体的发育长大;在高酸体系下,铁矾的热力学稳定性降低,且不利于Fe³⁺的水解沉淀,但通过升高反应温度可使Fe³⁺水解生成铁矾和赤铁矿(Fe₂O₃)等沉铁物相,达到铁高效沉淀分离的目的;因锌浸出渣中铁主要以Fe³⁺形式存在,故氧分压...     

薇甘菊提取物对冷轧钢在氨基磺酸溶液中的缓蚀效果

将40%乙醇水溶液作为浸提溶剂，从薇甘菊粉末中提取制备薇甘菊提取物(MME),采用红外光谱(FTIR)对MME的官能团进行分析。采用失重法、电化学分析法、扫描电子显微镜(SEM)以及原子力显微镜(AFM)等研究了MME对冷轧钢在氨基磺酸(NH₂SO₃H)溶液中的缓蚀效果。结果表明：MME对冷轧钢在NH₂SO₃H溶液中产生了显著的缓蚀效果；在30℃时，由失重法测得100 mg/L MME对冷轧钢在0.1 mol/L NH₂SO₃H溶液中的缓蚀率达到92.2%;MME在冷轧钢表面的吸附规律服从表观Langmuir吸附等温式，其在钢表面的标准吸附吉布斯自由能约为-30 kJ/mol,即同时存在物理吸附和化学吸附；MME为混合抑制型缓蚀剂，添加MME以后，试样表面平整均匀，腐蚀程度显著降低，有效减缓了酸性介质对钢表面的腐蚀。     

含锗锌浸出渣强化解离及有价金属浸出行为

针对含锗锌浸出渣处理过程中存在有价金属回收率低、工艺复杂等问题,本文提出了Ⅰ段控铁低酸加压浸出-Ⅱ段深度高酸加压浸出的两段逆流加压酸浸工艺。深入研究了Ⅱ段深度高酸加压浸出过程中载锌、锗复杂物相解离机理以及锌、锗、铁等有价金属的深度浸出行为。结果表明：升高反应温度、延长反应时间、增加氧分压不仅能促进载锌、锗铁酸盐(MeFe₂O₄, Me=Zn, Ge)复杂物相的高效解离,也有利于Fe(Ⅲ)水解沉淀反应的发生,浸出渣物相组成由以铁酸盐为主逐步演变为以铁矾为主;酸度是影响铁酸盐热力学优势区的重要因素,其热力学稳定性随体系酸度的升高而逐渐降低,酸度过高时铁的溶解速率大于其沉淀速率,同时因H+活性增强抑制了Fe(Ⅲ)水解生成黄钾铁矾反应的发生。在反应温度150℃、初始酸度100 g/L、反应时间180 min、氧分压0.4 MPa、搅拌转速500 r/min的优化技术条件下,锌、锗的浸出率分别为92.47%、61.33%,获得的浸出终渣中主要物相为铁矾、硫酸钙,其含锌、锗、铅、银、硫分别为1.41%、370.00 g/t、3.52%、150 g/t、1...     

C-H-F氛围下金刚石薄膜的低温CVD生长过程分析

基于第一性原理的密度泛函理论对C-H-F氛围下低温CVD金刚石薄膜的生长过程进行仿真分析,计算H、F原子在氢终止金刚石表面发生萃取反应的吸附能、反应热与反应能垒,并分析CF₃、CF₂、CF 3种生长基团在带有活性位点基底上的吸附。结果表明：与H原子相比,F原子更容易在氢终止金刚石表面萃出H,并以HF形式脱附,且在C-H-F氛围下有利于在低温时产生更多的活性位点;CF₃、CF₂、CF基团在吸附后的结构和吸附能绝对值都更有利于金刚石相的生成,适当提高CF₃、CF₂、CF基团的浓度有助于实现金刚石相的更高速率生长。