负载氧化锌活性炭对苯的吸附性能及热力学研究

对微波活化处理废触媒制备的活性炭进行了微结构分析,发现活性炭具有孔隙发达,微孔贯穿性好的结构,孔隙中负载了少量的具有催化作用的氧化锌.采用光离子化气相色谱法测定了20℃、30℃和40℃活性炭对苯的吸附等温线,并用Langmuir方程进行了数据拟合,且适合于该方程.同时计算了平均吸附热(△H),吸附自由能(△G),吸附熵...     

Removal of an Azo Dye from Wastewater through the Use of Two Technologies: Magnetic Cyclodextrin Polymers and Pulsed Light

Water pollution by dyes is a huge environmental problem; there is a necessity to produce new decolorization methods that are effective, cost-attractive, and acceptable in industrial use. Magnetic cyclodextrin polymers offer the advantage of easy separation from the dye solution. In this work, the β-CD-EPI-magnetic (β-cyclodextrin-epichlorohydrin) polymer was synthesized, characterized, and tested for removal of the azo dye Direct Red 83:1 from water, and the fraction of non-adsorbed dye was degraded by an advanced oxidation process. The polymer was characterized in terms of the particle size distribution and surface morphology (FE-SEM), elemental analysis (EA), differential scanning calorimetry (DSC), thermal gravimetric analysis (TGA), infrared spectrophotometry (IR), and X-ray powder diffraction (XRD). The reported results hint that 0.5 g and pH 5.0 were the best conditions to carry out both kinetic and isotherm models. A 30 min contact time was needed to reach equilibrium with a qmax of 32.0 mg/g. The results indicated that the pseudo-second-order and intraparticle diffusion models were involved in the assembly of Direct Red 83:1 onto the magnetic adsorbent. Regarding the isotherms discussed, the Freundlich model correctly reproduced the experimental data so that adsorption was confirmed to take place onto heterogeneous surfaces. The calculation of the thermodynamic parameters further demonstrates the spontaneous character of the adsorption phenomena (ΔG° = −27,556.9 J/mol) and endothermic phenomena (ΔH° = 8757.1 J/mol) at 25 °C. Furthermore, a good reusability of the polymer was evidenced after six cycles of regeneration, with a negligible decline in the adsorption extent (10%) regarding its initial capacity. Finally, the residual dye in solution after treatment with magnetic adsorbents was degraded by using an advanced oxidation process (AOP) with pulsed light and hydrogen peroxide (343 mg/L); >90% of the dye was degraded after receiving a fluence of 118 J/cm²; the discoloration followed a pseudo first-order kinetics where the degradation rate was 0.0196 cm²/J. The newly synthesized β-CD-EPI-magnetic polymer exhibited good adsorption properties and separability from water which, when complemented with a pulsed light-AOP, may offer a good alternative to remove dyes such as Direct Red 83:1 from water. It allows for the reuse of both the polymer and the dye in the dyeing process.     

海藻酸纤维对Zn2+的吸附性能研究

研究了海藻酸纤维对Zn2+的吸附性能,对Zn2+浓度、温度、时间以及pH值等影响因素进行了分析。结果表明:吸附时间和温度对吸附平衡的影响较小,但Zn2+溶液的初始浓度和pH值的影响很大。初始浓度越大,吸附容量越大但去除率越小,pH值在5～7时去除率较大。Freundlich吸附模型比Lang-muir吸附模型能更好地模拟海藻酸纤维对Zn2+的吸附过程。     

NO在(Fe_2O_3)_n(2≤n≤6)团簇上吸附的密度泛函理论研究

运用广义梯度密度泛函理论(GGA)的Pcrdew-Burke-Emrnerh(PBE)方法结合团簇模型,在双数值极化函数基组DNP下,研究了(Fe_2O_3)_n(2≤n≤6)团簇的性质和NO在其上的吸附。对于(Fe_2O_3)_n团簇通过对几何构型和性质的计算发现;(Fe_2O_3)_n团簇都具有很高的稳定性并且它们的结构和成键性质都和体材料Fe_2O_3有很大的不同;NO主要以N端吸附在Fe_2O_3团簇Fe-top位。NO在(Fe_2O_3)_n团簇上吸附为化学吸附,对应于n从2~6,吸附能分别为1.792、1.976、2.799、2.963和2.536 eV。Mulliken布局分析结合NO吸附前后的态密度分析表明:吸附前后电子由NO向(Fe_2O_3)_n团簇转移,吸附时NO的5口轨道趋向于转移电子给Fd~(3+)的d轨道,使Fe位形成d~(10)稳定电子构型,同时Fe反馈电子给NO的知反键轨道,总体上为NO失去电子。     

常温一氧化碳气敏元件制备及气敏机理研究

介绍了以SnO2 为主 ,掺入Al2 O3 ,MgO ,InO ,Pd等添加剂的常温CO气敏元件的制备方法。根据其晶体结构特点对气敏机理进行了探讨。论述了传感器的信息传感机制 ,即晶界势垒控制和晶粒大小控制机制同时存在。为获得性能良好的气敏元件 ,需要最佳的制备方法和最好的添加剂     

改性海泡石除磷热力学研究

通过对改性海泡石的热力学性能研究,确定了改性海泡石对磷进行吸附的吸附容量、去除率和改性海泡石用量的关系。根据实验数据求解出吸附等温方程并绘制出等温吸附曲线。对等温吸附曲线进行拟合并比较相关系数的大小,得到改性海泡石的等温吸附方程。它符合修正后的Freundlich等温吸附方程:qe=10.4 4 Ci1.148 29.90。此方程较精确地描述了改性海泡石对P O34--的吸附量随浓度的变化,为改性海泡石的工业化除磷应用提供了理论依据。     

石油羧酸盐的磁化降吸附研究

探讨了磁化前后，石油羧酸盐表面活性剂在高岭土表面静吸附规律的变化。实验发现，经磁化处理的石油羧酸盐表面活性剂，在高岭土表面的吸附速度变快，液固比变小，吸附等温线仍有最大值，但已大为下降，从而推断其吸附模式发生改变。     

改变润湿消除钻头泥包钻井液技术研究

钻井过程中钻屑颗粒吸附钻头、BHA面形成泥包导致重复破碎,严重影响钻井速度。为此,提出改变润湿钻井液需具备功能及处理剂分子结构要求,研发了改变润湿防止钻头泥包剂(KSZJ-1)。通过润湿性、表面张力、吸附效应等试验对改变润湿防止钻头泥包剂的润湿性和改善钻头泥包的性能进行了评价,试验结果表明,KSZJ-1一方面在钻屑表面形成单分子吸附层防止钻屑附聚造成重复切削;另一方面改变岩石表面及孔隙内部的润湿性,降低岩石的表面张力;而且在钻头、BHA面以有机膦定向吸附的形式形成强定向多分子层物理和化学吸附,显著减少钻头泥包的现象。     

磁化破乳剂处理含聚污水机理研究

磁化破乳剂是一种新型的油水分离剂,能快速实现油水分离且能重复利用,研究了前期合成的磁化破乳剂(M-DMEA)处理含聚污水的机理,考察了M-DMEA对界面活性物质(沥青质、胶质和聚合物)的吸附性能,探讨了界面活性物质浓度和温度对M-DMEA吸附不同界面活性物质的影响及M-DMEA浓度和温度对水中油滴聚并速率常数的影响。实验结果表明,相同浓度下,M-DMEA对3种物质的吸附率大小的顺序为:沥青质胶质聚合物;M-DMEA对沥青质和胶质的吸附为Langmuir吸附,且对沥青质的吸附是吸热过程,对胶质的吸附是放热过程;M-DMEA对聚合物吸附为Freundlich吸附。温度升高,M-DMEA表面的亲油性增强,油滴聚并速率常数增大,增加M-DMEA浓度也会促进水中油滴聚并速率常数的增大。     

纳米限域材料的制备及其在污染治理中的应用研究进展

纳米技术在环境污染治理中具有广泛前景,然而其在应用过程中存在纳米颗粒及活性中心易团聚失活的问题。将纳米粒子的活性中心限制在载体的孔道内,构建出新型纳米限域材料可以有效克服这一缺点。同时,凭借材料的纳米限域效应,一定程度上可影响水的氢键网络结构,并会影响反应中中间活性粒子的演化、传质速率、晶体的生长和成核阶段过程,以及提高局部空间内反应底物的浓度。本文系统梳理了纳米限域材料的制备方法,并对比分析了各种制备方法的优缺点,归纳总结了近年来纳米限域材料在吸附和高级氧化降解污染物中的研究进展,展望了未来纳米限域材料在环境污染物治理领域的研发及应用前景。