铁尾矿废石免烧透水砖制备及性能研究

以铁尾矿废石、水泥和铁尾矿粉为原材料,静压成型制备铁尾矿废石免烧透水砖,研究了成型压力、保压时间、养护时间、水胶比、孔隙率对透水砖抗压强度、透水系数的影响,通过SEM分析样品的微观形貌。结果表明:配合比设计参数为设计孔隙率20%,水泥10%,铁尾矿粉10%,铁尾矿废石80%,水胶比0.4,减水剂掺量为1.5%;透水砖的最佳工艺条件为成型压力8 MPa,保压时间50 s,标准养护28 d,在此条件下制得的透水砖抗压强度为10.4 MPa,透水系数为2.24×10^(-2) cm/s。

Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)复合材料的制备及其对丁基钾黄药的降解性能

采用水热法合成了一系列不同负载率的Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)复合光催化剂。利用瞬态光电流等分析技术对合成的样品进行表征。在300W氙灯下,以丁基钾黄药为目标污染物,评价其光催化性能。研究结果表明,最佳的Fe_(3)O_(4)负载量(15wt%)不仅有效增强Fe_(3)O_(4)/MoS_(2)复合材料的光催化活性,对丁基钾黄药的降解率是纯相MoS_(2)的1.33倍,而且还可以利用外部磁场从水中回收再利用;掺入Fe_(3)O_(4)可以有效地提高电荷转移速率并加速光生载流子分离。

超声-浸渍法制备污泥负载型高效非均相Fenton催化剂及其催化性能

基于简易的超声-浸渍法将铁元素成功掺杂于污泥载体上,得到了一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,并运用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP)和傅立叶变化红外光谱(FT-IR)等对合成催化剂的结构和性能等进行表征,探究了所制备催化剂对亚甲基蓝(MB)模拟废水的降解行为。结果表明,以脱水污泥为载体,可快速有效将铁元素掺杂于污泥中,并主要以Fe2O3的形式存在,且负载铁元素和载体形成了Fe-O、Fe-O-H和Si-O-Fe等化学键,保证催化剂的稳定性。对50mg/L MB的降解实验表明,在初始pH为4、催化剂用量为0.6g/L、H2O2投加量为5mL/L的最优实验条件下,反应120min后对MB的降解率可达99.8%,并且循环实验5次仍能保持较好的催化性能。同时阐明了非均相Fenton催化体系对MB可能的降解机理。

超声耦合Fenton强化污泥载体构建催化体系及性能

基于超声耦合Fenton技术,以剩余污泥为载体,同时将污泥活化脱水和金属负载过程整合,成功制备出一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,对其结构和性能进行了表征,并探究了所制备催化剂对亚甲基蓝(MB)模拟废水的降解行为。结果表明,Fe元素能有效掺杂于污泥中,并在主要以Fe2O3的形式存在,且负载铁元素和载体中二氧化硅间形成了Si-O-Fe键,保证了催化的稳定性。在初始pH为4,反应时间80 min,H2O2投加量为4 m L/L,催化剂用量0.5 g/L的优化降解条件下,催化剂对MB的降解率可达98.7%;且重复利用5次后仍能保持较好的循环稳定性。体系中H2O2可以产生具有强氧化性的·OH,作用于吸附在催化剂表面的MB生成反应中间产物,后进一步被降解为CO2和H2O。

基于市政污泥的高效非均相Fenton催化材料的制备及其性能研究

以市政脱水污泥和(NH_4)_2Fe(SO_4)2·6H_2O试剂为原料,通过超声-浸渍法将铁元素成功掺杂于污泥载体上,得到了一种高效稳定的非均相Fenton催化剂,探讨了泥铁质量比、焙烧温度和时间等因素对催化剂性能的影响,确定了最佳的制备条件,并运用SEM、FT-IR和XRD等方法对合成样品进行表征,探究了所制备催化剂降解亚甲基蓝(MB)模拟废水的性能。试验结果表明,最佳的制备条件为泥铁质量比1∶0.8,焙烧温度为500℃,焙烧时间为120 min。污泥基非均相Fenton催化剂中的铁元素主要以Fe_2O_3的形式存在,并能均匀、分散地负载于污泥载体上,负载铁元素与污泥载体之间形成了Si-O-Fe和Fe-O键,具有较好的稳定性。在考察不同体系下MB降解试验发现,制备时引入超声作用可有效提高催化剂性能,反应80 min后对MB的脱色率可达99%,是污泥载体和铁氧化物为表面活性点位协同作用的结果。本研究提出了便捷的、环境友好的污泥回用方法,可有效降解染料废水,达到以废治废。

“互联网+”背景下基础化学实验基于TBL与PBL协同模式的教学改革研究

高校基础化学实验课是应用化学专业本科生必修的专业基础课程,在人才培养中占据重要地位。在“互联网+”背景下,需多措并举对传统LBL教学模式进行改革,打通线上线下课堂,实现全方位优势互补。采用TBL与PBL协同教学模式,并以“互联网+开放实验教学”贯穿全过程,扭转学生从被动学习回归自主学习,助推教师授课模式从“大水漫灌”式向基于引导、探究的“精准滴灌”式转变,有利于由个人漫无目的“单打独斗”向以问题导向、通力合作的小组结构为主体的自由课堂讨论模式转变。通过多模块、多元化考核评价学生实验成绩,以过程性评价构建一个较为科学、客观、公正的实验成绩评分体系。实践应用表明,这种新的教学模式大大提高了学生的学习效果,教学质量得到显著提高。

超声/类Fenton技术制备污泥基催化剂研究

通过超声助力铁、铜双金属类Fenton体系技术将污泥基活性炭活化与金属负载过程进行整合,制备出应用效率高的非均相Fenton催化剂SC-Fe/Cu,用以降解丁基钾黄药模拟废水,探讨了活性物质投加总的物质的量、铁/铜投加比、焙烧温度等因素对催化剂性能的影响,确定最优的制备路径,并采用SEM、EDX、FT-IR和XRD等手段表征复合材料的组成、形貌特征。结果表明,在活性物质投加的物质的量为0.015 mol,铁/铜投加比为8:2,在550℃下焙烧120 min时是最佳的制备条件,制得催化剂SC-Fe/Cu表面粗糙、比表面积增大,Fe_(2)O_(3)为铁元素的主要存在形式,并能较好载于污泥基活性炭载体上,同时Fe-O和Fe-O-Si键出现在活性位点上使催化剂的稳定性和降解性能更优异,并在构建非均相体系降解丁基钾黄药模拟废水反应80 min后,降解率可达90%以上,探索出一种更优的资源化利用市政污泥的方式,且可有效降解选矿废水的环保新思路。

超声-类Fenton活化制备碳基催化剂及黄药降解

通过构筑超声-类Fenton体系改性污泥基活性碳,经焙烧后得到高效、稳定的非均相Fenton催化剂,并能有效降解丁基钾黄药类废水。在优化和确定最佳制备条件的基础上,运用SEM、EDX、FT-IR和XRD等方法对合成样品进行表征,同时探究其降解性能。实验结果表明:最佳的前驱体制备条件为以硫酸调节活化体系pH值,活性炭与FeSO_(4)·7H_(2) O的质量比为1∶0.7,搅拌后加入过硫酸钾与铁的摩尔比为1∶0.5,焙烧后得到表面粗糙的催化剂。成功引入磺酸基团于催化剂中,出现Fe_(2) O_(3)结晶颗粒,铁质量分数从0.08%增加到46.65%。铁元素和炭载体之间形成化学键Si—O—Fe,具有较好稳定性。在循环使用5次后,对于黄药的降解率仍保持在82%以上。市政污泥可作为非均相Fenton催化剂载体的来源,推动污泥资源化利用,实现以废治废。

氧化石墨烯/ZnO光催化剂制备及其降解抗生素性能

采用共沉淀法合成氧化石墨烯(GO)/ZnO片层复合光催化剂。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电子显微镜及紫外-可见漫反射光谱对复合光催化剂的结构和形貌进行表征。实验结果表明,ZnO颗粒附着在片层GO表面,复合光催化剂在可见光区的吸收强度增大。当可见光照射180min,GO的加入量为12mg时,GO/ZnO(GZ-3)样品对环丙沙星、氧氟沙星和诺氟沙星的降解率分别达到85.9%、85.5%和90.1%,均高于纯ZnO光催化剂。经过3次循环实验后复合光催化剂仍具有较高的光降解活性。机理分析表明,GO/ZnO复合光催化剂具有高的光催化活性的原因是GO提高了光催化剂对抗生素的吸附,并有效促进了电子的传输。

离子交换法制备纯水实验的改进

离子交换法制备纯水的传统实验方法存在装置装配繁杂、操作有一定难度等缺点。选用简单易得的材料,设计了一套简易装置。该装置安装及固定简便,出水量大,水质高,缩短了交换反应的时间,提高了树脂的利用效率,达到了良好的教学效果。并探究了树脂的有效高度(用量)与出水流速的控制关系及离子交换树脂的使用寿命和再生条件等。

异丁基黄药对黄铜尾矿有价元素铜的浮选技术研究

随着经济、科技的不断发展,全世界对铜的需求量也不断增加,铜矿开采加剧造成尾矿堆积使环境污染加剧、资源浪费日益严重,铜矿资源开展二次利用就很有意义。选择"磨矿—浮选"的工艺流程进行浮选,再利用控制变量的方法,通过实验确定对铜尾矿最佳的浮选条件,实验结果包括最佳工艺条件,包括测定磨矿细度95%,捕收剂异丁基黄药的用量150 g/t,起泡剂二号油的用量40 g/t,抑制剂氧化钙用量1.5 g/Kg,分散剂碳酸钠的用3.0 g/Kg。最红可获得铜品位为2.10%、回收率为59.98%的铜精矿。

ZnIn_(2)S_(4)/CeO_(2)复合材料的制备及对尾矿废水中黄药的高效降解

采用水热-煅烧法合成针状氧化铈,再以溶剂热法合成一系列不同负载率的ZnIn_(2)S_(4)/CeO_(2)复合材料。通过光催化降解乙基黄药来评价其光催化性能,同时采用XRD、SEM、FTIR等分析手段考查复合材料的形貌结构及光学性能。结果表明:与CeO_(2)相比,ZnIn_(2)S_(4)/CeO_(2)复合材料具有更高的光催化活性,且摩尔比是0.7∶1的ZnIn_(2)S_(4)/CeO_(2)复合材料光催化速率是CeO_(2)的18倍。