氢氧化钠改性生物炭/凹凸棒石复合材料对铅、镉的吸附机理研究

利用水稻秸秆与凹凸棒石在缺氧条件下热解制备稻秆生物炭/凹凸棒石复合材料(BA),并通过氢氧化钠改性提升其吸附性能。通过吸附动力学、等温吸附及改变初始pH等吸附试验研究复合材料在Cd、Pb一元及二元污染体系中的吸附行为,并结合扫描电镜能谱(SEM-EDS)、比表面积及孔径分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段深入分析改性后复合材料对溶液中重金属Cd、Pb的吸附机理。试验结果表明氢氧化钠改性复合材料(NBA)对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附容量分别为117.05和274.65 mg·g^(-1),其去除效率比BA分别增加31.2%和51.7%。在二元金属体系中NBA吸附能力也明显优于BA,准二级动力学模型和Langmuir等温模型能更好地用于模拟吸附结果,表明该吸附主要为单分子化学吸附过程。此外,竞争吸附分析表明在Cd、Pb共存溶液中,与Cd^(2+)相比,Pb^(2+)更易被复合材料吸附。通过SEM-EDS、FTIR、XRD和XPS等表征方法确定了NBA对Cd^(2+)和Pb^(2+)的吸附机制,主要包括其与表面含氧官能团的络合作用、与矿物质的沉淀作用及π-电子作用。综上,改性复合材料NBA在实际废水处理中是一种极具潜力的吸附剂。

凹凸棒石在动物健康养殖中应用研究进展

凹凸棒石是一种天然含水富镁铝硅酸盐矿物,具有一维纳米棒状形貌、规整纳米孔道、永久结构负电荷和表面活性基团。作为功能性饲料原料,凹凸棒石可以改善饲料机械强度和动物养殖环境、吸附霉菌毒素和重金属离子、促进肠道健康和提高动物生产性能。经功能化改性后,赋予抗氧化和广谱抗菌等功能,可用于抗生素替代。围绕凹凸棒石在畜牧业健康养殖中的高值应用,文章综述了凹凸棒石在霉菌毒素吸附剂、抗菌材料、饲料粘结剂和养殖环境净化材料等方面的最新研究进展,展望了未来研究及关注重点,以期推进凹凸棒石在动物生产中的高效应用,同时为我国动物健康安全养殖提供新思路。

三维凹凸棒石对水中镍离子(Ⅱ)的吸附性能研究

以凹凸棒石为原料、N-氨乙基-3-氨丙基甲基二甲氧基硅烷为耦合剂、戊二醛为键合剂制备三维凹凸棒石吸附剂,通过改变吸附温度等外界条件,探究三维凹凸棒石的吸附性能。结果表明,Freundlich等温方程和准二级动力学方程能够更好地表现吸附热力学和吸附动力学中三维凹凸棒石对Ni(Ⅱ)的吸附过程。当25℃条件下,投加量为0.030 0 g、Ni(Ⅱ)的质量浓度为5 mg/L、p H为4,去除率可达99%以上。此外,吸附Ni(Ⅱ)离子主要以配位的形式进行,该吸附在工业及水质除Ni(Ⅱ)离子研究领域表现出潜在的实用价值。

凹凸棒石对动物肠道屏障功能的调控作用及其在畜禽生产中的应用

凹凸棒石又称坡缕石,是一种层链状富镁铝硅酸盐黏土,不仅能够有效吸附细菌、重金属、霉菌毒素以及细菌毒素等,而且可以维护动物消化道黏膜。饲粮添加凹凸棒石能够改善动物肠黏膜形态结构、增加肠道杯状细胞数量、促进肠道紧密连接蛋白表达、调节肠道微生物平衡、提高肠道免疫球蛋白水平和抑制促炎因子基因表达,以及提高动物生产性能。同时,凹凸棒石能够有效缓解霉菌毒素、致病菌和脂多糖等病原体诱导的动物肠道屏障功能损伤。本文阐述了凹凸棒石对动物肠道屏障功能的影响及可能作用机制,综述了凹凸棒石在畜禽生产中的应用和研究进展,以期为动物肠道健康营养调控以及凹凸棒石在畜牧业中合理应用提供参考。

改性凹凸棒石对海兰褐蛋鸡生产性能、卵巢抗氧化能力和繁殖性能的影响

【目的】研究在基础日粮中添加改性凹凸棒石(MPal)对蛋鸡产蛋高峰前生产性能、卵巢抗氧化能力和繁殖性能的影响,为MPal在生产中的合理应用提供依据。【方法】将512只92日龄的海兰褐蛋鸡分为4组,每组8个重复,每个重复16只鸡,分别饲喂添加0、250、500、1000 mg·kg^(-1)MPal的日粮。试验从蛋鸡92日龄开始至168日龄结束,共77 d。【结果】(1)MPal二次提高了144~168日龄蛋鸡的产蛋率(P<0.05);(2)MPal二次增加了168日龄蛋鸡输卵管的长度(P<0.05),线性增加了140日龄蛋鸡白卵泡的数量和168日龄蛋鸡黄样卵泡的数量(P<0.05),二次增加了140日龄蛋鸡小黄卵泡的数量(P<0.05),线性和二次增加了140日龄蛋鸡黄样卵泡、总卵泡的数量和168日龄蛋鸡中黄卵泡的数量(P<0.05);(3)MPal线性提高了140日龄蛋鸡卵巢的总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性、总抗氧化能力(T-AOC)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性和168日龄蛋鸡卵巢T-AOC、T-SOD活性(P<0.05),线性增加了140日龄蛋鸡卵巢还原型谷胱甘肽(GSH)含量(P<0.05),二次提高了140日龄蛋鸡卵巢T-AOC和168日龄蛋鸡卵巢T-AOC、GSH-Px活性(P<0.05);(4)MPal线性提高了140日龄蛋鸡血清孕酮水平和168日龄蛋鸡血清促黄体生成素、促卵泡激素水平(P<0.05),线性和二次提高了140日龄蛋鸡血清雌二醇、促黄体生成素、促卵泡激素水平和168日龄蛋鸡血清雌二醇、孕酮水平(P<0.05);(5)MPal线性和二次降低了168日龄蛋鸡卵巢细胞凋亡率(P<0.05);(6)MPal线性上调了140日龄蛋鸡卵巢雌激素受体α(ERα)、雌激素受体β(ERβ)、孕酮受体(PR)、卵泡刺激素受体(FSHR)、雄激素受体(AR)的表达水平和168日龄蛋鸡卵巢FSHR、AR的表达水平(P<0.05),线性和二次上调了140日龄蛋鸡卵巢促黄体素受体(LHR)、细胞色素P450家族19亚家族A成员1(CYP19A1)的表达水平和168日龄蛋鸡卵巢ERα、ERβ、LHR的表达水平(P<0.05)。【结论】MPal对海兰褐蛋鸡开产后的生产性能、卵巢抗氧化能力和繁殖性能有积极作用;MPal在海兰褐蛋鸡日粮中的推荐添加量为500 mg·kg^(-1)。

凹凸棒石的研究与应用发展现状

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。凹凸棒石是一种利用价值较高的重要矿产资源,广泛应用于农业、环境、材料、化工、生物、催化等领域,在我国储量丰富,有较好的开发前景。目前对凹凸棒石的利用率还较低,大量的凹凸棒石并未被有效开发。本文对国内外凹凸棒石分离提纯与应用现状进行了分析与总结,简述了凹凸棒石的矿物学特征与晶体结构特性;总结了凹凸棒石的成因类型,资源分布,矿产储量,矿石类型,理化性质;归纳了凹凸棒石分离与提纯的研究现状,凹凸棒石表面改性的方法与研究进展,凹凸棒石在矿物功能材料方面的应用状况,在当前研究内容的基础上,分析目前研究过程中出现的问题,提出凹凸棒石研究与应用的新思路与方向。

改性凹凸棒石/苏木复合颜料的制备和性能

用盐酸处理凹凸棒石(PAL)制备了酸洗凹凸棒石(PA),然后对PA进行有机改性(壳聚糖、阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化铵、硅烷偶联剂KH550)制备了3种改性PAL(PCS、PDO、PKH),最后以PA、PCS、PDO、PKH负载苏木色素制备了4种改性凹凸棒石/苏木复合颜料(简称复合颜料,下同)PAS、PCSS、PDOS、PKHS。通过FTIR、XRD、TEM、BET、TG及颜色表征,探究了不同改性方法对复合颜料的粉体学性质、稳定性和生物安全性的影响。结果表明,有机改性和苏木色素负载并未改变PAL的晶相结构和纤维形态;复合颜料显著提高了苏木色素的热稳定性、酸碱稳定性和遮盖性能。复合颜料PCSS表现出较佳的综合性能,包括最好的热稳定性〔120℃处理6 h,总色差值(ΔE)<6〕和酸碱稳定性(pH=5~7浸泡24 h,ΔE<4),最低的水和乙醇溶出度(2.13和1.02 mg/g),及较好的生物安全性(无血管刺激性)。

钠化污泥生物炭复合凹凸棒石对水体中Cu^(2+)的吸附效果研究

含铜废水严重威胁人体健康和环境安全,利用废弃污泥和凹凸棒石制备了钠化污泥生物炭复合凹凸棒石材料,并将其用于含Cu^(2+)废水的处理。利用SEM、XRD及FT-IR对材料的结构和表面性质进行了分析表征,复合材料表面的含氧官能团的络合或C=C键的Π电子作用是吸附重金属的主要机制。研究了复合材料对Cu^(2+)的吸附效果和机理,结果表明,污泥/凹凸棒石质量比2∶1,pH=5,添加量为1.5 g/L,Cu^(2+)初始浓度4 mg/L条件下,材料对Cu^(2+)有最大的吸附容量为3.339 mg/g。吸附过程更好地拟合了准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式,表明材料对Cu^(2+)的吸附是单分子层化学吸附。利用响应面分析法预测,pH值为5.04,吸附剂添加量1.16 g/L,Cu^(2+)初始浓度3.60 mg/L是最佳吸附条件。钠化污泥生物炭复合凹凸棒石在实际含铜废水处理中是一种极具潜力的吸附剂。

纳米凹凸棒石对酚醛复合材料摩擦学性能的影响

源自优质黏土矿物资源的一维凹凸棒石(AT)纳米纤维,可用于增强复合材料并改善其摩擦磨损特性。采用酚醛树脂(PF)模塑料塑炼工艺及热压成型工艺制备了AT纳米纤维混杂传统微米纤维如碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)及芳纶纤维(AF)增强PF复合材料,系统考察了AT纳米纤维的含量对微米尺度短切纤维增强PF复合材料压缩性能及多种工况下摩擦学性能的影响规律,利用扫描电子显微镜及能谱仪表征了摩擦界面原位生长转移膜的微观结构,探索了AT纳米纤维与微米纤维在干摩擦、油润滑和水润滑条件下可能的协同减摩抗磨作用机理。结果表明,AT与高模量纤维(CF,GF)表现出显著的协同增强作用,显著提高了PF复合材料的压缩强度。当AT纳米纤维质量分数为20%时,CF/AT/PF与GF/AT/PF的压缩强度分别可达407 MPa及400 MPa。干摩擦条件下,AT分别与CF和AF的复配使用促进了固体润滑特性转移膜的生长,提高了材料的自润滑性能;油润滑条件下,GF/AT/PF表现出最高的耐磨性能,GF减薄可能是主要的磨损机理;水润滑条件下,AF/AT/PF表现出最低的摩擦系数,而CF/AT/PF表现出最高的耐磨性能。

混维凹凸棒石对矿区土壤重金属的钝化修复

该文在引入外源Si^(2+)、Ca^(2+)和Mg^(2+)条件下,将混维凹凸棒石水热改性为新型凹凸棒石钝化材料(PSMC),用扫描电镜、X射线衍射和傅立叶红外光谱对其进行了表征,通过钝化试验探究了其对矿区土壤中重金属的钝化效果。结果表明,水热处理能使凹凸棒石及其伴生矿物转变为具有晶体结构缺陷的无定形或低结晶硅酸盐。土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的二乙烯三胺五乙酸提取态含量在所有PSMC添加处理下均显著降低,且均在5%(w/w)的添加处理下达到最小;添加PSMC促使酸溶态的Cd、Pb、Cu和Zn向更加稳定的残渣态转化;5%的PSMC添加处理下,Cd、Pb、Cu和Zn的钝化效率分别为91.15%、84.70%、90.51%和90.09%。根据土壤管控标准风险等级,重金属的总体污染潜在风险指数随着PSMC添加量的增加而减小,Pb、Cu和Zn的环境风险指数均小于1%,Cd的的环境风险指数均小于3%(低风险)。水热改性能提高混维凹凸棒石对矿区土壤中重金属的钝化能力,进而为甘肃混维ATP黏土高值化利用提供新思路、新方法。

盐酸改性凹凸棒石对铯离子的吸附性能研究

铯是重要的稀有金属元素,被人们广泛用于航天、医疗、特种玻璃等领域。近年来铯资源的分离提取技术及其应用得到了深入研究,其中吸附法作为最具潜力的分离提取方法之一,一直是该领域的研究热点。本研究采用盐酸对凹凸棒石改性,制备得到凹凸棒石吸附材料(ACH-3),并采用XRD、FT-IR、SEM、BET、XRF等表征手段研究ACH-3的结构特征。以ACH-3为吸附剂探究其对水溶液中铯离子(Cs^(+))的吸附性能,并进一步探讨了温度、初始pH、初始浓度以及吸附剂添加量对吸附性能的具体影响。实验结果显示,在25℃、pH=9和Cs^(+)浓度为200 mg/L的条件下,ACH-3对Cs^(+)的吸附量高达78.99 mg/g,超过凹凸棒石原矿吸附量(7.41 mg/g)的十倍。通过对吸附Cs^(+)前后光谱信息和动力学曲线分析,ACH-3对Cs^(+)的吸附归因于静电吸引与离子交换作用。

凹凸棒石增强PA6复合线材制备及3D打印研究

为提高聚酰胺6(PA6)3D打印样件的力学性能,以凹凸棒石(ATP)为增强填料,通过γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)表面改性ATP,采用熔融共混制备PA6/ATP复合材料并通过单螺杆挤出形成3D打印线材,研究了ATP在3D打印过程中的取向行为及其对PA6力学性能的影响,探讨了填料的增强机制。结果表明,适量的ATP能显著提升PA6的力学性能,拉伸强度和杨氏模量分别为73.8 MPa和3.11 GPa,较纯PA6提升35%和27%,ATP在PA6基体中有序取向。

凹凸棒石-双交联水凝胶微球钝化修复镉污染土壤研究

为研究凹凸棒石-双交联水凝胶微球(SA/PVA/ATP)对镉污染土壤钝化修复的效果,将SA/PVA/ATP添加到镉浓度为3.72 mg/kg的土壤中进行淹水培育,采用模拟酸雨、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)和三乙醇胺(TEA)混合提取剂(DTPA提取剂)提取土壤有效态镉;采用欧共体标准局顺序提取方法(BCR)提取土壤中不同形态镉;讨论了SA/PVA/ATP添加量、土壤有效态镉和各形态镉的相关性;计算了钝化容量、修复效率和重金属风险评价指数,探究了SA/PVA/ATP对土壤镉的钝化机理。结果显示,随着SA/PVA/ATP的增加,DTPA提取剂和酸雨提取的有效态镉含量分别从1.72 mg/kg和0.024 mg/kg下降到0.66 mg/kg和0.0044 mg/kg;土壤中的弱酸可提取态镉和可还原态镉含量分别从1.40 mg/kg和0.81 mg/kg下降到1.01 mg/kg和0.41 mg/kg,而可氧化态镉和残渣态镉含量分别从0.86 mg/kg和0.63 mg/kg增加到0.95 mg/kg和1.27 mg/kg。材料添加量与土壤中有效态镉、弱酸提取态镉和可还原态镉含量呈极显著负相关,与可氧化态镉和残渣态镉含量呈极显著正相关;SA/PVA/ATP添加量为2.0%时,钝化容量最大为19.15 mg/kg,修复效率最高为34.89%,土壤环境由高风险降至中风险。SA/PVA/ATP将土壤中镉的弱酸提取态和可还原态逐渐转化为可氧化态和残渣态,降低了镉的生物有效性,实现了镉污染土壤的钝化修复。

载铁凹凸棒石活化过二硫酸盐去除水中土霉素

因传统处理方法难以有效去除水中抗生素类污染物,该研究以土霉素(OTC)为试验对象,首先将凹凸棒石(ATP)以FeCl3溶液浸渍,在300、500和700℃下煅烧,制备了3种载铁凹凸棒石(F300、F500和F700),然后将其作为催化剂活化过二硫酸盐(PDS)去除水中土霉素。考察了催化剂投加量、PDS浓度、溶液pH值、共存阴离子(Cl和HCO_(3)^(-))和腐殖酸等因素对OTC去除的影响,并通过淬灭实验探究了载铁凹凸棒活化PDS去除OTC的机理。结果表明,F300作为催化剂活化PDS去除100 mL溶液中10 mg/L的OTC效果最佳。在优化的pH值为3.5、0.2 g/L催化剂和1 mmol/L PDS条件下反应65 min,以F300和F500作为催化剂OTC去除率接近100%,以F700作为催化剂OTC去除率为84.78%。活化降解机理研究表明,在初始pH值为3.5时,体系中SO_(4)^(-)·占优势,1 O_(2)对反应进程有一定的贡献,而·O_(2)^(-)反应活性较差,对OTC的去除贡献不大。研究结果可为高级氧化技术去除水中抗生素的应用提供科学依据。

壳聚糖-凹凸棒石复合材料的制备及其对不同污染物的吸附研究进展

作为新型的吸附材料,凹凸棒石有可再生和低能耗的优良特性,被广泛应用于污水处理方面;壳聚糖由于其可生物降解、抗菌、亲水、可再生、生物相容性和环保等优势被广泛应用于重金属离子、含酚类废水、印染废水等废水处理领域中。而将两种材料复合,则对重金属离子以及难降解有机污染物展现出更加优异的吸附能力。通过综述该复合材料的研究进展,了解到该复合材料对重金属离子以及难降解有机废水的吸附性能对比单一材料都有所提升。最后分析了该复合材料目前研究的局限性并对将来的研究方向进行了展望。

凹凸棒石/纳米铁复合材料的制备工艺及对亚甲基蓝废水的处理

这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。亚甲基蓝(MB)是工业染料废水中的典型污染物,不经处理任意排放会给水体带来非常大的危害。本文通过对凹凸棒石灼烧、有机超声改性和原位负载纳米铁制备了凹凸棒石/纳米铁复合材料(DDBAC/ATP/nZVI)。得到了复合材料的制备工艺:凹凸棒石原土经300℃焙烧1.5 h后加入20 mmol/100 g十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC),超声20 min,然后用液相还原法负载纳米铁,铁土比为1∶3、KBH_(4)浓度为0.25 mol/L、反应时间为3 h。XRD、IR、SEM、BET、XPS等表征证实了DDBAC和纳米铁成功负载到凹凸棒石表面。复合材料对亚甲基蓝的较大吸附去除量为114.94 mg/g,60 d内应用性能稳定。

凹凸棒石的改性方式及其在动物生产中的应用

凹凸棒石(APT)是具有强吸附能力和离子交换能力的含水富镁铝硅酸盐黏土,进入动物肠道后能覆盖在肠道黏膜表面,保护肠道黏膜,减少与致病菌及其毒素的接触,能够提高动物机体免疫,促进畜禽生长。本文就凹凸棒石晶体结构、理化性质、改性方法及凹凸棒石在动物生产中的应用等进行综述,为凹凸棒石的开发和在动物生产中的应用提供参考。

一种含凹凸棒石的泥膜制备及清洁效果评价

制备一种含凹凸棒石的泥膜,通过细胞毒理学实验对材料和泥膜进行安全风险评估,结果显示细胞存活率均在85%以上;通过XRD、BET和吸油度测定对两种材料进行表征,由于具有丰富的介孔结构,凹凸棒石的比表面积为212 m^(2)/g,是高岭土的24倍;通过人工污垢清除实验和人体功效评价实验评价含凹凸棒石泥膜的清洁功效,其清洁率为95.7%,高于高岭土泥膜的85.5%,且凹凸棒泥膜使用后毛孔数量升高34.46%,毛孔体积升高57.14%,毛孔面积升高34.04%,说明凹凸棒泥膜更有效清除毛孔内污垢。

凹凸棒石在畜牧生产中应用的研究进展

凹凸棒石(APT)又名坡缕石或坡缕缟石,是一种天然的层链状结构的晶质水合镁铝硅酸盐矿物,具有优良的理化特性,可以作为绿色饲料添加剂应用于畜牧业生产中。本文就凹凸棒石的结构特征、理化特性以及在饲料生产和动物疫病防控中的应用进行综述。

凹凸棒石对锦鲤生长、消化及其肠道菌群的影响

为探明不同凹凸棒石添加量对锦鲤生长性能、消化酶、肠道菌群及组织结构的影响,选取平均体质量为(115.48±3.72)g的健壮无病的锦鲤240尾,随机分成4组,每组3个平行,每个平行20尾,投喂凹凸棒石添加量分别为0%、3%、5%、8%的饲料,试验周期28 d,测定上述指标。试验结果表明:日粮中添加凹凸棒石对锦鲤生长性能无显著影响(P>0.05);凹凸棒石可提高肠道α淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶活性,3%添加时影响显著(P<0.05);与对照组相比,试验组均提高了肠黏膜皱襞高度和肌层厚度,在3%、5%添加量时效果显著(P<0.05);各组样本测序覆盖率均为99.8%,且稀释曲线逐渐平缓,可知测序结果合理可靠;在门水平上各组共有优势菌有厚壁菌门、变形菌门、梭杆菌门等,在属水平上优势菌为琼杆菌属、芽孢杆菌属、消化链球菌属等,而在不同分类水平上0%、3%添加时群落组成相似度较高,分析显示凹凸棒石可促进有益菌繁殖,改善肠道菌群组成及分布。