钛纳米管的水热合成研究及应用进展

钛纳米管是一种新型一维管状纳米材料,合成方法中研究得最深入的是水热法。钛纳米管具有的特殊性质使其在催化、负载、光电化学、吸附和离子交换等领域有着潜在的应用前景。本文综述了近5年来研究者们对钛纳米管组成成分、形成机理、及水热条件对产物形貌影响的研究进展,介绍了其应用研究现状。

用于水热法合成钛纳米材料的小型温控装置的设计

介绍能长期稳定供热的新型温控电热装置。该装置,成功应用在水热法合成多种形貌钛纳米材料。其温控部分可以与多种类型加热装置串联组装成不同种类温控仪,其独特的鼓风体系使加热套中各处温度高度均匀。

纯化及羧化多壁碳纳米管吸附铀的研究

对商品多壁碳纳米管(MWNTs)进行纯化及硝酸羧化处理,并对其分别进行热重及红外表征。研究了纯化和羧化MWNTs对溶液中铀的吸附行为,考察了介质酸度、温度、吸附时间、溶液中铀的初始质量浓度对吸附容量的影响。实验结果表明,有质量比约为10%的羧基成功接枝于MWNTs,羧化MWNTs比纯化MWNTs表面更为粗糙,且出现羧基的特征红外波数为2 913cm-1及1 641cm-1。在pH=3.0～6.0范围内,2种MWNTs对铀的吸附量随着pH和平衡浓度的增大而升高,反应时间与温度对吸附容量的影响不大。2种MWNTs的等温吸附及热力学模型研究表明,吸附反应符合Freundlich和Langmuir方程,在最佳条件下,静态平衡吸附量分别为47.81mg/g和89.09mg/g。

微色谱柱分离分光光度法连续测定包头稀土精矿中铈组稀土和钍

通过阳离子交换树脂微色谱柱分离,建立了分光光度法连续测定稀土精矿中铈组稀土和钍的方法。含大量稀土元素和钍的1 mol/L HCl试液流经HD-8阳离子交换树脂微色谱柱,钍和稀土同时被保留在树脂上,用1 mol/L HCl淋洗杂质元素,4 mol/L HCl-2 mol/LNH4Cl洗脱液洗脱稀土,然后柱子用200 g/L NH4Cl溶液转型,水洗去多余的铵根离子,40g/L草酸铵溶液洗脱保留在柱子上的钍。从柱子洗脱下来的稀土和钍以偶氮胂Ⅲ作显色剂光度法分别测定。该法用于测定包头稀土精矿中铈组稀土和钍,相对标准偏差(RSD)分别为0.24%和2.7%。

羧化单壁碳纳米管/二茂铁/离子液体复合电极对叶酸的电催化研究

通过将1-正丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([BMIm]PF6)、羧化单壁碳纳米管以及二茂铁混合物滴涂于玻碳电极表面得到修饰电极,并以循环伏安法研究了该电极在不同条件下对叶酸的电催化行为。实验结果表明,在pH=6.8的磷酸盐缓冲溶液中,该修饰电极在叶酸浓度范围1.00×10-7～6.0×10-5mol/L内与其氧化峰电流呈良好的线性关系,氧化峰电流与浓度线性相关系数R=0.9962,检出限为8.6×10-8mol/L,回收率为97.47%～101.26%。测定样品效果良好。

黏土应用于放射性污染场地阻隔修复技术研究

随着核工业的发展、伴生放射性矿开发利用和核技术的广泛应用,国内存在一定数量的放射性污染场地,当前主流的放射污染场地修复技术为原位物理覆土法,这种方法存在一定的问题,如需要大量土方,导致场区周边的生态环境受到一定程度影响,且经济效益较差。本研究主要是探寻典型黏土对当地红壤的改良,选择具有代表性的黏土——膨润土、凹凸棒石,并按不同配比加入红壤中,研究对比不同覆盖厚度土层的阻隔治理效果,主要评价指标为土壤氡析出率,为未来放射性污染场地的修复工作提供借鉴。研究表明:添加了改良黏土的覆盖土层的降氡效果要优于原始红壤,添加比例相同的条件下,膨润土的降氡效果比凹凸棒石更好;检测添加不同配比(2%、4%、6%、8%、10%,质量分数)黏土的改良土壤覆盖的氡析出率,数据显示对于同一种改良黏土矿物材料,降氡效果随着其添加比例增大而更好。两种覆盖材料均在添加比例为6%时降氡效果最佳,表明膨润土及凹凸棒石作为改良覆盖土层的添加比例为6%为宜。

钝化剂对废弃石煤矿山铀污染土壤修复效果研究

本文采集江西省内某废弃石煤矿区周边实际铀(U)污染土壤为研究对象,选用泥炭和玉米秸秆炭作为有机钝化剂,以及将沸石和蛭石作为无机钝化剂对污染土壤进行钝化处理,以此考察不同钝化剂对污染土壤理化性质和U形态分布的影响。结果表明,四种钝化剂对污染土壤pH值影响不显著,沸石处理的土壤pH值虽有增加,但对U的钝化效果最不理想;泥炭对污染土壤中U的钝化效果最显著,与污染土壤混合培养5周后,铁锰氧化物结合态U占比降低了15.15%,硫化物及有机物结合态U占比增加了22.22%,与原始土壤中U形态分布对比,残余态U和硫化物及有机物结合态U总占比加和明显增加;蛭石对污染土壤中U也具有一定的钝化效果,与污染土壤混合培养3周后,U形态分布基本趋于稳定,铁锰氧化物结合态含量占比出现了较为明显的降低。

几种稳定剂在重金属污染土壤修复中的作用研究

矿山的开发利用不可避免地会对周边的生态环境造成污染,其中重金属污染问题更是越发受到公众关注,对废弃或者退役的矿山周边受污染土壤开展修复治理技术研究显得十分迫切。本次实验通过筛选各种稳定剂针对重金属Cd和Zn污染土壤进行修复效果研究,稳定剂沸石处理后的土壤中Zn的残渣态含量占比则稍高于其他三种稳定剂;泥炭对于Cd的可交换态去除效果显著优于其他三种稳定剂,能够有效减少污染土壤中Cd的可交换态含量,降低其迁移率。

对受铅和镉污染的土壤修复技术的研究进展

最近的土壤调查表明,农田中土壤重金属含量较多的是铅和镉,因此,研究土壤中铅和镉的修复技术是现阶段污染土壤修复的重点之一。本文在介绍土壤中铅和镉来源的基础上,对铅和镉污染土壤的现状、产生危害、赋存形态和提取方法进行了详细介绍。结合现阶段的修复技术,对修复技术(物理修复、化学修复、联合修复)在污染土壤中的修复过程进行了系统综述,分析了各个修复技术的优缺点,得出了联合修复技术最适合铅和镉的修复治理。随之,重点介绍了黏土矿物对铅和镉的修复机制。最后,对未来重毒性铅和镉污染土壤的高效修复提出了展望。本文为有效和经济地修复土壤提供了更好的选择,希望为以后的铅和镉土壤污染修复提供参考。

放射性土壤污染评价及修复标准体系建立的探讨

放射性土壤污染评价与修复标准是土壤环境标准体系中一个不可缺少的组成部分。为响应建设"美丽中国"的土壤污染修复治理行动,我国需要尽快制定符合自身实际情况的放射性土壤污染评价与修复标准来指导相关工作。近些年有关放射性核素污染土壤修复的基础理论研究和应用研究进展很快,但是放射性土壤污染评价与修复标准的建立在国内基本还是空白,本文针对放射性土壤污染评价及修复标准体系建立进行了探讨,提出放射性土壤污染评价标准与修复标准应区别对待,评价标准主要为污染等级评价,修复标准则为修复至环境安全接纳效果程度评定,同时可借鉴国外土壤污染评价与修复标准制定的思路,尽快建立我国放射性土壤污染评价及修复标准体系。

华东地区含煤岩系天然放射性水平与生态健康风险评价

本次研究基于地表γ辐射剂量率、氡放射性测量及^(238)U、^(232)Th、^(226)Ra、^(40)K放射性核素测试,识别华东地区含煤岩系的放射性异常地层,评价区域典型煤矿区空气、固体、水体、植物介质的天然放射性水平。结果显示:赋存于石炭系、二叠系的普通煤田与赋存于寒武系的石煤矿区呈现显著差异的天然放射性水平。普通煤田矿区地表γ辐射剂量率、氡放射性测量值总体上处于本底水平范围,矿区固体介质、水体、植物样品核素含量处于正常水平,不存在放射性污染。华东地区石煤分布带,属于放射性γ辐射高背景区,石煤矿区的原煤、煤矸石、土壤、岩石等固体介质的^(238)U、^(226)Ra核素富集明显,并显示更为显著的空间变异性。区域石煤条带监测矿区居民源于γ外照射引起的吸收剂量均超过国际标准限值1 mSv/a,总有效剂量均超过了2 mSv/a,地下水总α、总β浓度为限值的10~30倍,放射性污染不容忽视。华东地区石煤矿区公众所受辐射剂量较高,矿区的地下水、建材、植物等介质已经出现零星的放射性污染,应加强石煤矿区放射性环境监测,及时采取适当的控制措施。

安徽省歙县石煤矿区天然放射性环境调查

对安徽省歙县石煤矿区开展了γ辐射空气吸收剂量率、空气氡活度浓度的测量,并系统采集了土壤、岩石、石煤、煤渣、煤矸石、水系沉积物等固体环境介质及地表水、地下水样品。结果表明,区内γ剂量率平均值为121.5 nGy/h,远高于安徽省和全国背景值,γ辐射水平受地层/岩性的控制,高值点集中在石煤矿山。室内、外氡活度浓度均值分别为116.8 Bq/m^(3)、47.1 Bq/m^(3),显著高于背景水平。石煤、煤渣、煤矸石、碳化砖中238 U和226 Ra的含量较高,且碳化砖内、外照射指数超过建筑材料放射性核素限值标准,严禁作为主体建筑材料使用。石煤的私自开发造成周边河段放射性核素浓度明显增加,矿坑水中总α超过污水排放限值,应加强监管。

浙江省开化县石煤矿区天然放射性水平调查

对浙江省开化县石煤矿区展开了地面伽玛辐射剂量率、空气氡浓度、氡析出率的测量,并系统采集了土壤、岩石、石煤、煤渣、矸石、水系沉积物等固体环境介质及水体样品。结果表明,区内伽玛辐射剂量率平均值为205 n Gy/h,远高于浙江省和全国背景值,氡浓度属正常本底水平。γ高值点主要集中在石煤矿山,其他地区放射性水平不高。石煤及煤渣中238U、226Ra、40K比活度均值分别为163. 7、175. 5、1478. 3 Bq/kg及169. 1、188. 9、1387. 1 Bq/kg,虽远高于浙江省土壤背景值,但和浙江其他地区石煤相比,含量仍比较低。受石煤开发影响,矿区内水体总α、总β均值为7. 9、8. 83 Bq/L,远远超过了标准限值,但矿区外围水体影响不大。岩性是控制调查区辐射水平的关键,同时环境因素也对其存在一定影响。

江西省修水县石煤矿区放射性环境调查与评价

石煤的开发和综合利用对环境有可能造成一定的污染,其中影响环境放射性水平增高和居民受照剂量增加等辐射方面的污染问题较为敏感以及突出。本次研究对江西省主要石煤资源区——修水县一处典型石煤矿的放射性环境进行调查,通过多介质采样分析以及现场监测γ辐射空气吸收剂量率和地面γ能谱相结合,综合研究该区放射性核素分布与环境γ剂量率之间的关系,利用公式估算石煤矿区居民辐射剂量并评价其环境辐射情况。结果表明,调查范围内的石煤矿区地面γ辐射空气吸收剂量率的平均值达到了662 n Gy/h,该处铀矿主要形式为碳硅泥岩型,区内石煤、石煤渣、土壤、水样放射性核素测量值都高于省内相应介质的本底值,石煤矿的开采需接受专业的监管。

江西省上饶县石煤矿区天然放射性水平调查与评价

为了查明江西省上饶县某石煤矿区的天然放射性水平,采集了石煤、煤矸石、土壤等固体环境介质及河水、水库水、井水、矿坑水等水体环境介质,并开展了调查区固体、水体环境介质的辐射环境质量评价。结果表明,区内石煤、煤矸石中238 U、226 Ra含量较高,严禁用作建筑材料。土壤中核素238 U、226 Ra含量均值为259.4Bq/kg、223.4Bq/kg,分别为江西省土壤背景值的4.5、4.2倍。矿区周边河水、水库水及井水放射性核素浓度低于生活饮用水指标值,不存在辐射安全隐患,而矿坑水则超过污水排放限值。石煤的开发利用造成了矿区周边局部地区放射性水平增高,应采取相应的防治措施。

化学淋洗法对石煤矿山放射性-重金属复合污染土壤的修复研究

石煤中含有较高含量的天然放射性核素,它的开发与利用会对环境造成放射性污染以及伴生的重金属污染等,近年来石煤的开发与利用对环境产生的放射性污染以及重金属污染等问题越发受到公众关注,江西作为全国石煤储量最为丰富的省份之一,石煤矿山大多为露天开采,废弃矿山长期受雨水淋溶、地表径流等对周边土壤环境造成了严重损害,为了对石煤矿区周边放射性及重金属复合污染土壤进行修复技术研究,采用振荡淋洗方法进行室内小试试验,根据江西省某石煤矿区现场采集的土壤检测结果显示,主要污染物指标为放射性核素铀以及重金属锌和镉;依据前人研究,针对其特有的放射性及重金属复合污染特征,选用盐酸、柠檬酸、草酸、EDTA、三氯化铁为淋洗剂,通过控制淋洗浓度、混合淋洗等因素来确定较优的淋洗条件。结果表明:各淋洗剂对复合污染土壤的去污效果综合最佳是草酸、盐酸以及三氯化铁;而不同浓度梯度下淋洗率最好的分别是1 mol/L的草酸和1 mol/L的盐酸溶液,组合淋洗剂对比单一淋洗剂的淋洗效果均有一定程度的提升,1 mol/L的草酸溶液与1 mol/L的盐酸溶液组合的淋洗剂对U、Cd、Zn的淋洗率均达到最高,分别是99.2%、97.8%和43.7%。该研究成果可用于现场淋洗修复复合污染土壤的小试,同时仍需考虑淋洗修复后土壤的潜在环境风险问题。

江西省煤矿矿区环境放射性污染调查与评价

含铀煤是一种特殊的资源,它具有双重能源价值,江西是煤炭资源大省,不少煤矿纵向层位存在放射性核素异常点,通过调查江西省内4个具有主要代表性的煤矿的放射性环境,并初步筛选存在放射性异常的煤矿,评价其辐射环境影响,为煤矿开发规避放射性风险,同时也为含煤矿中铀资源调查奠定基础。通过调查发现,萍乡某煤矿与丰城某煤矿煤层下方存在放射性异常点,铅山某煤矿以及乐平某煤矿未发现放射性异常;此外,这4个煤矿开采过程中对放射性高的环境介质进行了妥善的处理,不存在放射环境污染问题。

江西省上饶县石煤矿区γ辐射水平调查与研究

江西作为石煤资源储量大省,石煤矿的开发与综合利用对环境造成的影响较突出。通过对江西上饶县八都石煤矿区环境天然γ辐射空气吸收剂量率的调查,测量结果表明:区内γ辐射空气吸收剂量率变化范围为47. 2~1151. 1 n Gy/h,平均值为124 n Gy/h,分别是全国、江西省、上饶地区背景值的1. 97、1. 69、1. 78倍。其中下寒武统荷塘组的均值最高为408. 6 n Gy/h,超过江西省及上饶地区背景值的5倍。石煤矿的开发导致区内γ辐射水平有明显的升高。γ辐射水平分布特征主要受控于地质体的分布,高值区集中于赋石煤岩层荷塘组。

聚合铝对铀(Ⅵ)的吸附

研究了聚合铝对铀的吸附以及在含铝离子的溶液中用偶氮胂Ⅲ进行铀的测定方法的探索。研究表明:在1∶1(体积比)的盐酸介质中,当c(AlCl3)<0.1mol/L时,用偶氮胂Ⅲ测定铀误差小于10%,摩尔吸光系数仅103 L/(mol.cm)。当聚合铝的羟铝比为2、铝浓度为5.64×10-3 mol/L时,可实现铀的吸附率在90%以上。因此聚合铝是一种很好的吸附铀的材料,并可实现含铀废水的减容,从而降低核废物处理成本。

氨基-β-环糊精/二茂铁/羧化单壁碳纳米管修饰的玻碳电极对多巴胺的电化学研究

对单壁碳纳米管进行羧化处理,然后将羧化的碳纳米管(SWCNTs)分散在氨基-β-环糊精(CD)/二茂铁(Fc)中形成混合溶液,并通过滴涂法利用该混合溶液制备修饰电极,用循环伏安法研究多巴胺(DA)在不同条件下的电化学行为。结果表明,经氨基-β-环糊精/二茂铁/羧化单壁碳纳米管修饰后的玻碳电极能够有效提高多巴胺在电极表面的电子传递速率,对多巴胺具有很好的催化氧化作用。