十八烷基三甲基氯化铵改性煤基活性炭对水中硝酸盐的吸附研究

近年来我国城市饮用水中不断出现硝酸盐超标的问题,严重影响了饮用水水质,威胁人体健康。为了进一步提高去除水中硝酸盐的效果,我们研发了一种经济高效的水中硝酸盐吸附剂——十八烷基三甲基氯化铵改性煤基活性炭(OTAC-GAC),采用正交实验方法确定了OTAC-GAC的最优制备条件和对水中硝酸盐的最大吸附效能,并通过动力学吸附拟合和表面物化特性分析探究了OTAC-GAC对水中硝酸盐的吸附机理。研究表明,当以煤基活性炭为母体、以OTAC为改性剂时,季铵盐改性煤基活性炭的最佳制备条件为:改性剂浓度5 mmol/L,改性温度20℃,改性时间2 h;优化后的OTAC-GAC对硝酸盐的最大吸附量为22.05 mg/g,比改性前提高了15.31 mg/g,且OTAC-GAC对硝酸盐的吸附符合准二阶动力学吸附模型(R^2=0.999)、Langmuir等温吸附模型(R^2=0.913)和D-R等温吸附模型;此外,与改性前相比,OTAC-GAC的总孔容量减少了47%,N元素含量提高了44%,碱性官能基团含量增加了3.4倍,说明改性后带正电、含氮的OTAC已成功负载在煤基活性炭表面孔隙内,从而可推测出改性煤基活性炭去除硝酸盐的主要机理为离子交换和静电吸附作用,为保障饮用水安全奠定了理论基础。

人工湖水体富营养化的活性炭处理技术及生态修复建议

通过对包头市两个典型人工湖的水体富营养化现状分析,研究木质和煤基活性炭对人工湖中叶绿素a、COD、浊度、蓝藻、总氮和总磷的去除效果。结果表明:木质活性炭对劳动园人工湖中叶绿素a、COD和浊度的去除率更高(>96%);煤基活性炭对总氮和蓝藻的去除率更高(>88%),出水达到地表水环境质量标准(GB3838-2002)二级标准。同时,提出了长期治理人工湖水体富营养化的生态修复方案,以期为长期有效治理人工湖水体富营养化提供帮助。

1,3环己二烯与丙腈D-A反应机理研究

采用从头算方法在３－２１Ｇ基组上，对１，３环己二烯与丙腈ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ反应所有可能的反应通道进行了研究。该反应生成的ｅｘｏ和ｅｎｄｏ两种产物，它们各自存在两条分步途径和一条协同途径，共６条反应通道。计算研究表明，无论生成ｅｘｏ还是ｅｎｄｏ产物，最有利的途径为由丙腈的端位碳原子先进攻环上碳原子的分步过程。其生成两种产物的反应速控步骤的位垒分别为５０．１７和５０．６７ｋＪ／ｍｏｌ。表明ｅｘｏ和ｅｎｄｏ产物竟争生成。