电气石在环境领域的最新应用研究:处理雅格素蓝BF-BR染料废水

在氧化剂(H2O2)的协同作用下,电气石对雅格素蓝BF-BR染料废水具有良好的脱色能力,脱色率与电气石用量、氧化剂用量、水浴温度、作用时间呈正相关性,溶液pH值为2和12时,脱色率最大。正交实验优化了工艺条件:氧化剂用量1.5 mL、作用时间9 min、电气石用量1 g、水浴温度363 K、pH=2,此时脱色率可达到100%。动力学研究表明:雅格素蓝BF-BR染料废水的脱色反应为一级反应,其反应表观动力学方程为:-lnCR=0.36733t-lnC0(R=0.9827),反应速率常数为k=0.36733 min-1,反应半衰期为t1/2=1.887 min。机理的初步分析表明:脱色过程是矿物催化-类芬顿反应。

碳羟磷灰石吸附水溶液中镉离子的动力学研究

碳羟基磷灰石(CHap)对水溶液中镉离子的吸附过程是一个复杂的非均相固液反应过程,从动力学角度来看,大致可分为两个阶段:初期阶段反应速度快,动力学过程复杂;后期阶段反应速度较慢,并符合一级反应动力学方程。实验表明:反应速率常数k1与温度T之间的关系符合阿累尼乌斯公式,吸附的活化能为Ea=6.075J/mol,吸附的频率因子A=220s-1。同时,k1与镉离子初始浓度呈负相关性,与介质pH值、CHap用量呈正相关性。

pH值对羟基磷灰石除镉行为的影响

介质的pH值是影响羟基磷灰石(Hap)除镉行为最为复杂的因素之一,它决定了水溶液中Cd2+的赋存状态及Hap的溶解特性与表面性质等,而这些因素与Hap的除镉行为密切相关。实验研究表明,强酸(pH<3)条件下Cd2+的去除率随pH值的升高增加较快,但当pH≥3时这种增加变缓。在广泛的pH值范围内,Hap在含镉溶液和空白溶液中均表现为质子催化和非化学计量比的溶解机理。根据络合平衡计算,Cd2+在不同pH值时具有不同的型体及分布系数。Hap在空白溶液中的表面电动电势ζ为负值,且随pH值的增加其电负性增大。由此可知Hap除镉行为的作用机理是表面络合与表面电位吸附,而不存在溶解 沉淀作用。

粉煤灰合成SOD型沸石及其吸附酸性品红的性能

以粉煤灰为原料,采用改进的水热法制备了沸石粉体,用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对产物进行了表征,考察了合成沸石对品红的吸附性能并对比分析了合成沸石、粉煤灰和石英吸附品红的效果.结果表明,产物结晶度高,主要晶相为SOD型沸石,还有少量石英;粉煤灰原料中的玻璃漂珠已完全消失,新形成的沸石产物具有花瓣状形貌;合成沸石对品红具有良好的吸附性能,品红脱色率随pH升高而降低,随合成沸石用量和作用时间增加而增加;合成沸石对品红的吸附效果明显地优于粉煤灰和石英,起主要吸附作用的是SOD沸石.

镉-钙羟基磷灰石固溶体晶须的液相合成及其晶体化学与热力学研究

通过XRD、FT—IR和SEM等方法对采用液相化学反应法合成的镉-钙羟基磷灰石（cadmium—calcium hydroxyapatite，Cd—CaHap）连续固溶体进行分析，结果表明：Cd—CaHap中没有杂质相存在，是纯的固溶体晶须。它们的晶胞参数a和c、晶胞体积V随Cd离子替换量x（原子百分数）的增加呈线性减小，线性方程分别为：a=0．94727—9．159×10^-5x（R=0．9847）；c=0．688682．070×10^-4X（R=0．9815）；V=0．5357—2．74×10^-4X（R=0．9925）。随Cd离子含量的增加，固溶体的标准摩尔生成焓呈线性增加：△fH=46．53402x-13316．31257（R=0．99998）。摩尔混合焓△mH曲线的非对称性则说明替换后的Cd离子在磷灰石结构中可能存在着优先占位的倾向。

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究——硅质磷块岩吸附水溶液中镉离子的研究

硅质磷块岩对水溶液中镉离子的吸附实验结果表明 ,硅质磷块岩对水溶性镉离子具有良好的去除效果 ,主要影响因素有 :介质的酸度、作用时间、镉离子的初始浓度和样品用量。在pH =6 ,作用时间为 15min ,初始Cd2 + 浓度为30mg L的实验条件下 ,硅质磷块岩对镉离子的去除率可达 98% ,有可能利用动态法进行工业废水的连续处理。初步研究结果显示 ,磷块岩对水溶性镉离子的吸附作用符合Langmuir等温吸附模型 ,不同产地的硅质磷块岩S1和S2对镉离子的最大吸附容量分别为 4 .4 3mg g和 3.88mg g。

一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究——磷矿石去除水溶液中铅离子和镉离子的对比研究

采用天然磷矿石及其改性产品对水溶液中铅离子和镉离子的去除进行了对比研究。天然磷矿石能够有效地去除水溶性铅离子和镉离子 ,在强酸介质条件下对铅离子的去除效果最好 ,而对于镉离子 ,在弱酸或中性的介质中去除效果达到最佳 ;改性后的磷矿石能够在广泛的pH值范围内对铅离子具有良好的去除作用 ,显著地提高了对铅离子的去除能力 ,但是对镉离子的去除没有明显的改善 ;最后指出 ,磷矿石对铅离子和镉离子去除差异的根本原因是其对铅离子和镉离子去除机理的不同。

一种新型环境矿物材料在废水处理中的应用研究

实验研究表明 ,磷矿石作为一种新型环境矿物材料对重金属离子工业废水具有较好的处理效果 ,且自身具有显著的优点。采用分级处理的方法以及磷矿石的合适用量可以使处理后的工业废水达到排放标准甚至饮用标准 ,同时 ,由于磷矿石去除重金属离子速度快 ,在瞬间即可发生作用 ,使得利用动态法进行工业废水的连续处理成为可能 ,而且不会产生二次污染 。

矿物类Fenton反应降解有机污染物的研究进展

作为高级氧化工艺之一,Fenton技术能高效地氧化降解有机污染物,矿物催化类Fenton体系的建立则是对Fenton技术的发展和提升。本文在简要介绍传统Fenton技术的基础上,重点阐述了负载型非均相催化类Fenton反应和天然含铁矿物催化类Fenton反应的产生及发展现状。最后结合笔者的科研工作结果展望了天然黑(铁)电气石在矿物催化类Fenton体系中的应用前景。

羟基磷灰石的除铅行为及作用机理研究

20世纪90年代初,在材料科学与环境科学之间诞生了一门新兴的交叉学科:环境材料.其目的在于研究材料与环境之间的相互作用,强调材料与环境的相容性、协调性.所谓环境材料是一类与改善生态条件、治理环境污染有关的新材料,或是那些能净化和修复环境的材料[1].就其分类而言,可分为:环境相容材料、环境降解材料和环境工程材料,其中,环境工程材料包括:环境净化材料、环境修复材料和环境替代材料[2].……

磷灰石及其对水溶液中Cd^(2+)离子的固定作用

综述了磷灰石在固定水溶性镉离子方面的应用 ,讨论了固定作用的影响因素 ,如磷灰石的结晶化学性质、pH值、温度、磷灰石用量、作用时间及溶液中杂质离子成分 ,同时 ,还介绍了固定作用机理 ,包括吸附作用、溶解沉淀作用和表面络合作用。

天然铁电气石Fenton反应降解甲基橙的效能与功能增强

法国科学家Fenton从研究中发现Fe2+/H2O2体系在酸性条件下具有强氧化性,此后,以他的名字命名的Fenton试剂就被逐渐应用于各个领域。1964年,Eisenhouser首次将Fenton试剂用于处理苯酚及烷基苯废水。

磷灰石晶体化学性质及其环境属性应用

本文在综合评述磷灰石晶体化学特征的基础上,阐述了磷灰石的环境属性,包括孔道效应、表面吸附、离子交换、化学活性、纳米效应、生物相容性等,并简要介绍了磷灰石在核废料处置、水体污染治理、土壤污染治理中的研究情况。

TRIZ理论导向的《复合材料学》教学方法探索与创新平台构建

以TRIZ理论为导向,对《复合材料学》课程的教学方法探索和创新平台构建进行了有意义的讨论和实践尝试。采用立体化的教学手段、互动式的教学方式、多层次的教学模式、科学性的教学评价,对本课程的教学体系进行改革,实现理论教学与实践教学有机对接,培养学生研究型学习能力。构建以课程设计为先导、以生产实习为纽带、以创新实验为提升的创新平台,提高学生创新能力。

面向工程教育专业认证的无机非金属材料工程专业人才培养模式改革实践

面向工程教育专业认证,结合哈尔滨理工大学无机非金属材料工程专业发展特色和行业标准,针对本专业学生工程实践能力和创新能力培养相对薄弱这一事实,探索人才培养模式的改革创新方法,提出以学生为中心、以学生学习成果产出为导向的适用于无机非金属材料工程专业的人才培养模式。以无机非金属材料工程专业为辐射点,在一定的工科专业范围内形成带动作用。

多孔玻璃的性质、用途及制备

介绍了多孔玻璃在科学技术及国民生产中的各种用途 .对多孔玻璃的制备工艺原理作了论述 ,并从玻璃组成、热处理时间和温度、酸度处理以及掺杂等角度阐述了制备工艺中影响孔径大小和分布的因素 .比较了康宁工艺和 PPG工艺 .最后 ,列举了多孔玻璃的一些性质 。

工业废弃物粉煤灰基砌块养护方法的对比研究

对比研究了3种养护方法(自然养护、湿法养护和蒸汽养护)对粉煤灰-石膏-石灰砌块抗压强度和物相组成的影响.结果表明,蒸汽养护样品的抗压强度比自然养护和湿法养护样品的抗压强度提高了1倍多,自然养护样品的水化产物以钙铝黄长石(2CaO.Al2O3.SiO2)为主,湿法养护样品的水化产物以钙长石(CaO.Al2O3.2SiO2)为主,而蒸汽养护制品的水化产物则以钙矾石(3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O)为主;自然养护和湿法养护样品中火山灰反应不完全,仍有无定形的硅质玻璃体漂珠存在,而蒸汽养护制品中火山灰反应彻底,漂珠已完全消失,所形成的胶凝水化产物多以板状胶结状态存在.机理分析指出,蒸汽养护样品具有最高强度的主要原因是粉煤灰化学激发和热激发.

基于除镉作用机理探讨的碳羟磷灰石溶解特性研究

碳羟磷灰石(CHap)在含镉溶液和空白溶液中溶解特性的对比实验结果表明:介质pH值是影响CHap溶解的重要因素,强酸条件下,溶解度最大;溶钙量和溶磷量的摩尔比均不是1.67;溶解初期阶段反应速度快,动力学过程复杂,后期阶段符合一级反应动力学特征,说明CHap溶解机理符合氢催化模型、非化学计量比溶解模型、多核模型,在含镉溶液中溶解时,还包括离子交换模型,即溶液中的镉离子与CHap中的钙离子发生交换作用。从溶解特性的角度推测:CHap除镉过程中存在有离子交换作用机理。

不同类型的CO_3^(2-)替换羟基磷灰石固溶体晶体化学FT-IR研究

利用FT-IR结合XRD对不同类型的CO32-替换磷灰石固溶体进行了晶体化学研究,结果表明:B型替换碳羟磷灰石(CHAP)的替换方式是犤CO3·OH犦四面体替换犤PO4犦四面体;A型替换CHAP的替换方式是犤CO3犦三角形配位体替换通道位置的OH-;AB混合型替换CHAP的FT-IR谱中非对称伸缩振动ν3分裂为ν3-1、ν3F、ν3-4,高斯函数法拟合表明ν3F峰是A型替换的ν3-2与B型替换的ν3-3的叠合。当WCO2-33.34%时,随CO32-含量增加,A型替换量增大,替换指数(SI)增大,且当WCO2-3=3.34%时,SI达最大值,当3.34%<WCO2-37.52%时,随CO32-含量增加,SI减小,B型替换量增大,且当WCO2-3=7.52%时总固溶量饱和。

羟基磷灰石吸附水溶液中Cd^(2+)的影响因素的研究

对羟基磷灰石 (Hap)固定水溶性Cd2 + 的影响因素进行了较为系统的实验研究。实验表明 :去除率与Cd2 + 初始浓度呈负相关 ,在Cd2 + 初始浓度 <10mg/L时 ,与作用时间、pH值、Hap用量呈正相关 ,温度对去除率的影响较小。通过正交实验确定了最佳吸附条件 :Hap用量为 5g/L ,pH值为 6 ,作用时间 5min。