Ni/ZrO_(2)-SO_(4)^(2-)催化剂的制备及其催化甲烷与CO_(2)制乙酸性能

以Zr(NO_(3))4·5H_(2)O和Ni(NO_(3))2·6H_(2)O为原料、(NH4)2CO_(3)为沉淀剂,采用溶胶凝胶-硫酸酸化两步法制备了Ni/ZrO_(2)-SO_(4)^(2-)催化剂,采用XRD,FTIR,SEM,N_(2)吸附-脱附,H_(2)-TPR,NH3-TPD等方法对Ni/ZrO_(2)-SO_(4)^(2-)催化剂进行表征,考察了Ni的引入方式对催化剂的结构和性能的影响。实验结果表明,与共沉淀方式引入Ni制备的Ni/ZrO_(2)-SO_(4)^(2-)催化剂相比,采用溶胶凝胶方式引入Ni制备的催化剂的四方相ZrO_(2)占比更高,表面酸量更多,且具有良好的热稳定性和较强的L酸性;采用溶胶凝胶方式引入Ni制备的Ni/ZrO_(2)-SO_(4)^(2-)催化剂的乙酸生成量明显优于共沉淀方式引入Ni制备的Ni/ZrO_(2)-SO_(4)^(2-)催化剂。四方相ZrO_(2)、酸性位点和过渡金属Ni之间的协同作用促进了甲烷与CO_(2)直接反应合成乙酸。

基于E81T8-Ni2填充盖面的L415M管线钢的焊接工艺评定

L415M管线钢环向焊接接头焊接工艺填充盖面焊丝采用E81T8-Ni2代替E71T8-Ni1,替代原则不符合GB/T 31032—2014《钢质管道焊接及验收》的覆盖原则,需要重新进行焊接工艺评定。基于施工单位焊接工艺需求,为了验证E81T8-Ni2能否用于L415M对接焊缝的填充盖面焊接,采用焊条电弧焊打底,自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面组合焊接方法,根焊焊接材料为E6010,填充盖面为E81T8-Ni2,依据GB/T31032—2014进行焊接工艺评定。对评定试样进行外观检查、无损检测、拉伸试验、弯曲试验、刻槽锤断试验以及冲击试验。试验结果表明,L415M管线钢环向焊接接头各项指标合格,拉伸试样断在母材上,焊接接头满足高强匹配要求。焊接工艺评定试验研究成果可为长输管道用L415M管线钢焊接工艺以及焊材选择提供参考。

复合凝胶吸附剂的制备及对Ni^(2+)、亚甲基蓝的吸附研究

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,接枝壳聚糖、高岭土、聚乙二醇制备复合凝胶吸附剂,对其官能团结构及形貌进行表征。以Ni^(2+)和亚甲基蓝(MB)为吸附对象,探讨了污染物初始浓度、凝胶投入量对凝胶吸附性能的影响,并对吸附动力学进行研究。结果表明:复合凝胶是表面多孔的吸附材料,对Ni^(2+)/MB的吸附过程均符合准二级动力学模型,属于化学吸附;在温度为298 K,Ni^(2+)/MB溶液的初始浓度均为100 mg/L,凝胶投入量为0.1 g时,凝胶吸附剂对Ni^(2+)和MB的吸附量分别达到96.20 mg/g和86.75 mg/g,能有效去除水体中的Ni^(2+)和MB。

微囊藻水华的资源化利用:吸附重金属离子Cu^(2+)、Cd^(2+)和Ni^(2+)的实验研究

为将捞取的微囊藻水华资源化,用作重金属生物吸附剂,本文研究了在不同金属离子浓度和不同pH条件下微囊藻水华对重金属Cu2+、Cd2+和Ni2+的吸附效果.研究结果显示,重金属离子浓度分别为20.00、60.00、100.00和140.00μg/ml时,150 mg干重微囊藻水华对Cu2+的去除率分别为67.79%、37.47%、35.93%和34.70%,对Cd2+的去除率分别为73.31%、65.87%、60.09%和42.37%,对Ni2+的去除率分别为47.89%、31.87%、28.46%和21.61%.在较低的重金属浓度(20.00μg/ml)下,微囊藻对3种重金属的去除率最高.但从单位微囊藻生物量吸附重金属量来看,金属离子初始浓度越高,吸附重金属的总量越高;在相同金属浓度下,微囊藻水华对3种金属的吸附效率:Cd2+>Cu2+>Ni2+.微囊藻吸附Cu2+的最适pH为5.0,Cd2+和Ni2+均为6.0,20.00μg/ml浓度时去除率分别达到了71.90%、85.67%和55.43%.微囊藻裂解释放的可溶性物质对重金属吸附影响不大.研究结果显示微囊藻水华可作为重金属吸附剂有效地运用于重金属污水处理.

铁氧体共沉淀法处理含Ni^(2+)废水的研究

通过实验研究了铁氧体法处理含镍废水的工艺条件。结果表明,在pH=9.0、n(Fe2+)∶n(Ni2+)=2、温度为70℃的最佳条件下,镍的转化率可达99.0%以上,废水中的Ni2+可从100 mg/L左右降至0.47 mg/L,达到排放标准。

城市剩余污泥制备活性炭吸附剂对Ni^(2+)的吸附研究

以城市污水处理厂剩余脱水污泥为原料,采用化学活化热解法制备了污泥活性炭吸附剂,对水溶液中的Ni2+进行去除,确定了最佳实验参数。实验结果表明,吸附时间为1 h、p H为7、吸附剂用量为6 g/L时,对含Ni2+废水(Ni2+质量浓度为50 mg/L)的平均去除率为29.132%,污泥活性炭吸附剂的平均吸附容量为2.428 mg/g。通过单因素实验得出吸附时间为80 min、溶液p H为7时,对溶液中的Ni2+有较好的去除效果。Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附比较符合伪二级吸附动力学方程,Langmuir等温方程更适合描述Ni2+在污泥活性炭吸附剂上的吸附行为。

Cr^(3+),Fe^(3+)和Ni^(2+)对不锈钢着色的影响

利用着色电位-时间曲线,研究了着色液中主要杂质离子(Cr3+,Fe3+,Ni2+)浓度对不锈钢着色效果的影响并讨论了着色液老化的主要原因。试验发现:当着色液中Cr3+由0g/L增加到45g/L,Fe3+由0g/L增加到30g/L,Ni2+由0g/L增加到8g/L时,分别使着色起色电位升高约35.0,6.5,7.0mV;着色时间延长约20,10,12min;着色膜光亮度降低约10.0%,1.5%,20.0%。研究表明:着色液中杂质离子浓度的增大对不锈钢着色效果有显著影响,是导致着色液老化的主要原因;其中,ρ(Cr3+)影响最大,ρ(Ni2+)次之,ρ(Fe3+)相对较小;且当ρ(Cr3+)增加到45g/L,或ρ(Fe3+)增加到30g/L,或ρ(Ni2+)增加到8g/L时,着色液均不再适合继续着色。

Cu^(2+)、Zn^(2+)、Co^(2+)、Ni^(2+)、Li^+对西藏拟溞的急性与联合毒性效应

分别将Cu2+、Zn2+Co2+、Ni2+和Li+按照等对数间距法设置浓度梯度,测定其对西藏拟溞(Daphniopsis tibetana Sars)的急性毒性,根据各单种金属的48hEC50值,按毒性1:1等距离设置浓度梯度测定这些金属离子对西藏拟溞的联合毒性。结果表明,西藏拟溞对这5种金属离子表现出了较高的耐受性,其毒性由强到弱依次为铜、锌、钴、镍、锂,其24hEC50分别为12.75mg/L、18.32mg/L、83.26mg/L、196.97mg/L、386.34mg/L;48h EC50分别为3.27mg/L、4.96mg/L、27.49mg/L、66.09mg/L和325.42mg/L。联合毒性实验中,Cu+Zn、Co+Ni、Co+Li、Ni+Li、Co+Ni+Li,、Cu+Zn+Li和Cu+Zn+Co+Ni+Li对西藏拟溞的毒性效应为拮抗作用,而Cu+Zn+Li、Cu+Zn+Ni和Cu+Zn+Co+Ni对西藏拟溞表现出先拮抗作用后协同作用的毒性效应。西藏拟溞对金属离子有较高的耐受性,特别是对含有锂的金属离子组合往往表现为拮抗作用的特征,这很可能是西藏拟溞在西藏高锂盐湖中可高密度存活和快速生长的适应性机制。本研究旨在了解西藏拟溞对金属离子的耐受性,探讨其作为金属离子测试生物的可行性,并为大规模培养中培养液条件优化提供理论依据。

交联羧甲基壳聚糖小球对水体中Ni^(2+)的去除研究

以羧甲基壳聚糖为原料,采用滴加到冰乙酸溶液中形成小球并用戊二醛交联的方法,制备了交联羧甲基壳聚糖小球(以下简称小球)。研究了pH、小球投加量以及温度对Ni^(2+)去除率的影响,同时考察了小球对其他金属离子的去除效果。结果表明,制得的小球的平均粒径为(2.04±0.05)mm,溶胀率为77%±1%;在pH为2.28~6.62,温度为25~60℃,小球投加量≥0.77g/L的条件下,小球对50mg/L的Ni^(2+)的去除率在30min内达到了平衡,Ni^(2+)去除率达到了100%。此外,利用了X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)等手段对反应前后的小球进行了表征分析,探讨其作用机理。

十二烷基磺酸根插层Ni^(2+)-Fe^(3+)/Co^(2+)-Ni^(2+)-Fe^(3+) LDHs及其结构研究

应用水热技术制备了二元Ni2+-Fe3+-CO23- LDHs和三元Co2+-Ni2+-Fe3+-CO32- LDHs,以十二烷基磺酸根离子作为插层客体,通过离子交换反应在酸性溶液中实现了十二烷基磺酸根插层Ni2+-Fe3+ LDHs和Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs。十二烷基磺酸根在Ni2+-Fe3+LDHs层间出现了2种空间导向和排列:即十二烷基磺酸根以单层垂直方向排布和以双层垂直方向排布在层间;十二烷基磺酸根在三元组分Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs层间只有一种空间排列方式,即十二烷基磺酸根以单层垂直方向排布于Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs层间。

Ni^(2+)胁迫对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和集胞藻(Synechocystis sp.)的生长和光合色素的影响

光合作用是蓝藻生长繁殖的生理基础,研究重金属胁迫下蓝藻光合色素的变化和响应,有助于揭示其受害机理.在实验室无菌纯培养条件下,研究了不同浓度Ni2+处理下铜绿微囊藻和集胞藻的生物量和光合色素随时间的变化趋势.结果表明:浓度为5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+对M.aerugonisa的生长有抑制作用,随着处理剂量的增加和处理时间的延长,抑制作用愈加显著;在短时间(24h)内,Ni2+对Synechocystissp.的生长没有显著影响,随胁迫时间延长呈现出抑制作用;Ni2+处理M.aerugonisa至24h及Synechocystis sp.至48h时,藻细胞光吸收能力整体上受到明显抑制;5mg·L-1～25mg·L-1的Ni2+胁迫下,M.aerugonisa和Synechocystis sp.的叶绿素a含量随胁迫时间延长而降低;在叶绿素a(Chla)、藻蓝蛋白(PC)和别藻蓝蛋白(APC)三种光合色素中,藻蓝蛋白(PC)对Ni2+胁迫最为敏感,是Ni2+伤害蓝藻的重要作用位点.Ni2+对M.aerugonisa的抑制作用比Synechocystis sp.更明显.

柠檬酸三钠对Co^(2+)-Ni^(2+)-Fe^(3+)-CO_3^(2-) LDHs形貌及其离子交换性能的影响

Co2+/Ni2+/Fe3+摩尔比为0.5/3/1,采用络合剂柠檬酸三钠协助均相沉淀技术,制备了Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs层状材料,研究了柠檬酸三钠用量对Co2+-Ni2+-Fe3+LDHs层间距及形貌的影响。在此基础上,研究了不同层间距和不同形貌Co2+-Ni2+-Fe3+-23CO--LDHs层状材料的离子交换性能,即Co2+-Ni2+-Fe3+-23CO-LDHs层状材料在Na Cl-HCl的离子交换体系中进行阴离子交换反应,生成Co2+-Ni2+-Fe3+-Cl–-LDHs层状材料。研究结果表明:当柠檬酸三钠用量为0.6~1.0 mmol/L时,所制备的LDHs层间距为0.776 nm,片层结构分散性较好,产物的较大层间距和较好形貌使其仍保持良好的离子交换性能,并通过离子交换反应可分别得到4Cl O-、24SO-、3NO-、4Mn O-及CH3(CH2)113SO-插层Co2+-Ni2+-Fe3+-LDHs层状衍生材料;当柠檬酸三钠用量在1.5 mmol/L时,所制备的LDHs层间距为0.770 nm和0.691 nm,片层结构团聚并成玫瑰花形貌,使得客体离子较难插入到层间,产物的离子交换性能降低;当柠檬酸三钠的量增加到3.0 mmol/L时,得到的LDHs层间距为0.681 nm,片层结构变小,团聚现象加剧,LDHs片完全交错生长成球状形貌,产物完全失去了离子交换性能。

Ni^(2+)掺杂TiO_2光催化剂的制备及性能研究

选取Ni 2+掺杂量、冰醋酸、浓硝酸、煅烧温度设计正交实验,采用溶胶-凝胶法制备Ni 2+掺杂TiO2光催化剂,利用Raman、XRD、TEM等检测技术对其进行表征。通过与溶胶-凝胶法制备的纯TiO2纳米光催化剂进行对比,结果表明:Ni 2+掺杂TiO2光催化剂的TEM图像显示为球形粒子集合体,XRD图谱峰值降低,晶粒细化,拉曼光谱谱峰宽化、蓝移。以甲基橙模拟染料废水的降解率考察Ni 2+掺杂TiO2光催化活性,最佳条件下,Ni 2+掺杂TiO2对甲基橙的降解率为87.21%。

啤酒废酵母菌体吸附Ni^(2+)的特性研究

啤酒废酵母菌体是一种新型的生物吸附剂,可用于处理重金属离子。本实验研究不同吸附温度、吸附时间、pH值,以及镍离子浓度和啤酒废酵母菌体浓度条件下,啤酒废酵母菌体对Ni2+的吸附能力。初步确定啤酒废酵母菌体对Ni2+吸附的最佳组合,即吸附温度为40℃、吸附时间为60min、起始pH值为5、啤酒废酵母菌体的质量浓度为0.9g/L、Ni2+质量浓度为230mg/L,在此条件下啤酒废酵母菌体对Ni2+吸附率可达57%左右。

铁酸锰纳米材料吸附含Ni^(2+)电镀废水的性能研究

采用非表面活性剂水热法制备了铁酸锰(MnFe2O4)纳米材料吸附剂,研究了吸附时间、溶液pH和温度对MnFe2O4纳米材料吸附模拟含Ni 2+电镀废水和实际含Ni 2+电镀废水中重金属Ni 2+的吸附性能,并探讨了该材料的再生利用性能。结果表明,MnFe2O4纳米材料可有效吸附电镀废水中的Ni 2+,吸附平衡时间为600min。对20mg/L的模拟含Ni 2+电镀废水,投加4.5mg的的MnFe2O4纳米材料进行吸附处理,Ni 2+的吸附去除率高达98%左右;实际工程应用中,应保持电镀废水偏碱性、温度25℃;MnFe2O4纳米材料具有理想的再生利用性能,重复吸附5次后,吸附去除率仍可达82.24%,在实际废水处理中具有广阔的应用前景。

Cr^(3+)、Ni^(2+)单一及复合污染对水稻土酶活性的影响

在室内恒温培养条件下,研究了外源Cr3+、Ni2+单一及复合污染对水稻土脲酶、酸性磷酸酶及过氧化氢酶活性的影响.结果表明,低浓度Ni2+处理对脲酶、酸性磷酸酶有不同程度的激活作用,而对过氧化氢酶起一定的抑制作用;中、高浓度Ni2+及各污染水平的Cr3+、Cr-Ni复合污染处理对3种酶活性均表现为抑制作用;Ni2+处理对土壤酶活性的抑制效应顺序为脲酶>酸性磷酸酶>过氧化氢酶;Cr3+和Cr-Ni复合污染处理对脲酶活性的抑制效应最大,对过氧化氢酶、酸性磷酸酶活性的抑制效应相似;Cr-Ni复合污染处理对脲酶、酸性磷酸酶主要表现为协同作用,对过氧化氢酶则主要在污染初期表现为协同作用.

聚季铵盐聚丙烯酰胺对电镀废水中Ni^(2+)的吸附性能研究

在静态条件下,对聚季铵盐聚丙烯酰胺(PQAAM)吸附含N i2+的电镀废水进行了研究,探讨了PQAAM用量、废水pH值、吸附时间、吸附温度对去除N i2+效果的影响。结果表明,在废水pH值为6.0~8.0、N i2+浓度0~100 mg/L范围内,吸附时间为80 m in、吸附温度为20℃时,按N i2+与PQAAM质量比为1:30投加PQAAM进行处理,N i2+去除率可达98%以上。含N i2+电镀废水经PQAMM吸附后,废水中N i2+的含量低于国家排放标准。

胶原/纤维素/壳聚糖凝胶珠对水溶液中Ni^(2+)的吸附

在以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim]Cl)为溶剂,制备胶原和纤维素复合凝胶珠吸附剂过程中,加入少量壳聚糖对凝胶珠进行改性。吸附实验结果显示,胶原/纤维素/壳聚糖凝胶珠(CCHB-CS,质量比2/3/1)能有效吸附水溶液中的Ni 2+,相较于胶原/纤维素凝胶珠(CCHB,质量比1/1)和壳聚糖/纤维素凝胶珠(CCSHB,质量比1/1),CCHBCS对Ni 2+离子的吸附能力有所降低;溶液pH值会影响CCHB-CS对Ni 2+的吸附,pH7.0为最佳条件;Langmuir单分子吸附模型适用于描述CCHB-CS吸附行为。

酒石酸柱撑水滑石吸附水中的Ni^(2+)的特性研究

采用离子交换法制得酒石酸插层MgAl水滑石(MgAl-TA LDHs),并进行了XRD、IR、SEM、比表面积及孔径分析表征。考察了MgAl-TA LDHs吸附剂对溶液中Ni 2+的吸附能力,探讨了水滑石吸附剂投加量、Ni 2+溶液浓度、pH值以及吸附温度对Ni 2+吸附率的影响,并进行了动力学和热力学特征的研究。结果表明,适宜的水滑石投加量为2g/L,pH值以中性为宜,对于Ni 2+浓度不超过100 mg/L的溶液室温下Ni 2+吸附率在60%以上,而高温有利于提高Ni 2+吸附率。吸附过程符合二级动力学模型,吸附等温曲线可用R-P模型来描述。吸附过程能够自发进行,为吸热过程,属于化学吸附。

改性杏核对水溶液中Ni^(2+)的吸附研究

以杏核为原料,经氢氧化钠改性后,得到改性杏核生物吸附剂。考察了投加量、pH、吸附时间、初始浓度和温度对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明:投加量为8g/L,pH为6.5,改性杏核对Ni 2+具有很好的吸附效果,吸附在180min后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能△G<0,为自发反应过程。此外,还采用红外光谱方法探讨了吸附前后相关化学官能团的变化。研究表明,改性杏核可用于去除水中Ni 2+,而且它是一种很有前景的重金属废水处理生物材料。