海水胶体与PO_4^(3-)、Cu^(2+)的作用及对微藻生长影响

利用超滤技术对海水中的胶体物质进行分级处理来研究胶体与磷酸盐、痕量金属铜之间的作用,通过测定不同超滤膜处理过的海水中PO_4^(3-)、Cu^(2+)的质量分数,发现有相当量的PO_4^(3-)、Cu^(2+)被胶体吸附以胶体态存在,例如约有47％的Cu^(2+)以胶体态存在,含有胶体的海水中PO_4^(3-)的质量分数也比不含胶体的海水中高;微藻培养实验发现,微藻在含有胶体的海水中生长情况较好,而在不含胶体的海水中生长最差,说明胶体也是影响微藻生长的一个因子.胶体对磷酸盐的吸附作用是胶体对微藻生长产生影响的化学基础.

固定化微绿球藻去除NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P效果的研究

为了探究固定化微绿球藻(Nannochloropsis oculata)去除污水中NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的效果,采用海藻酸钠固定化包埋技术进行实验。开展了固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量及充气培养条件对NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除效果的单因子试验研究。结果表明,固定化藻球大小、藻细胞包埋密度、藻球投放质量和充气培养条件对NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P的去除效果影响显著(P<0.05)。藻球直径3.5 mm时生长速率(K)值最大(0.332±0.002),同时NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除率效果最佳,分别为(75.08±3.83)%和(80.80±3.81)%;藻细胞包埋密度100×10~4 cells/ball时K值最大(0.330±0.033),而NH_4^+-N、PO_4^(3-)-P去除率则以藻细胞包埋密度300×10~4 cells/ball组为佳,分别达(87.20±0.43)%和(82.58±1.72)%,但考虑单位藻细胞去除率,包埋密度以100×10~4 cells/ball为宜;随着藻球用量的增加K值下降,10g/L组K值最大(0.301±0.02)、50 g/L组K值最小(0.193±0.01),投放量30和50 g/L时NH_4^+-N去除率较高分别为(84.12±0.78)%和(84.63±0.45)%,30 g/L组PO_4^(3-)-P去除率最高达(77.13±1.43)%。综合考虑,藻球投放量选用30g/L为宜;充气条件培养K值、NH_4^+-N和PO_4^(3-)-P去除率显著(P<0.05)高于不充气,K值分别为(0.306±0.006)和(0.177±0.010);NH_4^+-N去除率分别为(85.93±0.45)%和(49.32±0.45)%;PO_4^(3-)-P去除率分别为(66.66±5.00)%和(46.29±2.12)%。研究优化了微绿球藻固定化条件:固定化微绿球藻应进行充气培养,藻球规格3.5 mm、藻细胞包埋密度100×10~4 cells/ball、藻球投放量30g/L。

多孔有机膨润土颗粒研制及对PO_4^(3-)的吸附研究

将易燃微粉按一定比例混入膨润土中,挤压造粒,高温灼烧,再用阳离子表面活性剂改性,得到多孔有机膨润土颗粒。将其用于对PO3-4离子的吸附,研究了酸度、吸附时间、PO3-4离子的初始浓度对吸附反应的影响,指出该吸附过程符合Langmuir吸附等温方程。

离子色谱法测定啤酒中的F^-、CI^-、SO_4^(2-)、NO_3^-和PO_4^(3-)

建立了以ASII-HC型阴离子交换柱分离、NaOH溶液为淋洗液、甲醇为有机改进剂、化学抑制电导检测测定啤酒中的F^-、cl^-、SO_4^(2-)、NO_3^-和PO_4^(3-)的离子色谱方法。各被测离子的线性关系良好,相关系数为0.9778～0.9991,测定结果的相对标准偏差为0.02％～3.60％,样品回收率为97.88％～103.80％。

SiO_4^(4-)对Li_3Sc_2(PO_4)_3快离子导体的阴离子替代效果研究

Li3Sc2(PO4)3因具有有利的离子传导通道、低的电子电导率和高的稳定性而成为全固态锂离子电池用固体电解质最具竞争力的材料之一,然而这一化合物只有在245℃以上的γ相才具有快离子传导特性。人们主要采用Zr4+、Ti4+等阳离子部分取代其中的Sc3+以改善材料的室温电导率,有关该化合物PO43-阴离子替代的报道还很少。本研究试图利用机械研磨技术,通过向Li3Sc2(PO4)3原料混合物中加入适量SiO2,以期能够实现对该化合物的部分阴离子替代。研究结果表明:所制备的Li3+xSc2(PO4)3-x(SiO4)x(x=0~0.6)系列化合物在x=0.15时电导率达到最大值,σ298=9.55×10-4 S.m-1,离子传导激活能达到最小值45.06 kJ.mol-1。29Si MAS-NMR测试结果证实所加入的SiO2主要以[SiO4]四面体形式存在替代Li3Sc2(PO4)3中部分[PO4]四面体。

同时测定电厂炉水PO_4^(3-)、SiO_3^(2-)的注入试剂流动注射分析

本法利用FIA—T1—721流动注射仪,基于形成硅钼蓝和磷钼蓝反应,以炉水作载流,用双注入试剂时间差法建立一次注入监测两种物质的方法。此法适用于中压、高压、超高压及亚临界锅炉水质的监测,监测速度比现有PO_4^(3-)表、S_1O_3^(2-)表快15倍,可望作为一种新型炉水磷、硅同时监测的在线分析法。

液固体系NH_4^+和PO_4^(3-)离子吸附反应的Gibbs自由能与化学势变

选用天然砩石和红壤作为吸附剂,NH4+和PO43-离子作为测试离子进行了水溶液体系平衡离子吸附试验。试验结果证明建立的Gibbs自由能变与化学势变方程可应用于描述阳离子与阴离子的吸附反应。反应体系Gibbs自由能变在所有检测的点上均为负值,说明在本试验条件下测试的吸附反应为自发反应。吸附反应化学势变具有极限的特性为确定吸附容量p值提供了有效的方法,由本试验确定的天然砩石吸附NH4+离子和红壤吸附PO43-离子的p值分别为2.75和2.20 mg/g。

β-Zn3(PO4)2：Mn^2＋，B^3＋长余辉发光材料的性能

采用高温固相法分别合成了β-Zn3(PO4)2∶Mn2+和不同HBO3含量的β-Zn3(PO4)2∶Mn2+,B3+红色长余辉材料。XRD结果表明,HBO3的加入对于β-Zn3(PO4)2物相的形成和结晶温度并没有显著影响。从不同样品的激发和发射光谱可以看出,HBO3的加入并没有改变其激发和发射光谱位置,而对其强度有一定影响。对于Zn2.85(P1-x/2O4)2∶Mn20.+15,Bx3+来说,当B3+加入量为x=0.05时发光强度最强;而对其余辉衰减光谱来说,HBO3的加入明显提高了材料的余辉性能,并且当B3+加入量为x=0.1时余辉性能最强,这是由于B3+的不等价取代增加了材料中的陷阱而导致的结果。

离子色谱法测定PO3^3-、PO4^3-及其在废水处理中的中控分析

建立了废水中PO33-和PO43-的离子色谱检测方法.选用浓度为4.5 mmol/L/0.8 mmol/L的Na2CO3/NaH-CO3的淋洗液,流速1.00 mL/min,电导检测器.实验结果表明:PO33-的质量浓度在1.00～32.00 mg/L范围内线性关系良好(r=0.9999),检出限25.90μg/L,相对标准偏差为0.57%;PO34-的质量浓度在1.00～32.00 mg/L范围内线性关系良好(r=0.9997),检出限41.00μg/L,相对标准偏差为1.34%.PO33-的加标回收率为94.2%～102.0%,PO34-的加标回收率为101.2%～105.0%.使用所建立的检测方法为废水中的PO33-的氧化提供中控分析,考察了氧化剂的用量、反应温度、硫酸含量对氧化效果的影响.

PO_4^(3-)/Al-MCM-41介孔分子筛合成及表征

通过液晶模板机理合成了Al-MCM-41介孔分子筛,并用磷酸浸渍法制备PO43-/Al-MCM-41。通过X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、红外光谱、Hammett指示剂胺滴定等方法对所合成样品进行了表征。XRD和N2吸附脱附研究结果表明,PO43-/Al-MCM-41具有较规则的孔道结构,平均孔径3.10 nm,比表面积为560㎡/g。酸量滴定分析表明,PO43-/Al-MCM-41具有较强的酸性。

Cu1-xHxZr2(PO4)3中Cu^2+的EPR谱和局域结构研究

本文采用Cu^2+斜方对称电子顺磁共振(EPR)参量的高阶微扰公式计算了晶体Cu1-xHxZr2(PO4)3中Cu^2+的EPR参量(g因子和超精细结构常数A因子).计算结果表明,晶体Cu1-xHxZr2(PO4)3中[CuO6]10-基团的Cu-O键长分别为R||≈0.241 nm,R⊥≈0.215 nm,平面键角t≈80.1?;由于对称性降低,中心金属离子基态2A1g(θ)和2A1g(ε)有一定程度混合,混合系数a≈0.995.所得EPR谱图的理论计算值与实验数据符合得很好.

PO_4^(3-)和柠檬酸对稀土元素在小麦体内积累和分异的影响

基于营养液培养,添加外源稀土和ICP-MS分析技术,研究了无机配体PO43-(Pi)及有机配体柠檬酸(Cit)对小麦器官中稀土元素积累和分异的影响.结果表明,不同Pi水平对小麦根中的稀土总含量(∑REE)影响较小,但显著降低叶中∑REE含量;而不同Cit水平对小麦根、叶中∑REE含量都有明显降低作用.对照植物(无Pi、Cit添加)中,稀土元素在小麦根中具有中稀土(MREE)富集及M-型四重效应分布特征,叶中有重稀土(HREE)富集及W-型四重效应分布特征.不同Pi处理对四重效应无明显作用,但进一步加强HREE在小麦叶片中的富集.添加柠檬酸使对照植物根和叶中的分异有逐渐减弱的趋势,在高浓度处理时(Cit≥150μmol.L-1),小麦根和叶中出现轻稀土(LREE)富集.

硫酸改性竹生物质炭对PO4^3-的吸附特性

利用比表面积、扫描电镜和傅立叶变换红外光谱了解竹生物质炭(BC)和硫酸改性竹生物质炭(HBC)结构与性质的变化;利用吸附试验研究硫酸改性的优化方法、HBC对PO4^3-的吸附特性及pH影响。结果表明:(1)硫酸质量分数为70%时改性效果最好,HBC比表面积和总孔体积分别比BC提高了51.91%和39.87%。(2)BC和HBC等温吸附过程符合Langmuir方程(R2>0.996);HBC拟合得到的最大吸附量为7.45mg/g,比BC提高了39.7%。(3)伪二级动力学方程可较好地描述BC和HBC对PO4^3-的吸附过程(R2>0.986),且平衡吸附量理论值(3.53、5.17mg/g)与实际平衡吸附量(3.54、4.96mg/g)基本吻合。(4)pH为1~13时,生物质炭对溶液中PO4^3-吸附量随pH增大而下降。

SO^(2-)_4掺杂对Nasicon型Li_3Fe_2(PO_4)_3正极材料电化学性能的影响

采用溶胶-凝胶法用SO^(2-)_4部分代替Li_3Fe_2(PO_4)_3中的PO^(3-)_4阴离子制得Li_(3-x)Fe_2(PO4)_(3-x)(SO_4)_x(x=0~0.90)正极材料,通过X射线衍射、充放电技术、循环伏安特性测试及电化学阻抗谱表征了掺杂材料的相组成及电化学性能.结果表明,SO^(2-)_4主要以固溶形式存在于Li_3Fe_2(PO_4)_3中,产物中还伴有少量Fe_2O_3第二相析出.SO^(2-)_4掺杂使Li_3Fe_2(PO_4)_3的放电容量呈抛物线形规律变化,并在掺杂浓度x=0.60时达到最佳值,该样品在0.5C倍率下的首次放电容量为111.59 mA·h/g,比未掺杂的样品提高了18.4%;60次循环充放电后的容量保持率为96%;将该样品的放电倍率由0.5C逐渐提高至5C,再降至0.5C,并在每个倍率下循环10次,材料的最终放电容量仍能达到首次放电容量的97%.导致这些变化的原因是SO^(2-)_4掺杂使材料的氧化还原性能增强,电池内阻减小,极化程度降低及Li^+扩散系数增大.

Mg^(2+)掺杂对sol-gel法合成锂离子电池材料Li_3V_2(PO_4)_3的影响

在磷酸钒锂材料中掺杂Mg2+,Mg2+取代锂位,其化学式可以写为(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3,Mg(OH)2作为镁源,按化学反应方程式中化学计量比称取LiOH.H2O,NH4H2PO4,V2O5,Mg(OH)2(x=0.01、0.05、0.1)和柠檬酸,其中柠檬酸用量为n(V)∶n(柠檬酸)=2∶2,煅烧温度为700℃,煅烧时间为8 h,合成了(Li1-xMgx/2)3V2(PO4)3正极材料。研究了Mg2+掺杂量对材料性能的影响,考察了x=0、0.01、0.05、0.1四种情况。结果显示,x=0.05时材料具有较好的充放电性能。在2.7～4.5 V电压范围内进行充放电循环测试,0.05 C充放电倍率下,其首次放电比容量为145 mAh/g,库仑效率高达90%以上,0.1 C循环20次后,放电比容量仍为131 mAh/g;0.2 C循环时,首次放电比容量为140 mAh/g左右,20次循环后仍为130 mAh/g以上;0.5 C循环20次后,放电比容量为104 mAh/g。

PO_4^(3-)/Si-MCM-41介孔分子筛合成与表征

采用十六烷基三甲基溴化铵作为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,用水热晶化法在乙二胺为碱性介质中合成了Si-MCM-41介孔分子筛,并用磷酸浸渍法制备PO3-4/Si-MCM-41。通过氮气吸附-脱附、红外光谱、Hammett指示剂胺滴定等方法对所合成样品进行了表征。结果表明,合成的分子筛具有典型的介孔结构特征,孔径分布较窄,具有较大的比表面积和较强的酸性。

Fe^(3+)、PO_4^(3-)在煤气化废水处理中的应用

针对煤气化废水的特点,通过投加Fe3+、PO43-的方法来强化多阶段水解-好氧工艺处理煤气化废水的能力,不加Fe3+、PO43-时,CODcr总去除率为78 88%,出水CODcr仍高达931mg/l,当投加Fe3+、PO43-后,出水CODcr降到245mg/l,去除率达到93 93%。

Zr^(4+)掺杂对Na_(4-x)MnV_(1-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)的结构和电化学性质的影响

为了改善Na_(4)MnV(PO_(4))_(3)的电化学性能,采用溶胶-凝胶法与高温固相法在750℃下烧结10 h制得了不同Zr^(4+)掺杂浓度的Na_(4-x)MnV_(1-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)钠离子电池正极材料。通过X射线衍射和扫描电子显微镜研究Zr^(4+)离子掺杂对Na_(4-x)MnV_(1-x)Zr_(x)(PO_(4))_(3)结构演变和电化学性能的影响。结果显示:半径为80 pm的Zr^(4+)离子部分取代半径为74 pm的V3+离子后,材料的晶胞体积增大,这有利于Na^(+)的快速扩散。电化学性能结果表明,Na_(3.9)MnV_(0.9)Zr_(0.1)(PO_(4))_(3)表现出最好的电化学性能,其在0.5 C的倍率下提供92.2(mA·h)/g的可逆比容量,在经过70圈充放循环后容量保持率为79.3%,明显高于未掺杂的Na_(4)MnV(PO_(4))_(3)材料。

Li_3V_2(PO_4)_3的溶胶-凝胶法合成及其性能研究

以LiOH·H2O、NH4VO3、H3PO4和柠檬酸等为原料采用溶胶-凝胶法合成了锂离子二次电池正极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)。考察了煅烧温度和配位剂种类等条件对产物组成及电化学性能的影响。研究了优化条件下制得样品的循环伏安、充放电性能和循环性能。0.1C条件下,样品首次放电比容量达129.81mAh·g-1,经过100次循环后容量几乎没有衰减,仍保持在128mAh·g-1。X射线衍射研究表明合成单一Li3V2(PO4)3晶体所需温度比固相法低;并考察了循环20次后材料充电到各个单相的晶体结构,通过X射线衍射和最小二乘法计算给出了其晶胞参数变化过程,证实了循环嵌Li过程中晶体结构能够得到重现。