Highly Selective Electrocatalytic CuEDTA Reduction by MoS_(2) Nanosheets for Efficient Pollutant Removal and Simultaneous Electric Power Output

Electrocatalytic reduction of ethylenediamine tetraacetic acid copper(CuEDTA),a typical refractory heavy metal complexation pollutant,is an environmental benign method that operates at mild condition.Unfortunately,the selective reduction of CuEDTA is still a big challenge in cathodic process.In this work,we report a MoS_(2) nanosheet/graphite felt(GF)cathode,which achieves an average Faraday efficiency of 29.6%and specific removal rate(SRR)of 0.042 mol/cm^(2)/h for CuEDTA at−0.65 V vs SCE(saturated calomel electrode),both of which are much higher than those of the commonly reported electrooxidation technology-based removal systems.Moreover,a proofof-concept CuEDTA/Zn battery with Zn anode and MoS_(2)/GF cathode is demonstrated,which has bifunctions of simultaneous CuEDTA removal and energy output.This is one of the pioneer studies on the electrocatalytic reduction of heavy metal complex and CuEDTA/Zn battery,which brings new insights in developing efficient electrocatalytic reduction system for pollution control and energy output.

淡水小球藻清除Cu^(2+)、Cd^(2+)、Zn^(2+)污染能力的研究

用接种密度(n/mL-1)为498×104的淡水小球藻对含Cu2+、Cd2+、Zn2+的水体分别处理,观察了藻细胞对上述3种离子的清除能力,并用金鱼存活检测了结果。结果表明:(1)淡水小球藻对不同密度的Cu2+、Cd2+、Zn2+都有清除能力,Cu2+的密度在0.094~0.484 mol/L时,清除率为61%~84.5%;Cd2+的密度在0.053~0.32mol/L时,清除率为45.90%~78.20%;Zn2+的密度在0.077~0.466 mol/L时,清除率为61.80%~84.80%。(2)淡水小球藻Cu2+、Cd2+和Zn2+良好工作浓度分别为0.094~0.484 mol/L、0.053~0.32 mol/L和0.077~0.466mol/L。其中,Zn2+的清除能达到国家污染物排放的二级标准。

Zn^(2+)对SBR单级好氧模式生物除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,以丙酸盐为单一外加碳源,通过比较进水中不同Zn2+浓度(0,1,5,10,20mg/L)下单级好氧模式下序批式反应器(SBR)的除磷效果,考察进水Zn2+浓度对单级好氧SBR生物除磷性能的影响,并通过分析各反应器中典型周期内磷及微生物体内储能物质的变化,探究Zn2+对单级好氧SBR生物除磷性能的影响机理.当进水Zn2+浓度为0和1mg/L时,除磷率分别高达96.84%和97.90%.当进水Zn2+浓度为5,10,20mg/L时,系统除磷率分别为89.32%,76.43%和57.29%,说明较高浓度Zn2+对单级好氧SBR生物除磷有抑制作用.结果表明,较高浓度Zn2+可抑制COD的降解,微生物体内聚羟基脂肪酸酯好氧合成及磷酸盐激酶活性,并促进GAOs的代谢,使聚磷合成和水解量减少,从而降低系统的除磷性能.

谷壳黄原酸盐对废水中Cu^(2+)·Zn^(2+)·Ni^(2+)的捕集作用研究

[目的]制备并研究谷壳黄原酸盐对Cu2+、Zn2+和Ni2+3种重金属离子的捕集效果。[方法]研究反应时间、药剂用量、pH值、反应温度以及离子共存对其效果的影响。[结果]结果表明,在pH值为中性或碱性,反应温度为40℃时,谷壳黄原酸盐对重金属离子具有较好的捕集效果;离子共存有利于重金属离子的捕集。[结论]谷壳黄原酸盐为降低污水处理成本提供了一种新的技术。

电混凝法处理电镀废水中的Cu^(2+)和Zn^(2+)

利用电混凝法处理含Cu2+和Zn2+的电镀废水,系统地考察了电解电压、进水pH值、极板间距、电解时间等因素对废水处理效果的影响,确定了最佳的电解条件。实验结果表明,电混凝法处理的电镀废水出水水质较好。当电压为80 V,pH值为5,电解时间30 min,极板间距为10 mm时,处理后的废水中Zn2+浓度为0.36mg/L,去除率达到97.9%,Cu2+浓度为0.0049 mg/L,去除率达到99.9%,均可达到国家规定的排放标准,且该法运行方便,处理时间短,是较理想的电镀废水处理工艺。

高浓度含Zn^(2+)制药废水治理实践

成功地分级预处理除Zn2 +,采用A O工艺处理制药生产废水 ,具有运行稳定、适应性能、污泥量少。

PH对硫酸盐还原菌转化Zn^2＋的影响

本实验研究了硫酸盐还原菌（SRB）处理在不同PH值下的重金属合锌废水的锌离子去除率及在同-PH值下不同时间的锌离子的去除效率，从而得到了锌离子去除效率的最佳PH环境及去除效率最优的时间。结果表明：当PH=7时，硫酸盐还原菌对锌离子的去除率最高，为99．66％；且锌离子的最优处理时间为72h-96h之间。

铜底吹熔炼过程中Pb、Zn、As分布影响机理分析

探究底吹熔炼过程中Pb、Zn、As等杂质元素在产物中的分布特征,以及熔炼参数与杂质元素分布规律的关系,对低品位、高杂质复杂铜精矿的冶炼具有重要意义。本文采用热力学计算软件Factsage理论分析与实际生产数据分析相结合的方法,探讨了Pb、Zn、As在产物中的分布特征及其影响机理,得到以下主要结论。温度升高,有利于Pb、Zn挥发进入烟尘降低其在渣和铜锍中的占比,也有利于促进渣中As向烟尘中转化脱除,但会导致As在铜锍中占比增加;渣铁硅比增加,会使得Pb、Zn在渣中分布占比逐渐降低,在铜锍和渣中占比逐渐升高,而As在渣中的占比会增加;渣中CaO含量升高,会使得Pb、Zn在渣中分布占比降低,在烟尘和铜锍中增加,As在渣中的占比会增加,在烟尘中占比降低;实际生产操作中,可通过提高冶炼温度促进部分杂质元素挥发,在适当降低渣铁硅比提高Pb、Zn脱除率的同时,可配合添加CaO促进As向渣中迁移。实际生产数据统计表明,Pb在铜锍、渣、烟尘中的分布占比分别为23.86%、33.12%、43.02%,Zn分别为4.47%、88.54%、6.99%,As分别为16.58%、15.34%、68.08%。

纳米晶TiO_2光催化处理含锌废水的研究

采用溶胶-凝胶法制备锐态型纳米TiO_2,并利用XRD、SEM对TiO_2粉体进行表征,在紫外光的作用下将自制纳米TiO_2光催化处理含锌废水。考察废水pH值、废水负荷、催化剂用量、光照时间等因素对锌离子去除率的影响。结果表明,在废水锌质量浓度为50 mg/L,纳米TiO_2投加量为0.01 g/L,含锌废水的pH值为12,反应时间为30min时,废水中锌的去除率可达98.73%。

ZPS-02膦基磺酸共聚物的阻垢分散性能研究

用静态阻垢方法研究了ＺＰＳ－０２膦基磺酸共聚物的阻垢分散性能。研究结果表明，ＺＰＳ－０２在抑制碳酸钙垢、硫酸钙垢、磷酸钙垢，稳定锌和分散氧化铁沉积等方面性能均优于ＨＥＤＰ。

大庆油田CO_(2)驱试验区注入井综合解堵技术

大庆油田CO_(2)驱试验区水气交替注入过程中,部分井井筒存在CO_(2)水合物冻堵、重质组分与水合物并存冻堵现象,近井地带油层存在重质组分沉积与机械杂质等污染堵塞,严重影响试验区注采系统的注入效能及驱替效率。为解除井筒和近井地带污染堵塞,达到综合解堵目的,通过室内实验评价以及现场应用优化,从解堵剂配方和解堵工艺两方面对注入井解堵技术进行研究,研制了新型环保耐低温CO_(2)水合物冻堵解堵剂和近井地带高效解堵剂2套解堵剂。实验结果表明:水合冻堵物在-20℃条件下溶解率为100%、重质组分溶解率为91.13%、机械杂质溶解率为87.43%、冰点为-25℃;优化了低速高压渗透解堵工艺和多段塞解堵工艺,形成了井筒和近井地带的综合解堵工艺技术。该技术现场应用58井次,累计增注量40442 m3,解决了大庆油田CO_(2)试验区水气交替过程中注入井堵塞问题。

珠江口盆地西江30-2油田油井酸化解堵剂的筛选及评价

对西江30-2油田油井地层水、垢样和岩样等进行采样分析研究,针对堵塞的主要原因,筛选出适合西江30-2油田的酸化解堵剂配方:8%盐酸+4%甲酸+3%乙酸+2%柠檬酸+2%氟化氢铵+5%复配型螯合剂253+3%甲醇+8%黏土稳定剂PF-JLX-B,并对其溶蚀率、二次沉淀率、酸液与地层水配伍性等进行了试验评价。结果表明,螯合酸中的螯合剂对西江30-2油田敏感性现象起到了很好的抑制作用;螯合酸螯合剂可以吸附溶液中大量结垢阳离子,具有抑制二次沉淀的作用;螯合酸与各层位地层水配伍性良好。该研究成果为西江30-2油田油藏的解堵提供了技术支撑。

脱CO_2技术进展及评价

对国内外合成氨工艺中各种脱CO2 方法的开发应用及其发展进行了综述 ,并对几种常见脱CO2 方法进行了经济技术比较评价。

人工湿地植物处理含重金属生活废水的实验研究

通过耐受浓度试验得出凤眼莲、水蕹、水花生和荇菜四种植物对含重金属生活污水中Cd2+的耐受范围值分别<5mg/L、0.5mg/L、0.2mg/L、0.2mg/L;凤眼莲和水花生对Zn2+的耐受范围值分别<10mg/L,水蕹和荇菜对Zn2+耐受范围值为<5mg/L和0.5mg/L。由植物对生活污水中锌\镉离子去除率试验可知,在Cd2+/Zn2+浓度分别为0.5mg/L和5mg/L时,与对照组相比,两种植物均能明显去除污水中的Zn2+与Cd2+,其中Cd2+去除率提高了65.3%,Zn2+去除率提高了43.7%。研究发现植物处理在前5d内为去除Zn2+/Cd2+的高效区间,这一时期内植物对Zn2+/Cd2+去除率的贡献可以达到40%～60%,表明在植物的耐受浓度范围内,湿地植物对生活污水中的Cd2+/Zn2+有较好的去除效果,根部为主要的富集器官。

有机-无机复合抗菌剂的制备及抗菌性能

依次将无机抗菌离子(锌离子)和有机抗菌离子(十四烷基三丁基季鏻盐)插入到蒙脱土中制备出有机-无机复合抗菌剂,其中锌和季鏻盐的含量分别为2.60%(质量分数)和22.31%(质量分数)。热重(TG)、X-射线衍射(XRD)分析结果表明,锌离子和季鏻盐确实交换到蒙脱土中,并且复合抗菌剂中有机物的热分解起始温度为220℃左右,具有较好的热稳定性。抗菌试验的结果表明,复合抗菌剂具有较好的抗菌性能,对S.aereus和E.coli的最小抑菌浓度(MIC)分别为100μg.mL-1和300μg.mL-1。将100mg复合抗菌剂在100mL蒸馏水中浸20d后,季鏻盐阳离子和Zn2+的释放量均很小,分别为4.831mg.L-1和1.896mg.L-1,表明复合抗菌剂具有良好的耐水性。

重金属捕集剂DTC(BETA)处理含铜废水效果研究

以二乙烯三胺、二硫化碳为原料合成了二硫代氨基甲酸盐类重金属捕集剂DTC(BETA),分析了DTC(BE-TA)对单一含铜废水的捕集效果。结果表明:在废水pH为4~10范围内,搅拌时间为10 min,捕集剂用量为废水中Cu2+含量的9倍(质量比),不加絮凝剂时,重金属捕集剂能处理较宽浓度范围的含铜废水,Cu2+的去除率可达99%以上,处理后废水的Cu2+浓度低于0.5 mg/L,可满足国家排放标准。

耐低温无汞锌锰电池的研究

采用正交法变动氯化锌、氯化铵和氯化钙的用量 ,配制电解液 ,加入一种电解液抗冻剂和电池活性剂 ,试制成五号无汞锌锰电池。放电实验表明 :该电池在 - 2 5℃条件下能稳定的释放电能 ,在常温与市售同型号的电池性能相近 ;调整了 p H值 ,增强了电池的耐蚀性 ;采用氯化钙并取消了汞 ,电池成本降低且实现了环保。

Ni-Co-Zn三元合金的共沉积行为及耐蚀机制

鉴于电沉积Ni-Co-Zn三元合金中Zn^(2+)与Ni^(2+)、Co^(2+)标准还原电势差异大,优先析出的Zn会吸附在电极表面并形成Zn(OH)2沉淀膜,阻碍后续Ni^(2+)和Co^(2+)还原放电,不利于合金共沉积,本工作以抗坏血酸(H_(2)Asc)作为络合剂,通过调控镀液中Ni^(2+)∶Co^(2+)∶Zn^(2+)摩尔浓度比,旨在实现Ni-Co-Zn三元共沉积。利用SEM、XRD等方法分析了离子摩尔浓度比和H_(2)Asc浓度对电沉积Ni-Co-Zn合金表面形貌和织构生长的影响。结果表明,当Ni^(2+)∶Co^(2+)∶Zn^(2+)摩尔浓度比为4∶5∶1时,合金镀层中Ni含量高达12.2%(质量分数),晶粒细化致密。当H_(2)Asc浓度为5 g/L时,织构生长呈类菜花球状,晶粒尺寸约为300 nm,具有最小的生长应力9.04 MPa。镀层中Zn含量随H_(2)Asc浓度增加而显著降低,而Ni+Co含量则逐渐上升,这主要归因于镀液中Zn^(2+)与HAsc^(-)络合成了配位化合物[ZnHAsc]^(+)并抑制了Zn的择优生长,留给Ni或Co更多的活性位点。合金中存在γ-Ni_(5)Zn_(21)、CoZn_(13)和Ni_(3)Zn_(22)等金属间化合物,说明适量H_(2)Asc的加入有助于实现合金共沉积。添加H_(2)Asc后试样的自腐蚀电位(E_(corr))均大幅正移,降低了腐蚀驱动力;当H_(2)Asc添加量为5 g/L时,显示出最佳的耐腐蚀性能,其中E_(corr)正移了约200 mV,自腐蚀电流较未添加时降低了约75%。添加H_(2)Asc后试样的电化学阻抗谱(EIS)均由大半径的容抗弧和感抗弧组成,这是由于合金镀层中存在γ-Ni_(5)Zn_(21)相以及浸泡过程中形成的[Zn(OH)_(4)]^(2-)胶质微溶腐蚀产物,通过絮凝作用沉淀下来并包覆在活性Zn溶解后的活性表面,减少Cl-向镀层内部扩散渗透的渠道,提高了其抗腐蚀性能。

金属离子对厌氧氨氧化污泥脱氮效能影响

通过接种厌氧氨氧化污泥研究不同浓度Fe^(3+)、Cu^(2+)和Zn^(2+)对厌氧氨氧化污泥的脱氮效能影响,以及在其最适金属离子浓度下对厌氧氨氧化污泥的长期影响。实验结果表明,进水Fe^(3+)、Cu^(2+)和Zn^(2+)质量浓度分别为0～10、0～2、0～4mg/L对厌氧氨氧化污泥活性有促进作用;当进水Fe^(3+)质量浓度为10～40mg/L时,厌氧氨氧化污泥活性未受到较大影响,而进水Cu^(2+)和Zn^(2+)质量浓度分别为1～30、4～30mg/L时,随着金属离子浓度升高,脱氮效能逐渐下降,浓度越高,对厌氧氨氧化污泥活性的抑制效果越明显。分别在最适Fe^(3+)、Cu^(2+)和Zn^(2+)质量浓度为6、1、4mg/L的条件下,对厌氧氨氧化污泥进行2个月的长期影响实验发现,加入Fe^(3+)对厌氧氨氧化污泥活性一直有良好的促进效果,而加入Cu^(2+)和Zn^(2+)分别在第19天和第21天开始出现明显的活性下降现象,并且在停止投加金属离子后,短期内活性也未能恢复,混合组未发现明显的抑制或促进现象。

表面包覆的石墨烯在碱锰电池中的应用

采用一步溶液法制备纳米二氧化锰包覆石墨烯(MnO_(2)@GN),通过XRD、SEM、透射电子显微镜(TEM)和热重(TG)分析等测试,对MnO_(2)@GN复合材料的结构、形貌和MnO_(2)包覆量进行考察。将MnO_(2)@GN以20%的质量分数添加到碱锰电池导电剂膨胀石墨(KAA)中,发现纳米MnO_(2)的包覆可改善片层石墨烯的团聚以及与电解二氧化锰(EMD)的相容性,有助于导电剂在EMD中的分散,降低电池内阻。电池的750 mA大电流放电性能提升7.00%,250 mA中电流放电性能提升5.10%,20 mA小电流放电性能提升0.96%。