原位吸附技术修复六价铬污染土壤

常见六价铬Cr(Ⅵ)污染场地修复技术如客土法、还原法、固化法、生物法等存在成本高、效率低及Cr(Ⅵ)被二次氧化等缺点。理想修复技术应能快速、低成本地将铬元素(Cr)从土壤中彻底去除。本文将聚吡咯(PPy)通过原位聚合的方式负载在凹凸棒土(ATP)表面,制备了以PPy为“壳”和以ATP为“核”的ATP/PPy复合材料,ATP/PPy对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量为185.19mg/g,吸附机理包括静电引力、螯合、还原与离子交换等。将ATP/PPy嵌入土壤中,利用Cr(Ⅵ)在土壤中的纵向迁移及横向浓度差渗透,可实现对土壤中Cr(Ⅵ)的原位吸附。实验考察了模拟降雨量、土壤pH、土壤容重、土壤有机质含量等因素对土壤中Cr(Ⅵ)去除效率的影响。结果表明,当供试土壤中Cr(Ⅵ)浓度为30mg/kg,模拟降雨量为6mL/天,土壤有机质含量为7.6g/kg,土壤容重为1.22g/cm^(3),土壤p H为5.86时,第35天时土壤滤液中Cr(Ⅵ)去除率为58.51%,土壤中Cr(Ⅵ)含量降低至2.97mg/kg,低于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB36600—2018)中的建设用地第二类用地筛选值5.7mg/kg。该技术具有操作简单、经济环保、效率高、去除彻底等优势,可为污染场地的高效低成本治理提供新思路及技术支撑。

原位吸附浸没式膜生物反应器催化制备茚二醇

在浸没式膜反应器(IMB)中利用恶臭假单胞菌ATCC 55687催化茚制备顺式茚二醇。采用25根膜丝制作的膜组件,在茚为3 g/L时,经过24 h培养,IMB中顺式茚二醇产量达到悬浮细胞反应器(SCB)的4倍多;进一步,在培养开始阶段加入10 g/L sp-207树脂进行原位吸附,IMB中顺式茚二醇产量最高达709 mg/L,为SCB产量的660%,容积产率也从SCB中的6 mg/(L·h)提高到30 mg/(L·h)。在原位吸附IMB中,中空纤维膜既可作为固定化细胞载体,同时又可作为第二相吸附不溶性底物,降低底物和产物抑制,兼有固定化反应器和两相反应器的优点。

纳他霉素的大孔树脂原位吸附动力学研究

考察9种大孔树脂对纳他霉素的静态吸附行为和解析效果,探讨吸附过程中树脂静态吸附动力学和等温吸附过程,并研究大孔树脂在Streptomyces natalensis HW-2发酵液中对纳他霉素的原位吸附效果。结果表明,HPD300和HPD450树脂对纳他霉素的吸附与解吸效果较好,吸附率分别为83.47%,96.14%,解吸率分别为95.22%,85.42%,吸附量分别达到0.63,0.72 mg/g干树脂,HPD450适合对纳他霉素的吸附和解析。根据HPD450树脂的等温吸附动力学,HPD450树脂对纳他霉素的吸附符合Langmuir方程,主要为单分子层吸附。在发酵48 h时添加4 g/30 mL的HPD450树脂进行原位吸附,使发酵过程中纳他霉素总产量提高了66.27%。

原位吸附聚合法制备聚苯胺/废弃丁羟黏合剂复合导电材料

采用原位吸附聚合法制备了聚苯胺/废弃丁羟黏合剂导电复合材料,考察了苯胺单体质量分数、掺杂质子酸浓度、氧化剂浓度、反应时间和反应温度对复合产物导电性的影响,并用红外光谱仪对复合物的结构进行了表征。结果表明,较佳反应条件为苯胺单体质量分数为20%,掺杂质子酸对甲苯磺酸浓度为0.1 mol/L,氧化剂浓度为0.16 mol/L,反应时间为2 h,反应温度为10℃。在此条件下处理废弃丁羟黏合剂可使体积电阻率由原来的1011Ω·m降低到105Ω·m。

连续在线原位ATR-FTIR技术测定介孔CuAl_2O_4对黄药的吸附

以丁胺和正十二醇为混合模板剂,采用共沉淀法制备了介孔纳米CuAl_2O_4.用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、N_2吸附-脱附对产物的结构进行了表征.采用连续在线原位衰减全反射傅里叶变换红外(ATR-FTIR)光谱技术研究了水溶液中丁基和辛基黄药在介孔CuA_l2O_4表面的吸附.随着吸附时间的延长,1200和1040 cm^(-1)两处黄药特征峰的高度逐渐增加,根据1200 cm^(-1)处C—O—C伸缩振动峰的变化来评价黄药在CuAl_2O_4表面的吸附动力学过程.结果表明,介孔纳米CuAl_2O_4对黄药有很强的吸附能力,在100 min的时间内,CuAl_2O_4样品对丁基和辛基黄药的吸附量分别达到了236和300 mg·g^(-1),且属于化学吸附.对实验数据进行理论模拟,发现吸附过程更接近于拟二级吸附动力学方程.

两性离子超分子水凝胶的制备及对废水中阴/阳离子染料的吸附去除

以三聚氯氰和5-氨基间苯二甲酸为原料,通过亲核取代制备了一种新型耐盐两性离子超分子水凝胶(ZSH)2,4,6-三(3,5-二羧基苯基氨基)-1,3,5-三嗪。运用FTIR、NMR、MS和SEM技术对ZSH进行了表征,并将其用于对阴离子染料活性艳红(K-2BP)和阳离子红(X-GTL)的吸附去除。基于ZSH的pH响应性和耐盐性,在高盐染料废水中利用ZSH的原位溶胶-凝胶转变,可在其与阴/阳离子染料接触的瞬间完成吸附。当吸附pH为0.86、ZSH与K-2BP的质量比为5∶2时,K-2BP的去除率可达89.6%,饱和吸附量为459.2 mg/g;当吸附pH为1.00、ZSH与X-GTL的质量比为2∶1时,X-GTL的去除率可达91.8%,饱和吸附量为427.6 mg/g。ZSH吸附K-2BP和X-GTL的过程更符合Freundlich等温吸附模型。

沸石对于卷烟烟气中亚硝胺的吸附去除

测定了各种烤烟型和混合型卷烟侧流烟气中的亚硝胺含量 ,并将之与卷烟焦油和烟气烟碱量相关联 .实验证明 :烟气中的亚硝胺来源复杂 ,通过降低卷烟焦油含量并不能有效去除侧流烟气中的亚硝胺 .相反 ,采用沸石添加剂通过原位吸附

聚氨酯泡沫原位提取培养紫草细胞生产紫草色素

在紫草细胞培养过程中影响紫草色素进一步合成的重要因素之一是色素在细胞内大量积累，为促进紫草色素向胞外分泌，建立了一种新的培养体系，即以聚氨酯泡沫作为色素吸附介质，加入到细胞培养液中原位吸附提取培养紫草细胞生产紫草色素。结果表明：聚氨酯泡沫的加入明显促进紫草色素的合成及分泌，细胞合成的９５％（质量分数，下同）以上的色素被聚氨酯泡沫吸咐分离，同时也发现在培养早期（０４ｄ）加入适量的（９ｇ／Ｌ）聚氨酯泡沫可使色素产量提高３０８倍。采用丙酮和乙醇洗脱吸附的紫草色素具有优良的解吸效果。另外，试验还比较了原位提取培养体系与非原位提取培养体系细胞对蔗糖利用情况以及ｐＨ值变化情况。

含磺酸盐有机硅聚醚新型复合材料的制备与导电性能

采用原位吸附聚合法,使吡咯单体在含磺酸盐有机硅聚醚乳胶表面吸附聚合制备导电复合材料,研究了制备条件如投料比、投料顺序、反应条件及有机硅等对含磺酸盐有机硅聚醚导电性能的影响。结果表明,吡咯用量为12%,n(FeCl3)∶n(蒽醌-2-磺酸钠)∶n(吡咯)=2.2∶1.2∶1,投料顺序为含磺酸盐有机硅聚醚、吡咯、蒽醌-2-磺酸钠(AQS)、FeCl3,反应温度0℃(冰浴),充氮气保护,反应时间为3h制备的导电磺酸盐有机硅聚醚复合材料,体积电阻率低,导电效果最佳。

TDI改性梳状有机硅聚醚复合材料的制备及导电性能

采用原位吸附聚合法,使吡咯单体在有机硅聚氨酯(TESO)乳胶表面吸附聚合制备了导电复合材料,研究了投料比、投料顺序及反应条件等对有机硅聚氨酯导电性能的影响。结果证明:吡咯用量12.5%,FeCl3、蒽醌-2-磺酸钠与吡咯摩尔比为2.2∶2.5∶1,投料顺序为TESO-吡咯-蒽醌-2-磺酸钠-FeCl3,反应温度0℃,pH=3,制备的复合材料导电效果最佳。TESO乳胶中的Si与导电聚吡咯具有协同效果,利于聚吡咯与TESO形成互通网络结构,在TESO乳胶表面或界面处形成连续核壳型导电聚合物膜层。

WO3/TiO2-ZrO2脱硝催化剂制备及其NH3活化机理

采用共沉淀法制备了WO3/TiO2-ZrO2脱硝催化剂,并用固定床反应器进行活性评价,采用BET、XRD、TPD、氨气吸附漫反射FT-IR进行表征。结果显示,ZrO2掺杂增强了TiO2的Lewis酸性;负载WO3之后,位于3.1~1.7nm之间孔隙的稳定性显著增强;NH3的吸附与活化分别由TiO2-ZrO2载体和WO3完成;WO3中W元素强大的电负性,促进了NH3的N—H键由共价键向离子键过渡,进而导致了NH3的活化。脱硝活性结果显示：当WO3含量为9%（质量）时,催化剂脱硝活性最高,并在320~420℃的温度窗口保持94%以上。（9%）WO3/TiO2-ZrO2具有更加稳定的孔隙结构（4.4~1.7nm）,表面Br？nsted酸中心数量增加,Lewis酸中心的强度和酸量增加的幅度最大,NH3-SCR过程中的活性中间产物NH2的吸收峰更加明显,这些特征可能是其脱硝活性最好的原因。

抗静电聚苯胺改性羊毛纤维的制备

采用原位吸附聚合方法,以苯胺为单体,过硫酸铵为氧化剂,制备抗静电聚苯胺改性羊毛纤维,并对所得纤维的抗静电性能及水洗性能进行考察.结果表明,聚苯胺在羊毛纤维上原位自组装生成,均匀分散且紧密包覆在羊毛纤维表面,改性纤维具有优良的耐水洗性.该制备方法的单体原料易得,合成工艺简单,适于批量生产.

生物制药废水深度处理工程设计实例

某生物医药园区制药废水具有成分复杂,有机物浓度高,含磷量高,难生物降解等特点,设计采用混凝沉淀-AAO-MBR-臭氧接触氧化-高效气浮-活性炭吸附-接触消毒的组合工艺进行处理,介绍了深度处理站的设计创新点、主要工艺参数、投资及运行成本等。为应对来水水质变化,工艺设计了多级超越段,并完全实现了自控;另外,创新性地应用了高温蒸汽法活性炭原位吸附及脱附再生技术,取得了良好效果。出水水质稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》准Ⅲ类标准,且尾水全部回用,实现了零排放要求。

基于TRIZ的无污染分离固液混合物的创新设计与研究

TRIZ是阿奇舒勒通过大量的专利分离创立的解决问题的发明理论。含佐剂的疫苗工艺中颗粒与废弃溶液的分离是整个疫苗制备工艺的最后一步。因此该分离步骤的分离率及无菌保证是工艺中的重点。用TRIZ理论解决疫苗颗粒与溶液系统的分离问题,用TRIZ理论和方法抽象出问题模型,采用TRIZ工具找出方案模型,结合工程实际给出最终解决方案。

胶红酵母催化苯乙酮的不对称还原吸附树脂的促进作用

以苯乙酮为模式底物,利用筛选的胶红酵母(Rhodotorula mucilaginosa)YS6-2为手性催化剂,不对称还原合成具有光学活性的1-苯基乙醇.结果表明:反应的立体选择性极高,合成的产物以(S)-型为主,其对映体过量值达99.0%.在设立的水相系统中,酵母细胞在发酵培养36 h、转化反应36 h、pH 6.6、温度34℃、2%葡萄糖作为辅助底物的优化条件下,0.12g/mL菌体(湿重)催化还原70 mmol/L苯乙酮的转化率达49.1%.同时,向反应体系中添加1 g D-101吸附树脂,因其控制水相中与细胞接触的底物浓度并进行产物的原位吸附,底物的转化率提高到75.5%.

实验室条件下活性炭吸附法降低口含烟中烟草特有亚硝胺

为探寻降低口含烟中烟草特有亚硝胺(TSNAs)的方法,利用烟末润湿后其表面黏性增加的特点,在实验室将少量活性炭材料微粒充分铺展分散在烟末表面,通过原位吸附方式降低烟末中TSNAs,并对方法进行了生产工艺模拟应用验证。结果表明,提高活性炭材料添加量、降低活性炭材料粒径、采用氧化锌对活性炭材料改性、提高口含烟原料含水率以及增加活性炭材料与烟末的接触时间等方法可提高活性炭材料对口含烟中TSNAs的吸附率。应用结果表明,在口含烟含水率40%左右时,加入占原料质量4%、粒径大小约为400目(0.037 mm)的椰壳活性炭材料,可吸附口含烟产品中26.9%的TSNAs。该方法操作简单,口含烟粉末润湿后保持原形,椰壳活性炭材料易获得且添加量少,同时该活性炭材料无细胞毒性,其在与现有口含烟生产工艺结合应用方面具有一定前景。

污水处理厂PFAS来源、迁移转化与去除方法

人工合成全氟/多氟烷基化合物(PFAS)因其结构中含有碳-氟键,使其具有疏水、疏油等特性而被广泛应用于人类生产、生活之中.使用后的PFAS大多都汇集于污水处理厂中,成为环境中一个重要的汇.加之,污水生物处理过程大多只能对PFAS前体物质进行转化而不是降解,以至于常常导致出水中PFAS浓度高于进水,甚至成为PFAS的源.因进入人体的PFAS的生物累积性和持久性会造成不同程度人体健康损害,所以,欧美等国家已开始限制PFAS的使用并致力于去除现存环境中的PFAS.在系统总结PFAS来源、浓度、转化和去除的基础上,对现存各种去除方法进行了效果分析,以便为后续污水处理厂污水、污泥中PFAS迁移转化及去除等进一步研究提供参考.最终得出,现有去除方法对PFAS去除降解效果十分有限;对出水吸附PFAS后原位同步降解、采用污泥焚烧处理似乎是最为有效的去除PFAS手段,也是未来该领域应重点研发的技术.

化工园区工业污水“分类分质”处理工艺系统设计

为提高化工园区环境治理水平,太湖流域某化工园区建设专业的污水处理厂用于处理化工废水。通过“一企一管,明管(专管)输送”方式收集园区内各企业化工废水后排放至园区专业污水处理厂,按照“分类收集、分质处理”的方式进行集中处理。污水处理厂设计规模为1.0×10^(4) m^(3)/d,其中有机化工废水采用“调节均质+水解酸化+AO生化+芬顿氧化+高效沉淀+活性炭原位吸附脱附”组合工艺处理,无机化工废水采用“调节均质+高效沉淀”工艺处理,出水水质能稳定达到《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》(DB 32/1072—2018)及《化学工业水污染物排放标准》(DB 32/939—2020)排放限值要求。平均废水处理成本约为8.466元/m^(3)。

HDI三聚体改性聚氨酯/聚吡咯复合材料的制备及导电性能

采用原位吸附聚合法制备导电有机硅聚氨酯复合材料(PPy/HESO),研究了投料比、投料顺序及反应条件等对PPy/HESO导电性能的影响。结果表明:吡咯用量为12.5%、FeCl3、蒽醌-2-磺酸钠与吡咯摩尔比为2.2:1.2:1、投料顺序为HESO一吡咯一蒽醌2-磺酸钠-FeCl3、反应温度为0℃、ESO乳液的pH值=3时,制备出的PPy/HESO复合材料导电性能最佳。HESO乳胶中的Si与导电聚吡咯具有协同效果,利于聚吡咯与HESO乳胶形成互通导电构型,在HESO乳胶表面或界面处形成连续核壳型导电聚合物。

一种细菌纤维素/姜黄素复合材料的制备及表征

采用原位吸附法,将细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)浸渍在不同浓度的姜黄素乙醇溶液中,经超声震荡,使BC对姜黄素吸附饱和,获得不同浓度下的BC/姜黄素复合材料。采用SEM、FTIR、XRD及水接触角测量仪等对BC/姜黄素复合材料性能进行测试表征。测试结果表明,原位吸附法成功地将姜黄素固定在BC材料中,随着姜黄素乙醇溶液浓度的提高,BC中吸附姜黄素的量增加,同时将试样置于潮湿环境下,吸附姜黄素的试样具有抗霉变特性,是一种具有应用前景的包装材料或组织工程材料。