ZIF-8/玉米芯吸附功能材料的制备及性能研究

采用亚氯酸钠脱木素、TEMPO氧化改性处理玉米芯原料,并在改性玉米芯表面原位负载锌系金属有机框架物(ZIF-8),制备出ZIF-8/玉米芯吸附功能材料。探讨了改性处理对不同粒径玉米芯结构与性能的影响,对比了块状和粒状改性玉米芯对ZIF-8负载及吸附功能材料性能的影响。结果表明,脱木素与氧化处理可提高玉米芯纤维素及羧基含量,促进纳米ZIF-8晶体在玉米芯上的配位结合与原位锚定。相比块状玉米芯,粒状玉米芯改性后的比表面积更大、Zeta电位更高和羧基含量更多,更有利于ZIF-8的负载与分布,因而具有更好的吸附能力(对甲基橙最大吸附能力:3.5 mg/g比1.0 mg/g)。上述两种吸附功能材料均具有较好的回用性能,循环使用6次后,两种吸附功能材料对甲基橙的去除率仍高于90%。

不同功能性除氟吸附材料在饮用水及含氟废水中的研究进展

水体氟污染会引起氟斑牙和骨骼畸形等疾病,已经严重危害到了人类健康.利用不同功能性吸附材料吸附除氟已经成为处理含氟水当中的关键技术.为减轻水体氟污染所诱发的环境问题,有效降低水体氟污染的环境健康风险,本文归纳了不同功能性吸附材料(天然吸附材料、金属基吸附材料、生物质吸附材料、工业废弃物吸附材料以及纳米吸附材料等)在水体氟污染处理中的吸附机理和效果.同时,探讨了不同环境因素对功能性吸附材料在水体除氟过程中的关键影响,并展望了除氟吸附材料未来的发展趋势,以期为今后的水体氟污染治理提供一定的理论指导和依据.

造纸污泥制备功能吸附材料及其对Cu2+吸附性能的研究

以造纸污泥为原料,利用热解的方法制备生物炭,然后用氢氧化钠对其改性,得到功能吸附材料(SAM),探讨了SAM对Cu^2+的吸附性能及其影响因素。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱等手段揭示了SAM吸附Cu^2+的机理。结果表明:造纸污泥在300℃热解2h,然后用5mol/L的氢氧化钠改性,可制备得到对重金属具有良好吸附性能的SAM;当100mg/L的Cu^2+模拟废水的pH为6~7时,SAM投加量为0.010 0g/mL下Cu^2+去除率为99.15%,SAM投加量为0.002 5g/mL下SAM的吸附量为28.788mg/g;SAM吸附Cu^2+符合Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附,其吸附机理主要表现为化学吸附,即SAM中含有丰富的羟基官能团,Cu^2+能与羟基形成稳定的络合物,通过化学键固定在SAM的表面及孔内,从而达到去除模拟废水中Cu^2+的效果。

新型缓释尿素肥效与功能材料添加量的关系

本研究利用煤汽化尿素生产工艺制备6种改性缓释尿素(功能性吸附材料添加量分别为1%、2%、3%、4%、5%和6%),通过砂柱淋溶、氨挥发气室试验和田间玉米试验,以普通尿素为对照,分析功能性吸附材料添加量与尿素缓释特征和田间肥效的关系,探讨适于玉米生产的改性缓释尿素功能性吸附材料最优添加量,为基质缓释肥的研发与农业应用提供借鉴。结果表明:缓释尿素中氮素释放特征可用一级动力学方程N_t=N_0(1-e^(-bx))拟合,其氮素释放速率常数(b)比普通尿素下降67.4%~82.6%,累积氨挥发损失比普通尿素下降15.8%~39.3%。玉米栽培试验中,耕层土壤速效氮含量随功能性吸附材料添加量的提高呈增加趋势,同时玉米叶片中叶绿素含量和硝酸还原酶活性呈增加趋势。借助一元三次模型拟合玉米产量性状与功能性吸附材料添加量的关系发现,功能性吸附材料添加量为5.28%、4.80%、5.24%和4.76%的缓释尿素可分别获得理论最高玉米生物学产量(15 829 kg·hm^(-2))、地上部生物量(164.0 g·plant^(-1))、根系生物量(26.9 g·plant^(–1))和籽粒产量(6 769 kg·hm^(–2))。综上,基质型缓释尿素的功能性吸附材料具有较好的减少氮素淋溶和氨挥发、改善玉米氮素营养、提高玉米产量的作用,5%的添加量更有利于玉米生物量和产量提高。

功能吸附材料在痕量汞及其形态分析中的应用

痕量汞及其形态分析对于揭示汞的环境生物效应具有重要意义。本文评述了功能吸附材料在痕量汞及其形态分析中的应用,包括碳基材料、硅基材料、金属及其化合物材料、聚合物材料和多孔材料等功能吸附材料。设计合成新型功能吸附材料应用于痕量汞及其形态分析,极大地改善了方法性能,推动了痕量汞及其形态分析研究领域的进一步发展。

我国活性碳纤维的研究、工业化及前景(Ⅰ)

总结了活性碳纤维(ACF)的特点,评述了近三十年我国ACF的工艺和设备、新品种开发、纤维表面结构及孔结构理论等方面取得的研究成果,介绍了ACF生产各个阶段的技术关键和成本控制。新的研究结果与传统模型不同,纤维中存在错综复杂的内部孔并相互贯通。另外指出,我国在ACF理论研究、产品质量和应用开发上尚需进一步加强。

二氧化碳捕集-加氢转化一体化技术研究进展与展望

开发与应用CO_(2)捕集-加氢转化一体化技术是应对当前全球气候变化危机、实现“双碳”目标的重要途径之一。其中具有吸附和催化组分的双功能材料研发与优化是技术核心。系统总结了国内外主要科研机构对应用于CO_(2)捕集原位甲烷化和原位逆水煤气变换这2类主要CO_(2)捕集-加氢转化一体化技术双功能材料的主要工作,包括合成方法、吸附性能、反应动力学、促进机理、失活机理和应用模式等方面,并详细介绍了国内外主要科研机构在CO_(2)捕集-加氢转化一体化方面取得的最新进展。DFM是兼具催化和吸附组分的复合材料,在催化组分选择上,贵金属催化剂虽然活性高,但成本昂贵,Ni基催化剂成本较低,但还原性较差、在含氧气氛下易失活;在吸附组分选择上,金属氧化物(如CaO、MgO)和碱金属碳酸盐(如Na 2 CO 3、K 2 CO 3)是具有潜力的吸附组分,特别是MgO和CaO因其理论吸附量高而被视为最有前景的吸附组分,尽管面临实际吸附量不理想和循环稳定性差的挑战。目前研究主要通过碱金属熔盐掺杂提升MgO实际吸附量,通过掺杂金属助剂(如La、Co、Fe等)提高CaO吸附剂的循环性能和抗烧结能力。动力学研究表明反应速率高度依赖于H 2分压,通过调节吸附和催化的时间可提高CH 4平均产量。ICCU技术展现出广阔的应用前景,尤其是在钢铁、能源、化工等关键领域。然而,全面评估技术的环境影响,特别是从生命周期评估(LCA)角度,对于全面理解ICCU技术的环境可持续性及其在碳减排中的贡献至关重要。未来,通过持续研究和技术创新,解决现有挑战,ICCU技术有望在工业化应用中取得显著成果,为全球碳减排做出重要贡献。

焦化脱硫废液资源化技术的应用进展

综述了本课题组近年来在焦化脱硫废液资源化技术方面的研究进展,介绍了以焦化脱硫废液中"硫氰酸盐的纯化提取和水回用"为核心而集成的几种主要技术,主要包括多功能选择性吸附材料、耐高温耐腐蚀的亚微米级多孔金属复合膜及高效分离除杂技术和脱硫废液中硫氰酸盐的纯化提取及水回用工艺技术。本技术的成功产业化,在彻底解决焦化脱硫废液严重污染环境问题的同时,实现了脱硫废液的高效资源化及产品的高值化,让企业在提高环保水平的前提下获得明显的经济效益,促进了焦化行业的清洁生产和健康发展,开辟了焦化和钢铁行业环境保护的新途径。

饮用水氯化消毒及其副产物的控制对策

分析了饮用水中氯消毒副产物的种类及危害,介绍了目前对氯消毒副产物控制措施的研究现状,并指出了发展方向。