粉煤灰与生活污泥混合制备吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的试验研究

以粉煤灰和生活污泥为原料,经过物理活化、物理-化学活化制备了改性污泥吸附剂,通过比表面积测定仪(BET)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和Zeta电位仪等设备研究了污泥吸附剂的性质,分析了改性污泥吸附剂对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除效果和吸附机理。结果表明,原污泥吸附剂(RSA)结构致密,BET比表面积为12.604 m^(2)/g,改性污泥吸附剂(MSA)表面粗糙,孔洞明显变大,BET比表面积为52.573 m^(2)/g。RSA和MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)在360 min后基本达到平衡。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的去除率较RSA分别增大了30.83%和61.81%。随着pH值(2≤pH≤6)增大,RSA对Cu(Ⅱ)的去除率从16.83%上升到74.32%,对Cd(Ⅱ)的去除率从3.17%上升到36.33%;MSA对Cu(Ⅱ)的去除率从51.50%上升到95.77%,对Cd(Ⅱ)的去除率从25.00%上升到48.17%。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附容量分别从298 K时的7.230 mg/g和15.480 mg/g增加到318 K时的9.540 mg/g和16.206 mg/g。MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)最大理论吸附量分别为18.69 mg/g和20.92 mg/g,Langmuir吸附等温模型R 2分别为0.9965和0.9980,准二级动力学模型R 2均为0.99以上,表明MSA对Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附过程以羟基和羧基反应的化学作用为主,单分子层吸附的物理作用为辅。MSA吸附Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)是一个吸热过程,且吸附Cu(Ⅱ)是自发的。因此,改性污泥可以作为一种潜在的吸附材料处理含重金属的废水。

Ca^(2+)和Cu^(2+)胁迫对小麦种子萌发的影响

[目的]研究不同浓度Ca2+、Cu2+胁迫对冬小麦(Triticum aestivum L.)新品系03132-6种子萌发情况的影响,为小麦抗盐生理研究和应用提供理论依据。[方法]Ca2+、Cu2+浓度均分别为0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%。[结果]同一离子条件下不同浓度Ca2+、Cu2+对小麦种子萌发有不同的影响,不同离子条件下同一浓度对小麦种子萌发影响也不同。Cu2+对小麦种子的萌发影响显著,Ca2+对小麦种子萌发的影响明显小于Cu2+。Ca2+浓度≤0.15%时,小麦种子的发芽势和发芽率有所提高,淀粉酶活力也有所提高;当其浓度≥0.20%时,小麦种子的发芽势和发芽率有所下降,淀粉酶活力也随之下降。当Cu2+浓度≥0.05%时,小麦种子发芽势、发芽率、淀粉酶活力都大幅度下降。[结论]0.05%～0.30%Cu2+能抑制小麦种子的萌发;0.05%～0.10%Ca2+对小麦种子的萌发有促进作用,0.15%～0.30%Ca2+对小麦种子的萌发有抑制作用。

Mg和Cu含量对Al-Si-Mg系合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和拉伸试验机研究了Mg、Cu含量变化对AlSi-Mg系合金T6态组织与性能的影响。结果表明:随着Mg含量的增加,合金的二次枝晶臂间距减小,Mg_2Si强化相增多,起到固溶强化的作用。随着Cu含量的增加,共晶Si由片状逐渐转变成细小弥散分布的球状,且大小不一; Al_2Cu强化相所形成的铝基固溶体对合金起到了固溶强化作用。当Mg的质量分数为0. 5%～0. 6%,Cu的质量分数为0. 3%～0. 5%时,Al-Si-MgCu系合金具有相对较好的力学性能,其抗拉强度达到350. 9 MPa,屈服强度达到304. 4 MPa,断后伸长率为6. 96%,断裂特征为典型韧窝断口的塑性断裂。

NiAl和Cu在40CrNi3MoV钢中的析出行为及其对力学性能的影响

为提高40CrNi3MoV钢的力学性能,在40CrNi3MoV钢中添加Al、Cu元素,研究了调质处理后实验用钢中的NiAl、Cu析出行为及其对力学性能的影响。利用SEM、TEM和EDS等手段表征了NiAl和Cu析出相的成分、结构、尺寸和形貌,通过三维原子探针(3DAP)对析出相形成元素的分布特征进行表征,对比研究了实验用钢的力学性能。结果表明,只添加Al元素后实验用钢中形成与基体共格的B2-NiAl析出相,这些NiAl相主要在晶界处析出且尺寸较大;进一步添加Cu元素后,析出了与基体共格的bcc结构富Cu相,添加Cu后减少了大尺寸NiAl相在晶界处的析出,促进了晶内纳米级NiAl析出。实验用钢中的NiAl析出相和基体点阵错配度小,对抗拉强度提供了200 MPa强化增量;添加Cu后,均匀分布的细小富Cu相和被细化的NiAl相增加了对位错的阻碍作用,屈服强度进一步提高了200 MPa,然而大量细小高密度的NiAl和Cu析出相降低了拉伸过程中产生裂纹的临界应变,因此与只添加Al元素的实验用钢相比,抗拉强度并未提高。

Ce和Cu复合合金化对A356.2合金组织和力学性能的影响

利用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪、室温拉伸试验机等研究了Ce和Cu复合合金化对A356.2铝合金组织和力学性能的影响。结果表明,在单独添加Ce时,随着Ce含量的增加,A356.2铝合金中的α-Al相得到不同程度的细化,在添加0.1%的Ce时,合金中α-Al相的二次枝晶臂间距最小为29.6μm,其抗拉强度最佳,为310.8 MPa。因此选用0.1%Ce和不同含量的Cu来研究其对A356.2合金组织和力学性能的影响,随着Cu含量增加,A356.2合金中α-Al相得到细化,共晶Si得到有效的变质,并且出现新的Al_(2)Cu和Al_(8)Cu_(4)Ce相,起到固溶强化和弥散强化的作用,提高了合金的强度。在添加1.5%Cu和0.1%的Ce后,A356.2铝合金力学性能最好,抗拉强度为350.75 MPa,屈服强度为273.80 MPa,延伸率为6.52%。

东秦岭160～140Ma Cu(Mo)和Mo(W)成矿作用的差异性：来自成矿岩体的地球化学及其岩浆源区的证据

东秦岭地区在商丹断裂带南北两侧分别形成了矽卡岩-斑岩型Cu(Mo)矿床和斑岩-矽卡岩型Mo(W)矿床,两者均形成于160~140Ma。通过对不同矿床的地质特征和成矿岩体对比研究发现,Mo(W)矿床主要分布在商丹断裂带北侧的北秦岭和华北板块南缘,主要分布有新太古代至奥陶纪地层,由一系列变质程度不同的火山岩和沉积岩组成。Cu(Mo)矿床主要位于商丹断裂带南侧的南秦岭晚古生代弧前盆地,主要分布古生代地层,由粉砂岩、绢云板岩、灰岩、杂砂岩及白云岩等组成。Mo(W)矿床的成矿岩体以花岗斑岩为主,具有高硅、富钾,贫镁铁,较高的岩浆分异程度;Cu(Mo)矿床的成矿岩体以花岗闪长斑岩为主,具有低硅、低钾,富镁铁,低分异的特征。Mo(W)成矿岩体亏损Ba,富集U、Nb等元素,Cu(Mo)成矿岩体相对富集Ba,亏损U、Nb等元素;Cu(Mo)成矿岩体∑REE略高于Mo(W)成矿岩体,未表现出明显的Eu异常,而Mo(W)成矿岩体具有负Eu异常。Cu(Mo)和Mo(W)成矿岩体具有相似的结晶温度,Mo(W)成矿岩体具有相对较高的形成压力和氧化态。Mo(W)成矿岩体的岩浆源区以辉石为残留相,Cu(Mo)成矿岩体的岩浆源区则是以极少量角闪石为残留相。相对于Mo(W)矿床,Cu(Mo)矿床的成矿岩体具有较高的εNd(t)值(-28.8^-12.1和-4.75^-2.73)和εHf(t)值(-38^-7.9和-3.79^+1.79),这说明Cu(Mo)成矿岩体的岩浆源区中含有相对较多的地幔物质,而Mo(W)成矿岩体的岩浆源区中含有相对较多地壳物质。由于两种矿化位于不同的构造单元以及成矿岩体在岩石地球化学、温压条件、氧化还原状态和岩浆源区特征等方面的差异造成了160~140Ma岩浆活动在商丹断裂带南北两侧形成不同矿化类型。

水回流法提取煤基碳点及其荧光性能应用研究

通过水回流法从3种煤中提取出了煤基碳点,对水溶剂回流时间与用量进行了工艺优化,所制备碳点具有蓝色荧光特征,通过红外表征确认了煤基碳点表面具有O—H、C O、C—H等官能团,通过时间分辨荧光光谱计算出煤基碳点的荧光寿命为2.2μs。同时探究了3种煤基碳点在离子检测中的实际应用,它们作为荧光探针在与Fe^(3+)或Cu ^(2+)结合时会发生荧光淬灭,并且反应迅速,其中CCD-W1对Fe^(3+)和Cu^(2+)的检出限最低,检出限分别为0.16μmol/L和0.10μmol/L。

稀土Nd^(3+)与Cu^(2+)掺杂非晶态纳米Ni(OH)_2材料的电化学性能

晶态氢氧化镍[Ni(OH)2]在碱性电解液中易发生相变,影响其电化学性能。文中采用微乳液快速冷冻共沉淀法制备Nd3+和Cu2+复合掺杂非晶态纳米Ni(OH)2粉体材料,并对其结构形貌及物理特性进行表征分析。结果表明,制备出的非晶态Ni(OH)2样品材料,微结构含有较多结晶水,物相近似球形,粒径大小在20—30nm。对样品电极材料的电化学性能测试发现,掺杂Nd3+和Cu2+的摩尔比为2∶1时,所制备的样品材料合成镍电极,并组装成MH-Ni模拟电池,在恒电流80mA/g下充电6h,40mA/g放电,终止电压为1.0V的充放电条件下,放电比容量高达348.0mA.h/g,放电中值电压为1.2723V,同时样品电极材料的氧化还原可逆性较好,电极过程的电化学阻抗较小。电化学性能优于目前MH-Ni生产应用的晶态β-Ni(OH)2电极材料。

Cu在CoN和CoSiN薄膜中的扩散研究

利用磁控溅射的方法在n型硅基底制备了Cu／CoN／Si（100）和Cu／CoSiN／Si（100）薄膜，并对它们进行了不同温度的退火．用原子力显微镜观察了它们的表面形貌．用扫描透射电镜能谱分析法得到了在不同退火温度下铜在上面两种薄膜中浓度与表面距离的分布，然后利用菲克第二定律对Cu／CoN／Si和Cu／CoSiN／Si体系中cu的扩散进行了计算和分析，得出中温条件（300℃-700℃）下Cu在CoN和CoSiN两种薄膜中的扩散系数表达式分别为8．98×10^-13exp（-0．45eV／kT）cHf／s和5．39×10^-11exp（-0．49eV／kT）Cm2／s．

湘南黄沙坪多金属矿床石榴子石地球化学特征及其对Cu与W-Sn复合成矿机理的指示

黄沙坪矿床位于钦杭成矿带与南岭成矿带的交汇部位,是湘南地区矽卡岩-热液脉型Cu多金属与矽卡岩型W-Sn多金属复合成矿作用的典型代表。为厘清区内Cu与W-Sn成矿物理化学条件以及成矿流体的性质,本文对黄沙坪矿床两类矽卡岩中的石榴子石开展电子探针和LA-ICP-MS原位微区主微量元素研究。结果表明,成W-Sn矿矽卡岩中石榴子石为钙铝榴石-钙铁榴石(平均And71. 3-Gro23. 8)固溶体系列,具有一致的稀土元素配分模式,轻重稀土分异不明显,负Eu异常显著,明显亏损La,∑REE含量与Fe^(3+)/(Fe^(3+)+Al)具有负相关关系,具有较高的U含量,表明石榴子石可能是在相对还原的环境下缓慢结晶形成的。石榴子石中W和Sn的含量随石榴子石中钙铝榴石的比例增加而减少,有利于W-Sn在晚期热液中富集成矿。与Cu矿有关矽卡岩中的石榴子石几乎为纯的钙铁榴石(平均And90. 1-Gro9. 2),具有低的U、∑REE含量,轻重稀土元素分异明显,相对富集轻稀土,具有明显正Eu异常,表明石榴子石具有较快的生长速度,成矿流体具有相对较高的氧逸度和Cl的含量,这种环境有利于Cu在岩浆热液中迁移和富集成矿。因此,早期成矿流体成分以及氧化还原条件的差异可能是导致黄沙坪矿床W-Sn与Cu成矿差异的重要原因。

复合添加Cu和Sn元素的高磁感取向电磁钢板

添加一定量的Cu一般情况下有利于良好被膜的形成,并且高温退火时使抑制剂弱化的速度变慢,对(110)〈001〉方位的晶粒优先长大有利。此外一次再结晶完成后要增氮处理,形成(Al, Si)N抑制剂,因此钢中还要有一定数量的自由Al。Sn和Cu复合添加后可改善一次再结晶织构(高斯晶核增加),使二次再结晶晶粒小径化,铁损大幅改善。

西藏铁格隆南铜(金-银)矿床环带状黄铁矿及其地质意义

西藏多龙矿集区铁格隆南铜(金-银)矿床是西藏第一例得到确认的浅成低温热液矿床。矿床中黄铁矿发育广泛且特征明显,矿区钻孔浅部内的黄铁矿发育环带状结构,这在其他类型铜矿床中较少见。本文通过系统的野外钻孔地质编录、镜下鉴定和电子探针分析等对矿区广泛发育的黄铁矿进行了矿物学特征、微量元素及特有的环带状结构进行了系统的研究,并解释环带状黄铁矿的成因及其地质意义。结果表明:铁格隆南矿床内黄铁矿的环带为生长不连续形成的。环带状黄铁矿的环带从核部到边缘,其Co/Ni比值,Au、Cu和Se等元素含量呈现出一定的韵律变化,形成外部环带时流体的温度依次增高且均高于矿物内部环带形成时的温度,并且外部环带形成时流体内Au、Cu和Se元素的含量高于内部环带形成时流体内含量。环带状黄铁矿内的Au是以Au+替换Fe2+的形式进入黄铁矿晶格,而Cu一部分以Cu2+置换Fe2+形成Cu S2形式存在,一部分以含铜硫化物包体的形式存在。矿区环带状黄铁矿多数发育在矿体浅部,接近铜矿化强烈的位置,且该位置Au、Ag和Cu元素的品位均较高。因此,环带状黄铁矿可以作为铁格隆南矿区Au、Ag和Cu元素开始富集的指示标志。

义乌市TSP中3种重金属元素的沉降

测定了义乌市TSP及其中的重金属Fe,Mn和Cu的浓度,通过扫描电镜和降雨冲洗效果分析了含有这3种重金属的颗粒物的粒径,计算了3种重金属的沉降通量。结果表明相对于世界其他城市,义乌市TSP中这3种重金属浓度偏高;绝大部分TSP的半径小于4.5μm;Fe和Mn的湿沉降量大于干沉降量,而Cu以干沉降为主。

单宁改性制备生物质吸附剂及其性能表征

【目的】对单宁进行化学改性制备改性单宁生物质吸附剂,并对其性能进行表征,为天然单宁在重金属离子污染治理中的应用提供技术基础。【方法】以杨梅单宁(BT)和马占相思单宁(AMT)为原料,在碱性条件下,甲醛先与缩合单宁反应生成羟甲基化单宁,再以聚丙烯酰胺(PAM)中的酰胺基为亲核试剂,与羟甲基化单宁反应,分别生成不溶于水的改性杨梅单宁吸附剂(PBT)和马占相思单宁吸附剂(PAMT),通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和红外光谱(FTIR)对单宁改性与吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)前后的物理化学特性进行分析,对比研究BT、AMT、PAM、PBT和PAMT对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。【结果】BT和AMT在改性过程中发生了有效交联反应,颗粒度增大,微观表面无明显变化,且改性吸附剂吸附金属离子通过离子交换生成了稳定的螯合物;PBT对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大平衡吸附容量分别为49.75和142.86 mg·g^(-1),而PAMT对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最大平衡吸附量分别为34.16和115.61 mg·g^(-1)。【结论】通过PAM改性可获得稳定性好、吸附能力强的改性单宁吸附剂,其对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的平衡吸附容量均高于原料BT、AMT以及改性剂PAM本身的吸附容量,说明制备的PAM改性单宁是一类具有开发前景的生物质吸附材料。

铜及其氧化物薄膜对大肠杆菌的强抑制作用

采用直流磁控溅射,靶材为金属铜靶,调节氧气和氩气流量,制备了以石英玻璃为基底颗粒大小在20～50nm之间的Cu和Cu2O纳米薄膜,研究了大肠杆菌与纳米铜系氧化物薄膜的相互作用。通过紫外可见分光光度计,掠入射小角X射线衍射(GIXRD),SEM分别对样品的光学性能、晶体结构、形貌特征进行了研究,发现纳米Cu和Cu2O薄膜均对大肠杆菌具有强抑制作用。在光照下,Cu2O薄膜除了具有金属离子抗菌效应外,光催化抗菌效应表现强烈;Cu薄膜表面有部分被氧化为Cu2O,有助于协同抗菌。

应用化学综合实验:功能化SBA-15的制备、表征与吸附性能

采用化学键合法制备了谷氨酸功能化SBA-15吸附剂,通过扫描电镜、傅里叶红外光谱对吸附剂的形貌和表面官能团进行表征,以Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)为研究对象,分光光度法为分析手段,测定吸附前后溶液中金属离子的浓度,考察了材料对重金属离子的吸附性能。本实验将吸附材料的制备与多种仪器分析方法相结合,让学生了解功能化SBA-15的制备及其应用的同时,着重学习有机化学、分析化学、物理化学和环境化学的相关知识,可有效提高应用化学专业学生综合运用化学相关知识解决实际环境问题的能力。

添加Cu和Mn对Zr-4合金耐腐蚀性能的影响

在Zr-4合金中添加Cu和Mn,用非自耗真空电弧炉熔炼了成分不同的7种锆合金,用高压釜在360℃/18.6MPa/0.01 mol/L Li OH水溶液中和400℃/10.3 MPa过热蒸汽中进行长期腐蚀试验,与出厂退火态Zr-4样品和经过重熔加工的Zr-4样品的耐腐蚀性能进行了比较。结果表明:添加0.05%~0.18%的Cu或0.07%~0.35%的Mn,或同时添加0.08%Cu和0.09%Mn都可以明显改善合金在Li OH水溶液中的耐腐蚀性能,在腐蚀增重曲线上没有出现明显的转折,耐腐蚀性能明显优于Zr-4合金;但是添加Cu或Mn后却使合金在400℃过热蒸汽中的耐腐蚀性能变坏,影响的程度随着Cu或Mn含量的增加而增加,并且Mn的有害作用比Cu更明显。讨论了氧化膜生长各向异性特征与添加合金元素之间的关系,解释了添加Cu和Mn合金元素后对Zr-4合金耐腐蚀性能在不同腐蚀条件下产生不同影响的原因。