提高天然锰矿吸附水中重金属离子能力的方法

为了提高天然锰矿从水中吸附重金属离子的能力，分别通过草酸改性法、水合肼改性法、柠檬酸改性法及硫酸改性法制备了4种改性锰矿，比较研究了改性锰矿和天然锰矿对Cu^2＋的pH-吸附曲线和pH=5．0及pH=6.0条件下的吸附等温线。结果表明，与天然锰矿相比，Cu^2＋在改性锰矿上的pH-吸附曲线及pH50明显地向低PH方向偏移，饱和吸附量提高0．5—5．5倍，改性效果由大到小的顺序为草酸改性法锰矿≈柠檬酸改性法锰矿〉水合肼改性法锰矿〉硫酸改性法锰矿。吸附Cu^2＋后的改性锰矿能方便地用稀酸进行解吸再生。改性锰矿有望成为处理含重金属离子废水的新型吸附材料。

不同染料化合物在天然锰矿界面的脱色特性

本文考察了染料化合物在天然锰矿界面脱色特性,并探讨溶液pH值、环境温度、光照射及颗粒物浓度和粒径对脱色效果的影响.实验表明,溶液pH值是影响染料脱色效果的最主要因素,光照对不同染料化合物脱色有不同程度的影响,颗粒物浓度升高及粒径降低有利于染料脱色,温度升高,直接耐晒红F3B脱色率提高,将不同温度下,该染料脱色率随时间的变化按一级反应动力学方程模拟,再依据阿累尼乌斯方程,求得直接耐晒红F3B在天然锰矿界面过程表观活化能为71.7kJ·mol^(-1)由此可以初步推断,在本实验条件下,直接耐晒红F3B在天然锰矿颗粒物界面过程受化学反应所控制.

天然锰矿-次氯酸钠光催化氧化处理分散蓝2BLN废水

采用天然锰矿和次氯酸钠在紫外光的照射下处理分散蓝2BLN废水,探讨了影响水溶液中分散蓝2BLN染料的光催化降解的各种影响因素。当通入氧气时,天然锰矿用量为20g/L、次氯酸钠的用量为20mL/L、光强2000W、光距10cm、反应时间为60min、pH值在7.5～9.5,废水的COD去除率达52%,脱色率达93%。

天然锰矿负载CeO_2低温NH_3-SCR脱硝性能

文章采用浸渍法制备了天然锰矿负载CeO_2复合催化剂,采用一系列表征方法对催化剂理化性质进行了分析,探讨了不同Ce/Mn摩尔比及催化剂的煅烧温度对其低温选择性催化还原(selective catalytic reduction,SCR)NO性能的影响,得出CeO_2/MnO_x催化剂的最佳制备条件。结果表明,以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为载体,使用浸渍法制备的Ce/Mn摩尔比为0.3、400℃空气气氛下煅烧2h复合型催化剂具有良好的低温催化还原NO性能,当NO初始质量浓度为1 000 mg/m3时,100℃时NO转化率为72.7%,250℃可达95.7%。较大的比表面积、Ce与Mn之间的强相互作用、高浓度晶格氧以及表面吸附态氧组分提供更多的表面酸位点使得CeO_2/MnO_x复合催化剂具有优良的低温SCR NO性能。

天然锰矿光催化降解直接黄R染料废水

利用廉价的天然锰矿作光催化剂，在常温常压下光催化降解直接黄R染料废水。研究结果表明，用该法处理直接黄R染料废水，染液浓度为0．4g·L^-1时，在pH值7．5～9．0、锰矿用量9．0g·L^-1、氧化剂加入量0．5g·L^-1、光照时间30min的处理条件下，直接黄R染液的COD去除率达44．68％、脱色率达94．44％。

酸性条件下天然锰矿处理染料废水的研究

以硫酸溶液对天然锰矿进行改性后,在碳糊电极/三维电极反应器中处理甲基橙染料废水。考察了硫酸浓度、锰矿投加量、反应时间以及反应温度等因素对处理效果的影响,并确定了最优反应条件。试验结果表明,在三维电极反应器中,以40 mg/L硫酸溶液对锰矿进行纯化和改性后,常温下,锰矿投加量为14 g/L,反应1.5 h时,甲基橙的去除率达到95%以上。同时,通过对锰溶出试验研究表明,甲基橙的降解是锰矿的吸附性和氧化性共同作用的结果。

水合肼法改性天然锰矿及其对苯酚的吸附性能

以广西大新锰矿出产的天然锰矿粉为原料,采取水合肼法进行改性,对工业废水中最常见的苯酚进行吸附实验,并检测其界面吸附能力。结果表明,水合肼法改性的最佳工艺为:5 g天然锰矿粉,加入100 mL 2 mol/L硫酸溶液中,用3 mL 2 mol/L水合肼作还原剂,沸腾回流30 m in后,滴加5 mL 0.05 mol/L高锰酸钾,过滤水洗干燥。得到的改性锰矿对苯酚的吸附效果优良,去除率可达75%,且吸附模式遵循Langmu ir型吸附。

天然锰矿/Ce/TiO_2复合催化剂制备及其催化氧化NO性能

以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为前躯体,采用等体积浸渍法制备了负载型天然锰矿/Ce/TiO_2复合催化剂,采用X射线衍射、比表面积分析及NO吸脱-脱附实验等方法对催化剂结构进行表征,探讨了活性组分Ce和Ti的掺杂比例、催化剂煅烧温度及反应温度等因素对其催化氧化NO和抗硫性能的影响.结果表明,经250℃煅烧的天然锰矿同时负载5%Ce和5%Ti的催化剂具有良好的催化氧化NO性能,当烟气温度在300℃及空速12000 h-1条件下,0.1%的NO氧化生成NO2的产率可达98%;当配气中单独加入5%水蒸气或低浓度SO_2(<0.03%)时,对NO转化率几乎没有影响;但同时加入5%水蒸气及较高浓度SO_2(>0.05%)时,催化氧化活性下降,停止添加后,其活性仍不能有效恢复.

酸浸天然锰矿石低温氧化脱硝性能研究

文章以安徽省青阳县出产的天然锰矿作为前躯体,分别在不同浓度的硫酸溶液中浸渍,制备了不同活性的催化剂,用于低温氧化脱硝。采用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、傅里叶转换红外光谱分析仪(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、比表面积分析、热重分析及程序升温脱附等方法对催化剂结构进行表征,探讨了温度、酸浸浓度和氧体积分数等因素对氧化脱硝性能的影响。结果表明,在3mol/L硫酸浓度浸渍下,当烟气温度为100℃、NO体积分数为0.1%时,NO_2产率可达到90%左右;当配气中单独加入5%H_2O或SO_2(<0.08%)时,NO_2产率几乎不受影响;同时加入5%H_2O和0.05%SO_2时,NO_2产率则明显下降,而SO_2停止添加后,NO_2产率可迅速恢复到90%并稳定,产物分析得到水汽和SO_2共同致使NO_2产率降低的主要原因是NO_2进一步反应变成了硝酸盐。

天然锰矿的水合肼改性及对甲基橙的去除作用

研究了利用水合肼提高天然锰矿界面吸附能力的改性方法.结果表明:天然锰矿经水合肼反应改性后,对甲基橙的吸附能力明显提高;改性时的硫酸浓度、水合肼用量、高锰酸钾氧化及反应温度均影响锰矿的吸附性能.改性天然锰矿的吸附pH曲线呈"反S"型,在pH<2.4时对甲基橙有很强的吸附去除能力;吸附等温线符合Langmuir型,20℃时饱和吸附量为776.5mg/g.

天然锰矿低温NH3-SCR烟气脱硝催化活性研究

本文以四种不同品位天然锰矿作为催化剂,系统地研究了天然锰矿NH3低温选择性催化还原NO活性。通过X-射线衍射、比表面积分析、扫描电镜和程序升温脱附等方法对催化剂的物化性能进行了表征。研究结果表明:天然锰矿具有良好的脱硝性能,且随着锰矿品位降低,锰矿脱硝效果变好,其中低品位天然锰矿C#锰矿的脱硝效果较佳,在150~250℃范围内,脱硝率保持在95%以上,是一种稳定性高、环境友好、制作简单、成本低的催化剂。

天然锰矿石催化双氧水脱色亚甲基蓝试验研究

研究了以天然锰矿石作双氧水脱色亚甲基蓝催化剂对亚甲基蓝废水进行脱色,考察了溶液pH、天然锰矿石用量、双氧水浓度、亚甲基蓝质量浓度对天然锰矿石催化脱色的影响。结果表明:在溶液pH=7、天然锰矿石用量1 g/L、H_(2)O_(2)浓度0.8 mol/L、溶液中亚甲基蓝质量浓度20 mg/L条件下,天然锰矿石催化双氧水对亚甲基蓝的脱色率可达98.14%;天然锰矿石可循环使用;常见阴离子Cl^(-)、NO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)对双氧水氧化亚甲基蓝有抑制作用,其抑制力为Cl^(-)>SO^(2-)_(4)>NO^(-)_(3);提出了天然锰矿石催化反应机制。

天然锰矿中铁的测定

本文提出了以HCl溶样,Na_2SO_3-K_2Cr_2O_7为氧化还原体系的测定方法。测定了天然锰矿中的铁,结果表明:该法具有快速简便,准确度高等优点。

天然锰矿对再生水中有机污染物的深度处理研究

以石英砂(QS)滤料为对照组,研究了天然锰矿(MS)滤料对污水处理厂二级出水中残留有机物的过滤去除效能及机理。运行结果表明,QS和MS滤柱对UV_(254)的去除率分别为3%和20%;对TOC的去除效率为-0.2%和12%。同时,三维荧光光谱显示,QS不能有效降低荧光强度,而MS则降低6.96%;氯消毒实验表明,QS能将三氯甲烷和四氯化碳的生成量降低8.18%和18.84%,而MS则分别降低46.9%和71.31%。MS是一种功能性天然材料,污水中常见的阳离子Ca^(2+),Mg^(2+),NH_(4)^(+)对有机物的去除有促进作用,而阴离子却表现出抑制效果,其抑制大小关系为PO_(4)^(3-)>NO_(3)^(-)>SO_(4)^(2-)>Cl^(-)。MS对有机物的控制机理包括,MS对有机物的直接降解过程和MS催化高级氧化降解过程。

天然锰矿/PMS体系处理酸性橙7的研究

选用偶氮染料酸性橙7(AO_(7))作为模型污染物,利用天然锰矿石活化过一硫酸氢钾(PMS)使其降解。通过XRF和XRD表征三种锰矿的主要成分是MnCO_(3)、MnO_(2)和Mn_(2)O_(3)。从XPS探究反应前后菱锰矿可能存在Mn(Ⅱ)部分转化为Mn(Ⅲ)和Mn(Ⅳ),SEM探究反应前后菱锰矿的性质无明显变化。考察了单因素菱锰矿投加量、PMS投加量和pH对AO_(7)脱色率的影响,结果表明,1.3 g/L菱锰矿和0.1 g/L PMS处理20 mg/L AO_(7),在25 min后其脱色率达到95.20%,且反应在弱酸或中性环境下效果较好。采用自由基猝灭剂间接确定反应是由SO_(4)^(·-)占主导地位。通过热重分析,菱锰矿有所损失,然而焙烧后得到的Mn_(3)O_(4)对AO_(7)脱色的催化活性比天然菱锰矿低。天然菱锰矿可能在有机废水处理中具有潜在的应用。

改性天然含铁锰矿的除汞性能及改性机制研究

汞是一种有毒金属元素,广泛存在于自然界的水体和土壤环境中。本研究以天然含铁锰矿(FMO)为研究对象,探究水合肼改性天然含铁锰矿(HFMO)的除汞性能及机制。结果表明,FMO主要由纤铁矿、菱锰矿和铁锰复合物等组成,其Fe、Mn含量分别为1.86%、45.61%;HFMO结构中的杂质显著减少,比表面积和孔隙率明显增加。FMO对汞的吸附受水体pH影响大,pH7时Hg(Ⅱ)去除率最高(75.3%);而改性后,HFMO的除汞性能大幅提高,且受pH影响小,在pH3-11范围内,Hg(Ⅱ)去除率稳定在98.2%-94.0%。经Langmuir模型拟合发现,FMO和HFMO对Hg(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为12.34、20.46mg·g^(-1)。同时改性HFMO对汞的吸附性能受陪伴离子影响较小。据FTIR、XPS等改性机制表征的数据推测,HFMO表面含有丰富的羟基,Hg(Ⅱ)主要与结构中的Fe-OH和Mn-OH结合。本研究提供了一种高效、低廉的天然含铁锰矿改性方法,对天然含铁锰矿在汞污染修复领域的应用具有重要的指导意义。

不同Mn/Fe比例天然含铁锰矿的As(Ⅲ)吸附性能与机制

水体中的砷主要以亚砷酸(As(Ⅲ))形态存在.金属氧化物常用于水体砷的去除,但其对As(Ⅲ)的亲和力较弱,导致水体砷很难去除,因此,寻求高效、廉价、绿色的除As(Ⅲ)材料具有显著的环境意义.天然含铁锰矿是一种高效的砷吸附剂,由于自然形成条件复杂,其不同含铁锰矿对As(Ⅲ)的去除性能存在较大差异.本研究以两种不同Mn/Fe比例的天然含铁锰矿(NFM-L、NFM-H)为研究对象,评估其对As(Ⅲ)的吸附性能,并结合XPS、XRD等光谱学表征手段探究其砷的去除机制.实验结果表明,NFM-L的Fe含量是NFM-H的5.61倍,其As(Ⅲ)的最大吸附量(24.82 mg·g^(−1))与吸附速率亦显著高于NFM-H(18.94 mg·g^(−1)),NFM-L和NFM-H对As(Ⅲ)的等温吸附曲线更符合Freundlich模型.影响因子实验表明,溶液pH值对NFM-L的影响更大,共存离子H_(2)PO_(4)^(−)能够显著抑制两种材料对As(Ⅲ)的吸附,但是材料粒径对As(Ⅲ)去除的影响较小.光谱学表征发现,两种矿物吸附砷后结构并未发生明显变化,但锰氧化物能将As(Ⅲ)氧化为As(V),从而显著提高了铁锰矿对砷的吸附能力.

不同铁锰比例天然锰矿的改性及对As(Ⅲ)吸附和氧化的行为与机制

砷污染地下水和废水严重影响人体健康和生态环境,开发新型砷污染水体的修复材料具有重要意义。含铁锰矿来源广,具有较高的砷吸附容量和氧化特性,常用于吸附去除水体砷污染。但是,天然铁锰矿成分复杂,杂质含量多,对砷的吸附容量小,通常需要改性以提高其除砷性能。以不同铁锰含量比例的天然锰矿为材料,研究了水合肼改性法提高天然铁锰矿砷吸附容量的效果,采用批处理法研究了影响改性铁锰矿吸附砷的过程和影响因子,并结合XPS和FTIR等光谱学手段探究改性天然铁锰矿对As(Ⅲ)的去除机制。结果表明,两种不同铁锰比例的改性天然铁锰矿对砷的吸附容量分别为30.9 mg·g^(-1)和12 mg·g^(-1),远高于未改性的材料。改性后的材料对As(Ⅲ)的吸附过程符合二级动力学模型,等温吸附曲线符合Freundlich模型。影响因子结果表明,共存离子PO_(4)^(3-)、SiO_(3)^(2-)、CO_(3)^(2-)对不同铁锰比改性材料去除As(Ⅲ)均有抑制作用。4种材料的pHpzc均小于6。pH为1~9时,2种改性含铁锰矿As去除率在94%以上,而pH>9时,材料对砷的去除率显著降低。FT-IR分析发现,改性后材料的H—O—H和Mn—O特征峰增宽增强,谱线变得平滑,表明改性后材料表面部分杂质被溶解去除,暴露出更多的活性位点。XPS分析发现,改性后材料吸附As(Ⅲ)后低价态锰含量增加,而Fe^(2+)、Fe^(3+)所占百分含量变化不大,说明不同铁锰比改性材料在吸附As(Ⅲ)过程中Mn将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ),Fe主要参与吸附反应。以上研究结果可为水体砷污染修复技术的开发提供参考。

天然含铁锰矿对砷的高效去除性能与机制研究

为开发高效、廉价的水体As(Ⅲ)去除材料,采用天然铁锰矿(NFM)作为吸附剂,通过动力学、热力学、等温吸附以及吸附/解吸试验评估其对As(Ⅲ)的吸附性能,结合傅里叶变换红外光谱、扫描电镜以及X射线光电子能谱(XPS)等表征手段进行机理分析,并与铁锰二元氧化物(FMO)、水钠锰矿(Bir)和针铁矿(Goe)的吸附特性进行对比。结果表明:NFM主要由锰氧化物和铁氧化物组成,铁锰摩尔比为6∶1,比表面积为280.4 m2/g,对As(Ⅲ)的饱和吸附容量为48.3 mg/g。Freundlich模型和准二级动力学模型能较好地拟合NFM的吸附过程。XPS等分析表明,NFM的吸附和氧化的协同作用是去除As(Ⅲ)的关键因素。其中,锰氧化物展示出优异的氧化As(Ⅲ)的能力,而铁氧化物具有强的吸附作用。

基于岭脊分析的天然含铁锰矿改性优化及机制研究

采用水合肼法对天然含铁锰矿进行改性,并用岭脊分析法优化改性工艺,从而提高天然含铁锰矿的砷吸附去除性能。结果表明,水合肼投加量和高锰酸钾投加量对改性天然含铁锰矿的砷吸附性能有显著影响,岭脊分析得到的天然含铁锰矿最优改性条件为水合肼投加量1.5 mmol/g、H_(2)SO_(4)3 mol/L、高锰酸钾1.1 mmol/g,此条件下获取的改性天然含铁锰矿对As(Ⅲ)、As(Ⅴ)去除率分别可达97.42%±0.06%、97.47%±0.48%,对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)饱和吸附容量分别为15.29、8.01 mg/g,均明显优于天然含铁锰矿。改性过程在溶解天然含铁锰矿中杂质的同时,也使得天然含铁锰矿表面活化,不仅提高了As(Ⅲ)氧化能力,也增大了As(Ⅴ)吸附作用。