羧甲基纤维素改性纳米钯铁双金属去除水中2,4-二氯苯酚的影响因素及机理

利用液相还原法制备了纳米零价铁(nZVI)、纳米钯铁双金属(Pd/Fe)、羧甲基纤维素(CMC)改性nZVI(CMC-Fe)和CMC改性钯铁双金属(CMC-Pd/Fe)4种铁基纳米材料,并用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对其进行了表征。研究了这4种材料对水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的表观去除率,考察了铁基纳米材料投加量、Pd负载量、溶液初始pH及污染物浓度等因素对CMC-Pd/Fe去除2,4-DCP的影响,并探讨了可能的作用机理。结果表明,在4种材料中,CMC修饰的CMC-Pd/Fe的分散性最好,粒径明显小于未用CMC修饰的nZVI和Pd/Fe。4种材料对2,4-DCP的表观去除率为CMC-Pd/Fe>CMC-Fe>Pd/Fe>nZVI。随着CMC-Pd/Fe投加量和Pd负载量的增加,CMC-Pd/Fe对2,4-DCP的表观去除率增大,而随着2,4-DCP浓度的升高,CMC-Pd/Fe对2,4-DCP的表观去除率下降。当溶液初始pH=3、5和7时,CMC-Pd/Fe对2,4-DCP的表观去除率分别为94.34%、99.50%和96.62%;但当溶液初始pH=11时,其表观去除率仅为51.28%,这主要是由于在碱性条件下,带负电的2,4-DCP与CMC的静电排斥作用远大于π-π共轭吸附作用,阻碍了CMC-Pd/Fe的电子向污染物传递,导致2,4-DCP表观去除率下降。

零价铁、镍-铁和铜-铁双金属对四氯乙烯的脱氯性能研究

研究了零价铁、镍-铁和铜-铁双金属对四氯乙烯(PCE)的还原性脱氯性能。实验结果表明,零价铁、镍-铁和铜-铁双金属对PCE的脱氯反应符合准一级反应动力学方程;双金属对PCE的脱氯反应速率高于零价铁,镍-铁双金属对PCE的脱氯反应速率常数是零价铁的2.486倍;镍-铁和铜-铁双金属可使PCE完全脱氯,零价铁在对PCE脱氯的过程中产生一定量的三氯乙烯;增加金属质量,可提高PCE的脱氯反应速率;金属颗粒越小,越有利于PCE脱氯反应。

钯/铁双金属对水中氯苯的催化脱氯研究

钯/铁双金属能有效地进行氯苯的催化脱氯.实验考察了钯化率、氯苯水溶液初始pH、钯/铁投加量、反应温度等参数对氯苯脱氯效果的影响.实验结果表明,把钯作为催化剂明显加速了氯苯还原脱氯反应,并且脱氯率随着钯化率增加而增加.在温和条件下(室温、常压、低钯化率(0.005%)),5h内氯苯脱氯率达45%以上.在钯/铁双金属表面,氯苯的脱氯符合准一级反应.速率常数为0.0071min-1,用钯/铁表面积校正后的速率常数为8.0×10-3L·m-2·h-1.

钯/铁双金属对土壤中2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯的催化脱氯研究

采用Fe0还原、钯催化法对土壤中2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯的的还原特性进行了实验研究.结果表明,Pd/Fe双金属能有效地进行2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯的催化脱氯.在钯化率为0.05%、钯/铁加入量1 g、初始pH为5.6、反应时间5 d的条件下,钯/铁双金属对土壤中2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯去除率达54%.实验还考察了钯化率、初始pH、反应时间、钯/铁投加量、2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯初始浓度等参数对2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯脱氯效果的影响.研究表明,较高的钯化率、钯/铁加入量,较低的2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯初始浓度及弱酸性等条件更有利于Pd/Fe对2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯的还原脱氯.在Pd/Fe双金属表面,2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯的脱氯符合一级动力学反应,反应速率常数为0.014 2/h,其半衰期为49 h.利用实验数据,对钯/铁双金属作用下的2,2′,3,4,4′,5,5′-七氯联苯还原脱氯的反应机制也进行了分析.

镍/铁双金属体系对多氯联苯的催化脱氯降解

采用化学还原法制备的镍/铁双金属对多氯联苯(PCB)进行降解。实验以镍/铁双金属对PCB的降解率为考察指标,选用L25(56)正交试验方案,考察了降解介质的初始pH值、铁的加入量、镍化率(Ni/Fe质量比)、降解温度和反应时间5个影响因素。结果表明:介质的初始pH值对降解率有极显著影响,其他4个因素的影响不明显。得出的镍/铁双金属对PCB降解的最佳工艺条件为:介质初始pH 2.0、铁加入量0.4 g、反应体系温度60℃、降解时间60 min和镍化率15%,在此条件下获得了79.6%的降解率。

钯铁双金属体系还原脱氯水中二氯苯同分异构体

采用Pd/Fe双金属体系在常温常压下对二氯苯的3种同分异构体进行了快速催化还原脱氯的研究。通过原始污染物和产物的变化,重点考察取代基位置以及pH值等因素对脱氯反应的影响。结果表明,反应条件一致时,氯取代基位置对脱氯有一定的影响。还原脱氯的速率1,2-DCB>1,3-DCB>1,4-DCB。酸性环境有利于二氯苯脱氯。二氯苯在催化脱氯的过程中依次脱氯成为氯苯和苯。当二氯苯类化合物浓度约为0.45mmol·L-1,0.03%Pd/Fe加入量为1g·40mL-1氯苯,25℃条件下,经过90min反应,3种二氯苯的还原率均在80%以上。

蔗渣炭-镁铁双金属氧化物吸附剂对水中As(V)的吸附研究

采用共沉淀和焙烧法制备蔗渣炭-镁铁双金属氧化物(蔗渣炭-镁铁LDO),对合成的吸附材料进行表征,研究其对吸附As(V)的影响因素。结果表明,在p H=3.0~10时,蔗渣炭-镁铁LDO吸附剂对As(V)的吸附量较高。准2级动力学模型可用于描述其对As(V)的吸附动力学过程,吸附等温线符合Langmuir等温方程,其对As(V)的最大吸附量为25.40 mg/g。蔗渣炭-镁铁LDO受共存K^+、Na^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)离子的影响较小,共存Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、CO_3^(2-)、HPO_4^(2-)离子影响较大,其影响大小顺序为HPO_4^(2-)>CO_3^(2-)>SO_4^(2-)>Cl^->NO_3^-。材料再生循环利用4次后,对质量浓度20.0 mg/L的As(V)的吸附效率大于90%。

有机体基锌铁双金属催化剂的溶胶凝胶法制备及对染料废水的可见光催化降解

将乙酰丙酮锌和乙酰丙酮铁分别作为有机锌源和有机铁源,采用溶胶凝胶法成功合成出一种新型有机体基锌铁双金属材料,该材料对水体有机污染物具有良好的光催化降解作用.分别利用X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、元素分析(elemental analysis,EA)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis diffuse reflection spectrum,UVPC)、电感耦合等离子体发射光谱(inductively coupled plasma emission spectrometry,ICP-AES)、傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)等仪器分析的方法对此材料结构和组成成分进行了分析,结果表明:该材料具有层状结构,层间距约为8.74 nm;材料中元素铁、锌和碳的质量分数分别为8.39%、25.73%和39.64%;材料中发现了乙酰丙酮和金属氧键的存在.以刚果红、罗丹明B以及苯胺分别作为阴离子、阳离子和非离子有机污染物的代表,考察了该材料的可见光的光催化活性及选择性.结果表明:在光照条件下,催化剂对阴离子染料刚果红光催化3 h后的单位去除量为99 mg/g,对阳离子染料罗丹明B的单位去除量为36 mg/g,而对非离子有机污染物苯胺的单位去除量只有32 mg/g,因此该材料对阴离子染料有良好的选择性光催化性能.

铝铁双金属石膏型铸造界面复合工艺研究

针对汽车发动机铝铁双金属缸体中铝合金基体与铸铁缸套结合不紧的问题,研究了石膏型铸造缸体成型过程中铝铁双金属界面结合工艺。采用正交试验研究了不同预热温度、不同的热浸铝温度和不同的热浸时间对铝合金缸体与缸套界面结合的影响。通过宏观和微观界面结合分析、界面缝隙率分析以及结合强度分析得到了最佳工艺参数。试验结果表明:当预热温度为350℃、热浸温度为750℃,热浸时间为300 s时,铝/铁界面结合效果最好,界面缝隙率为3.1%,结合强度达到77 MPa。

纳米钯/铁双金属颗粒对一氯乙酸的脱氯

为了提高零价铁对氯代有机物还原脱氯的性能,采用还原沉淀法制备了纳米钯/铁双金属颗粒.利用X射线衍射(XRD)、X射线荧光光谱(XRF)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、以及BET-N2比表面积法对纳米钯/铁双金属颗粒进行了表征.结果表明,制备的纳米钯/铁双金属颗粒中Fe主要以α-Fe0形式存在.纳米钯/铁双金属颗粒的直径约为30～50nm,比表面积约51m2/g.纳米钯/铁双金属颗粒对一氯乙酸还原脱氯的脱氯率是还原铁粉和纳米铁粉对一氯乙酸还原脱氯的脱氯率的7.9倍和1.7倍.

铝铁双金属铸件热浸镀扩散界面组织分析

以铝铁双金属复合铸件为研究对象,研究了HT 250缸体铸件经过铝熔体热浸镀后,热侵镀时间对界面扩散层厚度和形态的影响。结果表明:700℃下热浸镀10 min为最佳工艺条件。

钴铁双金属氢氧化物纳米片的制备及其在高电流下的电催化全解水性能

采用一步水热法,通过在高传导泡沫镍(Nickel foam,NF)表面原位生长制备的钴铁双金属氢氧化物纳米片,被证明是一种在高电流下具有良好稳定性的高效双功能全解水电催化剂。在1 mol/L KOH电解液中,当电流密度为100 mA/cm^(2)、200 mA/cm^(2)、250 mA/cm^(2)时,其析氧过电位分别为216 mV、269 mV和284 mV,塔菲尔斜率仅为49.79 mV/dec;当电流密度为10 mA/cm^(2)、50 mA/cm^(2)、100 mA/cm^(2)和200 mA/cm^(2)时,其析氢过电位分别为137 mV、221 mV、256 mV和297 mV,塔菲尔斜率为113.15 mV/dec。全水解只需要一个超低的电压(1.532 V),就可以获得200 mA/cm^(2)的电流。在200 mA/cm^(2)运行20 h后,电流密度仅下降8.86%;维持200 mA/cm^(2)运行20 h,电压仅上浮2.12%。可见,所制备的钴铁双金属氢氧化物纳米片具有高效、稳定的电催化性能。

铜铁双金属氧化物对Sb(V)的吸附去除研究

利用扫描电镜、分布分析仪等设备对铁铜双金属氧化物对Sb(V)的吸附去除效果进行研究,通过对铜铁双金属氧化物化学组成进行分析,获取静态吸附实验与固定床动态吸附参数数据,研究铜铁双金属氧化物在吸附过程中动力学与反应机制的特征,以便更好的完成铜铁双金属氧化物对Sb(V)的吸附去除研究。最后通过实验观察发现,铜铁双金属氧化物对Sb(V)的吸附去除效果相对于传统方法有明显的改善,该方法可以更好进行吸附去除,实验结果比传统方法优化了50%以上。

钴铁层状双金属负载生物炭对水体硝氮的吸附研究

水体中的硝氮质量浓度不断升高,对水生态系统和人类健康存在潜在威胁。因此,解决水体中过量硝氮的问题刻不容缓。以Fe(NO_(3))_(3)·9H_(2)O、Co(NO_(3))_(2)·6H_(2)O、芦苇生物炭、NH_(3)·H_(2)O为原料,采用共沉淀法将钴铁层状双金属负载到芦苇生物炭上,制备了可用于吸附水体中过量硝氮的Co/Fe-LDH@BC。结果表明,Co/FeLDH@BC可有效吸附水体中的硝氮,其吸附量为88.52 mg/g;吸附动力学模型符合伪二级动力学模型,等温线符合Langmuir等温线模型,说明吸附反应为自发的、吸热的,主要涉及离子交换、配体交换、静电吸引、氢键四种反应机理;Co/Fe-LDH@BC在大多数共存阴离子的水体中对硝氮具有很强的亲和力,具有实际应用价值。

双金属负载PTFE中空纤维催化膜的制备与性能研究

以聚四氟乙烯(PTFE)中空纤维膜为载体,通过亲水和胺化修饰,原位生长钴铁普鲁士蓝类似物,经低温煅烧(300℃)得到钴铁双金属负载的PTFE中空纤维催化膜.利用扫描电镜(SEM)、显微红外光谱仪(FTIR)和接触角测量仪(CA)等手段对膜的物化特性进行表征,还研究了其催化降解性能和长效稳定性.在连续24 h错流过滤下,催化活化过硫酸盐(PMS)产生以单线态氧(^(1)O_(2))为主的多种活性氧(ROS),实现了对罗丹明B(RhB)的瞬时去除,去除率达99%以上,分别研究了pH、PMS用量以及阴离子种类和浓度对催化性能的影响.结果表明,钴铁双金属负载的PTFE中空纤维催化膜可有效实现高含盐废水中有机污染物的降解,并具有较好的运行稳定性,有望用于实际的工业废水的深度处理.

爆炸法制备铁/铝双金属复合管的界面组织与结合强度

为研究爆炸法制备铁/铝双金属管复合界面的结合情况,通过压剪试验测试了该界面的结合强度,采用扫描电子显微镜和能谱仪分析了界面形貌及元素分布情况,并讨论了退火热处理对界面的影响。结果表明:制得的复合管中部实现了铁和铝的波状焊合,过渡层较窄,界面处未观察到明显的金属间化合物;界面的结合强度高于铝基体的抗剪强度;退火处理能够明显改善界面的元素分布,当采用400℃以下退火时不会明显降低界面的结合强度。

纳米零价铁基双金属复合材料降解水体污染物的研究进展

复杂多样的水体污染物日益破坏生态环境同时威胁人类健康。纳米零价铁基双金属复合材料可用于高效还原降解多种水体污染物。着重从纳米双金属材料的分类、制备、应用进展和反应机理等方面进行综述,针对研究中存在的不足和今后的研究方向提出建议。

一种双金属吸附材料制备及降解二氯苯酚的效果

针对水体中二氯苯酚难以通过降解去除的问题,制备一种双金属吸附材料,并探讨了该材料的性能。结果表明,双金属材料的最佳制备工艺为:以二水氯化铜为铜源和m(铁):m(铜)=10:2;最佳吸附工艺为:在二氯苯酚初始浓度和pH值分别为50mg/L和5的模拟废水中,按照10g/L的投加量,且在空气环境温度为25℃和摇床转速为200r/min的条件下降解200r/min,此时二氯苯酚的降解率可达97%。同时用双金属材料循环降解6次后,对二氯苯酚的降解率维持50%。由此得出,本试验制备的双金属材料具有良好的降解性能。

铁锆双金属氧化物深度去除水体中锑的性能研究

水体中Sb(V)是一种有毒金属污染物。通过合成新型铁锆双金属氧化物(BZF),并研究其对水体中Sb(V)的吸附性能。结果表明:当p H值<5.0时,BZF对Sb(V)的吸附量最高,其吸附等温线模型符合Freundlich等温线模型,不受水体中竞争离子浓度的影响,吸附平衡时间为120 min。该吸附剂具有一定的应用前景。

Ni-Fe双金属对氯代苯酚催化还原脱氯的试验

分别采用Ni-Fe双金属体系和单一零价铁对氯代有机物2,4-二氯苯酚、2-氯苯酚和4-氯苯酚进行了催化还原脱氯的研究。结果表明:单一零价铁能够对氯代苯酚还原脱氯,但效率不高,通常在10%～25%。在镍的催化作用下,零价铁对氯代苯酚的还原脱氯效率大大提高。当零价铁加入量为60 g/L,硫酸镍为0.6 g/L,初始氯代苯酚的质量浓度在25 mg/L左右,反应初始pH值控制在偏酸性的条件下,还原脱氯效率可达到70%以上。氯代苯酚降解的准一级速率常数和降解率满足以下规律:4-氯苯酚大于2-氯苯酚大于2,4-二氯苯酚。