溴化物与氯化物对废水中COD_(Cr)测定的协同干扰效应及机理

针对溴化物对COD_(Cr)产生正干扰的现象,通过测定和比较只含有氯化物或溴化物以及同时含有氯化物与溴化物混合物的COD_(Cr)标准溶液,考察了溶液中只含有氯离子或溴离子以及同时含有氯离子与溴离子对COD_(Cr)测定的干扰规律,探明溴化物以及氯化物、溴化物共存对COD_(Cr)测定的协同干扰效应及干扰机理,提出消除干扰的措施,即在低浓度测定模式下扣除1/10溴离子浓度,得到样品真实的COD_(Cr)值。

rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的吸附还原性能及机理分析

以还原氧化石墨烯(rGO)为载体,采用原位聚合法将聚苯胺(PANI)负载到rGO上以增大其比表面积,探究复合材料对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附还原反应效果。采用SEM、XRD、BET、FTIR和XPS等对rGO/PANI复合材料进行表征,从吸附等温模型、吸附动力模型等角度探讨rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的吸附还原反应特征及机理。结果表明,rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的去除包括吸附、络合和还原三个部分。Cr(Ⅵ)一部分吸附在rGO/PANI表面,一部分还原成Cr(Ⅲ),还原的Cr(Ⅲ)部分被络合在复合材料表面,少量扩散到溶液中。在pH=2时,rGO/PANI对Cr(Ⅵ)的最大去除量可达到97.61 mg/g,其中,吸附还原量为73.46 mg/g,溶液中剩余的Cr(Ⅲ)浓度为24.13 mg/L。

以NH_(2)-MIL-53(Al)为前驱体制备多孔掺碳Al_(2)O_(3)吸附剂及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

铬是污染性金属元素,铬含量是水质污染控制的一项重要指标,其中Cr(Ⅵ)的毒性最大,且易被人体吸收.本研究以水中的Cr(Ⅵ)吸附传质分离为目标,利用以铝为金属源水热法合成的铝基MOFs为前驱体,600℃煅烧后制备了多孔掺碳Al_(2)O_(3)吸附材料,利用现代分析技术对其进行微观结构表征,探究了其吸附作用能力与机制.研究结果表明,XRD、SEM、BET等表征手段证明了NH_(2)-MIL-53(Al)与多孔掺碳Al_(2)O_(3)结构的成功合成.前驱体NH_(2)-MIL-53(Al)和煅烧后的衍生物多孔掺碳Al_(2)O_(3),在形貌上相似,且多孔掺碳Al_(2)O_(3)材料(180.24 m^(2)·g^(-1))的比表面积要大于NH_(2)-MIL-53(Al)(116.73 m^(2)·g^(-1)).多孔掺碳Al_(2)O_(3)材料对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量最大可达到671.56 mg·g^(-1).吸附动力学模型拟合结果显示,多孔掺碳Al_(2)O_(3)材料对Cr(Ⅵ)的吸附行为与Langmuir等温线模型和伪二阶动力学模型更加拟合.研究显示,多孔掺碳Al_(2)O_(3)材料可以作为除Cr材料实现对Cr(Ⅵ)的高效去除.

煤基压块活性炭的制备及吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的能力研究

为了降低压块活性炭的制备成本,以大同不黏煤为主料,桃山焦煤和重相沥青为黏结成分,以高温煤焦油和水为成型助剂制备压块活性炭。依靠调节配煤比例和改变活化条件来调控活性炭孔结构。利用碘吸附值、亚甲蓝吸附值、耐磨强度等表征活性炭常规性能;研究了样品吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的能力,并考察了活性炭再生效率和质量损耗情况。结果表明:在大同不黏煤、桃山焦煤、重相沥青、高温煤焦油和水的配比为51∶24∶9∶7∶9的基础上,活化温度和时间分别为875℃和2.5 h的条件下制备出的压块活性炭性能最优,其耐磨强度为90%,碘吸附值为902 mg/g,亚甲基蓝吸附值为270 mg/g,比表面积为992.6 m^(2)/g;对水溶液中Cr(Ⅵ)最大吸附容量可达27.3 mg/g;质量分数为5%的硝酸溶液对饱和活性炭在50℃条件下再生8 h效果最佳,再生5次以后,其质量损耗率为21%,性能恢复率为70.06%。

博斯腾湖COD_(Cr)污染现状及影响因素分析

近几年博斯腾湖COD_(Cr)污染问题突出,制约了区域社会经济的可持续发展。目前有关博斯腾湖COD_(Cr)的研究,主要集中于非长序列的COD_(Cr)时空特征分析,而对造成这种时空特征的成因缺乏定量化分析研究。鉴于此,在收集分析博斯腾湖COD_(Cr)长序列变化特征的基础上,通过统计分析和模型模拟等方法,系统探讨了博斯腾湖COD_(Cr)污染的主要影响因素及其作用机理。主要研究结论为:入湖负荷和湖泊水位对COD_(Cr)的影响存在共轭作用,主导作用取决于水位阈值;当水位低于1047.1 m,水位稀释作用占主导,当水位高于1047.1 m时,入湖负荷占主导;湖泊水动力条件主要受风生流控制,近年来风速呈上升趋势,增强了湖区内部的水循环,进而影响西部湖区COD_(Cr)浓度;湖泊藻类浓度与水位呈负相关,而与COD_(Cr)浓度呈正相关,COD_(Cr)与藻类浓度显著相关性的内在机制是两者均受水位影响。该研究为博斯腾湖COD_(Cr)污染治理提供了科学依据,同时提出未来研究的关注点是加强对底泥、水温和溶解氧的垂向相关数据的监测,以进一步分析底泥对水体COD_(Cr)的影响。

海藻酸钠基凝胶吸附材料对Cr(VI)吸附性能研究

海藻酸钠(SA)是一种天然生物质材料,其来源广、价格低,聚乙烯亚胺是一种含有氨基(-NH_(2))的水溶性高分子聚合物,螯合重金属离子能力强,众多研究者将二者结合其制备成吸附剂去除水溶液中的金属离子。本研究以海藻酸钠为基体,加入碳酸钙和聚乙烯亚胺,以戊二醛为交联剂,经冷冻干燥后形成吸附较好的海藻酸钠-聚乙烯亚胺吸附材料。采用吸附实验研究了材料对水中Cr(VI)的吸附性能,并研究初始浓度、溶液pH、吸附时间、吸附剂用量等对吸附效果的影响。实验结果表明:在Cr(VI)溶液初始浓度为15 mg/L、吸附剂用量0.4 g、吸附时间200 min,吸附温度为313 K时,Cr(VI)去除率达90%以上。

超声破解联合湿法检测活性污泥中COD_(Cr)的研究

准确测定活性污泥中化学需氧量(Chemical Oxygen Demand,COD_(Cr))含量,是实现污泥资源化利用的重要条件。文章提出一种超声破解联合湿法测定活性污泥中COD_(Cr)含量的检测方法。基于单因素实验结果,以COD_(Cr)浓度作为响应值,采用响应曲面法考察了污泥混合液的稀释倍数、超声功率和超声时间3个因素间单独及交互作用,并对影响因素进行了评估。结果表明,取样量为10 mL,稀释倍数为225倍,超声时间为18 min,超声功率为720 W时,样品平行测定的相对标准偏差小于等于2.00%,加标回收率为96.51%~105.32%,测定结果的准确度、精密度较高。光学显微镜照片和激光粒度仪分析表明,超声破解能够有效破碎微生物细胞的絮体结构,显著降低污泥颗粒粒径,减少污泥取样过程中的误差。对不同f的污泥样品,COD_(Cr)测定值与理论值相关性拟合曲线的拟合值R^(2)≥0.996 1。研究结果证明超声破解联合湿法测定活性污泥中COD_(Cr)具有良好的可靠性和经济性。

紫外光引发Fenton氧化技术协同去除造纸中段废水COD_(Cr)的性能研究

对紫外光引发Fenton氧化技术协同处理造纸中段废水COD_(Cr)进行了研究,探究反应时间、FeSO_(4)·7H_(2)O浓度、H_(2)O_(2)浓度、pH值、紫外光强度等因素对COD_(Cr)去除效率的影响。实验结果表明,在反应时间80min,FeSO_(4)·7H_(2)O浓度0.6 mol/L,H_(2)O_(2)浓度0.3 mol/L,pH值为4,以及紫外光强度为14 mW/cm^(2)的最优条件下,该技术能够实现造纸中段废水74%的COD_(Cr)去除率。紫外光引发Fenton氧化技术能够有效促进Fenton氧化反应中·OH自由基的生成,提高造纸中段废水的COD_(Cr)去除效率。

膨润土改性微囊藻基生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对高毒性含铬废水处理难、水华藻类资源化利用率低等问题,本研究拟制备膨润土改性微囊藻基生物炭(BMC),使用扫描电镜、X射线衍射和比表面积分析等方法对使用膨润土改性前后的微囊藻基生物炭的属性进行表征,研究初始pH、生物炭投加量对改性前后微囊藻基生物炭吸附Cr(Ⅵ)效果的影响,并对吸附过程进行动力学和等温模型拟合。结果表明,膨润土改性后微囊藻基生物炭表面官能团和阳离子交换容量均大幅增加,改性前后微囊藻基生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型;在pH=2、投加量为2 g/L的试验条件下,改性微囊藻基生物炭对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量达到10.87 mg/g,是改性前微囊藻基生物炭(MC)饱和吸附容量的3.94倍,微囊藻基生物炭改性后显著促进了对Cr(Ⅵ)的吸附;静电吸附和氧化还原作用是微囊藻基生物炭去除Cr(Ⅵ)的主要机制。本研究成果可为含铬废水处理提供新方法,并可为水华藻类的资源化利用提供新思路。

微塑料对重金属Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附特征研究

通过氧化-紫外老化的实验室模拟老化法对原始微塑料进行老化,研究原始和老化聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和聚乳酸(PLA)微塑料在水溶液中对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)的吸附特征。SEM、BET、XRD、XPS和FTIR结果表明,氧化-紫外老化法增加微塑料表面粗糙度、孔隙体积和含氧官能团。动力学和等温线吸附实验结果表明,原始微塑料和老化微塑料对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附分别以单层的物理吸附和多层的化学吸附为主。微塑料对重金属Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附能力和吸附特点与微塑料种类有关。可生物降解微塑料PLA对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)均表现出较强的吸附能力。

吸附法处理含Cr(Ⅵ)废水研究进展

近年来随着工业的快速发展,环境污染问题日益突出,其中含Cr(Ⅵ)废水的排放对人类和环境造成了严重威害。因此,寻找合适的方法净化水环境中的Cr(Ⅵ)不容忽视。目前,吸附法被认为是处理含Cr(Ⅵ)废水最有前途和最有效的技术之一,开发经济高效的吸附剂是吸附法处理含Cr(Ⅵ)废水的关键。综述了吸附法处理含Cr(Ⅵ)废水的研究进展,指出了吸附法处理含Cr(Ⅵ)废水面临的挑战并展望了其未来发展趋势。

功能性水刺粘胶纤维膜/UiO-66-NH_(2)的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

金属有机骨架材料UiO-66-NH_(2)在水中呈粉末状难以回收,水刺粘胶纤维表面含有大量的羟基,具有良好的亲水性且可工业化大规模生产。因此,通过原位生长法将UiO-66-NH_(2)均匀生长在水刺粘胶纤维表面,制备出UiO-66-NH_(2)/水刺粘胶复合纤维膜。SEM、FT-IR、BET和XRD表明,水刺粘胶纤维表面上均匀生长了UiO-66-NH_(2)。此外,探究了pH、吸附时间、吸附剂用量、Cr(Ⅵ)浓度对改复合纤维膜吸附性能的影响。最佳条件下,其最大吸附量为129.37mg/g;当pH=1时,经过4次的循环吸附后,其对Cr(Ⅵ)的去除率从100%下降到76%,证明其具有良好的循环使用性能。UiO-66-NH_(2)/水刺粘胶复合纤维膜对Cr(Ⅵ)的化学吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。

改性生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

针对目前水体中重金属污染的热点研究,利用商用花生壳生物炭(BC1)优异的比表面积、丰富的凹陷和孔道结构,制备一种改性生物炭(H_(2)O_(2)-Fe(Ⅱ)-BC1)。以废水中Cr(Ⅵ)为处理目标物,研究H_(2)O_(2)-Fe(Ⅱ)-BC1对废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。利用XRD,FESEM,FTIR表征吸附剂结构,利用动力学和吸附等温线拟合分析改性生物炭的吸附机理。此外,研究了吸附温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度、H_(2)O_(2)-Fe(Ⅱ)-BC1投加量和pH对吸附性能的影响。实验结果表明,改性生物炭显著增强了对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能且吸附过程以物理吸附为主导。

改性胶原复合气凝胶的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

采用冷冻干燥法制备了聚多巴胺修饰MXene和氧化海藻酸钠改性胶原(MPAC)复合气凝胶作为吸附剂处理水体中的Cr(Ⅵ)。通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对聚多巴胺修饰MXene(MXene@PDA)和MPAC复合气凝胶进行表征,并研究了氧化海藻酸钠(OSA)用量、胶原浓度、MXene@PDA用量、溶液pH、吸附温度和吸附时间对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:通过PDA成功将MXene包覆,并制备出具有三维多孔网络结构的MPAC复合气凝胶。当MPAC复合气凝胶的OSA用量为10%、胶原浓度为5mg/mL、MXene@PDA用量为60%时,对Cr(Ⅵ)的吸附性能最佳。吸附过程在60min时达到平衡,且吸附容量随着pH和温度的增加而减小。

H_(2)S在Cr(111)面上吸附与解离的第一性原理研究

采用了第一性原理研究了H_(2)S在Cr(111)面的吸附解离过程,利用吸附能、吸附构型和偏态密度图(PDOS)研究了H_(2)S及其解离产物在Cr(111)面上的吸附情况,都偏向倾斜吸附在Cr(111)面.同时研究了HS/H和S/H共吸附情况,得到共吸附物质在Cr(111)面上有明显的相互作用.最后使用线性同步和二次同步变换方法确定了解离反应的过渡态,了解到第一、二步解离的活化能分别为1.65 eV、0.82 eV,H_(2)S分子在Cr(111)面上的解离过程是放热反应,反应能为-2.90 eV.

MIL-101(Cr)吸附/热脱附-气相色谱-质谱法检测苯系和氯代VOCs

以金属有机骨架材料MIL-101(Cr)为填料构建了一种新型吸附采样管,将其与热脱附-气相色谱-质谱联用实现了15种典型苯系和氯代挥发性有机物(VOCs)的检测。结果显示,15种VOCs在0~100 ng范围内呈良好的线性关系,相关系数(r2)达到0.99以上,检出限为0.7~1.9 ng。在5、30、70 ng添加量下,15种VOCs的平均回收率分别为86.0%~126%、91.7%~133%和77.6%~135%,相对标准偏差(RSD)分别为6.6%~18%、2.9%~20%和1.3%~20%。MIL-101(Cr)填料吸附管测试稳定性和不同批次吸附管重复性的RSD分别为0.50%~14%和0.30%~18%。MIL-101(Cr)填料吸附管基于质量更少的填料实现了对苯系和氯代VOCs更高效的吸附、富集和热脱附,有助于降低吸附采样管的气体穿透风险。该研究拓展了MOFs材料在环境检测领域的实际应用场景。

镁铝双金属氧化物吸附Cr(Ⅵ)和废吸附剂对有机染料去除性能的研究

吸附法是一种去除水体中Cr(Ⅵ)的有效方法,但对废吸附剂的处置仍是一个非常棘手的问题。本研究通过简单水热-煅烧法制备了镁铝双金属氧化物吸附材料(MgAlO),研究了该材料对水体中Cr(Ⅵ)的吸附效果并评估了含Cr(Ⅵ)废吸附剂(Cr-MgAlO)对有机染料的去除性能。吸附实验结果表明,当材料投加量为1.0 g/L、初始pH=5.5时,MgAlO对Cr(Ⅵ)的最大吸附量达到95.2 mg/g。拟合结果表明,MgAlO对Cr(Ⅵ)的吸附行为符合假二级吸附动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主。材料的表征结果表明,吸附结束后MgAlO恢复了水滑石结构且层间存在CrO_(4)^(2-),高温能够加快MgAlO恢复水滑石结构。此外,含Cr(Ⅵ)的废吸附剂(Cr-MgAlO)对甲基橙(MO)的去除率达到75.6%,循环使用5次后去除率未见明显下降。本研究合成的MgAlO在处理Cr(Ⅵ)废水方面有潜在应用前景,为含Cr(Ⅵ)废吸附剂的处置和资源化利用提供了新思路。

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl_(3)和ZnCl_(2)改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120mg·L^(-1),反应时间为120min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R^(2)高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R^(2)为0.987,表明是单分子层反应.

功能化石墨烯复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、聚乙烯醇(PVA)为原料,3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(GLYMO)为桥接剂,采用原位水热法制备氧化石墨烯/聚乙烯醇(GPGO)复合吸附剂。借助红外、扫描电镜等表征GPGO的结构,通过静态吸附实验探索m(GLYMO)、pH值、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、共存阴离子对GPGO吸附Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,GLYMO的桥接作用和强酸环境可极大地促进GPGO对Cr(Ⅵ)的吸附。二级动力学和Langmuir等温吸附模型能够很好地描述GPGO对Cr(Ⅵ)的吸附过程,由Langmuir模型计算出GPGO吸附剂对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为384.6 mg/g。Cl^(-)和NO^(-)_(3)的存在对GPGO吸附Cr(Ⅵ)性能影响不大,但SO^(2-)_(4)对该吸附过程产生较强的抑制作用。

茶渣污泥基活性炭的制备及其在COD_(Cr)废水吸附中的应用

以黑茶渣和生活污泥为原料,以碘吸附为主要参考指标,采用KOH作为制备活化剂,改变温度、配比、活化时间和活化剂浓度等,将污泥和茶渣放入马弗炉进行炭化和活化,探究其最佳制备条件。实验得出,700℃的活化温度,1∶4的污泥茶渣配比,1h的活化时间,50%的KOH溶液为茶渣污泥基活性炭的最佳制备条件。以最佳制备条件制备的活性炭,通过改变活性炭的投加量、振荡温度、吸附质pH三个条件,研究其对去除水中COD_(Cr)的影响效果。