多孔状Ni-NiO/CdS催化剂的制备及其光催化性能研究

该文以Ni泡沫为Ni源,经不完全氧化得到Ni-NiO,然后通过一锅法水浴合成了一种多孔结构的Ni-NiO/CdS光催化剂.利用SEM、XRD、XPS和BET等表征手段对光催化剂的微观形貌和结构以及表面成分和组成进行了全方位表征,并以光诱导裂解水制氢气的实验对催化剂的光催化活性进行评价.研究了Ni-NiO与CdS的比例和不同硫源对Ni-NiO/CdS光催化剂催化性能的影响.实验结果表明:Ni-NiO/CdS的光催化析氢速率高达19 947.9μmol·h^(-1)·g^(-1),是纯CdS的近8倍,量子效率高达32.6%.这是由于CdS和NiO形成p-n异质结和Ni~0/Ni^(2+)电子对的存在,明显提高载流子分离效率,从而提高了其光催化活性.

红辉沸石两步水热制备高品质X型分子筛及其高效吸附Cd^(2+)、Ni^(2+)性能研究

本研究以红辉沸石为原料,经两步水热法制备高品质的X型分子筛,探究了n(H_(2)O/SiO_(2))、n(Na_(2)O/SiO_(2))、n(Al_(2)O_(3)/SiO_(2))、陈化时间、晶化温度、晶化时间等因素对红辉沸石转化为X型分子筛的影响,以及考察了X型分子筛对Cd^(2+)、Ni^(2+)的吸附性能。研究表明,X型分子筛的最优转化条件为:n(H_(2)O/SiO_(2))=55、n(Na_(2)O/SiO_(2))=1.1、n(Al_(2)O_(3)/SiO_(2))=0.33、陈化时间48 h、晶化温度82℃、晶化时间4 h。红辉沸石溶解后解聚为低聚态Si物种且在体系中保留参与分子筛的生长,使得所合成的X型分子筛相对结晶度达100%、n(Si/Al)值为1.14,并缩短了晶化时间和降低了晶化温度,其中所合成的X型分子筛对Cd^(2+)和Ni^(2+)的吸附容量分别达到173.553 mg/g和75.897 mg/g。因此,本研究将为天然矿物快速转化为高品质的X型分子筛设计与制备提供理论基础和技术支持。

Cd/Zn及Cd/Zn/Ni复合污染对胡萝卜生长吸收特征的影响

利用盆栽试验对胡萝卜在不同浓度Cd/Zn及Cd/Zn/Ni复合作用下的重金属吸收效应进行了研究。结果表明,在Cd/Zn/Ni和Cd/Zn复合污染条件下,胡萝卜茎叶和块茎干重与对照土壤比较均受到显著影响(P<0.05),尤其是含Ni组合,在Ni浓度达到250mg·kg-1后,胡萝卜块茎和茎叶生物量都锐降(P<0.01)。对比不同剂量下两组合富集系数(EF)和转运系数(TF)的结果发现,含Ni组合中,Cd、Zn、Ni3种重金属在不同迁移界面以及不同浓度水平时的活性不同:在土壤-胡萝卜块茎迁移界面,当土壤中Cd、Zn、Ni浓度分别在0.35～1.8、50～300mg·kg-1以及60～250mg·kg-1之间时,活性大小为Cd>Zn>Ni;当其浓度分别达到3.5mg·kg-1(Cd)、600mg·kg-(1Zn)以及500mg·kg-(1Ni)时,活性大小变为Zn>Ni>Cd;而在胡萝卜块茎-茎叶界面,Cd的活性在任何浓度水平下始终最大,当Zn、Ni浓度分别在50～180mg·kg-1以及60～170mg·kg-1之间时,活性大小为Zn>Ni,但在此浓度之后Ni的作用突显,活性大小变为Ni>Zn。非含Ni组合中,在两迁移界面和不同浓度水平下,两种重金属的迁移能力始终为Cd>Zn。此外,在碱性较高的绿洲灌淤土中,Cd、Zn、Ni之间的交互作用表现为Ni与Cd的拮抗作用,以及Ni与Zn的协同作用。

干旱区绿洲土壤共存重金属元素形态变化及生物有效性实验分析——以Cd、Zn、Ni元素为例

采用盆栽试验,初步研究了干旱区绿洲土壤—胡萝卜系统中镉、锌、镍3种重金属的形态变化特征及其生物有效性问题。结果表明:供试绿洲土壤原状土中,Cd、Zn、Ni均以稳定的残渣态形式存在,而处理土壤中重金属被钝化的量有限,Cd的存在形式主要以碳酸盐态为主,Zn、Ni则主要以铁锰氧化态为主;3种元素的活性大小依次为Cd>Ni>Zn。根据回归分析,元素Zn对胡萝卜块茎和茎叶吸收Zn量贡献最大的分别是Zn的碳酸盐结合态和铁锰氧化态;元素Ni对胡萝卜各部位吸收贡献最大的均为Ni的铁锰氧化态。

Ni掺杂CdS电子结构和光学性质的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,对纤锌矿结构CdS和CdS∶Ni几何结构、能带结构、电子态密度和光学性质进行了系统的研究。计算结果表明,Ni原子掺入CdS后晶格常量均减小,晶格发生局部畸变;Ni的掺杂在费米面附近引入杂质能级,极大地提高了CdS系统的导电性。光学性质的计算结果显示,掺杂导致在可见光区域出现了强度微弱的新吸收峰。所有结果表明,Ni掺杂CdS体系是极具潜力的透明导电材料。

Cd、Pb、Ni、As单一污染对油麦菜叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响

研究了Cd、Pb、Ni、As单一污染对油麦菜叶绿素含量和抗氧化酶系统的影响,结果表明油麦菜叶绿素含量低于对照,并且随着Cd、Pb、Ni、As处理浓度的增加呈先升后降的趋势;油麦菜抗氧化酶系统所受影响因重金属污染种类不同而不同,其中SOD的活性随着Cd、Pb单一污染浓度的增加呈下降趋势,而随着As、Ni污染浓度的增加呈先升后降的趋势;CAT和POD的活性随着As污染浓度的增加呈上升趋势,而随着Cd、Pb、Ni污染浓度的增加呈先升后降的趋势。

全固态碱性Cd/Ni二次电池的制备及其性能

用溶液浇铸法制备含有聚乙烯醇(PVA)/羧甲基纤维素(CMC)聚合物、KOH和水的复合碱性固态聚合物电解质PVA/CMC/KOH/H2O。采用扫描电镜,循环伏安和交流阻抗技术研究PVA/CMC/KOH/H2O的特性。研究结果表明:在室温时,PVA/CMC/KOH/H2O离子电导率最高可达7.1×10-2S·cm-1;在循环伏安曲线上,在0.15,-0.30和-0.70V时出现明显的氧化还原峰。以PVA/CMC/KOH/H2O为电解质组装的电池,当以1mA/cm2的电流密度放电时,在1.10～1.40V有放电平台出现;当以3mA/cm2电流密度充、放电时,电池经过42次循环后,充、放电效率为88%～95%,表明PVA/CMC/KOH/H2O电解质具有较强的稳定性;电池内阻随着充电过程的进行逐步降低,随着放电过程的进行急剧增大;内阻的增加除了与电极充放电状态有关外,还与外加电场对电解质的影响有关。

微囊藻水华的资源化利用:吸附重金属离子Cu^(2+)、Cd^(2+)和Ni^(2+)的实验研究

为将捞取的微囊藻水华资源化,用作重金属生物吸附剂,本文研究了在不同金属离子浓度和不同pH条件下微囊藻水华对重金属Cu2+、Cd2+和Ni2+的吸附效果.研究结果显示,重金属离子浓度分别为20.00、60.00、100.00和140.00μg/ml时,150 mg干重微囊藻水华对Cu2+的去除率分别为67.79%、37.47%、35.93%和34.70%,对Cd2+的去除率分别为73.31%、65.87%、60.09%和42.37%,对Ni2+的去除率分别为47.89%、31.87%、28.46%和21.61%.在较低的重金属浓度(20.00μg/ml)下,微囊藻对3种重金属的去除率最高.但从单位微囊藻生物量吸附重金属量来看,金属离子初始浓度越高,吸附重金属的总量越高;在相同金属浓度下,微囊藻水华对3种金属的吸附效率:Cd2+>Cu2+>Ni2+.微囊藻吸附Cu2+的最适pH为5.0,Cd2+和Ni2+均为6.0,20.00μg/ml浓度时去除率分别达到了71.90%、85.67%和55.43%.微囊藻裂解释放的可溶性物质对重金属吸附影响不大.研究结果显示微囊藻水华可作为重金属吸附剂有效地运用于重金属污水处理.

废旧Cd/Ni电池回收利用的研究

废旧Cd/Ni电池粉碎、煅烧后再与醋酸反应 ,得含Ni2 + 、Cd2 + 和Fe2 + (Fe3+ )混合体系。通过氧化Fe2 + ,调 pH和过滤除去铁。加NaOH制得Ni(OH) 2 和Cd(OH) 2 的混和物 ,并由XRD实验得以证实。将上述混和物分别添加到密封Cd/Ni电池的正负极中 ,检测了正负极活性物质利用率、放电电位、1C电流和 - 1 8℃放电容量 ,结果表明 :含上述混和物的电极与对比电极具有相同的性能。此种回收利用废旧Cd/Ni电池方法的特点在于无须分离Ni2 + 和Cd2 +

EDTA和柠檬酸对污染土壤中Cd、Ni活化的影响

以新乡市蓄电池厂周围的Cd、Ni污染土壤为研究对象,研究了不同浓度的EDTA、柠檬酸对Cd、Ni活化的影响。结果表明:在供试污染土壤中,Cd、Ni的活化量随着EDTA、柠檬酸浓度的增大而增大,EDTA对Cd、Ni的活化效果大于柠檬酸。在浓度为10.0mmol/L时,EDTA和柠檬酸对Cd、Ni的活化量都达到最大。EDTA和柠檬酸对Cd、Ni活化速度特性不同,EDTA对土壤Cd的活化速率大于柠檬酸,EDTA对土壤Ni的活化速率略大于柠檬酸。供试污染土壤中Ni不易被活化。

Ni掺杂浓度对CdS:Ni体系电子和光学性质的影响

采用基于密度泛函理论框架下的第一性原理计算方法,对纤锌矿结构CdS:Ni的几何结构、能带结构、电子态密度和光学性质随Ni掺杂浓度的变化进行了系统地研究。计算结果显示,无论是在富镉,还是富硫条件下,计算得到不同Ni掺杂浓度的形成能都较小,说明CdS:Ni系统在实验上是可以实现的;Ni掺杂的CdS在价带顶附近出现杂质带,大大提高了材料的导电率。光学性质的计算结果显示,Ni掺杂后体系的光学性质有很大的改变,在吸收光谱上产生了新的吸收峰,并且随着掺杂浓度的增加,吸收范围增大。所有结果表明,CdS:Ni体系是极具潜力的透明导电材料。

Cd,Ni,Pb对小麦灌浆期叶绿素荧光参数的影响

为明确重金属Cd,Ni,Pb对小麦生长发育的影响,在土壤内分别添加Cd Cl2,Pb(OAC)2·3H2O和Ni Cl2·3H2O进行模拟污染土壤的盆栽试验,研究了灌浆前期、中期、后期小麦旗叶叶绿素荧光诱导动力学参数。结果表明,重金属Cd,Ni,Pb这3种元素处理下,在灌浆前期叶片光化学活性最强,受伤程度最小,对光能的利用效率最高,但灌浆后期随着叶片衰老,光合生产能力减弱,无法更好地捕获光能以吸收更多的光能用以光合作用;Cd2(5 mg/kg),Ni1(50 mg/kg),Pb2(200 mg/kg)处理有利于提高PSⅡ反应中心开放部分的比例,将更多的光能用于推动光合电子传递,从而提高光合电子传递能力;同时非光化学能量耗散的提高,有助于耗散过剩的激发能,以保护光合机构,缓解环境对光合作用的影响,可以保持植物叶片较强的营养物质合成及运转能力。

NiS-PdS/CdS 光催化剂的水热法合成及其可见光分解水产氢性能

为提高太阳能转化效率, 高效响应可见光的光催化剂的研究十分必要. 本研究以硫化镉、氯化钯、醋酸镍和硫脲为原料, 利用水热法制备了NiS-PdS/CdS复合光催化剂. 通过X射线衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射光谱(DRS)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光(PL)光谱等手段对光催化剂进行了表征, 并在乳酸牺牲剂中对光解水制氢活性进行了测试. 结果表明: 助催化剂NiS和PdS能较好地分布在CdS表面上, 形成共负载的NiS-PdS/CdS 光催化剂, 其可见光下的活性比 CdS 明显增强, 当 NiS 和 PdS 负载量分别在 1.5%和 0.41%(w)时, NiS-PdS/CdS获得最好活性, 最大产氢量达到6556 μmol·h-1, 是 CdS 活性的 7 倍, 是 NiS/CdS 的近 3 倍, 测得在λ=420 nm时的表观量子效率为47.5%. 助催化剂NiS和PdS分别起到传递光生电子和光生空穴的作用,两者共负载相比于单独负载, 能使光生载流子的迁移和分离效率更高, 因此提高了光催化产氢活性.

EDTA、柠檬酸对Cd、Ni污染土壤植物修复的影响

通过不同浓度的EDTA和柠檬酸对土壤进行处理,强化四川黄芥修复Cd-Ni复合污染土壤的田间盆栽模拟试验,分析了四川黄芥根部和地上部中Cd、Ni的含量,探讨了EDTA和柠檬酸进入土壤后对Cd、Ni吸收和运输的影响。结果表明,采用四川黄芥对Cd-Ni复合污染土壤进行植物修复时,添加5.0mmol.kg-1的EDTA效果最佳,添加2.5mmol.kg-1的柠檬酸次之。

组合Cd/Ni电池的记忆效应

Cd/N i电池的记忆效应会使电池放电平台和放电容量下降,本文对组合Cd/N i电池的记忆效应形成的原因进行了分析,并探讨了消除记忆效应和恢复电池性能的方法.

Cd^2＋和Ni^2＋在粉煤灰上的吸附特性

考察了粉煤灰对Cd2+和Ni2+的单组分吸附和双组分吸附性能。结果表明,粉煤灰可有效吸附水溶液中的Cd2+和Ni2+,去除率随pH升高而增加。吸附约60 min后趋于平衡。粉煤灰对Ni2+的吸附容量高于Cd2+。单组分吸附平衡符合Freundlich模型和Redlich-Peterson(R-P)模型。双组分吸附时,Ni2+和Cd2+之间存在明显的竞争吸附效应;随干扰离子浓度升高,竞争吸附效应增强。不同模型拟合结果表明,双组分吸附平衡符合Freundlich竞争吸附模型。脱附实验表明,Cd2+比Ni2+易于脱附;0.1 mol/L HCl、0.1 mol/L HNO和0.05 mol/L HSO的脱附效果接近,对Cd2+脱附率>60%,对Ni2+脱附率>35%。

Pb^(2+)、Cd^(2+)、Ni^(2+)复合污染对茶树的影响研究

通过正交试验设计研究了溶液培养条件下Pb2+、Cd2+、Ni2+复合污染对茶树生长的影响以及茶树对Pb2+、Cd2+、Ni2+的吸收积累特性。结果表明,复合污染条件下,茶树表现出失水萎蔫、中下部叶片异常脱落和失绿黄化等受害症状。各元素在茶树体内的分布积累规律:Pb表现为吸收根>主根>主茎>枝条>叶片>新梢;Cd表现为主根或吸收根>主茎>新梢>枝条>叶片;Ni则表现为主根或吸收根>主茎>新梢>枝条或叶片。Ni2+、Cd2+在茶树体内的移动性均强于Pb2+。复合污染条件下,某一元素在茶树体内的积累量除受元素本身的性质影响外,还受到该元素的环境浓度、共存元素的性质与浓度的影响,并随茶树体部位不同,其影响顺序和作用结果也不同。

MH-Ni电池和CdNi电池的内阻测试与分析

对金属氢化物镍电池和镉镍电池在不同条件下的内阻进行了测试分析。实验发现 :金属氢化物镍电池和镉镍电池的荷电态内阻小于放电态内阻 ,且镉镍电池的放电态内阻离散性较大。金属氢化物镍电池荷电态内阻随荷电量的变化存在最小值 ;金属氢化物镍电池和镉镍电池在长时间放电态贮存过程中 ,电池内阻都会增加 ,镉镍电池的内阻增加更明显 ,且离散性更大 ;但电池经过充放电活化后 ,电池内阻可大大降低。同批次生产的相同规格的电池 ,电池内阻越小 ,电池的放电电压平台越高。实验还发现 ,电池的集流体结构设计、隔膜的选择及电液量的多少都会影响电池的内阻。

污泥灰对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附作用研究

在静态条件下,以改性城市污泥为吸附剂,研究了污泥灰(MSSA)对重金属离子的吸附性能,着重探讨了改性污泥灰去除工业电镀废水中重金属离子Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的适宜条件。结果表明,pH值是影响污泥灰对重金属离子吸附的重要因素,镉(Ⅱ)、镍(Ⅱ)吸附的最佳pH值为6.0和6.5;当吸附剂最佳用量为10 g/L时,Cd(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.21 mg/g和1.02 mg/g;吸附等温线可以用Freundilich和Langmuir模型描述,吸附过程基本符合Langmuir和Freundilich吸附等温式。该吸附剂吸附性能优越,可有效地去除废水中的相关金属离子。

天然斜发沸石吸附废水中Pb^(2+)、Cd^(2+)、Ni^(2+)、Zn^(2+)的试验研究

用山东潍坊涌泉天然斜发沸石对模拟含重金属离子Pb2+、Cd2+、Ni2+、Zn2+的废水分别进行了试验研究。结果表明,该地天然斜发沸石对废水中的Pb2+有较高的去除率,可以作为重金属离子Pb2+的吸附剂使用。