水处理混凝除钼研究进展与展望

随着工业的高速发展,钢铁、石油化工、电子等行业对金属钼的需求量日益增大,钼矿的大规模开采带来了严重的水污染问题。钼污染水体对人类健康和生态系统稳定造成了很大的威胁。在被钼污染的地下水、地表水和含钼废水处理中,经济且高效的混凝处理技术应用最为广泛。在分析钼的水污染现状和治理技术的基础上,全面综述了水处理混凝除钼技术中混凝剂、影响混凝除钼的主要因素、混凝除钼工艺及除钼机制的研究进展。铁盐是除钼应用最为广泛的混凝剂,在优化pH为4.0~5.0时,能够在复杂水基质条件下稳定去除钼污染物。水中碱度、硬度及磷酸盐、有机污染物对除钼的影响应该受到更多关注。多级混凝工艺在实际含钼水处理中效果显著。静电吸附、表面络合与网捕卷扫是混凝除钼的主要机制。此外,进一步对混凝除钼技术的科学研究和工程应用进行了总结和展望,可为钼的水污染控制提供有益参考。

从低钨高钼溶液中吸附分离钨钼的研究

研究了采用硝酸铁从低钨高钼溶液中吸附分离钨钼的工艺条件,考察了Fe^(3+)/W摩尔比、pH值、搅拌速度、反应时间、反应温度、静置时间等对吸附效果的影响。结果表明:在Fe^(3+)/W摩尔比为6、pH值为9.0、搅拌速度600 r/min、反应时间1 h、反应温度40℃、静置时间15 h的条件下,溶液中的钨钼比由2.08×10^(-2)降至6.52×10^(-4),钼损率仅为3.56%,钨钼分离效果显著,且硝酸铁中的Fe 3+循环利用效果较好。

基于自回归神经网络的钼铁价格预测分析

钼铁在工具钢生产企业的原料采购成本中占比20%,其价格的大幅波动给相关企业的生产和经营的稳定性造成了巨大影响。研究钼铁价格波动的规律,对于指导钼铁采购企业制定合适的采购方案、降低采购成本、保证生产经营的稳定性具有举足轻重的作用。通过对钼铁市场信息及钼铁价格影响因子进行分析,根据钼铁价格波动的特点,引入自回归神经网络,建立了适合下游企业钼铁月度价格预测模型和日价格预测模型,证明了自回归神经网络在钼铁价格预测方面的适用性,拓展了钼铁价格预测的思路。

中南地区几种地带性土壤中的氧化铁类型与钼吸附特性

应用X射线衍射和化学分析等手段研究了中南地区几种地带性土壤中的氧化铁类型与钼吸附的关系，结果表明：供试土壤粘粒的氧化铁以晶质氧化铁为主，非晶质氧化铁含量低；砖红壤和赤红壤中的晶质氧化铁以赤铁矿为主．其次为针铁矿；红壤、棕红壤中针铁矿含量比赤铁矿含量稍高，黄棕壤中的晶质氧化铁全为针铁矿；针铁矿的平均晶粒大小（MCD）一般比赤铁矿的小，而比表面积却比赤铁矿的大；针铁矿型氧化铁的钼吸附量比针－赤混合型氧化铁的高，从砖红壤到黄棕壤．单位重量的晶质氧化铁的钼吸附量随G／（G＋H）比值的升高而增大．

Fe_2O_3-rGO/MoS_2复合材料的制备及其电化学特性

采用水热法合成氧化铁-石墨烯/二硫化钼(Fe_2O_3-rGO/MoS_2)复合材料。使用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对复合材料的晶体结构和微观形貌进行分析和表征。测试结果表明Fe_2O_3均匀掺杂在rGO/MoS_2复合材料中。同时,利用循环伏安法和安培滴定法对制备的Fe_2O_3-rGO/MoS_2电化学传感器的电化学性能进行测试。实验结果表明:制备的Fe_2O_3-rGO/MoS_2电化学传感器,在对亚硝酸盐检测时,其灵敏度可达0.378μA·μM^-1·cm^(-2)(1 M=1 mol/L),检出限为0.2μmol/L(信噪比为3)且具有较宽的检测范围(1.0~9 830μmol/L)和较强的抗干扰性。

V-Mo-O/γ-Fe_2O_3磁性催化剂的制备及其催化合成苯甲醛

具有磁性的催化剂在反应与分离过程中具有明显的优势.采用溶胶凝胶法,将磁核引入到催化剂中,制备了V-Mo-O/γ-Fe2O3磁性催化剂,以催化选择氧化甲苯制备苯甲醛为探针反应,对催化剂性能进行了评价;采用现代分析技术,对催化剂结构进行了表征.研究表明,磁核未影响催化剂的基体结构,焙烧温度对催化剂性能影响显著,适宜的焙烧温度为500℃.扫描电镜测试表明,该条件下合成的催化剂呈纤维状结构.通过X-射线衍射分析,催化剂呈现Mo6V9O40和MoO3物相.当催化反应温度为80℃,氧化剂为双氧水,溶剂为冰乙酸时,甲苯在该催化剂上的转化率为34.8%,苯甲醛的选择性为65.9%.

化学沉淀法去除水中钼的特性研究

采用自来水为原水,考察了不同pH值条件下三氯化铁、聚合氯化铝对重金属钼的去除效果。结果表明,原水pH值为7.5时,投加15 mg/L三氯化铁能将原水中标准限值100倍(7mg/L)的钼去除到0.07 mg/L以下;聚合氯化铝对钼的去除效果较差,对原水中标准限值5倍的钼的最高去除率仅为11%;三氯化铁对钼的去除效果明显优于聚合氯化铝,且处理后残余铁未超标。

二级强化混凝法处理含Mo(Ⅵ)废水的研究

目的确定更有效去除Mo(Ⅵ)的混凝剂种类以及二级混凝去除Mo(Ⅵ)的最佳反应条件。方法采用硫氰酸盐分光光度法检测Mo(Ⅵ)质量浓度,分析最佳混凝剂硫酸铁(PFS)不同的投加量与废水水样不同的pH值对一级混凝去除Mo(Ⅵ)的效果;控制混凝剂投加比例以及总投加量,分析二级强化混凝对Mo(Ⅵ)的去除效果。结果PFS混凝除钼,采用一级混凝工艺,当初始pH值调整为4.5,对Mo(Ⅵ)的去除率为90.71%;在此条件下控制PFS投加量为90 mg/L,对Mo(Ⅵ)的去除率为92.60%。采用二级强化混凝工艺,m_(1)(PFS)∶m_(2)(PFS)=3∶1时处理效果最好,PFS总投加量减少至70 mg/L时,对Mo(Ⅵ)的去除率为95.64%,处理后Mo(Ⅵ)质量浓度为0.873 mg/L,满足《辽宁省污水综合排放标准》(DB21/1627—2008)钼质量浓度为1.5 mg/L的排放限值。结论PFS对Mo(Ⅵ)去除率高。二级强化混凝工艺去除Mo(Ⅵ)效果好,能够减少混凝剂投加量,获得更高的利用效率,并且节约成本。

三维花状MoS2/Fe2O3纳米异质结构的制备及其光催化性质研究

采用两步水热法制备了MoS2/Fe2O3纳米复合材料。对其结构、微观形貌、表面化学成分、光学性能等进行了系统表征,发现当Mo/Fe元素原子比增加到3∶1以上时,SEM观察到MoS2/Fe2O3复合材料的形貌呈现独特的三维纳米花状结构,通过HRTEM可证实异质结构的存在。XRD显示复合材料的物相结构均由六方结构赤铁矿相Fe2O3和辉钼矿相MoS2构成,无任何二次杂质相的存在。PL结果表明异质结构的存在有效加速光生电子空穴对分离,因此在光催化测试中,MoS2/Fe2O3纳米复合材料表现出优异的光催化性能,其中原子数分数3.0%MoS2/Fe2O3的光催化活性最高,20 min降解全部的20 mg/L亚甲基蓝指示剂,其催化活性几乎是单一Fe2O3的10倍。

氢氧化铁共沉淀分离ICP-AES测定钼制品中的磷

试样以硝酸-硫酸混合酸溶解,在氨水介质中,钼制品中的微量磷与氢氧化铁形成共沉淀,从而与钼基体进行分离,用ICP-AES测定磷的浓度。试验表明,铁溶液加入体积对氢氧化铁共沉淀磷量有影响;加入过量氨水体积、碳酸铵的质量和待测样品称样量(小于5g)对于共沉淀效果没有明显影响。方法的检出限为0.27μg/mL。应用该方法对国家标准物质进行分析,分析结果的标准偏差(SD)小于0.000 8,相对标准偏差(RSD)小于5.2%。

化学沉淀法对水中钼、钴金属污染物的应急处理技术研究

通过混凝试验,研究了化学沉淀法去除钼、钴金属污染物的可行性、最佳处理条件及最大应对能力。结果表明,采用三氯化铁作混凝剂,混凝前原水pH值调至7.0～7.6,可有效去除钼,其最佳pH值为7.0,且在钼标准限值10倍浓度条件下依然有良好的去除效果,但钼标准限值50,100倍浓度条件下,混凝沉淀后上清液钼浓度均无法达标;采用聚合氯化铝作混凝剂则无法有效去除钼。采用三氯化铁和聚合氯化铝作混凝剂,混凝前将水样pH值分别调至9.6～10.0和9.25～9.5,均可有效去除钴,其最佳pH值分别为9.75和9.5;在钴标准限值10,50和100倍高浓度条件下,聚合氯化铝作为混凝剂的去除效果明显优于三氯化铁,混凝沉淀后上清液钴浓度均能达标。

全固态Z-Scheme光催化剂MoS_(2)/RGO/Fe_(2)O_(3)的构筑及性能

开发利用太阳能解决日益严重的环境危机迫在眉睫,为了提高对太阳光的利用率和光催化剂的性能,采用原位生长并结合表面静电吸附的方法制备三元复合材料,先利用水热合成MoS_(2)/RGO二元异质结复合材料,再根据材料等电点调变溶液pH值制造MoS_(2)与Fe_(2)O_(3)表面电荷同性、而与RGO表面电荷异性,进而构筑MoS_(2)/RGO/Fe_(2)O_(3)全固态Z-Scheme光催化剂。通过扫描电镜和透射电子显微镜观察发现,MoS_(2)纳米花球和Fe_(2)O_(3)纳米颗粒均匀分布在二维片层结构的电子介体RGO表面,MoS_(2)和Fe_(2)O_(3)分别与RGO形成稳定的异质结构,充分证明此种方式构建复杂三元复合材料的可行性。RGO基全固态Z-Scheme光催化剂在模拟太阳光照射下具有优异的光催化还原降解性能,以无机重金属Cr(VI)溶液作为降解指示剂,60min内全固态Z-Scheme光催化剂中活性最佳的为MR0.43F试样,其光还原降解效率是二元复合材料MoS_(2)/RGO的1.5倍。这种全固态Z-Scheme光催化剂兼具宽光谱吸收、高效光生载流子分离效率和表面化学反应效率,改性后的光催化性能得到显著提升,这一光催化设计路线为水环境处理及清洁能源制备提供了新方向。