填埋场中水泥土屏障对金属离子的隔离效果研究

填埋法是处理城市固体垃圾最经济和有效的方法之一,当采用水泥土墙作为垃圾填埋场的防渗帷幕时,在设计中并未将污染物以扩散形式的迁移考虑进去.通过大型模型实验分析屏障厚度和水泥掺量对重金属离子的隔离效果的影响,应用数值模拟方法对锌离子在水泥土中的扩散系数进行求解.实验结果表明,随着水泥掺量和屏障厚度的增加,水泥土屏障对金属离子的隔离效果会大幅提升.同时,增加水泥掺量取得的隔离效果要优于增加屏障厚度.试验结果还表明金属锌离子在土中的扩散系数远远大于在水泥土的扩散系数.     

全钒液流电池多孔负极内传质介观分析

目的深入研究电极的传质机理,提高全钒液流电池的性能.方法采用Materials Studio软件构建包含碳纳米管(CNT)、水、V~(2+)、V~(3+)、SO_4~(2-)的介观模型,应用粗粒化分子动力学模拟方法对负极反应时电解液中各种粒子的传递特性进行介观分析.在Martini力场作用下,研究温度、碳纳米管长度、碳纳米管浓度对水、V~(2+)、V~(3+)、SO_4~(2-)的分布有序性和扩散系数的影响.结果随着温度的升高,粒子的扩散系数增大;随着碳纳米管长度的增加或碳纳米管浓度的增加,粒子的扩散系数减小.V~(2+)的扩散系数为2.54×10~(-6)~8.23×10~(-6)cm~2/s,V~(3+)的扩散系数为2.51×10~(-6)~5.26×10~(-6)cm~2/s.结论控制温度、碳纳米管长度、碳纳米管浓度获得了优化的扩散速率,减小了因为传质导致的浓差极化问题,提升了全钒液流电池的整体性能.     

水泥固化重金属污染土的强度及环境特性：试验及数值模拟

为了探究碳化作用下水泥固化/稳定化重金属污染土的强度、环境特性,开展碳化作用下水泥固化污染土在重金属种类、重金属含量、水泥掺量、含水率、养护龄期等条件下的强度试验;并用固化土作地基加固桩,通过COMSOL软件模拟桩体在运营期间Zn~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)的对流-弥散过程。强度试验表明,Pb~(2+)影响较小,而Cu~(2+)和Zn~(2+)延长了水泥水化、初凝和终凝时间,并显著降低强度。重金属含量的减少和水泥掺量的增大,提高了固化污染土的强度。在早期碳化作用中,形成的碳酸盐沉淀具有骨架作用,提高了固化土的强度;后期沉淀附着在水泥水化产物表面,阻碍碳化反应发生,固化土强度降低。模拟结果表明,前期运移速率Pb~(2+)Zn~(2+)Cu~(2+),后期Cu~(2+)Zn~(2+)Pb~(2+)。复合桩体材料使地下水体中污染物浓度显著降低。     

席夫碱类荧光探针CH_3CN/H_2O体系检测Cu~(2+)离子

以1-氨基-2-萘酚和2,4-二羟基苯甲醛为原料合成了席夫碱(2′,4′-二羟基苯亚甲基亚氨基)-2-萘酚(L),采用FT-IR,1 HNMR和ESI-MS对其结构进行了表征.在V(CH3CN)∶V(HEPES)=1∶1(pH=7.2)缓冲溶液中,研究了L对多种金属离子(Cu~(2+),Hg~(2+),Ag+,Pb~(2+),Cd~(2+),Zn~(2+),Ni ~(2+),Co~(2+),Fe~(2+),Al ~(3+),Mn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),K+,Na+)的荧光响应性能.结果表明:L能够通过荧光猝灭响应选择性识别Cu~(2+),且几乎不受其他金属离子的干扰.在Cu~(2+)浓度为0~2.5×10~(-5)mol/L范围内,溶液荧光强度与Cu~(2+)浓度呈现良好的线性关系,据此计算L与Cu~(2+)的结合常数为3.33×10~4 L/mol,对Cu~(2+)的检出限为4.92×10-7 mol/L.L在实际水体中与Cu~(2+)在0~2.5×10~(-5) mol/L浓度下依然表现出较好的线性关系.     

离子交换法研制变折射率玻璃

用Na~+-Li~+和Ag~+-Na~+离子交换研制变折射率玻璃。用电子探针测定交换后玻璃中的Na_2O和Ag_2O浓度分布,求得互扩散系数。用干涉剪像法测定了玻璃表面的折射率分布。在实验温度下,渗透深度与交换时间平方根成正比。锂镁硅系玻璃在400℃的95%NaNO_3-5%Na_2SO_4盐浴中交换196h后,渗透深度达1.26mm;交换60h后,表面与内部折射率差为-0.026。锂镁铝硅玻璃在420℃的同样溶液中交换180h后,渗透深度达1.40mm。400℃时这两种玻璃中Na~+-L~+互扩散系数分别为10~(-10)～10~(-6)cm~2s~(-1)和2.3x10~(-11)～2.4～10~(?)cm~2s~(-1),它随Na_2O相对浓度的增加而增加。钠铝硅玻璃在490℃的AgCl盐浴中处理124h后,Ag~+的渗透深度达2.70mm,折射率差为0.024,随着Ag_2O相对浓度的增加,Ag~+-Na~+互扩散系数从9x10~9增加到1.8x10~8cm~2s~(-1)。     

HO_2与Cl反应机理及动力学性质的理论研究

揭示Cl对HO_2的消耗机制对改善大气环境质量具有指导作用,文中采用CCSD(T)/aug-cc-pVTZ//M06-2X/6-311++G(2d,2p)计算方法研究了HO_2+Cl抽氢和抽氧反应机理.研究发现,该反应共有R1(~3O_2+HCl,路径1)、R2(~1O_2+HCl,路径2)和R3(ClO+OH,路径3和路径4)三条反应通道,其中路径1和路径3分别为抽氢和抽氧通道的优势路径.利用经典过渡态理论(TST)与变分过渡态理论(CVT)并结合小曲率隧道效应模型(SCT),分别计算了抽氢和抽氧通道主路径1与路径3在213～320 K温度范围的内k~(CVT/SCT)值.结果表明,在213～320 K温度范围内路径1的速率常数为4.69×10~(-11)～3.98×10~(-10) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1),比路径3的速率常数高出了13～19个数量级,即路径1是HO_2+Cl反应进行的主通道,298 K时路径1的速率常数(6.27×10~(-11) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1))与实验值(6.80×10~(-11) cm~3·molecule~(-1)·s~(-1))相吻合.此外,在213～320 K温度范围内,变分效应对路径1的速率常数影响较小,而隧道效应在低温段对路径1的速率常数有显著影响.     

GaAs中Te施主杂质的EER谱

本文用EER谱技术,在室温下对掺Te砷化镓(n=1×10~(18)cm~(-3))样品进行了测量,对杂质的ER谱结构E_1进行了分析,提出了电调制浅杂质态的物理模型,用F-K效应定性解释了杂质的ER谱.通过与未掺杂GaAs(n=7.7×10~(14)cm~(-3))的ER谱相比较,定出了E_1结构的线型及位置.     

透视石的光吸收谱研究

本文报道了扎伊尔透视石的室温光吸收谱及其晶体场理论分析结果。我们在透视石中观察到了 Cu~(2+)离子的四条晶场谱带。10,300和13,050cm~(-1)处的吸收带,分别被识别为~2B_1→~2A_1和~2B_1→~2B_2电子跃迁,而15,000和15,820cm~(-1)处的吸收带,则被识别为~2B_1→~2E 电子跃迁。此外,我们还观察到27,000cm~(-1)处的一条吸收带,它可能是由透视石结构中邻近 Cu~(2+)离子的交换相互作用引起的。     

三嗪-罗丹明荧光探针的合成及水中铜离子检测研究

合成了一种新型三嗪-罗丹明荧光探针分子TR1,采用质谱、核磁共振和红外光谱表征了分子结构,并结合紫外可见吸收光谱和荧光光谱,研究了它的光谱性能、铜离子的识别性能及溶剂体系、pH等影响因素。实验结果表明,在CH_3CN/H_2O(体积比1∶1)体系中加入Cu~(2+)后,TR1在553 nm处吸收峰强度显著增强,在580 nm处的荧光辐射增强了100倍,表明探针TR1与Cu~(2+)形成1∶1结构的共轭体系较大的开环荧光复合物。该复合物在含H_2O比例为0~80%的CH_3CN中和pH值3.0~7.5范围内保持较高的稳定性。在4.0×10~(-7)mol/L~5.0×10~(-5)mol/L浓度范围内,TR1荧光强度与Cu~(2+)浓度呈较好的线性关系,最低检出限达到8.0×10~(-8)mol/L。在含Cu~(2+)的自来水和河水样品检测中,回收率均接近100%,相对标准偏差RSD≤4.0%。     

污泥厚度和风速对污泥常温干燥的影响及干燥模型分析

为了研究污泥在常温下的干燥特性,采用自制的污泥干燥装置对城市脱水污泥进行常温干燥实验。研究了不同厚度(10、20、30 mm)和不同风速(0、1、3 m·s~(-1))条件下污泥含水率随时间变化的规律,并用常见的干燥模型对污泥常温干燥过程进行拟合。结果表明:常温条件下,10 mm厚度污泥的干燥速率均高于20 mm和30 mm厚度污泥的干燥速率,并且在风速较低时,降低污泥厚度对缩短干燥时间的效果更加显著;污泥厚度不同,风速对污泥干燥的影响作用不同,对于10 mm厚度的污泥,增加风速可显著缩短干燥时间,而对于20 mm和30 mm厚度的污泥,风速需增加到一定数值(如3 m·s~(-1))时,才能显著缩短干燥时间;Logarithmic模型更适合描述污泥在常温条件下的干燥,干燥过程中的有效扩散系数为1.73×10~(-9)~1.38×10~(-8)m~2·s~(-1)。     

垃圾场BFCF防渗浆材配制及吸附阻滞机理的研究 陈飞,李文虎2,代国忠2,王营彩1

为有效解决垃圾场渗滤液的渗漏问题,用于垃圾填埋场隔离墙防渗工程,通过正交试验优选出了BFCF浆材配方(质量百分比)：膨润土22%～28%、粉煤灰17%～23%、水泥18%～24%、纤维0.06%～0.12%、纯碱0.8%～1.5%、NUF-5减水剂0.4%～0.7%,余之为水。该浆材具有良好可灌性,浆材结石率>99.0%,其固结体28d的渗透系数、抗压强度和弹性模量分别为0.12～0.98×10_-7cm/s、0.75～2.1MPa和230～350 MPa。BFCF浆材具有良好吸附阻滞性能,对磷、铵态氮等无机物阻滞率在98%以上,对COD_Cr、BOD₅阻滞率在83.74%以上,对Hg、As、Pb、Cd等重金属离子均有很好的阻滞作用,阻滞率均在99.91%以上,满足了垃圾填埋场隔离墙对浆材渗透性及抗压强度的要求,具有广阔的市场应用前景。     

2,5-二(α-硫甲基吡啶)1,3,4噻二唑的电化学性质及离子识别性能研究

用循环伏安法和计时电量法等电化学方法研究了2,5-二(α-硫甲基吡啶)1,3,4噻二唑(DPTD)在玻碳电极(GCE)上的电化学行为.结果表明:在0.1 mol.L-1四丁基高氯酸铵(TBAP)的N,N-二甲基甲酰胺底液中于1.08 V(vs.SCE)处有一个不可逆的氧化峰,氧化峰电流与扫描速度的平方根(v1/2)呈良好的线性关系,表明DPTD在GCE上的伏安行为是一受扩散控制的不可逆电化学过程.利用电化学方法求出该电极反应过程是单电子转移,传递系数α为0.78,扩散系数为1.20×10-5cm2.s-1.利用循环伏安法还研究了该化合物对过渡金属离子的识别作用,发现该化合物在一定浓度下对Cu2+和Pb2+有较好的选择识别性.     

西北地区黄土作为垃圾填埋场中间覆盖层的试验

垃圾填埋场中间覆盖层在垃圾分区或分层堆填作业过程中用于临时封闭垃圾堆体、控制降雨入渗并减少蚊蝇滋生和臭气等. 常用的高密度聚乙烯(high density polyethylene, HDPE)膜作为中间覆盖层, 存在易被垃圾刺穿导致坡面雨水大量入渗和造价较高等问题. 我国西北地区气候干旱且黄土分布广泛, 这些黄土是当地制作垃圾填埋场中间覆盖层非常便利的材料. 对黄土中间覆盖层的夯实施工、防渗性能和历经干湿循环作用后开裂导致其渗透系数增大、防渗性能劣化进行了试验研究. 结果表明: 黄土的饱和渗透系数随干密度增大而增大, 当干密度达到1.60 g/cm³时其渗透系数为10⁻⁷~10⁻⁶ cm/s, 防渗性能较好; 现场双套环原位实验测得黄土饱和渗透系数为8.37×10⁻⁸ cm/s, 较室内试验大1 倍左右; 黄土层历经自然干湿循环作用后易开裂, 有裂缝条件下其饱和入渗系数为1.18×10⁻⁶ cm/s, 比无裂缝条件下的 增大了14 倍左右. 在增设15 cm 厚的保护植被土层后, 黄土的开裂情况得到明显抑制.     

微分脉冲阳极溶出伏安法测定高纯金属铟中痕量铊

本文提出用0.08M柠蒙酸-0.02MEDTA-5×10~-5MHg(NO_3)_2 PH6的底液,用JP-Ml型脉冲极谱仪,配合玻碳电极,选择适当的仪器参数,可以得到对称性很好的溶出峰,循环伏安图证明它,在此溶液中的可逆性好,大量共存离子无干扰。铊浓度在9.8×10~-9～11×15~-7M范围内,峰电流和浓度有良好的线性关系。基体铟简单分离后用此法测定时平均含量为1.1×10~-5％,变动系数为7.8％,回收率为95—104％,此方法准确可靠,灵敏度比F vydra等的溶出法高。     

砂砾石土灌浆防渗效果定量评价试验研究

通过设计试验,将不同水灰比的水泥浆液灌入到不同孔隙比的砂砾石地层中,并通过室内压水试验对结石体的防渗效果进行了检测．试验结果显示,水灰比和孔隙比对砂石料结石体渗透系数的影响并不明显,只要砂料的孔隙被凝胶体充满,地层的渗透性状就得到了同样的改善,砂石料结石体的渗透系数可达10。-10。cm／s．而沿结石体扩散半径方向上末段的部位未被水泥浆完全充满,防渗性能较前端有所下降．为使灌浆帷幕充分发挥防渗效果,建议现场施工时使钻孔帷幕留取一定搭接量,搭接量可为最大扩散半径的10％～20％．     

Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94氧离子导体制备与性能研究

采用传统的固相反应法合成Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94氧离子导体,借助于交流阻抗谱和介电弛豫谱分别研究了钠和铝的双掺杂对Na0.5Bi0.5TiO3材料电学性能及氧离子扩散的影响。在400℃时,Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料的晶粒电导率可以达到1.51×10-3 S/cm,是Na0.5Bi0.5TiO3材料电导率的5.5倍。在Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料中观察到一个与氧离子弛豫相关的介电弛豫峰,弛豫参数为E= 0.80 eV和t0= 6.12×10-13 s,氧离子在Na0.54Bi0.46Ti0.96Al0.04O2.94材料中主要通过Na-Bi-Ti的路径进行扩散迁移的。结合结构参数容忍因子及自由体积的分析,钠和铝的双掺杂改善了氧离子在Na0.5Bi0.5TiO3材料中的扩散通道,但是铝的引入一定程度上提高了氧空位扩散的能量壁垒。     

有效菌对提高低温下反应床处理能力的探讨

多重微孔颗粒生物反应床是我公司研究开发的一种经济且能强有效去除垃圾渗滤液中污染物的反应器。本文以上海老港垃圾填埋场调节池出水为研究对象,构建了多重微孔颗粒反应床的小试模型,研究5℃和10℃的低温环境下投加自培低温有效菌对改进反应床处理能力的作用,试验结果表明,COD去除率可提高30个百分点,TN去除率可提升5个百分点。     

污染物离子在粘土介质中扩散系数的测定

介绍了利用一种自制的特殊容器 ,测定污染物离子在粘土介质中运移的扩散系数的方法 .通过Fick扩散第二定律推导的扩散系数计算公式 ,求出了阴离子 (Cl-)和阳离子 (K ,Ca2 ,Zn2 ,Cu2 )的扩散系数 .试验结果发现 :阴离子在土壤中的扩散速度比阳离子大 ;二价阳离子的直径和电导率与扩散系数之间有明显的关系 .试验结果还表明 ,在土中加入少量的水泥 ,可大大减小污染物离子的扩散速度     

Influence of Cr3+ concentration on the electrochemical behavior of the anolyte for vanadium redox flow batteries

The composition of electrolyte affects to a great extent the electrochemical performance of vanadium redox flow batteries(VRB).The effects of Cr3+ concentration in the anolyte on the electrode process of V(V)/V(IV) couple have been investigated by cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS).It was found that Cr3+ causes no side reactions,but affects the electrochemical performance of V(V)/V(IV) redox reaction,including the reaction activity,the reversibility of electrode reaction,the diffusivity of vanadium ions,the interface film impedance,and the electrode reaction impedance.The experimental results show that Cr3+ within a certain concentration range can improve the reversibility of electrode reaction and the diffusion of vanadium ions.With the Cr3+ concentration increasing from 0 to 0.30 g L-1,the reversibility of V(V)/V(IV) reaction increases,while the diffusion resistance decreases.Correspondingly,the diffusion coefficient of vanadium ions increases from(5.48-6.77) × 10-7 to(6.82-8.44) × 10-7 cm2 s-1,an increase of ～24%.However,the diffusion resistance increases and the diffusion coefficient decreases when Cr3+ concentration is over 0.30 g L-1,while the impedances of the interface,the film as well as the charge transfer increase continuously.As a result,Cr3+ with a certain concentration improves the diffusion and mass transfer process,but the resistances of the film,the interface,and the charge transfer rise.Furthermore,Cr3+ concentration of no more than 0.10 g L-1 has few effect on the electrode reaction process,and that of no more than 0.30 g L-1 is favorable to the diffusion of vanadium ions.