二氧化钛光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

用自制二氧化钛粉末光催化剂成功地处理了含Cr(Ⅵ)废水。提出了Cr(Ⅵ)光致还原的最佳条件,确立了当溶液酸度为0.5mol/LH2SO4,Cr(Ⅵ)质量浓度为80mg/L的50mL废水,催化剂用量为0.3g,光照时间4.0h时,Cr(Ⅵ)的光致还原率达95.0 %以上。同时对光催化转化Cr(Ⅵ)的机理进行了初步探讨,证明Cr(Ⅵ)的TiO2 光致还原遵循一级反应速率公式:lnC= -0.88t +4.38。     

小球藻引发水中Cr(Ⅵ)的光化学还原研究

重点研究了在金属卤化物灯(λ≥365nm,250W)光照下由小球藻类引发水体中Cr(Ⅵ)的光化学还原反应,考察了小球藻浓度、光照时间Cr(Ⅵ)初始浓度及pH值在通N2的条件下对Cr(Ⅵ)还原的影响.结果表明:随着小球藻浓度的增大,Cr(Ⅵ)的还原速率及还原率均增大;随着小球藻浓度的增大,光照时间的增加,Cr(Ⅵ)的初始浓度降低以及溶液pH值的降低,Cr(Ⅵ)的光化学还原率逐步增大.当pH≥6时,Cr(Ⅵ)的光化学还原反应基本消失;当pH=4时,六价铬的浓度在0.4~1.0mg/L范围内,小球藻浓度对应的吸光度Aalga在0.025~0.180范围内,Cr(Ⅵ)的初始还原速率拟合方程为V0=kC00.1718A0al.5ga235.     

硫酸盐还原菌还原Cr(Ⅵ)的初步研究

从土壤中分离筛选出几株抗Cr(Ⅵ)的硫酸盐还原菌(SRB),能在含800mg/L Cr(Ⅵ)的培养基中生长,其中2-S-8菌株在含75mg/LCr(Ⅵ)的培养基中生长36h后,培养液中的Cr(Ⅵ)已全部消失.该菌株经初步鉴定为脱硫弧菌.试验结果表明：高毒的Cr(Ⅵ)可被SRB还原成为低毒的Cr(Ⅲ),SRB对Cr(Ⅵ)的还原与SO₄^2-还原作用密切相关,主要是由SRB的代谢作用所产生的还原性产物(S^2-)来完成.     

氧化还原介体催化强化Shewanellaoneidensis MR-1还原亚硒酸盐的研究

针对微生物还原亚硒酸盐过程普遍存在的时间较长的问题,考察了4种水溶性醌类介体(α-AQS,AQS,1,5-AQDS和AQDS)对奥奈达希瓦氏菌(Shewanella oneidensis MR-1)还原亚硒酸盐过程的加速作用,通过单因素试验优化了培养条件,对硒纳米颗粒的Zeta电位和粒径进行了表征。结果表明,4种醌类介体都加速了亚硒酸盐的还原,其中,AQDS的加速效果最显著;在pH值为8.0,温度为30℃,AQDS浓度为0.2mmol/L条件下,48h时亚硒酸盐的转化率达到100%;加入AQDS后会生成更大尺寸的硒纳米颗粒,并可能使硒纳米颗粒表面包裹的有机物质成分及含量发生改变。研究结果为Shewanella oneidensis MR-1修复亚硒酸盐污染的实际应用提供了理论依据。     

累托石催化草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ)的研究

研究了重金属Cr(Ⅵ)在累托石矿物表面的吸附特性及在金属卤化物灯照射下,累托石对草酸、柠檬酸光化学转化Cr(Ⅵ)的影响.结果表明,Cr(Ⅵ)在累托石表面中的吸附量较小,其吸附符合Langmuir等温式.在250W金属卤化物灯照射的光反应体系中,累托石可以显著促进草酸、柠檬酸光化学还原Cr(Ⅵ),具有催化作用.累托石光催化还原去除Cr(Ⅵ)随着溶液pH值的减小而增加.在一定范围内,Cr(Ⅵ)的光化学还原率随累托石用量及草酸、柠檬酸的加入量的增加而增大.     

聚酰胺树脂对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)富集分离的研究

以戊二醛、三乙烯四胺、乙二胺为原料,制备了聚酰胺树脂.用聚酰胺树脂填充分离柱,在1 mol/L的酸度条件下,以5 mL/min的流速洗脱Cr(Ⅵ),Cr(Ⅵ)被全部吸附而Cr(Ⅲ)不被吸附.被吸附的Cr(Ⅵ)用10g/L氢氧化钠从聚酰胺分离柱上洗脱.分离的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)用棓花青褪色光度法在530 nm下分别测定其含量.此法对10 mg/L的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)测定的相对标准偏差分别为1.24%和1.41%,加标回收率为92.0%和96.8%,实验结果令人满意.     

基于PHREEQC程序的地下水Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除研究

采用实验探究与程序模拟的双重方法考察地下水中含Cr(Ⅵ)的亚铁还原去除过程,考察pH、原料投量与共存阴离子对反应进程的影响,并运用PHREEQC 程序对实验结果的内在机制进行解释.结果表明:Fe(Ⅱ)还原去除Cr(Ⅵ)在碱性条件下可以获得较好的去除效果;同时投加的FeSO₄·7H₂O 与Cr的质量比在80∶1时,去除过程达到较经济有效的处理效果.其原因是不同的反应条件影响铬化合物形成的种类与饱和指数(SI),从而影响其去除效果.地下水中存在大量的共存阴离子,其中Cl-易与Cr(Ⅲ)形成不稳定复合物从而对反应进程产生抑制作用;SiO₂3- 因其在不同pH 条件下存在形式不同而对反应进程影响不同,在酸性与中性条件下产生抑制作用,在碱性条件下呈现促进作用.      

小麦秸秆热处理生物碳质对Cr(Ⅵ)的吸附性能

选用小麦秸秆为生物质代表,在200、400、500℃不同温度下,限氧碳化制备生物碳质吸附剂M200、M400、M500.分别考察其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,通过观察等温吸附模型和吸附动力学方程,分析其可能的吸附机理.研究结果表明,三种生物碳质对Cr(Ⅵ)的吸附量随着初始浓度的增加而增加,6 h达到吸附平衡;吸附反应符合准...     

N235萃取Cr(Ⅵ)的研究

研究三烷基胺(N235)从硫酸介质中对Cr(Ⅵ)的萃取,考察了不同稀释剂、水相酸度、水相中Cr(Ⅵ)的浓度、萃取剂浓度、温度、相比等对萃取的影响.求得三烷基胺(N235)萃取Cr(Ⅵ)的过程热效应△H=-26.2 kJ/mol.研究表明三烷基胺(N235)是一种从废水中萃取分离Cr(Ⅵ)的优良萃取剂.     

黄铁矿矿石处理含Cr(Ⅵ)废水研究

以黄铁矿矿石代替化学药剂处理含Cr(Ⅵ)废水.考察了初始pH值和黄铁矿粒径对去除Cr(Ⅵ)的影响,结果表明初始pH为1~2、黄铁矿矿石粒径小于200目(0.076 mm)的条件下,处理效果最佳,去除率可达98%以上.吸收光谱考察表明黄铁矿矿石处理含Cr2O72-废水存在Cr(VI)→Cr3 的还原过程;漫反射红外光谱分析表明,在处理实验过程中,溶液pH值不断升高,并趋于中性,主要是碳酸盐的溶解引起的.     

涂铁石英砂吸附Cr(Ⅵ)的研究

采用加热蒸发法制备涂铁石英砂，对滤料改性前后的含铁量、氧化铁膜的附着能力、比表面积、表面形态以及氧化铁膜的物相组成进行了测定和分析。研究结果表明，随着溶液的离子强度增大或pH值升高，Cr（Ⅵ）的吸附率减小；在Cr（Ⅵ）离子浓度较低条件下，其吸附属Langmuir单层吸附；涂铁石英砂不仅是一种过滤介质，也是一种吸附剂。     

改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

利用Al_2(SO_4)_3对活性炭进行表面改性处理,对比研究未改性活性炭和铝盐改性的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性。实验结果表明,铝盐改性的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果好;其吸附等温线更加符合Langmuir等温吸附方程,且吸附属于自发的吸热反应,吸附方式以化学吸附为主;其吸附动力学更符合准二级动力学方程,吸附速率受颗粒内扩散和液膜扩散共同限制。     

钛柱撑膨润土对废水中Cr(Ⅵ)的光催化还原

以钠基改性膨润土和酞酸丁酯为原料,采用溶胶凝胶法(sol-gel)制备钛柱撑膨润土(Ti-PILC)复合材料。研究了光源、Ti-PILC加入量、Cr(Ⅵ)初始质量浓度和初始pH值对Ti-PILC复合材料光催化降解Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在紫外光照下,Ti-PILC对Cr(Ⅵ)具有较强的光催化降解能力,其中焙烧样品的催化活性最高;综合最优的实验条件是ρTi-PILC=15g/L,ρCr(Ⅵ)=10mg/L,溶液体系pH为3.4。研究了Cr(Ⅵ)光降解还原过程的反应机理。     

Cr(Ⅵ)氧化1,2-丁二醇的动力学

采用分光光度法研究了在25～40 ℃的酸性介质中2,2'-联吡啶(bpy)催化Cr(Ⅵ) 氧化1,2-丁二醇(1,2-butanediol)的反应动力学及其机理.结果表明:反应对Cr(Ⅵ)是准一级,对1,2-丁二醇是分数级.在保持准一级反应条件 ([1,2-butanediol]0 [Cr(Ⅵ)]0 )下,该反应的表观速率常数kobs随着[H+]的增加而增大,随着[bpy]的增加而增大,并且无盐效应.据此实验现象,笔者提出了该反应的反应机理,并且由假设的反应机理推出的速率方程能很好地解释全部实验现象,为减少Cr(Ⅵ)对环境污染提供了理论依据.     

One-step disposal of Cr (Ⅵ)-bearing wastewater by natural pyrrhotite

Cr(Ⅵ)-bearing wastewater can be treated by natural pyrrhotite which is used for reductant to reduce Cr(Ⅵ) and precipitant to precipitate Cr(Ⅲ) simultaneously. The disposal products can be divided into three parts in the beakers,namely supernatant in the upper part,the yellowish colloidal precipitates in the middle part and the pyrrhotite in the lower part. The content of total Cr=Cr(Ⅵ)+Cr(Ⅲ) in the supernatant liquid is 0.06 mg/L,which is lower than 1.5 mg/L of the discharge standard of China and near to 0.05 mg/L of the standard of potable water. This one-step disposal composing of both reduction and precipitation which is traditionally divided into two independent steps called reducing technology and precipitating technology respectively. The new method is of obvious economic advantage and favourable to decreasing surplus mud derived from adding Ca(OH)2 to precipitate Cr(Ⅲ) traditionally so as to avoid recontamination. In fact,sodium sulfite (Na2SO3) used in disposal of Cr(Ⅵ) was traditionally produced from natural mineral of pyrrhotite (FeS). One molecule of FeS is 4 times more than that of Na2SO3 from a view point of rational use of mineral resources. Therefore the prospective of application of the one-step disposal of Cr(Ⅵ) method is full of promise.     

废茉莉花茶渣对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以废茉莉花茶渣作为吸附剂,对含Cr(Ⅵ)溶液进行了吸附研究。分别考察了吸附时间、茶渣投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、茶渣粒径、温度、pH值等因素对废茉莉花茶渣吸附Cr(Ⅵ)的影响。在吸附时间2 h、茶渣投加量为30 g/L、Cr(Ⅵ)初始浓度为40 mg/L、茶渣粒径60目、pH值2.5时,茶渣对Cr(Ⅵ)吸附率达98.7%。温度越高,茶渣对Cr(Ⅵ)吸附效果越好。废茉莉花茶渣对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附能力,是比较合适的重金属离子吸附剂。     

不同酸介质对TiO2光催化还原Cr(Ⅵ)体系的影响

 研究了不同酸介质对TiO₂光催化还原低浓度Cr(Ⅵ)体系的影响,发现在110 W紫外灯3、h照射条件下Cr(Ⅵ)质量浓度低于20μg/mL时受空白影响大.通过在无TiO₂光催化剂的空白实验,表明在HCl介质中不用考虑空白带来的影响,而H₂SO₄,HNO₃,CH₃COOH均有不可忽略的影响.     

2,2'-联吡啶催化Cr(Ⅵ)氧化1,3-丁二醇的动力学

采用分光光度法研究了2,2'-联吡啶催化Cr(Ⅵ)氧化1,3-丁二醇的反应动力学.结果表明:反应对Cr(Ⅵ)是准一级,对1,3-丁二醇是一级.在保持准一级的反应条件([1,3-丁二醇].＞＞[Cr(Ⅵ)]0)下,该反应的表观速率常数kobs随[H+]和[bipy]的增加而增加,增大反应体系的离子强度,速率常数略有增大....     

改性生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

通过硝酸铁浸渍改性制备改性芦苇生物炭,研究改性生物炭(FeBC500)和原始生物炭(BC500,BC,biochar)对Cr(Ⅵ)的吸附性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔径分析仪(BET)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和Zeta电位等测试技术对材料进行表征并进一步探究吸附...     

Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)的反应动力学

通过研究Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)过程Cr(Ⅵ)浓度的变化规律,确定初始pH值和细菌接种量对反应速率的影响,建立不同条件下的反应动力学方程,计算相应的反应表观活化能,得到了按细菌接种量划分的Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应控制区域图。研究结果表明:当初始pH值为8～10时,Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应速率基本相同,当pH<8和pH>10时,反应速率逐渐减小。Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应为零级反应,但细菌接种量减少,反应速率减小,反应表观活化能增大。细菌接种量分别为50%,30%,20%,10%和5%时对应的反应速率常数分别为57.521 1,51.630 6,45.976 4,24.002 5和7.326 5,表观活化能分别为6.89,14.75,19.24,33.54和72.52 kJ/mol;Cr(Ⅵ)的细菌还原反应随着细菌接种量的增加逐渐由内扩散控制区转入混合控制区,当细菌接种量减少至近9%时,转入化学反应控制区,并由此确定了Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件:温度为30℃,pH值10,细菌接种量为20%。