聚乙烯乙酸酯/杨梅单宁低温去污剂合成及其对模拟U(Ⅵ)污染的去污特性

以杨梅单宁和聚乙烯乙酸酯为原材料,通过复合及复配去污助剂十二烷基磺酸钠,制备了一种可用于低温下(-10～0℃)去除物体表面模拟放射性核素U(Ⅵ)污染的新型去污剂。利用傅立叶变换红外吸收光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDX)等对去污膜及去污机理进行了分析。结果表明:在适宜的杨梅单宁、聚乙烯乙酸酯和十二烷基磺酸钠质量比下,去污温度在-10℃～0℃范围时,聚乙烯乙酸酯/杨梅单宁去污剂对不同材料(不锈钢、陶瓷、玻璃、聚氯乙烯)表面上模拟U(Ⅵ)污染的去污率最大值分别为96. 82%,97. 12%,95. 08%,90. 07%。该去污剂在低温情况下10 h以内能快速成膜,剥离去污,其去污机理是物理黏结和配位以及离子交换共同作用的结果。     

可完全消泡泡沫去污剂对模拟铀污染的去污效果及机理

以月桂酰基甘氨酸钠(SLG)为发泡剂,十二烷醇(DOH)、黄原胶(XG)及石油磺酸盐(PS)为助剂制备了泡沫去污剂,利用泡沫去污剂对硝酸氧铀酰污染的材料表面进行去污,去污后废弃泡沫酸化消泡。研究了DOH,XG对泡沫稳定性的影响,考察了PS添加量和去污时间对泡沫去污率的影响,p H值对消泡的影响。结果表明:DOH,XG的加入增加了泡沫的稳定性,大大减少了去污过程中的排液量;去污时间为30 min时,加入质量分数1%PS的去污剂对深部污染的去污率高达98%,其机理为PS中的磺酸根与铀酰离子发生了化学结合,泡沫在p H值小于4.07时可完全消泡。     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

零价纳米铁对水中Cr(VI)的吸附动力学研究

 为开发新型环境材料,改进治理技术以控制或修复污染水体中Cr(Ⅵ),采用NaBH₄还原Fe³⁺制备纳米级零价铁(NZVI).X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)测试表明,制备的纳米铁颗粒纯度高、粒径小、粒度均匀.以Cr(VI)为研究对象,批试验考查了溶液初始浓度、NZVI投加量、温度等条件对去除效果的影响,研究了NZVI对Cr(VI)的吸附动力学.结果表明,室温、pH值为6-7时,NZVI加入量为0.15g/L,水体中Cr(VI)浓度为30.0mg/L时,Cr(VI)最大吸附量为198.02mg/g,Cr(VI)在NZVI上的吸附符合准二级动力学方程.实验结果显示,纳米零价铁能快速去除水体中Cr(VI);溶液初始浓度、NZVI投加量等是影响Cr(VI)脱除的主要因素,Cr(VI)去除率随反应温度和NZVI投加量升高而升高,随初始浓度升高而降低.实验表明,该纳米铁在废水除铬领域具有较好的应用前景.     

夏威夷果壳活性炭的制备及U(VI)去除机理研究

研究以氢氧化钾(KOH)为改性剂制备夏威夷果壳活性炭去除U(VI)。除铀机理为吸附剂活化过程中增加了醚基、羰基、羧基的含量和比表面积,实验最大吸附量为9.63 mg/g、去除率94.6%。动力学分析表明吸附过程化学吸附优于物理吸附,吸附等温线分析表明吸附过程既有单分子层吸附又有多层吸附且反应容易进行,热力学分析表明吸附过程是自发的吸热反应。     

壳聚糖-纳米零价铁球去除水中二价镉的研究

为了更好地利用纳米零价铁修复水体镉污染,以壳聚糖为载体,制备出壳聚糖-纳米零价铁球用以去除水中的镉(Cd(Ⅱ)).利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对壳聚糖-纳米零价铁球进行表征分析,通过对比与Cd(Ⅱ)溶液反应前后的样品的X线光电子能谱探讨壳聚糖-纳米零价铁球对Cd(Ⅱ)的去除机理,并进行批实验研究环境因素对去除效果的影响.研究结果表明:制备出的壳聚糖-纳米零价铁球为规则均一的黑色球体,粒径约为3.1 mm;所有壳聚糖-纳米零价铁球均具有多孔结构,平均孔径约为40.6μm,且纳米零价铁均匀分布在球内;壳聚糖-纳米零价铁球对Cd(Ⅱ)的去除机理包括物理吸附过程和化学还原过程,且化学还原过程起主要作用;批实验结果显示壳聚糖-纳米零价铁球对Cd(Ⅱ)的去除率随pH值、反应温度和纳米零价铁投加量的增加而增大,随Cd(Ⅱ)初始质量浓度的升高而减小.     

溴代十六烷基吡啶改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除作用

以溴代十六烷基吡啶改性沸石为吸附分离材料,研究了其对水中Cr(Ⅵ)去除率的影响和吸附等温线以及吸附机理.结果表明,在改性沸石粒度为0.25～0.38mm、用量30g.L-1、溶液pH=6、25℃的条件下振荡吸附30min,水中Cr(Ⅵ)的去除率达到93%以上.改性沸石对水中Cr(VI)的吸附符合Langmuir等温吸附线,对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量每100g改性沸石达到36.78mg.X射线衍射分析表明,改性沸石结构中吸附了溴代十六烷基吡啶分子基团C21H38NBr,红外光谱分析证明正是这一基团造成了改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除.     

针铁矿对U(Ⅵ)的吸附性能研究

利用人工合成的针铁矿(α-FeOOH)作为吸附剂,对针铁矿吸附铀废水中U(VI)的影响因素、吸附动力学和吸附等温线进行了研究。探讨在不同pH值、吸附剂投加量和初始铀的质量浓度条件下针铁矿对U(VI)的吸附特性。研究结果表明:当温度为25 ℃、U(VI)浓度为10 mg/L、pH值为6、投加量为0.6 g/L时,针铁矿对U(VI)的吸附率最高可达98.44%;针铁矿对U(VI)的吸附符合准二级动力学方程,说明针铁矿对U(VI)的吸附主要是化学吸附;Freundlich等温吸附模型能更好地拟合针铁矿对U(VI)的吸附过程,说明针铁矿对U(VI)的吸附属于多层吸附。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(VI)的吸附试验研究

摘 要：以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(VI)的初始浓度,pH值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的影响,试验结果表明：在pH=5,投加量为0.3 g/L,U(VI)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(VI)的吸附量达到16.19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(VI)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜（SEM-EDS）和红外光谱（FTIR）等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为—OH、—PO_4^(3-)、—CONH。     

回生淀粉吸附U(VI)的特性及机理分析

以玉米淀粉(CS)为原材料,采用加热后冷藏溶剂交换法制备回生淀粉(MS)。通过静态吸附实验,考察了初始pH,投加量,铀初始浓度及温度等因素对MS吸附U(VI)的影响。试验结果表明,pH=6为最佳pH,在温度25℃条件下,MS对10 mg/L U(VI)溶液去除率可达97.8%。反应过程符合准二级动力学方程与Langmuir热力学方程。FT-IR、SEM和EDS分析结果表明,MS吸附铀前后表面形态发生了改变,MS吸附U(VI)的机理为表面络合吸附,起主要作用的是表面活性羟基。     

沸石—纳米零价铁复合材料对铀的吸附性能研究

通过液相还原法制备出纳米零价铁,将它负载于沸石表面制成负载型纳米零价铁复合材料(Z-n ZVI).采用扫描电镜法(SEM)和BET法对材料进行了表征,考察了不同的温度、反应时间、U(VI)初始浓度、样品投加量对该材料对U(VI)去除效果的影响.结果表明:纳米零价铁颗粒均匀的分布在沸石的表面上,其粒径在40~80 nm左右;在p H为4.5,温度为30℃,接触时间为60 min,样品投加量为0.5 g/L条件下,U(VI)的去除率和吸附容量达到96.7%和48.5 mg/g.该复合材料对水溶液中的U(VI)有较好的去除效果,有望在实际应用中解决含铀废水难以处理的问题.     

Cr(VI)污染土壤的还原钝化修复研究

采用还原剂多硫化钙与包封钝化剂水泥等联合修复Cr(VI)污染土壤,并对修复后土壤中Cr的稳定性进行了阶段跟踪。研究了水溶液中还原剂多硫化钙投加量、pH值变化对Cr(VI)还原性能的影响,并在土壤中添加还原剂,以及与钝化剂联合修复比较对Cr钝化的效果。研究结果表明,水溶液中,当还原剂多硫化钙添加量为理论计算值的1.03倍时,Cr(VI)刚好可以被还原去除,且pH在4~10的范围内对Cr的钝化率基本保持稳定；加入修复剂会使弱酸性的土壤pH短暂升高,随后又会逐渐下降至趋于中性；在土壤中,添加理论投加量2倍的还原剂,在此基础上添加15%水泥共同作用,Cr(VI)均可在短时间内转变为Cr(Ⅲ)。     

凹土负载零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的研究

以FeC12·4H2O和NaBH4为原料,凹土为载体,采用液相还原法制备凹土负载零价铁,并用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)进行表征.考察了Cr(VI)溶液初始浓度,pH,凹土负载零价铁投加量及反应时间等条件对Cr(VI)去除效果的影响.结果表明,Cr(VI)的去除率随反应时间和凹土负载零价铁投加量增加而升高,而随pH和Cr(VI)溶液初始浓度升高而降低;凹土负载零价铁对Cr(VI)的还原去除基本符合伪一级反应动力学模型.凹土负载零价纳米铁Cr(VI)的良好去除效果表明其在地表水原位修复领域具有较好的应用前景.     

新生态二氧化锰(δ-MnO_2)吸附溶液中U(VI)的性能研究

采用KMnO_4氧化MnSO_4的方法制备了新生态二氧化锰(δ-MnO_2)并运用SEM,XRD,FT-IR进行了表征研究,分析了δ-MnO_2吸附U(VI)的机理,探讨了溶液p H、吸附剂用量、反应时间、U(VI)初始质量浓度等因素对δ-MnO_2吸附溶液中U(VI)效果的影响。研究结果表明,新制备的δ-MnO_2颗粒为准球型,分散性较好,团聚少,表明光滑,物质组成主要由Mn,O_,C,K元素组成,具有丰富的表面羟基,故对溶液中的U(VI)有很好的吸附效果。p H值对吸附效果有显著影响,当溶液p H为4.5、吸附剂用量为0.6 g/L、吸附时间为140 min、U(VI)初始质量浓度为35 mg/L时,U(VI)的去除率达到了97.65%。     

Fe3O4/纳米级Fe0去除水中Cr(VI)的研究

本文考察了Fe3O4/纳米级Fe0对污染水中Cr(VI)的去除效果,以及Fe3O4投加量、腐殖酸投加量、温度对Fe3O4/纳米级Fe0去除水中Cr(VI)的影响。结果表明：Fe3O4/纳米级Fe0对水中Cr(VI)的去除效果很好,在2min时Cr(VI)的去除率就能够达到91.4%,这个值比纳米级Fe0单独作用120min时对 Cr(VI)的去除率还要高;Fe3O4与纳米级Fe0的配比为7.5:1时,Fe3O4/纳米级Fe0对Cr(VI)的去除效果最好。温度的升高加速了Fe3O4/纳米级Fe0对水中Cr(VI)还原降解反应的进行。     

纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为与机理

采用水热法制备了纳米赤铁矿吸附剂,对不同pH值、吸附剂用量、吸附时间和初始U(VI)浓度下纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为进行了研究,并采用XRD、SEM和EDS对纳米赤铁矿吸附剂吸附U(VI)前后的表面形貌进行了表征和分析,揭示了纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的动力学特征和吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH为7、吸附剂用量为0.4 g/L、U(VI)的初始质量浓度为5 mg/L时,在120 min时吸附即达到了平衡;此时,吸附率最高,达到了92.62%;纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的过程是一个快速平衡的过程,其动力学过程符合准二级动力学模型,说明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)的方式主要为化学吸附,其吸附等温线符合Freundlich吸附模型,表明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)为多层吸附。     

碳纤维负载零价铁的制备及其去除水溶液中的六价铬

以碳纤维作为载体,采用电沉积法制备碳纤维负载零价铁( PCF-ZVI),利用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对其进行了表征,并考察了其对水溶液中Cr(VI)的去除效果.实验结果表明：碳纤维负载零价铁对水溶液中的Cr(VI)具有很好的去除效果.当铁碳质量比为2：1,投加量(以Fe0计)为2 g·L-1,Cr(VI)初始质量浓度为20 mg·L-1,pH值为5,反应时间40 min后,Cr(VI)的去除率可达99.96%,碳纤维上负载的零价铁对Cr(VI)的还原过程为准一级动力学,并且还原速率与反应温度的关系符合Arrhenius定律,反应活化能为20.683 kJ·mol-1.     

聚三嗪亚胺的合成及从水溶液中吸附铀

利用熔盐法合成了聚三嗪亚胺(polytriazineimide,PTI),并用来吸附水中的U(VI)。在常温下,PTI对铀的最大饱和吸附量达到了135.5 mg/g,与g-C₃N₄相比,是g-C₃N₄饱和吸附量的54.2倍。通过对动力学与吸附等温线模型的探究,发现PTI对U(VI)的吸附符合准一级动力学模型,说明PTI吸附U(VI)属于物理吸附。同时,Langmuir吸附等温线模型能更好地拟合PTI对U(VI)的吸附过程,说明U(VI)在PTI上属于单层吸附。通过对吸附铀后的材料进行XPS表征,发现铀在吸附后的价态没有改变,仍为U(VI)。     

硫酸改性活性炭及其去除水中Cr(Ⅵ)的研究

探讨了硫酸改性活性炭的制备方法,以及改性炭吸附去除水中Cr(VI)的效果、条件与作用机理.结果表明,硫酸改性活性炭制备方法为:将5 g原炭浸泡在100 mL浓度为1 mol/L的硫酸溶液中改性时间4 h,改性温度60℃.改性炭吸附去除Cr(VI)的最佳方式为:溶液pH值3-5,改性炭投加比为1:100(重量比),(补充单位),Cr(VI)去除率为95.6%(较原炭提高了19.6%).改性炭强化Cr(VI)去除的机理主要是:改性炭表面酸性基团含量显著增加,表面极性和亲水性增强,因而对亲水性的Cr2O72-离子吸附能力增强;且活性炭在改性过程中表面形成了大量带正电荷的基团,强化了与Cr2O72-负离子的异电吸附作用.     

一种形貌可控的自脆型去污剂的制备及其性能

针对核设施放射性污染去污问题,以PMMA-b-PMAA二嵌段共聚物为基体,通过加入功能助剂,制备了一种用于去除核设备表面放射性污染的自脆型放射性去污剂。IR表征表明,成膜过程中COO-与Zn2+发生了交联;观察不同单体比去污剂的自脆情况可知,调节MMA/MAA的比例可实现对去污剂自脆形貌的控制;观察去污剂在玻璃、大理石和不锈钢基材表面涂膜情况可知,去污剂在光滑表面可完全自脆;模拟放射性落下灰(掺入239Pu元素)表面污染过程可知,去污剂对塑料漆面板上松散型放射性落下灰的去污率为98.53%。