氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(VI)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应, 对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰, 得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料. 通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征, 着重研究了其作为吸附剂对Cr(VI)的吸附性能. 结果表明: 该吸附剂对Cr(VI)的吸附能在10 min内达到平衡; 废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(VI)的吸附效果, pH为2.5时效果最佳. 废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响. 结合相应pH值下Cr(VI)的形态分布, 探讨了这种新型材料对Cr(VI)的吸附机理. 结果表明: 其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(VI)的离子形式有关; 吸附过程以离子交换与静电引力为主. 等温吸附数据符合Langmuir模型, T＝308 K, pH＝2.5, V＝40 mL时, 吸附剂的饱和吸附容量qm＝25.58 mg/g. 吸附为吸热过程, 焓变ΔH＝8.64 kJ/mol.     

多胺型阴离子交换纤维吸附铬(VI)的动力学

以聚丙烯腈纤维为原料, 采用化学改性法, 制备了多胺型阴离子交换纤维. 研究该纤维对Cr(VI)的吸附特性. 在研究的温度及浓度范围内, 该纤维对Cr(VI)吸附的平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程, 对Cr(VI)有较强的亲和力, 吸附反应易于进行. 重点研究了该纤维对Cr(VI)的吸附动力学特性, 分别采用Lagergren一级动力学方程、修正伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合, 计算相应的速率常数. 研究表明, 该吸附是一个快速吸附过程, 20 min即可接近吸附平衡, 吸附过程符合伪二级动力学方程, 以化学吸附为主, 该纤维能够多次反复对Cr(VI)进行吸附.     

不同复合体系对含钛高炉渣光催化还原Cr(VI)影响

采用煅烧的硫酸盐掺杂的含钛高炉渣(sulfate-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS)作为光催化剂,研究了Cr(VI)-柠檬酸[Cr(VI)-CA]复合体系和Cr(VI)-柠檬酸-硝酸铁[Cr(VI)-CA-FN]复合体系对STBBFS催化剂光催化活性的影响.结果表明:酸性条件下,不同复合体系对STBBFS催化剂光催化活性的促进作用按Cr(VI)-CA-FN复合体系>Cr(VI)-CA复合体系>Cr(VI)单一体系增强.Cr(VI)-CA复合体系在pH=2.5,反应50 min后STBBFS催化剂光催化活性为0.426 mg·min-1·g-1时将溶液中的Cr(VI)全部还原;而Cr(VI)-CA-FN复合体系在pH=2.5,反应16 min后STBBFS催化剂光催化活性为1.2425 mg·min-1·g-1时将溶液中的Cr(VI)全部还原.两种复合体系中,Cr(VI)离子的光催化还原过程都遵循L-H动力学规律,虽然加入CA和FN后,降低了吸附对光催化还原Cr(VI)的影响,但是Cr(VI)吸附至催化剂表面仍然是整个反应过程的关键.     

电化学传感分析平台测定污水中的Cr(VI)

结合微型电化学仪器,研究了一种快速、便携、灵敏的Cr(VI)电化学传感分析平台,用于污水中Cr(VI)的检测。采用三电极体系,差分脉冲阴极溶出伏安法(DPCSV),记录伏安曲线中Cr(VI)的还原峰。Cr(VI)的溶出峰电流与其浓度在2～500 μmol L-1范围内有良好的线性关系,测得Cr(VI)的检测限为0.55 μmol L-1 (28.60 g L-1),达到了国际卫生组织（WHO）规定的饮用水中Cr(VI)的最高含量50 g L-1。测得镀铬厂废水中Cr(VI)含量为2.03 mol L-1,与国标法中光谱学分析法的结果基本一致。该法重现性好、灵敏度高,使其应用在现场实时监测环境中的Cr(VI)具有很大的潜力。     

不同复合体系对含钛高炉渣光催化还原Cr(VI)的影响

采用煅烧的硫酸盐掺杂的含钛高炉渣(sulfate-modified titanium-bearing blast furnace slag, STBBFS)作为光催化剂, 研究了Cr(VI)-柠檬酸[Cr(VI)-CA]复合体系和Cr(VI)-柠檬酸-硝酸铁[Cr(VI)-CA-FN]复合体系对 STBBFS催化剂光催化活性的影响. 结果表明: 酸性条件下, 不同复合体系对STBBFS催化剂光催化活性的促进作用按Cr(VI)-CA-FN复合体系＞Cr(VI)-CA复合体系＞Cr(VI)单一体系增强. Cr(VI)-CA复合体系在pH＝2.5, 反应50 min后STBBFS催化剂光催化活性为0.426 mg•min―1•g―1时将溶液中的Cr(VI)全部还原; 而Cr(VI)-CA-FN复合体系在pH＝2.5, 反应16 min后STBBFS催化剂光催化活性为1.2425 mg•min―1•g―1时将溶液中的Cr(VI)全部还原. 两种复合体系中, Cr(VI)离子的光催化还原过程都遵循L-H动力学规律, 虽然加入CA和FN后, 降低了吸附对光催化还原Cr(VI)的影响, 但是Cr(VI)吸附至催化剂表面仍然是整个反应过程的关键.     

超支化胶原纤维吸附剂对Cr(VI)的吸附特性和机理研究

超支化聚合物改性胶原纤维(CF-HBPN)作为吸附剂处理含Cr(VI)模拟废水,研究了CF-HBPN吸附Cr(VI)时溶液pH、吸附剂用量和Cr(VI)初始浓度等对去除效率的影响;采用XPS,SEM-EDS等分析检测方法对CF-HBPN表面组成和结构进行表征,探索吸附机理.结果显示:CF-HBPN对Cr(VI)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH为3.0时达到最大,随吸附剂用量增大而增大,随Cr(VI)初始浓度增加而减小.CF-HBPN对Cr(VI)的吸附容量随吸附剂用量增加而减小,随Cr(VI)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.30℃时,4.0 g L-1的CF-HBPN对50 mg L-1Cr(VI)溶液的去除率可达99.57%,最大吸附容量为38.94 mg g-1.0.18 mol L-1的NaOH溶液对吸附Cr(VI)后的CF-HBPN解吸效果最好.SEM-EDS分析结果表明CF-HBPN表面较粗糙,是一种具有空间网状结构的材料,吸附过程存在离子交换.XPS分析结果表明Cr(VI)主要吸附在CF-HBPN表面,铬酸根阴离子与质子化氨基的静电吸附作用为主要吸附作用.     

薄膜梯度扩散-分光光度法富集测量水中痕量Cr(VI)

建立了薄膜梯度扩散(DGT)-二苯碳酰二肼(DPC)分光光度法富集测量水中痕量Cr(VI)的分析方法。先以聚季铵盐(PQAS)溶液为结合相的DGT技术(PQAS DGT)原位分离富集水中Cr(VI),再以DPC分光光度法测定DGT结合相中Cr(VI)的含量,最后依据DGT方程计算水中Cr(VI)的浓度。DGT-DPC法测得配制水中Cr(VI)的回收率为95.1%~101.3%,相对标准偏差为1.60%~3.58%;测得工业废水中Cr(VI)的浓度为18.54~137.61μg/L,加标回收率为94.3%~101.8%。当采样时间为48h,PQAS DGT对水中Cr(VI)富集近10倍,可显著降低分析方法的检测限,实现水中痕量Cr(VI)的定量检测。     

非传统稳定同位素在大气颗粒物溯源中的应用

大气颗粒物对环境与人体健康都具有显著的负面影响,是当前严重的环境污染问题之一.准确判断大气颗粒物的来源是大气颗粒物污染控制的重要前提.近年来,基于天然稳定同位素的大气颗粒物溯源技术受到了广泛关注.本文综述了大气颗粒物中非传统稳定同位素(主要包括硅、锶、铁、锌、铜、钕、铅、汞、碘)的组成分析方法和溯源应用,总结了大气颗粒物中同位素组成的时空分布特征及各排放源同位素组成的差异性,并对非传统稳定同位素应用于大气颗粒物溯源的未来发展趋势进行了展望.     

四乙烯五胺功能化纳米高分子材料对Cr(VI)与磷酸盐共存体系的吸附机理

合成了四乙烯五胺功能化纳米高分子材料(TEPA-NP),采用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、有机元素分析(EA)、X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对其进行了表征,重点考察了其对水中Cr(VI)与磷酸根离子共存时的吸附机理.结果表明,溶液p H对TEPA-NP的吸附性能影响较大.对于Cr(VI)或磷酸盐单一体系,p H 2.5时TEPA-NP的吸附效果最佳;吸附热力学均符合Langmuir模型,吸附动力学均符合准二级速率方程.TEPA-NP对Cr(VI)的饱和吸附量为123.5 mg/g;吸附过程为吸热熵增的自发过程,ΔH为16.06 k J/mol,ΔS为59.02 J/(mol K),308 K时ΔG为-2.10 k J/mol;吸附活化能为30.28 k J/mol.TEPA-NP对磷酸盐的饱和吸附量为149.2 mg/g;吸附过程为放热熵增的自发过程,ΔH为-1.74 k J/mol,ΔS为1.91J/(mol K),308 K时ΔG为-2.32 k J/mol;吸附活化能为18.85 k J/mol.当磷酸盐的共存浓度小于100 mg/L时,磷酸盐对TEPA-NP吸附Cr(VI)几乎没有影响;而当Cr(VI)的共存浓度大于5 mg/L时,Cr(VI)对TEPA-NP吸附磷酸盐的影响已较为明显,可使TEPA-NP吸附磷酸盐的饱和吸附量减小17.3%;结合红外和XPS表征可以推测TEPA-NP对Cr(VI)的吸附涉及静电与配位相互作用,而对磷酸盐以静电吸附为主;Cr(VI)与磷酸盐共存时,TEPA-NP优先吸附Cr(VI).Cr(VI)可以通过竞争取代吸附在TEPA-NP上的磷酸根,且随着Cr(VI)初始浓度增大,TEPA-NP上吸附的总磷脱附的比例增大;而磷酸根对Cr(VI)的竞争吸附较难实现.     

超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附特性研究

借助拟合吸附动力学和等温热力学方程, 研究了湿生超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附性能. 考察了pH值、吸附时间等多种因素对吸附性能的影响; 利用扫描电镜(SEM), X射线能谱(EDS)对李氏禾干粉表面形貌及元素分布进行了表征. 结果表明, 该吸附是单分子吸附的伪二级动力学过程, 吸附过程包含两个步骤: Cr(VI)离子通过静电作用富集在干粉材料表面, 随后干粉表面存在的功能配位官能团会与Cr(VI)发生化学作用. 结合红外光谱图发现对铬起吸附作用的主要是含O, N功能原子的配位官能团, 并且不同功能原子与Cr(VI)的作用方式不同.     

超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

借助拟合吸附动力学和等温热力学方程,研究了湿生超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附性能.考察了pH值、吸附时间等多种因素对吸附性能的影响;利用扫捕电镜(SEM),X射线能谱(EDS)对李氏禾干粉表面形貌及元素分布进行了表征,结果表明,该吸附是单分子吸附的伪二级动力学过程,吸附过程包含两个步骤:Cr(VI)离子通过静电作用富集在十粉材料表面,随后干粉表面存在的功能配位官能团会与Cr(VI)发生化学作用.结合红外光谱图发现对铬起吸附作用的主要是含O,N功能原子的配位官能团,并且不同功能原子与Cr(VI)的作用方式不同.     

塑料中痕量Cr(VI)的RoHS符合性测定及影响因素分析

六价铬Cr(VI)的不稳定性使其成为RoHS(限定有害物质, Restriction of Hazardous Substances)符合性测试的难点之一. 采用分光光度法对塑料中痕量Cr(VI)进行检测, 着重研究Cr(VI)萃取与显色中的过程参数与干扰因素的影响, 并建立了一套试样制备、萃取、显色等标准程序. 研究表明, 采用混合碱萃取法可对Cr(VI)进行有效提取, 同时消除Cr(III)的干扰, 通过排除共存离子影响, 优化萃取、显色、标定过程中pH值、温度和时间等参数, 可使试样和加标溶液的回复率保持在90%～110%之间, RSD＜1%, 校准在低浓度范围(0～500 μg/L)呈良好线性关系. 提出的方法和检测程序具有较高的精确度和灵敏度, 而且操作简单、快速, 为信息产业应对RoHS符合性测试提供了较好的技术支持.     

塑料中痕量Cr(VI)的RoHS符合性测定及影响因素分析

六价铬Cr(VI)的不稳定性使其成为RoHS(限定有害物质, Restriction of Hazardous Substances)符合性测试的难点之一. 采用分光光度法对塑料中痕量Cr(VI)进行检测, 着重研究Cr(VI)萃取与显色中的过程参数与干扰因素的影响, 并建立了一套试样制备、萃取、显色等标准程序. 研究表明, 采用混合碱萃取法可对Cr(VI)进行有效提取, 同时消除Cr(III)的干扰, 通过排除共存离子影响, 优化萃取、显色、标定过程中pH值、温度和时间等参数, 可使试样和加标溶液的回复率保持在90%～110%之间, RSD＜1%, 校准在低浓度范围(0～500 μg/L)呈良好线性关系. 提出的方法和检测程序具有较高的精确度和灵敏度, 而且操作简单、快速, 为信息产业应对RoHS符合性测试提供了较好的技术支持.     

活性炭纤维电吸附重金属及磺胺甲恶唑性能研究

使用盐酸对吸附剂活性炭纤维（activated carbon fiber,ACF）进行改性,通过SEM、BET和FTIR对改性前后的ACF形貌及结构进行系统表征发现,改性后ACF较改性前表面杂质减少且沟壑更加明显,比表面积提高22%,微孔体积增加5%,含氧官能团（C-O和C=O）明显增多. 以水中重金属离子（Zn(II)及Cr(VI)）和抗生素磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole,SMX）为目标污染物,研究改性后ACF对目标污染物的吸附（静吸附和电吸附）性能,考察了浓度、pH、外加电压对吸附的影响. 结果表明,ACF用量为5 g,电压为1.2 V,Zn(II)、Cr(VI)及SMX浓度均为10 mg·L^-1,Zn(II)溶液pH为5时,ACF吸附水中Zn(II)的最大吸附量为9.25 mg·g^-1,是静吸附条件的2.15倍;Cr(VI)溶液pH为4时,ACF吸附Cr(VI)的最大吸附量为8.86 mg·g^-1,是静吸附条件的1.96倍;SMX溶液pH为6时,ACF吸附SMX的最大吸附量为8.32 mg·g^-1,是静吸附条件的1.84倍. ACF吸附Zn(II)、Cr(VI)及SMX的动力学曲线均符合准二级动力学模型,吸附过程为化学吸附. Freundlich等温模型能更好地描述ACF对Zn(II)、Cr(VI)及SMX的吸附特性,其吸附形式为多分子层吸附. ACF通过电极反接方式进行循环再生,脱附速率快且脱附效果明显,经4次循环再生后,ACF对Zn(II)、Cr(VI)及SMX的去除率均在90%以上.     

三元复合水凝胶珠对水中Cr(VI)的高效去除特性与机制

以海藻酸钠(SA)、纤维素纳米纤维(CNF)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,制备了三元复合水凝胶珠SCP@PEI,扫描电镜、红外光谱及X射线光电子能谱的测试结果均表明其已被成功制备。pH值为3时,其对Cr(VI)的吸附效果最佳,这主要与Cr(VI)的赋存形态有关。Freundlich等温吸附模型可较好地拟合其吸附等温线,对Cr(VI)的最大吸附量为6.49mmol/g,热力学参数表明,吸附为自发、吸热、熵增的过程。吸附动力学曲线遵循拟二级动力学模型,6h可达到吸附平衡。主导作用机制包括质子化胺基参与的静电吸附、羟基参与的Cr(VI)还原以及羟基和羧基参与的Cr(III)配位作用。此外,SCP@PEI易于再生,5次循环使用后其对Cr(VI)的吸附量仅下降了4.31%,结果进一步证明其性能稳定,未来应用前景广阔。     

原子荧光光谱法测定大气颗粒物中砷、汞的研究现状及展望

综述了原子荧光光谱法测定大气颗粒物中砷、汞的研究现状,包括原子荧光光谱法的工作原理、发展历程、大气颗粒物的采集及前处理方法、仪器分析测定条件和氢化物发生反应介质等,并对其研究方向及内容进行了展望(引用文献36篇)。     

杂多酸存在下X3B染料光降解和Cr(VI)光还原的协同反应机理

以H3PW12O40(PW)和H4SiW12O40(SiW)杂多酸(POM)为催化剂, 波长大于320 nm的高压氙灯为光源, 研究了混合水溶液中活性艳红染料X3B的光致降解和重铬酸根(Cr(VI))的光致还原. 结果表明, POM-X3B-Cr(VI)三元体系的反应效率高于POM-X3B、POM-Cr(VI)和X3B-Cr(VI)二元体系的反应效率, PW的光活性高于SiW, 且X3B光降解和Cr(VI)光还原之间存在明显的协同作用. 通过考察各组分起始浓度以及N2、O2、H2O2和乙醇的影响, 实验发现, 激发态POM*与H2O反应产生POM-和·OH是反应的决速步骤. X3B光降解和Cr(VI)光还原分别主要通过·OH 和POM-进行, 而X3B和Cr(VI)之间光化学反应的贡献较小. 在二元和三元体系中POM浓度对反应速率表现出不同的影响, 表明激发态POM*与H2O之间的反应具有可逆性.     

IC-ICP-MS联用法测定玩具材料中可迁移的六价铬与三价铬

建立了一种IC与ICP-MS联用分析玩具材料中可迁移的Cr(III)与Cr(VI)的分析方法。采用胃酸模拟溶液萃取玩具材料中的Cr(III)与Cr(VI),萃取液用氨水调至中性,以NH4Cl为流动相,季铵盐离子交换柱为分离柱的离子色谱分离,最后用ICP-MS外标法定量。Cr(III)和Cr(VI)的线性范围分别为0.05～5 mg/kg和0.005～0.5 mg/kg;加标回收率90.0%～105.4%;RSD为2.0%～7.2%;Cr(III)和Cr(VI)的检出限(S/N=3)分别为0.25μg/L和0.029μg/L。     

Fe_3O_4/Py/PAM磁性荧光纳米粒子的制备及应用于废水中Cr(VI)的测定

本文采用层层自组装法合成了具有良好水溶性的功能化磁性荧光Fe3O4/Py(芘)/PAM(聚丙烯酰胺)纳米粒子.利用其磁性,能够对该粒子进行简单有效的分离纯化,并可以对待测粒子进行富集以提高其检测灵敏度.利用Cr(VI)对该复合粒子水溶液的荧光猝灭,建立了测定Cr(VI)的荧光分析法,讨论了反应机理.在最佳实验条件下,该方法的线性区间为0.1～14.0μgmL-1,检测限为0.02μgmL-1.常见的共存离子不干扰测定,该方法可用于环境废水中Cr(VI)的测定.     

TiO2纳米管半波脉冲直流电光电催化还原Cr（Ⅵ）

报道了在半波脉冲直流电(h-DC)作为电压驱动下,以阳极氧化法制备的TiO2纳米管(TNT)为工作电极,紫外光光电催化(PEC)还原Cr(VI)的研究.半波脉冲直流电相比稳压直流电(DC)和交流电(AC)具有更佳的载流子分离和光电催化作用.探讨了电压大小、频率及电解质NaCl浓度对Cr(VI)催化还原反应的影响.TNT光电催化和电催化还原Cr(VI)效率随外加电压和频率的增大而增大,但是频率过高对反应有一定的抑制作用.电解质NaCl对反应的影响不显著,这是因为在重金属还原体系中,NaCl作为活性氯物种的母体和增强溶液导电性的作用体现得不明显.