聚合硅酸硫酸铁和聚合硫酸铁处理黄河水的效果及其絮体特性研究

采用聚合硅酸硫酸铁(PFSS)和聚合硫酸铁(PFS)两种无机高分子混凝剂处理黄河水,考察了两种混凝剂对浊度和UV254的去除效果,并结合混凝过程中絮体zeta电位的变化,分析了两种混凝剂的混凝机理.通过激光粒度仪在线观察混凝过程中絮体的生长情况,发现PFSS比PFS生成的絮体生长速度快,尺寸大.对形成的絮体施加不同强度的剪切力,通过观察絮体粒径的变化来比较絮体的强度,发现PFSS生成的絮体强度较大.研究了在不同剪切强度和不同剪切时间下絮体的破碎程度和絮体的恢复能力(分别以破碎因子Bf和恢复因子Rf表示),发现在强剪切力和长剪切时间下Bf和Rf均较大;在相同条件下PFSS生成絮体的Bf较小而PFS生成絮体的Rf较大,这表明前者的抗剪切能力较强,而后者具有更强的再生能力.     

麦草制吸附剂对水体中不同阴离子的吸附性能

采用环氧氯丙烷、乙二胺和三乙胺对麦草秸秆进行化学改性,研究改性麦草秸秆的性能指标并重点考察其对水体中的NO3-,PO43-和Cr2O72-的吸附性能及效果.研究结果表明,改性麦草秸秆引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对阴离子的吸附性能;改性麦草投加量、pH值、吸附时间和温度对吸附性能影响较大,吸附过程符合伪二级动力学方程和Langmuir等温吸附模式;改性麦草秸秆对NO3-、PO43-(P)和Cr2O72-(Cr)的最大吸附量分别为53.5、62.4和386.2mg·g-1.     

南极海冰细菌胞外多糖的助凝作用及红外光谱分析

利用酒精沉淀结合氯仿和丁醇脱蛋白法,从南极海冰细菌Pseudoaheromonas sp.Bsi20310发酵液中制备得到该菌株所产的胞外多糖(Exopolysaccharide,Bsi20310 EPS)粗品.以Bsi20310 EPS为助凝剂,可以明显改善铁盐对模拟水溶性染料活性艳红X-3B废水的混凝效果,在pH 10左右,Fe(Ⅲ)浓度0.98 mmol·L-1条件下加入150 mg·L-1 Bsi20310 EPS,脱色率由16%提高到84%.利用傅里叶变换红外光谱法(FTIR)分析比较Bsi20310 EPS、Fe(Ⅲ)混凝剂-Bsi20310 EPS絮体及Fe(Ⅲ)混凝剂-Bsi20310 EPS-活性艳红X-3B絮体的官能团,图谱显示,Bsi20310 EPS含有丰富的-OH、-COOH及糖苷键等活性基团;当Bsi20310 EPS与Fe(Ⅲ)混凝剂作用后,3 429 cm-1处尖峰变成宽峰,2 921 cm-1处峰形减弱或消失,1 650cm-1处锐峰变成钝峰,1 242 cm-1处峰出现轻微红移,1 151～1 038 cm-1范围内杂多峰变成单一尖峰,表明-OH、-COOH及糖苷键是发生反应的主要官能团.研究结果预示着Bsi20310 EPS可以作为一种安全有效的微生物助凝剂.     

生物质两性吸附剂的合成及其对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的去除

以麦草为原料、以三乙胺和氯乙酸分别为氨基和羧基官能团接枝反应剂,制备秸秆基两性吸附剂;以产品对Cu(II)和Cr(VI)的去除效果为指标,考察了合成过程中单一影响因素,并结合正交实验得出优化改性条件。结果表明,氯乙酸投加量是影响两性秸秆改性效果的主要因素,温度的影响最小;优化改性条件为:当固定阳离子型麦草秸秆投加量为6.69g时,氢氧化钠投加量、氯乙酸投加量、反应温度和反应时间分别为5mL、3.402g、60℃和2.5h。该吸附剂对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达到90.9和241.1mg/g。     

有机胺型铁基离子液体的H_2S吸收和再生性能

合成了有机胺型铁基离子液体1.6Et3NHCl·FeCl3,研究了其热稳定性和对H2S的吸收与再生性能.考察了H2S浓度为832 mg/m3,温度为40~180℃,气体流速分别为100,300,400和500 mL/min条件下H2S的去除率,结果表明当气体流速小于400 mL/min时,吸收率可达100%;随着温度升高,吸收效率提高并趋于恒定.在最优条件下测得1.6Et3NHCl·FeCl3离子液体的硫容量为6.36 g/L,远高于[Bmim]FeCl4离子液体.通过比较吸收H2S前后的红外光谱图,进一步确定了氧化反应的发生.采用密度泛函理论从分子水平上研究了H2S与1.6Et3NHCl·FeCl3和[Bmim]FeCl4两种铁基离子液体以及Fe3+水溶液的相互作用,从理论上比较了脱硫剂中的基质对H2S吸收的影响,确定了胺基对H2S吸收的促进作用.通过对脱硫产物的XRD分析,确定了斜方晶体(α-硫)的生成,与传统水相湿法氧化脱硫得到的产物相同.通入空气可快速有效地对1.6Et3NHCl·FeCl3离子液体进行再生.     

阳离子膨润土对分散染料的吸附动力学研究

研究了阳离子膨润土(EPI-DMA/Bt, PD/Bt, CTMAB/Bt)对分散染料(分散黄棕S-2RFL, 分散大红S-R, 分散蓝SBL, 分散黄SE-6GFL)的吸附动力学行为. 结果表明, 阳离子膨润土对分散染料的吸附过程符合二阶段吸附速率方程, 各阶段具有不同的吸附动力学常数(k1, k2)以及吸附活化能(Ea1, Ea2)、活化焓(ΔH*1, ΔH*2)和活化熵(ΔS*1, ΔS*2); 在阳离子膨润土对分散染料的吸附过程中, k1随着阳离子插层剂烷烃链的增加而增大, 表明较大的晶片层间距, 疏水的层间域和表面正电荷增加均有利于吸附速率增大; 对于两个吸附动力学阶段, ΔH★1<-TavΔS★1, △H★2<-TavΔS★2和ΔG★>0表明整个吸附过程活化熵的影响大于活化焓.     

新世纪创新化学人才培养研讨会论文摘登

受教育部化学教学分指导委员会委托,高等学校化学教育研究中心主持的教学研究项目"新世纪创新化学人才培养的研究"第一次研讨会,于4月5～6日在河北大学举行.23所高校的40位代表参加了会议,共收到论文18篇,14位代表在会议上发言,交流了创新能力培养方案与实践经验.     

g-C3N4/TiO2-PVDF光响应膜界面实现高效油水分离:不同暴露晶面诱导的渗透性和选择性差异及性能

油滴堵塞导致的膜污染问题限制了膜技术在油水分离中的应用,构建选择性分离油水混合液的功能界面是实现高效油水分离的重要途径.本文制备了Ti O₂(001)和(101)晶面暴露的g-C₃N₄/Ti O₂-PVDF(聚偏氟乙烯膜)光催化膜,研究了不同暴露晶面对油水分离效果的影响及作用过程.结果显示,光照射下,Ti O₂(001)晶面赋予了g-C₃N₄/Ti O₂(001)-PVDF膜优异的超亲水和水下超疏油特性,与Ti O₂(101)晶面暴露的膜相比,g-C₃N₄/Ti O₂(001)-PVDF膜具有更优异的油水分离性能.g-C₃N₄/Ti O₂(001)PVDF膜在可见光照射下,纯水通量达到2002.9 L·m^?2·h^?1,...     

衍生-超临界流体萃取金属离子的技术与进展

综述了近年来衍生-超临界流体萃取环境样品和环境模拟样品中金属离子的研究报道,结合作者的研究工作,着重评述了超临界流体萃取不同环境样品、环境模拟样品中金属离子的原理、萃取过程的动力学模型、衍生剂的选择原则、金属螫合物在超临界流体中的溶解度理论、影响萃取效率的因素、金属离子超临界流体萃取应用研究现状与进展等。利用流体与基体改性技术实现了金属离子和金属螯合物的超临界流体萃取,且在萃取体系中加入适量的表面活性剂能显著提高萃取效率。     

有机-无机型杂多酸相转移催化氧化脱硫性能研究

合成了四种有机-无机型杂多酸催化剂,包括[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆],[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PMo₄O₁₆],[π-C₅H₅NC₁₂H₂₅]₃[PW₄O₁₆]和[π-C₅H₅NC₁₂H₂₅]₃[PMo₄O₁₆]. 以有机硫的正辛烷溶液为模拟油品,H₂O₂为氧化剂,乙腈为萃取剂,在两相体系中,考察了上述四种催化剂对模拟油品中二苯并噻吩(DBT)氧化脱硫的催化活性. 结果表明,[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆]具有最佳的催化活性. 采用[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆]进行后续研究发现,反应完毕,[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆]以沉淀的形式析出,可以重复利用且脱硫效果很好. 研究表明,上述有机-无机型杂多酸属于相转移催化剂,氧化脱硫反应体系属于反应控制相转移催化体系. 在相同实验条件下,由于电子云密度和空间位阻效应共同的作用,DBT、噻吩(TH)、苯并噻吩(BT)和4,6-二甲基二苯并噻吩(4,6-DMDBT)脱硫由易到难的顺序为DBT >4,6-DMDBT >BT >TH,并分别通过GC-MS分析确定它们的氧化产物. 将[π-C₅H₅NC₁₆H₃₃]₃[PW₄O₁₆]进一步应用于柴油氧化脱硫,其中硫含量由355 mg/kg (mg/kg等同于ppmw)降至26 mg/kg,去除率达92.7%. 利用上述四种有机-无机型杂多酸作催化剂,研究DBT氧化反应过程动力学,确定DBT的表观反应级数均为一级,表观活化能为47.9～55.4 kJ/mol.