高比表面积介孔网状氧化镁的制备、表征及对废水中Pb(Ⅱ)的吸附性能和机理

以天然水菱镁矿为原料，通过"煅烧-水化-煅烧"的简单方法制备了高比表面积介孔网状MgO，且实验过程中无须加入任何试剂。系统性研究了氧化镁用量、吸附时间、吸附温度及pH对氧化镁吸附模拟废水中铅离子吸附性能的影响，揭示了吸附机理，并考察了氧化镁对多种离子的吸附效果。结果表明：该氧化镁吸附剂具有188 m²·g^-1的高比表面积和0.85 cm³·g^-1的高孔体积，平均孔径为12.33 nm，其吸附动力学和等温线数据与伪二级模型和Langmuir模型高度吻合，表明重金属离子在氧化镁上为单层化学吸附。MgO介孔网状结构表现出对Pb（Ⅱ）的高吸附性能，最大吸附量为7 431.5 mg·g^-1，该数值远高于其他报道的基于MgO吸附剂的数值，铅去除率高达99.8%以上。介孔网状MgO的吸附机理主要是羟基官能团以及Mg（Ⅱ）与MgO表面重金属离子之间的离子交换所致。另外，该氧化镁可同时吸附多种离子，对Cd、Cr、Ni、As、Co、P、Se、Be、Bi、Cu、Fe、Mn、V、Zn、Al离子均具有优异的吸附性能。     

聚合硫酸铁钛混凝剂的制备及红外、紫外-可见光谱分析

复合混凝剂由于其具有优异的混凝性能而受到越来越广泛的关注,但与钛离子络合的铁基复合混凝剂的制备和表征还鲜有报道。研究以Ti(SO₄)₂为配合物,PO3-₄为稳定剂和络合剂制备了聚合硫酸铁复合混凝剂钛(PFTS)。主要利用红外光谱(FTIR)、紫外-可见光谱(UV/VIS)表征分析了PFTS在不同Ti/Fe,P/Fe,OH/Fe物料配比下对化学基团,分子结构变化的影响。结果表明,Ti4+和PO3-₄的加入,不是以单一离子形态存在,而是生成了诸如Ti—O,—Fe—P—Fe—和—Ti—P—Ti—等有助于增大聚合物分子量的基团键,而一定比例的Ti/Fe和P/Fe配比有助于物料单体相互络合生成诸如—Fe—P—Ti—的基团键和Fe₆(OH)6+₁₂,[Fe_x(OH)_y]₂H₂PO(6x-2y-1)+₄等类型的中聚体结构,此比例在P/Fe为0.2—0.3,Ti/Fe为1∶8比较恰当。过高的P/Fe比,Ti/Fe比和OH/Fe会生成TiO₂,Ti₃(PO₄)₄和FePO₄沉淀或高聚体络合物,不利于混凝性能的发挥。     

浅埋三舱管廊甲烷爆炸的地面响应规律

地下综合管廊可燃性气体爆炸事故时有发生,给地面人员的生命和财产造成了巨大损失。依托重庆市某地下综合管廊试点工程,基于物质点法,采用点火增长模型模拟浅埋管廊泄漏甲烷气体爆炸冲击管廊本体结构和围岩的过程,研究爆炸作用下地面压强与位移的响应特性。研究发现:泄爆作用下管廊及围岩会出现因接触面反射和折射产生的次生应力波,管廊横向方向次生波振幅随距起爆点水平距离的增大而增大,而管廊纵向方向产生的次生波振幅较小,且随距离增大变化较小;爆炸作用造成整体地面沉降,但在起爆点中心附近地面隆起,这种隆起由管廊本体结构破裂,气体直接冲击岩土体形成的剧烈隆起和管廊整体震动形成的轻微隆起两部分组成。     

固体爆炸作用下地铁站台及围岩的响应规律

地铁站内发生爆炸将造成巨大的人员伤亡和财产损失。依托上海某地铁站工程,将HJC模型嵌入开源物质点法程序中,研究了固体炸药爆炸作用下地铁站台及围岩的响应规律。结果表明：受爆炸应力波的影响,站台顶板和底板响应压强在短时间内达到峰值后迅速降低,站台结构在爆炸过程中既存在受拉区又存在受压区;在站台边墙处,由于应力波与反射波叠加,会出现超压突变区;爆炸作用使站台结构整体下沉,且起爆点正下方围岩会形成塌陷坑,起爆点正上方围岩和车站结构相对周围向上隆起;结构受损区域主要集中在结构底板,呈椭圆形;站台有柱区域的抗爆能力强于无柱区域。