黄钾铁矾的生物合成与鉴定

利用氧化亚铁硫杆菌的生物催化氧化作用,在FeSO4—K2SO4—H2O体系中和常温常压条件下合成赭黄色的黄钾铁矾。借助SEM,XRD,FTIR,ICP—AES等方法对它的化学组成和结构进行了分析与表征。结果表明,Thiobacillus ferrooxidans休止细胞可在2天内将FeSO4-K2SO4-H2O体系中的Fe^2 全部氧化为Fe^3 ,Fe^3 在高浓度硫酸根、K^ 存在和酸性条件下水解生成赭黄色高铁沉淀,经鉴定为黄钾铁矾,其晶体粒径均匀,分散性好,且没有无定形的羟基硫酸高铁副产物。     

施氏矿物Schwertmannite的微生物法合成、鉴定及其对重金属的吸附性能

在K+缺乏的FeSO4-H2O体系(pH 2.5)中,利用氧化亚铁硫杆菌对亚铁的生物氧化作用,合成了一种新型羟基硫酸高铁矿物Schwertmannite(施氏矿物)。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法对其组成和结构进行了分析与表征,同时还对其重金属吸附性能进行了研究。结果表明,A.ferrooxidans LX5休止细胞可在2 d内将在FeSO4-H2O体系中0.2 mol·L-1 Fe2+全部氧化成Fe3+,溶液pH由起始的2.5下降至2.10,约有15%的Fe2+被转化成红棕色沉淀,余下85%的Fe2+氧化后以Fe3+形式存在于溶液中。鉴定结果表明合成的红棕色羟基硫酸高铁沉淀为施氏矿物。吸附试验表明,施氏矿物对重金属阳离子Cu2+,Zn2+与 Cr3+的吸附受pH的控制,吸附率随pH的升高而增加,约在6.0～7.0时达到最大吸附率。当溶液中三种金属离子浓度为50 mg·L-1时,最大吸持率分别为99.3%,99.4%与87.6%。     

氢氧化铝对重金属离子的吸附性能研究

氢氧化铝对重金属的吸附速率大小顺序为锌铬铅铜镉。5种元素的吸附速率在反应的前几小时内变化很快,之后逐渐趋于平衡。在这些金属中,铜元素在吸附反应初期存在一个峰值变化。氢氧化铝对镉、锌、铜、铅、铬的吸附,在实验浓度范围内,都很好地符合Freundlich型等温式,吸附指数(1/n)在0.1—0.5之间,吸附反应容易进行。氢氧化铝对锌的吸附能力要更强一些。镉、锌、铜、铅、铬的吸附等温线方程分别为qe=14.13Ce1/1.45(20.0±0.5℃)、qe=20.36Ce1/1.70(21.0±0.5℃)、qe=5.10Ce1/1.16(23±1℃)、qe=16.21Ce1/1.01(24.0±0.5℃)、qe=7.76Ce1/1.22(24.0±0.5℃)。在金属离子的初始浓度较低时,吸附量随着金属离子初始浓度的增大而增大;在初始浓度达到一定值时,吸附量出现吸附平衡。     

超声波作用下污泥水分扩散过程的数值模拟

建立了超声波作用下污泥内部水分扩散模型,利用分形理论对超声波(20 kHz)作用下污泥内部孔隙结构进行描述,探讨了超声波声能密度对污泥孔隙表面分形维数df及孔隙通道曲折度分形维数dw的影响,在此基础上建立了超声波作用下多孔介质中液体有效扩散系数的分形模型,对不同声能密度超声波辐照下污泥水分扩散过程进行了数值模拟.研究发...     

光谱法研究酵母菌对铜离子的吸附机理

采用AAS,FTIR,SEM/EDS等方法研究了啤酒酵母对铜离子的吸附作用。 酵母菌经丙酮和NaOH处理后对Cu2+的吸附量明显增加,而将羧基酯化和将氨基甲基化使得酵母菌对Cu2+的吸附能力显著降低。化学修饰与酵母菌对Cu2+吸附的吸附结果表明,细胞壁上的羧基、氨基在酵母菌吸附铜时起着重要的作用。 红外光谱表明,酵母菌表面有结合金属的官能团,如羟基、羧基、氨基等,吸附Cu2+后,3 392 cm-1处的吸收峰紫移至3 404,1 405 cm-1处的峰红移到1 383 cm-1,细胞的主要成分和结构保持完整。 SEM/EDS分析表明,吸附后酵母菌表面变化不大,酵母菌仅结合少量Cu2+。     

生物吸附剂梧桐树叶对铀的吸附行为研究

以梧桐树叶粉末为吸附剂,通过静态吸附实验,利用FTIR,SEM,XRD,XRF等手段,研究了梧桐树叶对铀的吸附行为及其可能存在的机制。结果表明:梧桐树叶对铀有较强的吸附能力,吸附率和吸附容量分别可达96%和19.68mg.g-1。吸附行为符合准二级动力学方程和Freundlich等温线方程。吸附过程中,铀通过静电作用被快速吸引到梧桐树叶表面,干粉中的羟基、羧基和酰胺Ⅱ带等官能团可能与铀发生络合或配位反应;吸附后,梧桐树叶干粉表面由疏散多孔的不规则分布状态变成致密平整的结构,以SiO2为主的纤维素特征峰减少,Ca和Na的元素含量增加,Mg的元素含量相对减少,并在吸附后的干粉中检测到铀的存在。推测在梧桐树叶对铀的吸附行为中既有物理吸附又有化学吸附,表现为静电吸引,络合配位及离子交换共同作用的机制。     

羧甲基壳聚糖对Eu^3＋离子吸附性能的研究

以壳聚糖为原料,在碱性条件下合成了羧甲基壳聚糖,考察了其对稀土离子Eu3 的吸附性能.讨论了时间,溶液的酸度、初始离子浓度、羧甲基取代度及离子强度对吸附性能的影响.发现羧甲基壳聚糖对Eu3 有较强的吸附性,吸附性满足Langmir等温式.     

铁掺杂材料对高湿环境VOCs的吸附研究

果壳掺杂含铁化合物,制备铁掺杂果壳炭,研究了铁掺杂对VOCs在高湿环境中吸附的影响。结果表明,铁掺杂后,果壳炭比表面积增大,中孔结构增加,亲水性和极性更低。在80%的相对湿度下,对VOCs能保持干燥条件下70%～90%的吸附能力。VOCs吸附过程会受到π-π作用和π-EDA作用的影响,因此高石墨化的结构有利于VOCs的吸附过程。水蒸气减缓了吸附过程中VOCs的传质速率,而果壳炭的中孔结构则有利于VOCs的传质过程。     

活性炭对苯蒸汽吸附分离过程的实验研究

本文选用活性炭对苯蒸汽进行了动态、静态吸附性能实验,研究了苯蒸汽在不同系列活性炭上的吸附、脱附性能以及活性炭微孔结构对吸附性能的影响。结果表明:苯蒸汽在活性炭上的吸脱附性能明显与吸附剂的比表面、孔容、孔径与孔径分布直接相关。     

MD模拟研究含金属离子的MCM41对水的吸附

本文采用MD模拟研究了分别含有Al3 , Cu2 和La3 等金属离子的中孔分子筛MCM41在较大温度范围内对水的吸附情况,通过考察水分子在孔内的局部平均密度分布,发现含有Al3 和La3 的MCM41对水有较好的吸附性能,表现在吸附量提高和脱附温度降低。我们认为其吸附性能提高的主要原因在于引入金属离子导致了壁面极性增加,增加了吸附表面的活性点,改变了壁面分子结构等几个方面。     

电感耦合等离子体质谱法测定城市污泥中重金属的活性形态

以沈阳北部、满堂河、仙女河三个污水处理厂的污泥为研究对象,选择水、醋酸和不同极性的有机溶剂对其进行浸提分离,采用ICP-MS测定了污泥中主要污染的重金属元素各活性形态的含量,并探讨了Cr,Cu,Zn,Cd和Pb随环境条件的改变其活性形态含量的变化规律及其影响因素。结果表明：城市污泥中重金属的醋酸浸提态含量较高,水溶态含量较低,二者随时间和温度条件的变化呈一致的规律性,有机浸提态重金属的含量与溶剂极性大小呈正相关性。醋酸浸提态重金属在迁移转化过程中具有较大活性,同一形态重金属的活性次序为：水溶态Zn＞Cu＞Cd＞Pb＞Cr,醋酸浸提态Cd＞Cr＞Cu＞Zn＞Pb,有机浸提态Pb＞Cd＞Cr＞Cu＞Zn。     

分析北京城市污泥中铅砷镉形态浓度的ICP-MS

城市污泥中重金属的难降解和高毒性限制了污泥的资源化利用.以北京G和Q污水处理厂的压滤出厂污泥为实验材料,采用BCR三步浸提法对污泥中铅砷镉Pb,As,Cd的三种形态进行提取,以HNO3-HClO4进行全量消解,利用ICP-MS检测Pb,As,Cd的全量和各形态的含量,从而为北京城市污泥的资源开发研究提供基础数据.实验结果表明,北京城市污泥中Pb和Cd含量比上世纪末明显降低:其中,G污泥中Pb,As,Cd的全量(干重)分别为19.60,37.96和1.34 mg·kg-1,而Q污泥中分别为19.58,23.46和2.30 mg·kg-1;两种污泥中Pb含量相差甚微,G污泥中As明显高于Q污泥,而Cd则显著低于后者;两种污泥中相应金属的三种形态的变化趋势基本一致:Pb与As以HAc酸溶态为主,H2O2可氧化态最少;而Cd主要以NH2OH-HCl可还原态存在,HAc酸溶态最少.三种重金属中生物毒性大的形态均占70%以上.     

北京城市污泥中铅砷镉形态浓度的ICP-MS分析

城市污泥中重金属的难降解和高毒性限制了污泥的资源化利用。以北京G和Q污水处理厂的压滤出厂污泥为实验材料,采用BCR三步浸提法对污泥中铅砷镉Pb,As,Cd的三种形态进行提取,以HNO₃-HClO₄进行全量消解,利用ICP-MS检测Pb,As,Cd的全量和各形态的含量,从而为北京城市污泥的资源开发研究提供基础数据。实验结果表明,北京城市污泥中Pb和Cd含量比上世纪末明显降低：其中,G污泥中Pb,As,Cd的全量(干重)分别为19.60,37.96和1.34 mg·kg-1,而Q污泥中分别为19.58,23.46和2.30 mg·kg-1;两种污泥中Pb含量相差甚微,G污泥中As明显高于Q污泥,而Cd则显著低于后者;两种污泥中相应金属的三种形态的变化趋势基本一致：Pb与As以HAc酸溶态为主,H₂O₂可氧化态最少;而Cd主要以NH₂OH-HCl可还原态存在,HAc酸溶态最少。三种重金属中生物毒性大的形态均占70％以上。     

硫酸锰中痕量铅的不加载体离子共沉淀分离富集及原子吸收光谱测定

含-SH有机试剂的氧化产物二硫化物已被用于许多元素的有选择性的液液萃取。近年来这些化合物又被用作自然水样和无机盐中多元素分离富集时的共沉淀捕集剂,也可用于无机盐的提纯。痕量元素和含-SH基团的试剂形成不溶于水的螯合物,由于-SH基团易被氧化从而直接在溶液中形成固相二硫化物,同时将溶液中的痕量元素共沉淀下来。 本文研究了吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDC)作为螯合剂,其氧化产物(DPTD)作为捕集剂,不需另加载体离子,共沉淀分离富集MnSO4溶液中的铅。共沉淀受溶液pH,APDC和H2O2的浓度的影响,结果显示,在pH 2.0-4.0的范围内铅被定量共沉淀。MnSO4溶液中的铅在共沉淀后,采用火焰原子吸收法进行测定。方法的检测限为1.97×10~(-2)mg·L-1,铅的加标回收率为96.5％。排除了基体干扰,结果令人满意。     

污水厂出水颗粒态与溶解态有机物的红外和荧光光谱特征

城市污水处理厂出水作为再生水的主要水源,其迥异的物质组成给受纳水体带来潜在环境风险。全面掌握污水厂出水水体中有机物组成及结构信息,将为污水厂提标改造及有毒有害物质排放标准的制定提供理论支撑。采用傅里叶变换红外光谱和三维荧光光谱技术,结合二阶导数光谱及区域积分分析方法,对4个典型城镇污水处理厂(W1,W2,W3,W4)出水水体中颗粒态有机物(POM)与溶解态有机物(DOM)的物质组成及结构差异特征进行了分析。结果显示： 污水处理厂出水中POM主要组分为脂肪类、芳香类、糖类及矿物盐,而DOM主要由有机酸、蛋白质、多肽、糖类及芳香类物质组成。各污水处理厂出水水体POM中,W1芳香类物质较多而矿物盐类等颗粒较少,W2较W1含有更多的糖类物质,W3含较多脂类、蛋白类及糖类,而W4含有芳香类及羧酸物质的有机物较多。水体DOM组成中,W1和W2成分较为类似,主要为芳香性较高的大分子有机酸,其含量分别占总有机物的73.9%和67.7%;W3与W4组成中蛋白、多肽及糖类含量较高,其中类蛋白物质分别占DOM总量的71.3%和53.5%。研究结果表明,采用傅里叶变换红外光谱结合二阶导数分析能很好识别不同污水处理厂出水水体中POM与DOM主要物质组成及结构差异,同时利用区域积分方法对样品三维荧光光谱进行解析,能更进一步定量分析不同来源样品物质组成特征。     

8-羟基喹啉快速共沉淀分离富集原子吸收光谱法测定啤酒中的Cu和Pb

研究了用8-羟基喹啉-Mg(Ⅱ)共沉淀体系,以Mn(Ⅱ)为内标,快速共沉淀分离富集啤酒中的铜和铅,并用火焰原子吸收光谱(FAAS)测定的方法。共沉淀受pH值、载体镁和内标锰用量的影响。结果显示在pH为9的条件下,能够定量共沉淀试样中的铜和铅。当试液为100 mL时,方法的检出限分别为铜6.28×10-3 μg·mL-1,Pb 2.26×10-2 μg·mL-1回收率为97.6%～103.0%,基本消除了基体干扰,取得了较为满意的结果。该方法无需收集全部沉淀,与传统的共沉淀方法比较,克服了收集沉淀费时的缺点。方法快速、简便、重现性好。     

不同辅料与生物沥浸深度脱水污泥混合堆肥中溶解性有机质的光谱特征研究

生物沥浸深度脱水污泥为主料,四种农林有机废物为辅料,设4个处理组(T1:污泥+甘蔗渣、 T2:污泥+秸秆、 T3:污泥+米糠、 T4:污泥+木屑)进行混合堆肥,采用紫外-可见光谱(UV-Vis)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和三维荧光光谱(3D-EEM),研究不同辅料堆肥过程中溶解性有机质(DOM)结构特征和组分含量的演化规律。UV-Vis结果显示,四个处理组在堆肥过程中DOM的芳香度和不饱和度皆有所增加,其中T3处理组的增加幅度最大。四个处理组的紫外参数SUVA₂₅₄和SUVA₂₈₀均呈现递增趋势,其中T3处理组的变化幅度高于其他三个处理组,表明芳构化程度加深,DOM分子量逐渐加大;E₂₅₃/E₂₀₃和E₂₅₃/E₂₂₀在堆肥结束时显著增加,表明DOM中苯环上的脂肪链发生氧化分解,转化为羧基羰基等官能团,A_226～400随堆肥进行增加而E₂₅₀/E₃₆₅减小,表明共轭程度增加。FTIR结...     

磷酸钇共沉淀分离富集原子吸收光谱测定氯化镍和硫酸锰中的痕量铅和铁

研究了采用磷酸钇(YPO4)作为共沉淀载体选择性分离富集NiCl2,MnSO4溶液中的痕量Pb2 和Fe3 ,并用火焰原子吸收光谱(FAAS)测定的方法.共沉淀受pH,YCl3和H3PO4溶液用量的影响.结果显示,在溶液pH 3.0～4.0时,YPO4能够定量共沉淀氯化Ni中的Pb和Fe以及硫酸Mn中的Pb.对于20mL溶液,Pb和Fe的检出限分别为1.63×10-2 mg·L-1和4.58×10-2mg·L-1.在NiCl2溶液中,Pb和Fe的标准加人回收率分别为100.91%和99.73%;在MnSO4溶液中,Pb和Fe的标准加入回收率分别为99.45%和98.98%.实验基本消除了基体干扰,取得了较满意的结果.