硅镁吸附剂对水中氨氮的吸附性能研究

利用商业硅镁吸附剂吸附脱除水中氨氮。分别采用XRD、BET、SEM及FT-IR对硅镁吸附剂进行表征。考察剂液比、吸附时间及吸附温度等因素对吸附脱除氨氮效果的影响。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模型对吸附平衡实验数据进行拟合,采用准一级、准二级吸附动力学模型及颗粒内扩散模型对吸附动力学实验数据进行拟合。Langmuir等温吸附模型的相关系数R²在0.993～0.999之间,标准差SD在0.0038～0.011之间,在293.15K时的单分子层饱和吸附量q_m为1356.75mg/g;准二级动力学模型的相关系数R²均为0.999;ΔG⁰为负值,ΔH⁰在-14.454～-9.447kJ/mol之间。结合吸附热力学及动力学数据可知,氨氮在硅镁吸附剂上的吸附过程可自发进行,吸附过程主要为物理吸附,但亦可能部分涉及化学吸附。     

脉冲加热气相色谱法测定高钛型炉渣中的氮

本文提出了脉冲加热气相色谱法测定高钛型炉渣中的氮,与凯氏法对照分析,结果吻合。证明脉冲加热法氮释放完全。     

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.     

粉末压片-X射线荧光光谱法测定高钛型高炉渣中化学成分

应用粉末压片制样-X射线荧光光谱法测定了高钛高炉渣中SiO2、CaO、TiO2等8项化学组成。取过0.125mm筛孔的网筛样品,在25MPa压力下保持30s的条件下制成样片,供X射线荧光光谱分析。分析中选择工作电压为50kV,工作电流为40mA,解决了高含量组分(Si、Ca、Ti)所造成的信号与噪声不易有效分离的问题。按所提出方法分析了高、中、低不同含量的炉渣样品,所测得结果表明方法具有较好的精密度和准确性。与熔融制样-X射线荧光光谱法所测得结果相比,相对误差均在允许范围内。     

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.     

含钛低聚物合成高结晶度的MIL-125显著提高二甲苯异构体吸附分离选择性

二甲苯作为石油化工行业中的基础原料,其应用价值很大且需求量逐年增加,因此二甲苯分离提纯的研究具有重要理论意义和工业应用价值.同时,二甲苯异构体分离被认为是改变世界的七大分离难题之一.金属有机骨架材料MIL-125是一种典型的含钛金属有机骨架材料,被广泛应用于光催化氧化和吸附分离中.目前传统金属有机骨架材料MIL-125的合成方法需要严格的无水操作环境以及无水级的超纯试剂.由于合成过程中钛源极易水解,很难控制其水解速率.本研究组提出了一种新的MIL-125的合成方法,该法引入了耐水解的含钛无机-有机杂化低聚物,并且可以稳定合成得到高结晶度且形貌规整的MIL-125.由于MIL-125材料本身在二甲苯异构体分离领域展现出的较大优势及潜力,将新方法合成的MIL-125进行了二甲苯分离性能评价,并对其选择性显著增强的原因和不同溶剂体系下分离性能的影响进行了探讨.为了考察新方法合成的MIL-125在液相中二甲苯的分离性能.在25℃的条件下进行了二甲苯异构体的单组分液相吸附实验.单组分等温吸附曲线结果表明,pX(对二甲苯)吸附量最多,其次是oX(间二甲苯)和mX(邻二甲苯),表明MIL-125吸附剂对pX的吸附能力最强,而对mX和oX的吸附能力相对较低.同时双组分竞争吸附实验得到pX/mX的竞争选择性高达13.6,pX/oX的选择性为8左右,这种选择性优于大多数对位选择性的多孔吸附剂材料.为了在更接近工业应用的条件下评估吸附剂的动态分离性能,在造粒后的MIL-125装填的吸附柱中进行了双组分等摩尔pX/mX穿透实验,穿透曲线显示了对pX和mX的理想分离效果,并再次证实该吸附剂对pX/mX具有较高的分离选择性.穿透实验后,用溶剂洗脱吸附柱,由于洗脱过程中mX的快速解吸,pX的纯度高达99.5％.在液相吸附实验和穿透实验中溶剂的选择会影响吸附剂骨架结构对二甲苯异构体分子的分离效果.因此本文通过实验和理论计算结合探讨了不同溶剂种类对MIL-125分离性能的影响.正庚烷和均三甲苯与二甲苯分子的微量热结果表明,二甲苯分子与均三甲苯的相互作用更弱,说明二甲苯分子与骨架的结合作用更强.使用DFT理论计算了不同溶剂体系下二甲苯分子与吸附剂间的相互作用能.在两种类型的溶剂中,pX与MIL-125骨架的相互作用能均低于mX,表明MIL-125更优先吸附pX.值得注意的是,当使用均三甲苯作为溶剂时,骨架与pX/mX之间相互作用能的差异更加明显,从而导致更明显的分离效果.由于规则的晶体形貌和高结晶度,改进方法合成的MIL-125比目前的对位选择性吸附剂具有更高的pX/mX选择性.进一步的量热实验和理论计算证实了不同类型的溶剂对于二甲苯吸附分离的影响.此外,该方法解决了钛源的易水解问题,并通过引入耐水解的含钛低聚物简化了MIL-125的合成条件,这将有助于进一步将MIL-125应用于二甲苯异构体的分离,同时也拓宽了其他新型含钛材料的应用领域.     

生物炭对离子型稀土矿山尾水中氨氮的吸附特性研究

针对多级渗滤技术处理离子型稀土矿山水环境氨氮污染的需求,本研究以生物质废弃物稻壳、木屑、花生壳及沼渣为原料,在300和500℃热解制备生物炭材料,考察吸附稀土矿山尾水中氨氮的效果及影响因素.实验结果表明:在500℃下,稻壳和花生壳制备的生物炭吸附氨氮效果最佳,稻壳生物炭(RHBC)最大吸附量为36.76 mg·g-1,...     

Thermal characteristics of aged granulated blast furnace slags

A series of aged granulated blast furnace slags were investigated by DTA. Devitrification characteristics were found to change as a function of age, and regular trends could be established. XRD showed the devitrification process to result predominantly in melilite formation and minor amounts of merwinite, depending on slag age.Hydration of fresh slags resulted in the gradual formation of hydrated species and calcite. DTA indicated that the devitrification profile also changed with the extent of hydration.Dedicated to Dr. Robert Mackenzie on the occasion of his 75th birthdayThe author acknowledges the assistance of Ms S. Bell and M. Venour (BHP) in this study.     

Characteristics of gaseous product from municipal solid waste gasification with hot blast furnace slag

Possibility of combustible gas production from municipal solid waste (MSW) using hot blast furnace (BF) slag has been studied. The objective of this work is to generate combustible gas from MSW using heated BF slag. In this experiment, the thermal stability of the MSW was analyzed by thermogravimetric analysis, and effects of temperature, gasifying agent (air, N2, steam) and BF slag on the gas products were investigated at 600-900 ℃. The thermogravimetric analysis indicates that the weight loss of MSW includes four stages: evaporation of the moisture, combustion of volatile materials, burning of carbon residue and burnout of ash. The contents of the combustible gas increase with increasing temperature, and the lower calorific value (LCV) increases rapidly at 600-900 ℃. It is found that volume fraction of CO, H2 and CH4 at different atmospheres increases in the order N2相似文献   

纳米TiO-2对模型病毒-f2噬菌体的吸附特性

为了提高饮用水处理系统对病毒的去除效果,本研究采用静态实验,研究纳米TiO2对模型病毒—f2噬菌体的吸附去除特性,系统考察TiO2投加浓度、病毒浓度、温度及pH值等因素对吸附效果的影响.实验结果表明：f2噬菌体在纳米TiO2表面的吸附符合准二级吸附动力学模型,遵循化学吸附机理,颗粒内扩散为该吸附过程中的速率控制步骤,但不是唯一控制步骤;纳米TiO2对f2噬菌体的吸附符合Freundlich等温吸附模型（qe=27.4Ce1.24）,属于多层吸附类型;在20~40℃范围内,温度对纳米TiO2的吸附性能影响不大,而酸性条件下更有利于纳米TiO2对f2噬菌体的吸附.     

氨氮与磷在三种人工湿地填料上的吸附动力学

利用吸附动力学实验研究了浮石、陶结和陶粒对氨氮和磷的吸附动力学特征.结果表明:浮石对氨氮与磷的吸附容量明显比陶结和陶粒的大.人工湿地填料浮石和陶粒对氨氮与磷,以及陶结对氨氮的等温吸附动力学特征均可以用准一级、准二级和Bangham模型加以描述.其中浮石对氨氮和磷以及陶结对氨氮的吸附以化学吸附反应控制为主,而陶粒对磷的吸附过程则以扩散反应控制为主.三种填料对氨氮和磷的吸附均以表面吸附为主.     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

NPE在有序介孔炭上的吸附行为研究

采用有序介孔硅为硬模板制备了具有不同孔径的有序介孔炭(OMCs). 氮气吸附测试表明, 有序介孔炭具有丰富的介孔表面和集中的介孔分布. 以壬基酚聚氧乙烯醚(NPE)为探针分子, 研究了大分子酚类在有序介孔炭上的吸附行为. 吸附研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足Langmuir吸附模型. 孔结构分析表明, 大于1.5 nm的孔的表面积是决定NPE吸附量的关键因素, 而有序介孔炭的最可几孔径决定吸附速率的大小. 与吸附量相比, 吸附速率更容易受环境温度的影响. 动力学研究表明, NPE在有序介孔炭上的吸附满足准二级动力学方程.     

Adsorption characteristics of nanographite oxide obtained from thermally expanded graphite

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Adsorption of vapor mixtures of water and organic substance on activated carbons

The isotherms of water adsorption in the presence of an organic substance vapor with a specified concentration are calculated from experimental data on the joint frontal dynamics of adsorption of water vapor and several organic substances (benzene, hexane, cyclohexane, tetrachloromethane, and perfluorotripropylamine) on two samples of activated carbons. The influence of the organic substances on the equilibrium water adsorption decreases with an increase in the molecule size.     

电感耦合等离子体原子发射光谱测定钒钛高炉渣中钪镓铬镍钴

建立电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)同时测定钒钛高炉渣中0005%～0.3%的贵金属元素钪、镓、钴和0.0005%～0.6%铬、镍的检测方法。样品前处理方法采用氢氟酸、盐酸、硝酸和硫酸消解钒钛高炉渣,高温加热至硫酸分解产生三氧化硫浓白烟为此,直接以水稀释定容制备样品溶液,不仅快速完全消解高钛基样品,而且通过挥发除去高含量二氧化硅基体和反应残余的氢氟酸,减少溶液共存组分有效降低基体效应影响以及避免腐蚀检测仪器;而且依靠残余硫酸根与高钛基体络合生成硫酸氧钛离子,解决了高浓度钛基体在低酸度介质中易水解问题,无需补充加入大剂量酸以限制钛水解,直接以水稀释制备样品溶液,从而降低溶液酸度减少酸度效应影响。方法重点试验考察了钒钛高炉渣中钒钛铁钙镁铝等共存介质下基体效应、光谱干扰等干扰影响因素,优选了元素的分析谱线、背景校正区域以及光谱仪工作参数等检测条件,采用基体匹配和同步背景校正法消除基体效应影响。验证表明方法的技术性能指标：校准曲线相关系数>0.999,背景等效浓度0.0001%～0.0002%,元素检出限0.0001%～0.0002%,检测范围内RSD＜15%,回收率90%～114%     

熔融X射线荧光光谱法测定高炉返粉组份

建立了X射线荧光光谱法测定高炉返粉中化学成分的方法,采用高温熔融法将试样制成玻璃状体,消除了基体干扰;通过对熔样条件、干扰元素、仪器参数、工作曲线拟合方式等方面进行实验研究,确定了最佳分析条件,实现了高炉返粉中主要成分SiO2等8种成分的同时测定,方法具有准确度高、同时测定多元素、分析速度快等特点。