铝酸三钙对氨氮的高效去除及机制研究

利用铝酸三钙（C3A）去除废水中的氨氮。通过批量去除实验,考察了反应时间、初始氨氮浓度、C3A投加量、温度等条件对C3A去除氨氮能力的影响。采用XRD、FT-IR及SEM对C3A和反应产物进行了结构表征。结果表明在298K时C3A对氨氮的最大去除量为155.4 mg·g-1,氨氮是通过与C3A水化过程中产生的OH-及Al（OH）-4发生中和反应被去除,产物为CaAl-Cl-LDH。本文表明C3A是一种有效的氨氮去除剂,为水泥基材料对水体污染物的去除过程及机理提供了新的认识。     

层状锌铝双金属氧化物的制备及其吸附-光催化性能

采用前驱体煅烧法制备具有吸附-光催化双功能的层状锌铝双金属氧化物(LDOs)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、扫描电子显微镜(SEM)等表征探究了双金属比例、煅烧温度对其吸附-光催化降解四环素(TC)性能的影响。结果表明,当Zn、Al物质的量之比为2∶1,煅烧温度为400 ℃时,可形成具有优异吸附-光催化活性的 Zn₂Al₁@LDO₄₀₀。吸附实验表明,Zn₂Al₁@LDO₄₀₀对 TC是化学吸附限制的非均相单分子层吸附,且高温利于吸附。利用自由基猝灭实验结合电子顺磁共振(EPR)测试证实 h⁺、羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O₂^-)作为活性物种参与 TC 的协同降解。     

掺镁铝酸三钙制备及其共去除水体中氮磷的性能

采用固相反应法成功制备了掺镁铝酸三钙(Mg-C_3A)。利用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、高分辨率透射电镜研究不同掺镁量下产物的晶相结构、光谱特征和表面形貌,探讨了 Mg-C_3A形成途径,并考察了Mg-C_3A对水体氮和磷的共去除性能。结果表明:Mg-C_3A主要是由Mg同晶取代了部分C_3A中的Ca而形成的同构体及在C_3A表面形成的MgO组成,且Mg的掺杂不改变C_3A的晶体结构和基本形貌;Mg-C_3A对水体氮(NH_4~+)和磷(PO_4~(3-))的去除量分别为65.2和20.2 mg·g~(-1),去除过程符合准二级动力学模型,主要受化学反应控制;Mg-C_3A主要通过溶出的晶格Mg~(2+)、Al~(3+)分别与NH_4~+和PO_4~(3-)形成鸟粪石沉淀及AlPO_4而实现氮磷共去除,同时C_3A自身溶出的OH~-与过量NH_4~+离子发生中和反应。     

基于多种协同机制的镁-铝酸三钙捕获水体泛浓度氨氮和磷酸根研究

选择Mg²⁺为掺杂离子,通过固相反应法制备镁-铝酸三钙(Mg-C₃A)用于泛浓度氨氮和磷酸根的同步捕获。静态去除实验结果表明,Mg-C₃A对氨氮去除能力随着初始氨氮浓度的增加而增加,磷酸根去除几乎不受影响(20.2 mg·g^-1)。动力学结果揭示Mg-C₃A对氨氮和磷酸根去除分别在8和2 h达到平衡,且去除过程符合准二级动力学模型(R²>0.99)。X射线衍射(XRD)和光电子能谱(XPS)对固体产物表征结果说明Mg-C₃A水化释放Mg²⁺,Ca²⁺,Al³⁺和OH^-对氨氮和磷酸根去除起重要作用。低氨氮浓度(200 mg·L^-1)下,氨氮去除主要通过与Mg-C₃A释放OH^-结合生成NH₃;磷酸根则与Mg²⁺,Al³⁺     

新型锌基层状双氢氧化物的原位合成及其机制

铝酸三钙(C3A)水化过程中可形成钙铝层状双氢氧化物(CaAl-layered double hydroxide,CaAl-LDH),利用该特性,将C3A投加至含锌溶液中,通过调节初始Zn2+浓度、反应时间及温度等条件原位即时合成了锌基层状双氢氧化物(ZnAl-LDH),并以XRD、FT-IR、SEM等手段对产物结构、形貌进行表征。结果表明,14mmol·L-1初始Zn2+浓度,2.5h反应时间和35℃反应温度为最佳的合成条件,此时产物ZnAl-LDH层间距为0.89nm,Zn2+负载量为13.73mmol·-1。本文结合合成过程中溶液组分的变化情况,初步探究了ZnAl-LDH原位即时形成机制,主要是C3A水化产物CaAl-LDH与Zn2+发生阳离子交换,以及自身溶解出的Al(OH)-4与Zn2+协同共沉淀。     

《探究功与物体速度变化的关系》一课的反思

本校与南通市物理教研室组织了一次物理教研活动,笔者有幸成为了《探究功与物体速度变化的关系》一课的执教者,从开课准备到课后的反思,感到自己有很多的收益.这节课是一节实验探究课,虽然有明确的实验目的,实验步骤,然而如何形成最优的设计方案,实验技巧是什么、怎样操作、如何实现实验数据的快速处理……这些直接影响着这节课的效度.如何使这节课成为一节有效的、高效的课,我有以下几点想法.     

硫酸根对钙基层状双金属氢氧化物去除SDS的影响

利用铝酸三钙（C3A）水化合成钙基层状双金属氢氧化物（CaAl-LDH-Cl）。通过静态吸附实验考察不同十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulphate,简称SDS）初始浓度下,CaAl-LDH-Cl在SDS体系、SDS-SO42-共存体系中对SDS的吸附效果,并结合XRD、FTIR、SEM和TG等测试手段探究硫酸根对CaAl-LDH-Cl去除SDS的影响机制。结果表明:SDS-SO42-共存体系中CaAl-LDH-Cl对SDS的吸附量(4.65mmol·g-1)明显高于SDS体系吸附量(3.42mmol·g-1);两种体系中CaAl-LDH-Cl吸附SDS的行为均符合Langmuir模型,属于单分子层吸附;硫酸根促进CaAl-LDH-Cl去除SDS的机理:（1）CaAl-LDH-Cl自溶解产生的Ca2+与SDS生成Ca-SDS沉淀,以及SO42-通过离子交换作用生成的CaAl-LDH-SO4,均增加了产物的层间距,提高CaAl-LDH-Cl对SDS的吸附量;（2）SO42-的存在有利于SDS胶束形成,促进了CaAl-LDH-Cl对SDS的吸附。