电气石吸附Cu2+,As(Ⅲ),F-影响因素及机理研究

以新疆电气石为原料,通过原子荧光光谱仪、原子吸收分光光度研究电气石的不同粒度、用量、吸附时间、热处理温度等对水中Cu2 ,As(Ⅲ)吸附的影响;进而探讨分析电气石的吸附机理。研究结果表明:(1)电气石对Cu2 ,As(Ⅲ),F-离子的去除率随着电气石粒径的减小而增加。随着电气石用量的增加,去除率逐渐提高,增至一定值后下降。热处理温度为300℃,500℃时,可提高电气石吸附Cu2 ,As(Ⅲ)的效率。加热预处理未改善电气石对F-离子吸附能力。(2)电气石对带电性质不同的阴、阳离子都具有较好的吸附作用。电气石的极性和表面性质使其对离子可能存在络合吸附和静电吸附两种形式。电气石对Cu2 ,As(Ⅲ)吸附为表面络合吸附与静电吸附共同作用,吸附效果好。对F-吸附只存在静电吸附,吸附效果差。     

即时合成Cu/Mg/Al层状双氢氧化物处理含Cu2+废水实验研究

在模拟含Cu2+废水中加入Mg2+和Al3+,以NaOH为沉淀剂,研究金属盐水解即时合成层状双氢氧化物去除Cu2+的可行性,同时考察了体系终点pH值、配料中Mg/Cu摩尔比值及反应温度和时间对Cu2+去除率的影响,探讨了Cu2+去除机理及层状双氢氧化物形成过程。结果表明,实验条件下体系终点pH值显著影响Cu2+去除率,在pH值8.0~11.0范围内去除效果较好,达99%以上。通过X射线衍射分析结合即时合成法特点,废水中Cu2+主要是在晶核生成阶段以Cu/Mg/Al三元层状双氢氧化物形式被去除;三元层状双氢氧化物的形成由反应体系中Al3+、Cu2+、Mg2+分步水解导致,最适pH值约为9.0。     

土壤污染的修复方法研究——以表面活性剂强化微米Fe/Cu对有机氯农药的降解为例

利用Cu作为催化金属与微米铁制成双金属体系处理主要污染物为六六六(HCH)和滴滴涕(DDT)的某污染场地土壤,探讨了不同表面活性剂(鼠李糖脂与Triton X-100(TX-100))对微米Fe/Cu双金属体系降解土壤中有机氯农药的影响。结果表明:相对于空白和只添加零价铁与微米Fe/Cu的三组的稳定,添加了两种表面活性剂的Fe/Cu双金属体系,35 d后土壤氧化还原电位(ORP)随时间呈缓慢上升趋势,Fe/Cu+TX-100至55 d时ORP由–400 m V升高到–300 m V;除Fe/Cu+鼠李糖脂组外,0~25 d内各组土壤p H随时间逐渐升高,从初始的5.0左右提高到6.5~7.2;微米Fe/Cu对污染物的降解效果相比零价铁有提高,鼠李糖脂与TX-100的投加能强化微米Fe/Cu对土壤中HCH和DDT的降解,TX-100的增强效果更为显著。当Fe投加量5%,Cu负载1%,TX-100浓度5 mmo L/L,初始p H 4.5时,处理55d后,α-HCH、γ-HCH、P,P’-DDD和P,P’-DDT的降解去除率达到100%、92.2%、95.7%和85.4%,总污染物去除率为90.0%。     

催化动力学光度法测定痕量铜

本文研究了在用Na_2HPO_4-NaOH控制pH为11.4的溶液中,Cu(Ⅱ)催化H_2O_2氧化百里酚蓝的褪色反应,据此建立了催化动力学光度法测定Cu(Ⅱ)的新方法。方法的线性范围为0.2—8ngCu(Ⅱ)/ml,检测限为0.2ng/ml。用于铁矿、铝合金、环境水样中Cu的测定,得到满意的结果。     

电气石粉对油田采出废水处理效果实验研究

将电气石粉应用于油田采出废水CODCr的处理中,实验表明处理效果主要受反应时间、电气石用量、电气石粒径和溶液pH值等因素的影响。通过正交实验得到处理的最佳条件为:溶液pH=9,反应时间60min,电气石用量200g/L,电气石粒径100μm,此时油田采出废水CODCr降至68.46mg/L,去除率达到了82.25%。结合紫外线、红外线、超声波等条件进行电气石粉的CODCr降解实验,结果表明,这3种方法是有效的,其中结合超声波处理使去除率达到了90%以上,结合紫外线使处理时间降低了83%。本实验的进行为电气石这种环境矿物材料拓宽了应用领域。     

即时合成Zn-Mg-Al层状双氢氧化物处理含Zn2+废水实验研究

在模拟含Zn2 废水中加入Mg2 和Al3 ,以NaOH为沉淀剂,研究金属盐水解即时合成层状双氢氧化物(LDH)去除Zn2 的可行性。详细探讨了体系终点pH值、配料中Mg2 /Zn2 摩尔比值及反应温度和时间对Zn2 去除率的影响,结合X射线衍射分析(XRD)探讨了Zn2 去除机理,并与化学沉淀法进行了比较。结果表明,实验条件下只有pH值显著影响Zn2 去除率(p<0.05),在9.0~11.0范围内去除效果最佳,达99%以上。通过XRD分析结合即时合成法特点,废水中Zn2 主要是在晶体生成阶段以Zn-Mg-Al三元LDH化合物形式被去除的。与化学沉淀法相比,即时合成法效果更好,适用pH值范围更广,用来处理含Zn2 废水更具优势。     

H2O2在α-Fe2O3表面非均相氧化SO2机理的模拟研究

通过密度泛函理论模拟了H_2O_2和SO_2气体在矿物氧化物(α-Fe_2O_3)表面上的非均相反应,研究了H_2O_2和SO_2在α-Fe_2O_3(001)表面的吸附机制和氧化机制。研究结果表明,SO_2、H_2O_2均在α-Fe_2O_3(001)表面通过Fe原子进行吸附,H_2O_2相比于SO_2优先吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,且H_2O_2在表面的赋存形式趋向于两个·OH形式吸附。通过二者共吸附的局域态密度、差分电荷密度、Mulliken电荷布局分析结果发现,SO_2和H_2O_2的共吸附形式是通过H_2O_2产生的·OH吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,同时SO_2被H_2O_2产生的·OH氧化[S(SO_2)-电荷布局:0. 79 e→1. 32 e; O(H_2O_2)-电荷布局:-0. 77 e→-1. 11 e]形成·OH+SO_2团簇。模拟结果表明大气微量气体H_2O_2能够在矿物氧化物表面介导SO_2吸附并促进SO_2的转化,为理解H_2O_2在大气中非均相氧化SO_2的反应过程提供了理论依据。     

Fe2O3/凹凸棒石Fenton催化剂的制备及性能表征

采用浸渍法制备了用于常温常压下催化Fenton法的负载型Fe2O3/凹凸棒石催化剂,并将其用于处理十二烷基苯磺酸钠废水.采用BET,SEM,FT-IR对其进行了表征,并考察了Fe2O3/凹凸棒石催化剂的催化活性和稳定性.对于初始浓度为40 mg/L的十二烷基苯磺酸钠模拟废水,当Fe2O3/凹凸棒石催化剂和H2O2氧化剂的投加量分别为20 g/L和0.392 mol/L时,pH为5时,反应温度为80℃时,处理1h时染料的十二烷基苯磺酸钠的去除率可达到99.99％.与传统Fenton试剂法相比,以Fe2O3/凹凸棒石为催化剂的Fenton法,具有pH范围广(2～10),降解程度高和催化剂易回收再用的优点.     

H_2O_2增效TiO_2/凹凸棒石光催化体系降解亚甲基蓝

以钛酸四丁酯为前驱体,天然凹凸棒石为载体,采用溶胶凝胶法制备了TiO_2/凹凸棒石复合光催化剂,并用XRD、TEM对其进行表征.以亚甲基蓝染料为模拟污染物,采用300 W汞灯为紫外光源,以光催化实验来评价该催化剂的活性,并研究了H_2O_2的引入对光催化活性的影响.实验结果表明,H_2O_2能显著提高染料的脱色效率:亚甲基蓝的初始浓度为50 mg/L,催化体系为2 mmol/L H_2O_2+0.5 g/L TiO_2/凹凸棒石+UV(紫外线),光催化10 min后其脱色率为95%,相对于单独的0.5 g/L TiO_2/凹凸棒石+UV催化体系,其脱色率提高了约50%.全波段扫描显示,加入H_2O_2后,亚甲基蓝在290 nm对应的苯环吸收蜂急剧下降,665 nm对应的最大吸收峰则近乎消失,且没有新的吸收峰产生.     

Fe/Ag催化臭氧氧化降解苯酚的研究

为研究双金属催化剂去除有机污染物的效果,采用自制Fe/Ag催化剂对模拟苯酚废水进行了臭氧催化氧化处理。通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积分析仪(BET)和X射线衍射(XRD)对催化剂进行表征,并考察了催化剂类型、催化剂投加量和溶液初始pH值对降解效果的影响规律。结果表明:与Fe相比,Fe/Ag比表面积减少了22.8%,在Fe/Ag/O₃与含苯酚废水的反应体系中,反应遵循臭氧直接作用和活性自由基(·OH、·O₂、H₂O₂)共同作用的机理;Fe/Ag在反应过程中体现出良好的协同作用;300 mg/L的苯酚模拟废水在pH=6.3、Fe/Ag投加量为1.00 g的最优反应条件下经60 min反应,苯酚与化学需氧量(COD)去除率比单独臭氧氧化分别提高了18.4%和29.4%。     

电气石微粉吸附水体中金属离子及其机理分析

研究了电气石微粉吸附水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋的过程,讨论了吸附时间、粒度、用量和pH值等因素对吸附效果的影响,分析了电气石对含Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋废水的吸附机理。电气石加工成超细粉体时,表面产生大量的不饱和键,在溶液中与水配位,使水发生解离生成羟基化表面,将重金属离子吸附到晶体负极,使局部金属离子浓度增高与电气石表面羟基离解而产生的氢氧根离子发生反应,形成各种沉淀或碱式盐析出,直到溶液中各种离子浓度达到平衡时为止。提出了凡是氢氧化物难溶于水的金属离子,理论上都可以使用电气石微粉进行吸附净化处理的观点。研究结果表明,电气石微粉对Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋有较好的吸附效果。     

UV/H2O2法降解乙酸影响因素的研究

通过采用UV/H₂O₂法,以乙酸为研究对象,高压汞灯为光源,在温度为（35±2）℃、曝空气量为0.8 L/min的条件下,研究了UV/H₂O₂技术对500 mL浓度为8 mmol/L的乙酸溶液进行的光降解反应。考察了各种因素对UV/H₂O₂降解乙酸的影响。实验表明,H₂O₂浓度为15 mmol/L、pH值为3.4时,乙酸降解效果最佳,此时,在240 min内,乙酸、TOC和COD的去除率可分别达到98%、98%和97%,体系中乙酸完全矿化。利用UV/H₂O₂法对实际糠醛废水进行了降解,效果良好。     

大洋多金属结核浸出渣动态吸附Cu2+的实验研究

实验以大洋多金属结核浸出渣(66%,质量分数)为主要原料、高岭土(21%)为粘结剂、蛭石(13%)为膨胀剂,研制出用于动态吸附废水中重金属离子的浸出渣颗粒。以造粒后的颗粒为吸附剂动态处理含Cu2 的模拟废水,研究发现溶液浓度、流速、pH值对动态吸附效果的影响,选定浸出渣颗粒动态处理重金属废水的工艺参数:造粒后浸出渣颗粒的比表面积为18.61 m2/g,当模拟废水中Cu2 溶液的初始浓度为27 mg/L、pH=5.35、出口流速为10 ml/h时,每克浸出渣颗粒可动态处理模拟废水114.3 ml,处理后溶液中阳离子的浓度≤0.5 mg/L,实验效果明显。     

催化光度法测定痕量铜

作者发现;在NH_4Cl-NH_3·H_2O介质中,有活化剂邻菲啰啉存在时,Cu(Ⅱ)对(NH_4)_2S_2O_8氧化氨基黑10B有显著的催化褪色作用。基于此,建立了催化光度测定痕量Cu的新方法。方法用于环境水、高纯铝、超基性岩等试样中痕量Cu的测定,结果与原值(或标准值)符合。 1 试验方法     

东秦岭160~140 Ma Cu(Mo)和Mo(W)矿床磷灰石成分特征

东秦岭地区分布有160~140 Ma斑岩、斑岩-矽卡岩型Cu(Mo)和Mo(W)两种不同矿化类型矿床,对两种矿化的成矿岩体中磷灰石进行成分分析,结果显示本次研究的Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体的磷灰石均为岩浆磷灰石,但在主要成分和挥发份上两者具有一定的差异性。相对于Cu(Mo)矿床,Mo(W)矿床成矿岩体的磷灰石具有相对较高的F/Cl比值(分别为81~262和0.8~25)和MnO含量(分别为:0.05%~0.91%,平均为0.25%和0.02%~0.18%,平均为0.07%),说明Mo(W)矿床成矿岩体的岩浆源区具有较为强烈的沉积物源区特征。随着大地构造位置变化,从华北板块南缘到北秦岭,再到南秦岭,成矿岩体中磷灰石的F/Cl比值和MnO含量逐渐降低,说明岩浆源区中幔源物质成分逐渐增多。与此同时矿化类型也逐渐由Mo(W)矿化转变为Cu(Mo)矿化,这也说明成矿岩体岩浆源区特征对矿化类型具有一定的约束性。此外,Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体中磷灰石具有不同的挥发份含量,而且挥发份类型对不同矿化元素具有选择性。相对于Cu(Mo)矿床,Mo(W)矿床的成矿岩体中磷灰石含有相对较高的F含量(2.83%~5.81%,平均为3.97%),较高的F含量能够提高熔体中羟基含量,增强Mo的配分系数,有利于Mo矿化。Cu(Mo)矿床的成矿岩体中磷灰石含有相对较高的Cl含量(0.13%~1.14%,平均为0.45%),主要与Cu在流体相中主要以氯合物形式存在,且Cu在熔体相和流体相间的分配系数与Cl含量呈正相关关系有关。Cu(Mo)和Mo(W)矿床成矿岩体中磷灰石均含有相似的SO3含量(均为0.17%),与斑岩型矿床中含矿岩体磷灰石的SO3范围相一致。但是,相对于典型大型、超大型斑岩型铜矿,东秦岭地区晚侏罗世—早白垩世Cu(Mo)矿床的成矿岩体中磷灰石SO3含量略低,相应的成矿岩浆也具有相对较低的氧逸度和S含量,而这可能是造成区域内Cu(Mo)矿化规模较小的原因之一。     

岩矿石NIR光谱特征与地球化学异常成分之间的关系:以内蒙古朱拉扎嘎金矿为例

以找矿为目的,开展矿区岩矿石反射光谱与地球化学异常成分之间的关系研究。以内蒙古朱拉扎嘎金矿为实验区,沿原P26号剖面线采集岩矿石样品,利用ASD野外光谱测试仪对样品进行光谱测试。在研究蚀变矿物光谱曲线特征和实测样品光谱数据的基础上确定提取与Al—OH、Mg—OH相关的光谱特征吸收深度参数H_(2205)和H_(2315),并研究其与地球化学异常成分之间的关系。通过分析发现,H_(2205)和H_(2315)与地球化学异常Au、Cu、Bi、Fe_2O_3、W、Mo、As有关,其中H_(2205)、H_(2315)与Bi、Fe_2O_3、W、Mo、As可以建立定量反演模型;H_(2205),H_(2315)与Au、Cu等主成矿元素定量关系不明确。研究表明,光谱吸收深度参数H_(2205)和H_(2315)反映成矿环境(高温热液环境和氧化环境)的能力较强,直接反映矿化成分(Au、Cu)的能力不明显。     

天然含铅黄铁矿试样处理含Cr(Ⅵ)废水的机理研究

天然黄铁矿对Cr (Ⅵ)具有较强的处理能力。本研究选取湖北十堰某天然含铅黄铁矿试样处理含Cr (Ⅵ)的废水,利用X射线衍射、X射线荧光光谱对样品进行结构与成分分析,考察了去除Cr(Ⅵ)反应的影响因素。结果表明,天然含铅黄铁矿样品对Cr (Ⅵ)具有较好的去除能力,其对浓度为50mg/L的含Cr(Ⅵ)废水去除率达95%~99%。并系统研究了黄铁矿颗粒粒度、反应时长、pH值对处理含Cr(Ⅵ)废水性能的影响,发现Cr(Ⅵ)主要吸附在黄铁矿颗粒表面形成絮状物质,对反应后产物的SEM和XRD分析结果表明,反应形成的絮状沉淀物为含铬、铅元素的针状铬铅矿,这对生成次生矿物沉淀从而除铬的新方法具有进一步的研究意义。     

黄钾铁矾类矿物沉淀去除Cr(Ⅵ)的初步研究

为探讨黄钾铁矾类矿物沉淀对Cr(Ⅵ)的去除效果,利用黄钾铁矾类矿物沉淀对模拟含Cr(Ⅵ)废水进行了初步实验处理,结果表明,黄钾铁矾类矿物沉淀对含Cr(Ⅵ)废水有较好的去除效果,去除率都在70%以上,最高可达85%。黄钾铁矾与黄铵铁矾沉淀对Cr(Ⅵ)的去除率差别不大;溶液酸碱度对去除率有明显影响,在pH值为2.5~3.2时,时间相同,较高的pH值比低pH值的去除率高。黄钾铁矾类矿物的沉淀过程可用来处理矿山及其他工业废水,去除S、Fe和Cr(Ⅵ)等有毒有害元素。     

利用粉煤灰处理含铜废水的实验研究

研究了粉煤灰去除废水中铜离子的速率、粉煤灰投加量对粉煤灰去除废水中铜离子的影响和粉煤灰对质量浓度不同的含铜离子废水的去除效果,进一步探讨了粉煤灰去除铜离子的机理,实验结果显示粉煤灰在去除废水中铜离子的过程中反应3 h后就达到了平衡,粉煤灰对Cu2 的去除率随粉煤灰投加量的增加而增加,但是就充分利用吸附剂粉煤灰的角度而言,并非其投加量越多去除量越大,粉煤灰吸附废水中的铜离子更符合Langmuir模型,而不是Freundlich模型;粉煤灰去除废水中的Cu2 主要是静电吸附、阳离子交换吸附和表面络合吸附作用,但是,当用碱性粉煤灰处理质量浓度较低的含Cu2 废水时,生成Cu(OH)2的沉淀作用可能占主要的地位.     

黏土矿物界面吸附Fe(Ⅱ)耦合对邻硝基苯酚还原转化的增强机理研究

系统考查了Fe(Ⅱ)分别与高岭石、蒙脱石结合的界面结合系统对邻硝基苯酚(简称2-NP)的还原转化作用。研究表明,矿物表面结合态Fe(Ⅱ)能够有效提高2-NP的还原转化速率,2-NP的还原反应符合伪一级反应动力学方程,而且速率常数(k)随溶液p H值、亚铁离子初始浓度以及反应温度的升高而显著增大。当温度25℃,p H值6. 7,Fe(Ⅱ)和2-NP初始浓度分别为3. 0 mmol/L、0. 022 mmol/L,以及黏土的投加量为4. 0 g/L时,Fe(Ⅱ)/高岭石系统对2-NP的还原转化率在4. 0 h内可达到100%。同样,p H值从6. 0升高至7. 3时,Fe(Ⅱ)/蒙脱石系统对2-NP的还原转化也显著增强;但在较低p H值和较低初始Fe(Ⅱ)浓度时,蒙脱石对Fe(Ⅱ)的还原催化性能不如高岭石,可归因于蒙脱石具有较高的离子交换性能。因此,Fe(Ⅱ)在上述两种矿物上吸附形态的差异是导致该系统对2-NP还原转化出现不同效应的根本原因。