Disposal of wastewater containing Congo Red by synthesizing layer double hydroxide in-situ

Based on the principle of synthesis, a new method was put forward to dispose Congo Red anion-containing dyestuff from wastewater and its feasibility was also examined. The principle of the method is described as follows: Mg²⁺ and Al³⁺ are hydrolyzed to form Mg/Al-LDH by adding Mg²⁺, Al³⁺ and NaOH in wastewater containing anion dyestuff, which is selectively intercalated with the interlayer of LDH in order to balance positive structural charge. While Mg²⁺ and Al³⁺ are co-precipitated to form LDH, the anion dyestuff in wastewater will be removed by LDH synthesized in-situ, as is confirmed by X-ray diffraction analysis of settlings and chemical analysis of aqueous samples. In this work, we studied the influence of Mg/Al mole ratio, pH value, time and temperature of reaction on the removal of anion dyestuff and the use of Mg and Al. The experimental results showed the maximum removal efficiency of anion dyestuff could be attained when pH value was 9.0, and Mg/Al mol ratio was 2: 1, reaction duration was 2 hours, and the effect of temperature was not remarkable, and the removal efficiency could reach 100%. Meanwhile, the Mg and Al added could be made good use of. This technology has the advantage of extraordinary efficiency of wastewater disposal. Foundation item: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (40472026).     

即时合成层状双氢氧化物处理高氟水的实验研究

提出了即时合成层状双氢氧化物去除F-的新方法,并初步揭示了反应的基本原理:首先由Mg2 、Al3 水解共沉淀形成LDH,然后F-嵌入LDH层间平衡结构电荷,从而使F-离子以LDH沉淀的形式被去除。研究结果表明,影响处理效果的因素包括Mg/Al比值、pH值、反应时间等。当Mg/Al为2∶1,pH值为9.5,反应时间为120 min时,F-去除率较高,Mg、Al利用比较充分,显示这种废水处理技术具有非常好的研究价值。     

Study on the adsorption kinetics of orthophosphate anions on layer double hydroxide

A kinetic study was conducted on the adsorption of orthophosphate anions on layer double hydroxide (LDH). The adsorption has proved itself to be a spontaneous endothermic process and is large in capacity and rate. The adsorption isotherm correlates well with the Freundlich model, and a rise in temperature will lead to an increase in adsorption efficiency. Additionally, the results suggested that the adsorption is an entropy-increasing process and is in good agreement with the pseudo-second order kinetics. The free energy (ΔG) of adsorption of orthophosphate onto LDH varies within the range of −1.75–−3.34 kJ/mol, the enthalpy (ΔH) varies by 7.96 kJ/mol and the entropy (ΔS) by 33.59 kJ/mol. The adsorption activation energy is 8.3 kJ/mol, showing that the adsorption of orthophosphate onto LDH is determined to be a physical adsorption.     

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。     

贵州水银洞卡林型金矿床首次发现大量次显微-显微可见自然金颗粒

在贵州水银洞卡林型金矿床原生富矿石的一条含砷黄铁矿细脉中发现有100余粒次显微-显微自然金颗粒(0.1~6μm),并具有清晰的显微岩相学结构。提出了该类型金矿次显微-显微可见自然金颗粒的形成过程可能与含Au热液-岩石相互作用过程中含Fe碳酸盐矿物溶解释放Fe的大量硫化物化而导致热液中Au的过饱和有关,含Fe碳酸盐赋矿围岩是形成高品位大型卡林型金矿床最重要的控制因素之一。     

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。     

物理化学条件对合成Mg／Al-LDH结晶度和结构的影响

采用共沉淀法在不同物理条件下合成了一系列镁铝层状双氢氧化物(LDH),用化学分析、XRD和红外光谱对产物的组成与结构进行了表征,并探讨了初始溶液Mg/Al比、平衡pH值、水热反应温度、干燥温度等因素对合成LDH产物的结晶度、Mg/Al比、结构以及镁铝水解率的影响。结果表明,在实验条件范围内,最佳的合成条件为:初始Mg/Al比为2∶1,pH值为10,合成温度50℃,在此条件下固体产物为单一LDH物相,合成LDH的Mg/Al比为2∶1,镁铝水解率分别为99.21%和98.97%,结晶度高,可以实现在较低的温度下水热合成LDH。由于在LDH结构中Al3 替代Mg2 的量不同,导致X衍射分析d值和晶胞参数呈规律性变化。     

天然褐铁矿处理含Hg（Ⅱ）废水的实验研究

利用水合金属氧化物和氢氧化物矿物表面重金属离子发生吸附作用的原理，进行了天然褐铁矿处理含Hg(Ⅱ)废水的实验。结果表明：试样用量、粒径、废水浓度、pH值、离子强度、反应时间、振荡器转速等因素对Hg(Ⅱ)的吸附率有一定的影响，其中pH值的影响最大；Hg(Ⅱ)在天然褐铁矿上的吸附等温曲线不同于Langmuir和Fre-undlich等温线，而为台阶型，符合分级离子／配位子交换等温曲线。     

天然磁铁矿处理含Hg（Ⅱ）废水实验研究

利用重金属离子可在水合金属氧化物和氢氧化物矿物表面产生吸陵作用的原理，进行了天然磁铁矿处理含Hg(Ⅱ）废水的实验研究，结果表明：当温度为25℃，吸附平衡时间为60分钟、试样用量为20g/L，试样粒径为200目以下、pH值为6.40，离子强度为零时，Hg(Ⅱ）初始浓度为1.12mg/L的溶液的吸附率可达98%，使废水中Hg(Ⅱ）的浓度达到国家排放标准。pH值、离子强度、粒径、试样用量、废水浓度、温度、时间均对Hg(Ⅱ）的吸附率有一定的影响，其中pH值的影响最大，Hg(Ⅱ）在天然磁铁矿上的吸附等温曲线不同于Langmuir和Freundlich等温曲线，而是表现为台阶段，符合分级离子/配位子交换等温曲线。     

高压下天然菱铁矿的压缩性和电子结构研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对天然菱铁矿的压缩性和电子结构进行了原位X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)测试研究。在室温下随着压力逐渐升高至50.2 GPa,菱铁矿保持方解石型结构不变,但是逐渐向Na Cl型结构转变;刚性[CO3]2-基团平行于ab-平面定向排列使c轴的压缩性大于a轴。菱铁矿在44.6~47.1 GPa之间发生电子由高自旋态(HS)向低自旋态(LS)的转变,表现为体积塌陷8%。HS菱铁矿的等温状态方程参数为K0=112(5)GPa和K'0=4.6(3)。首次采用XANES技术对菱铁矿中Fe2+的电子结构进行了研究,结果表明:随着压力升高至37.3 GPa,Fe2+的配位和局域对称并未发生明显变化;此后电子结构开始转变,Fe2+的3d轨道分裂能降低,电子跃迁概率增大,呈现LS特性。     

应用FTIR-XRD-XRF分析测试技术研究新型仿制绿松石的矿物学特征

近年来绿松石及其仿制品的鉴定工作较多局限于应用傅里叶变换红外光谱对仿制品进行简单的筛选,前人报道的仿制绿松石的矿物组成主要为单一的矿物相(如异极矿、三水铝石、磷铝石、羟硅硼钙石、菱镁矿等)。本文应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)与X射线荧光光谱(XRF)对当前珠宝市场上几种新型仿制绿松石进行了初步分类,并对不同类别的仿制绿松石的具体矿物组成、物相及晶型特征作了对比研究。结果表明,这些新型仿制绿松石可分为三大类:一类主要由硅酸盐(斜硅钙石)与碳酸盐(方解石)两种矿物组成;另一类为白云石与方解石两种碳酸盐矿物的混合相;第三类以硅酸盐类为主要矿物,并含有钡长石、辉石与石英。显然,新型仿制绿松石的矿物组成明显相异于传统仿制品,可见仿制绿松石的矿物组成日趋多样性、复杂化,该现状必然对新型仿制样品的物相鉴定提出了更高的要求。