水溶性富勒烯对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上吸附的影响

采用静态试验法研究了水溶性富勒烯对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上吸附的影响。结果表明,羟基化富勒烯(C₆₀(OH)n)和羧基化富勒烯(C₆₀(C(COOH)₂)n)的加入对U(VI)在氧化多壁碳纳米管上的吸附量影响作用类似。在pH<3范围内,羟基化富勒烯和羧基化富勒烯对吸附几乎没有影响,在pH>3以后,二者开始抑制碳纳米管对U(VI)的吸附。较低浓度(10 mg/L)的C₆₀(OH)n对U(VI)的吸附几乎没有影响。而等量的C₆₀(C(COOH)₂)n已呈现出明显的抑制作用。但两者的作用机理不同,前者可能是由于羟基化富勒烯和U(VI)竞争氧化多壁碳纳米管上的吸附位点造成的,后者则可能改变了氧化多壁碳纳米管的表面电荷。用双位点模型对不同固液比和U(VI)初始浓度下U(VI)的吸附率随C₆₀(OH)n和C₆₀(C(COOH)₂)n初始浓度的变化进行了拟合得到了很好的结果。     

以PAC为原料合成锂吸附剂的工艺研究

研究了聚合氯化铝(PAC)为原料合成锂吸附剂的基本工艺路线,并探究了加料方式、反应物配比、反应温度、反应时间和加料速度等对所合成吸附剂吸附量的影响,研究结果表明配比是影响吸附剂吸附量的最主要因素,得到了最佳合成条件,在此条件下所合成吸附剂对锂离子的吸附容量为6.1 mg/g。推断吸附剂的主要成分为晶态或非晶态的LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O,同时含有Al(OH)_3、(CaO)_3Al_2O_3·6H_2O及LiCl·H_2O等成分。从吸附结果来看,结晶度较差的片状LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O和非晶态的Al(OH)_3为主成分的吸附剂吸附性能最好。     

Fe3O4/Mg(OH)2复合材料的制备及形貌控制

通过种子沉积法制备出Fe_3O_4/Mg(OH)_2复合材料并进行XRD、SEM测试分析。探究了氨水的浓度与加入速度、搅拌速度及等因素对磁性复合材料形貌的影响。氨水浓度与注入速度的降低,对氢氧化镁基体形貌的影响是相同的,但要使合成磁性复合材料形貌和四氧化三铁粒子在氢氧化镁中分散性均匀,应控制氨水浓度(ω=2.5%)或加入速度在一个合理的较低值。     

X-射线无定形氢氧化铝同溶液中氯化锂的相互作用

在 Li~ 、Al~( 3)∥C1~-,OH~-—H_2O 四元交互体系中,证明文献中指出的化合物2LiCl·5[Al(OH)_(2.83)Cl_(0.17)]·nH_2O 在60℃时是介稳化合物。在该温度下,发现一种新的铝锂化合物存在。它的组成是 LiCl·2 Al(OH)_3·nH_2O。对该化合物的性质作了初步研究。从固相的化学分析,X—射线分析和热分析结果证明 X—射线无定型氢氧化铝[下称无定形氢氧化铝]从含锂、镁卤水中提取锂盐时平衡产物主要是 LiCl·2Al(OH)_3·nH_2O 同无定形氢氧化铝的混合物。在氯化锂溶液和含锂、镁卤水中,无定形氢氧化铝同氯化锂的相互作用是固液反应。反应的初始阶段符合一级反应规律。在氢氧化铝表面形成化合物层后,反应总速度由化学反应速度和氯化锂通过产物层的扩散速度共同决定,符合自阻滞规律1/t ln a/(a-x)-β x/t=M。从而证明了该反应不仅仅停留在表面。定量地研究了温度对反应速度的影响。在卤水中,无定形氢氧化铝同氯化锂在90℃和60℃的一级反应常数分别为 k_(90)=1.42×10~(-1)和 k_(60)=4.17×10~(-3)。     

离子液体([C_6MIm][TFSI])从体相电迁移至水相研究（英文）

离子在离子液体/水溶液二元系统中的电迁移行为在很多领域受到了越来越多的关注。本文通过研究不同条件下离子液体离子在电极液中的浓度变化,系统地研究了电极溶液酸—碱度,电极溶液中电解质浓度以及离子液体中溶解LiN (CF_3SO_2)_2与否对[C_6MIm]~+离子电迁移的影响。总的来说,随着电流的增加,[C_6MIm]~+离子向阴极水溶液的迁移量随之增加,向阳极水溶液的迁移量随之减少;然而N(CF_3SO_2)~-_2离子向阳极水溶液的迁移量随之增加,向阴极水溶液的迁移量随之减少。当电极溶液为碱性,[C_6MIm]~+离子的迁移量明显减少。在电极溶液中溶入LiN (CF_3SO_2)_2时或者将LiN (CF_3SO_2)_2溶入离子液体时,[C_6MIm]~+离子的迁移量也明显受到抑制。     

阿拉尔河悬浮物对铀的吸附影响研究

为了解阿拉尔河悬浮物对铀的吸附特性,通过静态吸附实验,研究了吸附时间、pH值、温度和铀初始浓度等因素对模拟含铀水中U(VI)去除率的影响,并从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析。结果表明,在T=25℃,溶液初始pH=7,接触时间为16 h时,悬浮物对铀的平衡吸附率最佳,为95.48%。随着铀初始浓度的增加,吸附量增加,但吸附率随之下降,升高温度有利于铀的吸附。铀在悬浮物上的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,说明悬浮物对铀为单分子层吸附,且化学吸附占主导地位。吸附动力学过程可用准二级吸附动力学模型描述,表明吸附主要受动力学控制,由两个以上步骤共同控制。FTIR和EDS分析结果表明,吸附过程中铀主要与悬浮物表面活性基团螯合并以表面络合吸附为主。吸附前后的能谱对比分析表明,吸附过程中存在离子交换行为。因此,悬浮物对铀的吸附机理是以表面络合吸附和离子交换为主、物理吸附为辅的混合吸附过程。     

碱性溶液中BH_4~-的电化学氧化机理及伏安法测定

对比Na BH4碱性溶液Cu、Ag、Ni、Pt和Au电极的循环伏安特性发现,BH-4在Au电极上活性最强,Pt有一定的活性,而Cu、Ag及Ni几乎没有活性。用三电极体系研究了BH-4在Au电极上的氧化机理,分析了碱性体系中不同浓度Na BH4溶液的线性循环伏安特性,讨论了扫描速度、OH-和B(OH)-4浓度等对BH-4氧化峰电位及峰电流的影响。结果表明,以Au电极为工作电极的峰值电流法是BH-4离子定性和定量检测的一种简单、快速、准确的方法。同时,溶液中较大浓度范围内变化的OH-和B(OH)-4对Na BH4的分析无明显影响。     

沙漠颗粒物对磷酸盐的吸附动力学研究

研究了乌兰布和沙漠和库布齐沙漠颗粒物在黄河水体中对磷酸盐(P)的吸附动力学及其影响因素和吸附/解吸平衡质量浓度(EPC0值)。结果表明：①不同沙漠颗粒物对P的吸附能力各不相同,但吸附速率均在前 8 h内较快,以后逐渐趋缓,在48 h时基本达到吸附平衡。磷初始浓度和颗粒物浓度均对颗粒物吸附P有一定影响;②颗粒物对P的吸附过程均符合准二级吸附动力学模型及Weber-Morris扩散方程,吸附过程主要由P在颗粒物内的扩散过程控制;③入河沙漠颗粒物在黄河水体中对P的吸附过程存在一个吸附/解吸平衡点,该点对应的不同颗粒物对P的EPC0值为0.010~0.042 mg·L-1,且其值均大于相应黄河水体中的P浓度,说明沙漠颗粒物入河后有向水体释磷的趋势。     

基于泥炭与冻土共生关系的川西高原泥炭化冻土分布研究北大核心CSCD

由于泥炭化冻土是冻土工程建设中需要解决的重大问题,因此泥炭与冻土的共生关系备受关注。以川西高原0~30 cm深度的泥炭化冻土为研究对象,从泥炭化冻土的形成和泥炭与冻土的共生关系角度,选取控制因素,分析这些因素的控制机制,并将这些因素作为评价指标;采用熵权法、层次分析法和模糊评价方法,制作出川西高原泥炭化冻土分布图;最后,结合前人的相关研究成果对研究结果进行了验证。研究结果表明,采用的研究方法具有可行性;川西高原泥炭化冻土分布具有区域聚集、空间变异性大和受纬度地带性影响大的特点;高泥炭化冻土的面积为0.8×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的5%),中泥炭化冻土的面积为7.8×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的33%);低泥炭化冻土广泛分布,面积为11.5×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的50%);非泥炭化冻土面积为3.0×10^(4) km^(2)(约占研究区面积的12%);多年冻土的泥炭化程度最大;冻土与泥炭的共生作用对冻土工程具有显著影响。     

芦苇湿地根孔系统特征及其磷去除机理研究

为探明湿地根孔的分布特征及其磷去除机理,于2008年4～7月调查了白洋淀排污河--府河沿岸芦苇(Phragmites australis)湿地中根孔的分布,并研究了根孔系统中3种典型介质对磷的吸附特点.调查发现,排污河沿岸苇地剖面上死根孔数目约占40%,根孔的存在大大增加了交错带土壤的导水速率和水/土接触的有效面积.野外剖面清查发现,死根孔内部常存在着湿润而松软的颗粒填充物,由于交错带与周边水体的间歇性水文交换过程,湿地基质中存在明显的红棕色氧化性土壤.试验表明,根孔内部填充物、湿地氧化性基质土和湿地基质土3种典型介质对磷都有很高的吸附容量,而湿地基质和根孔内部不同的水流条件明显影响其物理化学性质和吸附性质.湿地氧化性基质土、湿地基质土和根孔内部填充物的最大磷吸附量分别为1 186.0 mg/kg、714.6 mg/kg和650.1 mg/kg.从吸附平衡浓度(EPC0)来看,三者无显著差别,均在0.025 mg/L左右,表明这3种介质可以吸附较低浓度的磷.而更接近田间条件的动态吸附试验中,饱和磷吸附量分别为:湿地氧化性基质土约320 mg/kg,湿地基质土约200 mg/kg,根孔内部填充物约140 mg/kg.根孔内部填充物吸附的磷较之二种基质土更容易解吸.以上结果说明,芦苇湿地根区3种典型介质均有较高的磷吸附容量,根孔内部填充物吸附能力低于湿地基质土壤,但错综复杂的根孔系统增加了吸附表面积,使水分和土壤充分接触,从而保持了根孔系统良好的磷去除效果.     

环境变化对森林土壤CH_4氧化的影响

甲烷(CH4)是一种重要的温室气体,对全球气候变暖的贡献仅次于CO2,而环境的变化将影响森林土壤CH4的氧化能力从而改变全球CH4平衡.森林土壤CH4氧化对全球变暖的敏感性较低;降雨量增加、大气CO2浓度升高、森林皆伐及森林转变为农业用地导致森林土壤CH4氧化能力下降,而降雨量减少、大气CH4浓度上升、农业用地转变为森林,土壤CH4氧化能力提高;森林间伐、火烧及无机N的输入对森林土壤CH4氧化的影响表现为抑制、促进和无影响3种模式.环境变化对森林土壤CH4氧化影响因素及机理等方面已进行较深入的研究,本研究对此进行归纳总结,并提出以下几个未来研究的着重点:长期的定位观测;采用多因子交互作用的研究方法,获得各因子交互作用对森林土壤CH4氧化能力的影响;深化甲烷氧化菌与产甲烷菌对环境变化响应机理的研究;从机理上区分非铵盐的抑制作用与酶基质的竞争作用;关注森林管理措施(林分皆伐、间伐、火烧)对土壤CH4氧化的影响,探讨哪些恢复措施能加快土壤CH4氧化能力的恢复.     

盐场卤水氧化-吸附联合脱色工艺的研究

以天津汉沽盐场高镁卤水为研究对象,分析其成色原因,建立了过氧化氢氧化-氢氧化锆吸附联合脱色工艺,分别考察了脱色剂用量、温度、pH值等因素对卤水色度、CODCr及镁离子损失率的影响,确定了最佳的脱色工艺条件:用卤水处理量1%(体积比)的过氧化氢于室温下将卤水氧化2 h后,在pH值为2～3的条件下经氢氧化锆吸附脱色40 min,氢氧化锆用量为60 g/L。在此条件下,卤水色度及CODCr去除率分别可达99%和85%,镁离子的损失率可控制在1%以下,均高于目前使用的工艺方法。吸附剂氢氧化锆经脱附后可循环使用,大大降低了工艺运行成本。     

可溶性有机碳在米槠天然林土壤中的淋溶特征

以中亚热带米槠天然林为研究对象,通过挖剖面法,按0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm、30~40 cm、40~50 cm、50~60 cm、60~70 cm、70~80 cm、80~90 cm、90~100 cm分层采集原状土柱,并用米槠叶片制备的可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)溶液进行逐层淋溶试验,以阐明DOC在米槠天然林土壤中的淋溶特征。结果表明,在淋溶过程中DOC浓度逐渐下降,DOC最大截留量出现在50~60 cm土层,而且60~100 cm各土层的截留量要小于0~60 cm各土层。淋溶过程中DOC的芳香性和腐殖化程度随土层深度均逐渐下降。红外光谱表明,DOC溶液在土壤淋溶过程中,芳香类、羧酸类等大分子物质会被优先吸附,并且通过0~30 cm土层时土壤中的醇类、酚类小分子物质会发生解吸附,DOC在30~100 cm土层中淋溶时小分子物质的比例明显增加。说明DOC在土壤淋溶过程中会优先吸附芳香化合物和大分子物质,到达底层土壤的DOC溶液中小分子物质所占比例增加,因此DOC对土壤的亲和力降低,减少了土壤的截留量,表明DOC本身的化学性质要比土壤的理化性质更能影响其吸附行为。     

4-硝基苯并-15-冠醚-5液液萃取分离锂同位素

以4-硝基苯并-15-冠醚-5(4-NO_2-B15C5)做萃取剂,苯甲醚和1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲烷磺酰)亚胺盐([C_4mim][NTf_2])作稀释剂和协萃剂,以1 mol/L LiCl溶液作萃取溶剂,构建高效的冠醚—离子液体/锂盐溶液的溶剂萃取体系。重点考察了有机相组成、冠醚浓度和锂盐阴离子等对锂同位素分离的影响。结果表明,4-硝基苯并-15-冠醚-5具有良好的锂同位素分离效果,在萃取CF_3COOLi时最大单级分离系数(α)可达1.043±0.01。     

新型复合生物质锂吸附剂的制备及吸附性能研究

以KMnO₄、苯胺、LiOH和生物质碳气凝胶(BCA)为原料,通过水热沉积法得到了锰酸锂(LMO)负载的生物质碳气凝胶(BCA@LMO),并用HCl酸洗后得到了BCA@HMO复合锂吸附剂。利用IR、XRD、XPS、SEM、EDS、Mapping、BET等手段对其结构进行了表征。考察了pH值、离子强度、初始浓度、温度和吸附时间对锂吸附的影响。结果表明,复合吸附剂为介孔结构,其孔道内和表面具有丰富的锰酸锂颗粒,Li⁺的最大平衡吸附量在pH=12时为4.07 mmol·g-1,吸附过程符合Langmuir等温线和准二阶动力学模型,升高温度和碱性环境利于Li⁺的吸附。吸附机理为H⁺与Li⁺的离子交换。复合吸附剂较好地改善了锰系锂吸附剂固液分离困难的问题,该吸附剂在实际南翼山盐田和东台吉乃尔盐田卤水(2.92 mmol·g-1)中具有良好的吸附性能。因此,该吸附剂在卤水锂的分离中具有良好的应用价值和潜力。     

芦苇根际沉积物中溶解性有机物组成及其与铁还原菌关系的实验研究

2019年4月6日至7月4日,在湖南大学环境学院天台大棚中,利用采集到的东洞庭湖洲滩沉积物,种植芦苇(Phragmites australis),在淹水(沉积物表面淹水深度为2 cm)和未淹水(沉积物表面未淹水,其含水量为70%)条件下,开展实验。在实验第30天、第60天和第90天,在花盆中采集沉积物样品,利用傅立叶红外光谱分析技术,研究沉积物样品的溶解性有机物的组成,分析沉积物中铁还原菌的丰度与溶解性有机物的关系。研究结果表明,在实验的90 d中,与天然沉积物相比,芦苇根际沉积物中溶解性有机物的羟基官能团含量减小,羧基官能团含量增大;在实验第30天和第60天,与非根际沉积物相比,芦苇根际沉积物中有机质官能团的积累量更高,而在实验第90天规律相反;沉积物中芽孢杆菌属(Bacillus)、梭菌属(Clostridium)的相对丰度低于厌氧粘细菌属(Anaeromyxobacter)、地杆菌属(Geobacter);溶解性有机物中官能团含量受培养时间、淹水条件和根际环境影响;对溶解性有机物中官能团特征造成主要影响的是发酵铁还原菌。     

西北干旱荒漠区东部人工绿地层状土壤盐渍化特征及其影响因子分析（英文）

本本研究以西北干旱荒漠区东部的内蒙古乌海市和宁夏灵武市为研究区,在人工绿地上选取6类土壤剖面以研究其盐渍化特征,即均质砂土(A)、均质壤土(B)、上砂下壤(C)、上壤下砂(D)、夹层型(E)(壤–砂–壤(E1)、壤–粉–壤(E2)、砂–壤–砂–壤(E3))和上壤下石(石块)(F)。此外,采用冗余分析(RDA)的方法分析灌溉因子、土壤物理因子和土层深度对土壤盐渍化的影响。结果表明：(1)各层土壤的全盐量(TS)介于115.5–4945.5mgkg^–1,A、B、C、D、E和F类剖面分别有6.7%、26.7%、6.7%、20.0%、33.3%和40.0%的土层达到轻度盐化,D、E和F类剖面分别有13.3%、20.0%和20.0%的土层达到中度盐化,F类剖面有40.0%土层达到重度盐化。A、B、D和F类剖面以表聚型为主,C类剖面为底聚型,E类剖面中的剖面E1和E2为底聚型,E3为表聚型;(2)土壤pH介于7.49–9.31,钠吸附比(SAR)介于0.67–15.28;(3)RDA分析结果显示,前两个排序轴反映了74.0%以上的土壤盐渍化特征,能清楚地表明土壤盐渍化指标与影...     

土壤含水量、种植模式和丁香酚对土壤微生物种群结构的影响

盆栽试验了田间持水量(45%、60%、75%)、种植模式和小麦根系分泌物丁香酚对小麦、蚕豆下土壤微生物种群结构的影响。结果表明:间作土壤中细菌、真菌和放线菌数量较单作加权平均有所减少,但间作化感促进作用和土壤微生物多样性均大于单作加权平均,且丁香酚对单作小麦和小麦间作蚕豆土壤微生物数量表现出明显的化感促进作用,在丁香酚处理下间作土壤中3种菌类数量较单作加权平均分别提高95.9%、8.8%和99.6%,但对单作蚕豆土壤微生物数量表现为化感抑制作用;随着供水水平的增加,单作小麦化感促进作用增强,单作蚕豆化感抑制作用减弱,间作化感促进作用在60%相对含水量以下随供水水平增加而增强,超过60%后随供水水平增加而减弱。丁香酚处理下间作土壤微生物多样性指数在小麦拔节期、灌浆期和成熟期比单作加权平均提高74.3%、96.1%和134.0%,且在单作小麦和间作群体下在60%相对含水量以下随供水水平增加而提高,超过60%后随供水水平增加而降低,单作蚕豆则随供水水平增加而持续降低。因此,利用间作和灌水水平的控制可充分挖掘根系分泌物对土壤微生物数量和多样性的化感促进作用。     

外来水生植物再力花的化感作用探析

再力花(Thalia dealbata)是近年来在湿地造景中应用较广泛的外来水生植物。为探究该种植物是否对其他植物生长产生影响,采用种子萌发法,测定了再力花不同部位浸提液对3种敏感植物萝卜(Raphanus sativus)、白菜(Brassica chinensis)和黄瓜(Cucumis sativus)种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,再力花各个部位浸提液对3种植物种子的萌发率、根长、芽长、鲜质量和干质量都有不同程度的抑制作用,尤其是高浓度(50mg/mL)浸提液,对种子萌发和幼苗生长有显著的抑制作用(p<0.01)。再力花叶片浸提液浓度为50mg/mL时,对萝卜、黄瓜和白菜种子萌发的抑制率分别为39.51%、10.53%和85.19%;根状茎浸提液浓度为50mg/mL时,对萝卜、黄瓜和白菜幼根长度的抑制率分别为87.4%、71.23%和91.7%,对幼芽长度的抑制率分别为51.21%、45.71%和69.66%。再力花各个部位都有化感物质分布,根状茎浸提液的化感作用最强,其他部位依次为根、叶柄和叶片。     

南极大气CO_2、CH_4和N_2O本底趋势特征分析

对南极大气温室气体CO_2(含δ~(13)C-CO_2和δ~(18)O-CO_2)、CH_4和N_2O长期测值进行比较分析。结果表明,南极是全球大气温室气体浓度(CO_2稳定同位素丰度值)随纬度分布变化中的最低(高)区域。南极大气温室气体浓度值变化趋势、年增长率与全球整体上一致,但在具体数值上存在差异。南极CO_2平均年增长率(1958—2014年)为(1.43±0.59)mg·L~(–1)·a~(–1),低于同期赤道(1.51±0.72)mg·L~(–1)·a~(–1),但1980—2014年和2000—2014年年增长率均高于南半球中纬度地区。δ~(13)C-CO_2和δ~(18)O-CO_2丰度趋势揭示了化石燃料排放和全球尺度过程对CO_2的影响,但南极是受影响最小的区域。1983—2014年南极CH_4平均增长率为(6.2±4.9)μg·L~(–1)·a~(–1),低于北半球中纬度(6.5±5.6)μg·L~(–1)·a~(–1)而高于赤道(5.6±5.3)μg·L~(–1)·a~(–1)和南半球中纬度(6.1±4.9)μg·L~(–1)·a~(–1),这与CH_4人为排放增强主要在北半球中纬度地区而显著被OH氧化在赤道和中纬度地区的事实是吻合的。南极N_2O平均年增长率为(0.87±0.15)μg·L~(–1)·a~(–1)(2005—2013年),与南半球中纬度地区接近但低于北半球而高于赤道地区。