偶联剂改性纳米二氧化钛的分散性研究

纳米二氧化钛(TiO2)表面活性强、颗粒间易发生团聚,又由于其表面疏油亲水性能,导致在有机物介质中分散不均匀,从而大大减少了纳米TiO2的应用。为了充分利用其优异的性能,本研究分别使用KH550、KH560、KH570三种硅烷偶联剂改性纳米TiO2,通过沉降分析法、傅里叶红外光谱仪测试(FTIR)、热失重分析(TG)和XRD粒径分析表征与测试改性前后的纳米二氧化钛性能。     

基于凹凸棒土的土壤重金属污染的土壤调理剂研究

本研究采用宏观分析与微观分析,系统研究不同提纯、改性工艺处理后,凹凸棒土对土壤重金属离子的吸附、钝化效果,筛选出最优的凹凸棒土提纯与改性工艺。试验结果表明:经HCl酸化提纯的凹凸棒土的平衡吸附量最高为5.43mg/g,对0.01mg/ml浓度腐殖酸的吸附率高达81.44%,明显优于其他四种提纯方法;当无机改性试剂为氢氧化钠时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)吸附性能分别提升37.56%、141.89%、16.15%、37.40%。     

氨基化凹凸棒土/毒死蜱/海藻酸钠复合微球的制备及缓释性能

以毒死蜱为模型药物,通过挤压法制备了氨基化凹凸棒土/毒死蜱/海藻酸钠复合微球。利用FTIR和TG对复合微球的结构进行了表征,考察了海藻酸钠用量对复合微球载药性能的影响,并探究了海藻酸纳、离子浓度、温度和pH对复合微球缓释性能的影响。结果表明,KH550已成功接枝于凹凸棒土。当KH550-HATP∶海藻酸钠的质量比为1∶1时,复合微球的载药量最大,为21.0%。此外,载药复合微球的释药行为表现出对离子浓度、温度和pH的响应,释药曲线符合Higuchi动力学模型,其药物释放主要是以Fickian机理进行。     

氨基化改性MCM-41/毒死蜱缓释体系的制备与性能

采用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对MCM-41进行改性得到了氨基化介孔硅,并以浸渍法制备了毒死蜱/介孔硅缓释体系。利用红外光谱、氮气吸附-脱附和X射线衍射对MCM-41和氨基化介孔硅进行了表征,着重探讨了不同KH550用量对介孔硅的载药量和载药体系缓释性能的影响。研究表明,氨基化介孔硅的比表面积、孔容随KH550用量的增大而减小,且明显小于未改性的MCM-41。氨基化介孔硅的载药量低于MCM-41的载药量,但其相应载药体系的缓释性能优于未改性的MCM-41载药体系。毒死蜱/介孔硅缓释体系,其释药行为可用Korsmeryer-Pappas动力学方程描述,其释放受扩散机制控制。     

改性凹凸棒土添加对盆栽小麦植株重金属离子吸收的影响

凹凸棒石吸附性能优异,作为土壤重金属污染调理剂研发的基础材料,应用前景十分广泛。本研究通过盆栽试验对比热活化改性、无机改性、有机改性材料添加对春小麦植株重金属离子吸收的影响,结果表明:热活化改性凹凸棒土添加显著地降低了盆栽小麦植株体内Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)四种重金属离子的含量,且随着热活化温度和添加量的升高,降低的幅度也越大。当热活化温度为400℃时,相比凹凸棒土原矿土Cd~(2+)吸附性能提升11.46%,对Pb~(2+)吸附性能提升0.54%,对Zn~(2+)吸附性能提升2.48%,对Cu~(2+)吸附性能略有下降;热活化温度为500℃时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能上升26.88%,Cd~(2+)吸附性能提升74.18%,对Pb~(2+)吸附性能提升11.18%,对Zn~(2+)吸附性能提升60.47%;热活化温度为600℃时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能上升36.86%,Cd~(2+)吸附性能提升177.52%,对Pb~(2+)吸附性能提升18.57%,对Zn~(2+)吸附性能提升67.97%。当无机改性试剂为氢氧化钠时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能提升37.56%,对Cd~(2+)吸附性能提升141.89%,对Pb~(2+)吸附性能提升16.15%,对Zn~(2+)吸附性能提升37.40%。当有机试剂为C1时,相比凹凸棒土原矿土对Cu~(2+)吸附性能提升1%,对Cd~(2+)吸附性能提升31.05%,对Pb~(2+)吸附性能提升0.34%,对Zn~(2+)吸附性能下降54.72%。当有机改性试剂为C2、C3、C4时,均减小了凹凸棒土对重金属的吸附性能。因此在凹凸棒土重金属调理的研发过程中,应该避免使用有机改性工艺。     

季铵盐阳离子表面活性剂改性活性炭对农药毒死蜱的吸附

活性碳具有多孔结构,对农药具有强烈的吸附作用.利用十六烷基三甲基溴化胺(HTAB)、溴代十六烷基吡啶(HPB)、四丁基溴化胺(TBAB)三种季铵盐阳离子表面活性剂对活性炭进行表面改性.利用比表面积测定、元素分析以及X射线荧光光谱等对吸附剂进行了表征,研究了改性活性炭对农药毒死蜱的吸附性能.结果表明,毒死蜱在活性炭上的吸附行为符合Freundlich方程.改性后的活性炭对水中毒死蜱的吸附量显著提高,与改性前相比,三种改性活性炭对有机物的吸附量分别提高了1.0、1.1、2.5倍,三种改性活性炭对毒死蜱吸附能力大小顺序为C-TBAB＞C-HTAB＞C-HPB,并且酸性条件有利于吸附的进行.     

盐酸改性凹凸棒土对铜离子的吸附性能

采用不同浓度盐酸对凹凸棒土进行改性,研究其对Cu2+的吸附性能,同时研究了水样中Cu2+的初始浓度、水样pH、吸附振荡时间及投加量对其吸附性能的影响.结果表明,6 mol/L盐酸处理的凹凸棒土对Cu2+吸附能力最佳;Cu2+的初始浓度越高吸附率越低;在Cu2+初始浓度20 mg/L、水样pH 8、改性凹凸棒土加入量为50 g/L、振荡时间50 min时Cu2+的吸附率为93.85％;盐酸改性凹凸棒土对Cu2+的吸附行为符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量约为20.0 mg/g.     

热处理凹凸棒土对小白菜根际土壤中镉毒性缓解效应及其吸附机理

【目的】为探讨凹凸棒土(ATP)经不同温度煅烧后对土壤中镉毒害缓解的影响机理。【方法】以小白菜为实验对象进行盆栽试验,设置未添加凹凸棒土(CK),25℃处理凹凸棒土(25℃ATP)、200℃煅烧凹凸棒土(200℃ATP)、300℃煅烧凹凸棒土(300℃ATP)、400℃煅烧凹凸棒土(400℃ATP)和500℃煅烧凹凸棒土(500℃ATP)6个处理对小白菜进行土培种植,并采用SEM、FI-IR、XRD、XPS、氮气吸附及热重分析对其热处理材料变化及吸附机理进行探究。【结果】在镉污染土壤中施用凹凸棒土能有效地增加小白菜的生物量,显著促进小白菜的生长发育,提高土壤的pH值,随着煅烧温度升高,土壤中速效磷被吸附导致含量降低;此外,施用凹凸棒土能显著增加土壤中全镉的含量,降低土壤中有效态镉含量,从而抑制小白菜对镉的吸收,大大降低了镉对小白菜可食用部分的毒害作用。与其它5个处理组相比,400℃ATP煅烧处理对小白菜的生长发育及镉的钝化效果最好,小白菜镉含量显著降低55.81%,土壤中有效态镉含量显著减少43.90%。在400℃处理下的凹凸棒土与土壤结合吸附镉后,其(110)晶面仍存在,吸附后未破坏凹凸棒土结构,凹凸棒土表面存在大量孔隙及棒晶,使得凹凸棒土表面硅羟基与镉通过静电引力进行表面络合,减少了植物对镉的吸收。【结论】凹凸棒土经适当温度煅烧改性,加入土壤后,可以明显改善土壤性质,降低土壤中镉有效态含量,促进植株的生长发育。     

硅烷对竹塑发泡材料流变及力学性能的影响

采用注塑法制备竹粉/PP发泡复合材料,并对不同添加量硅烷偶联剂KH570复合材料的流变及力学性能进行了研究。频率扫描结果显示,所有复合材料均表现出剪切变稀行为;经过KH570改性的复合材料,其储能模量、损耗模量及复数黏度与未改性时的相比,总体呈现下降趋势,流变性能改善。剪切速率扫描结果表明,所有复合材料均表现出典型的非牛顿假塑性流体行为;随着KH570用量的增加,非牛顿指数增大,体系表观黏度对剪切速率的依赖性减小;同时材料的力学性能先提高后降低,添加2%KH570时,复合材料的力学性能最佳,与未改性的复合材料相比,比弯曲、比拉伸和比冲击强度提高了6.1%-23.8%。     

功能化改性介孔硅对农药啶虫脒的吸附性能

为了降低农药残留,提高介孔硅的吸附能力,采用一步法制备氨基改性介孔硅(Amino modified mesoporous silicon, NH_2-MCM-41)和水杨醛亚胺改性介孔硅(Salicylaldehyde imine modified mesoporous silicon, Sal-MCM-41).水杨醛亚胺改性介孔硅负载金属离子(Salicylaldehyde imine-modified mesoporous silicon-supported metal ions, Zn~(2+)-Sal-MCM-41、Cu~(2+)-Sal-MCM-41和Mn~(2+)-Sal-MCM-41)后和NH_2-MCM-41分别吸附模型药物啶虫脒,制备了啶虫脒/NH_2-MCM-41和啶虫脒/金属离子-Sal-MCM-41复合体系.改性前后的介孔硅结构特征由红外光谱(Fourier Transform Infrared, FTIR)、扫描电镜(Scanning Electronic Microscopy, SEM)和氮气吸附脱附(Brunauer-Emmett-Teller, BET)进行表征,改性介孔硅的吸附行为通过吸附动力学和吸附热力学表征.结果表明,两种改性介孔硅均具有有序结构. MCM-41对啶虫脒的吸附质量分数为0.091 g/g,Mn~(2+)-Sal-MCM-41的吸附质量分数达到最大值,为0.161 g/g.改性介孔硅通过负载金属离子后,对模型农药啶虫脒的吸附质量分数增加,可提高介孔硅在农药吸附上的作用,有助于介孔硅在农药残留处理上的应用.     

改性生物炭对沼液氨氮的吸附效果研究

针对沼液中氮含量排放超标污染问题,为筛选出能使氮元素最大回收的有效吸附方法,以玉米秸秆、玉米芯和木屑为原料,分别于550℃、600℃、650℃下热解成生物炭,并采用NaOH+微波、FeCl3、KOH和HNO3对其进行改性处理,采用扫描电镜和压汞仪对生物炭进行表征,通过吸附动力学、吸附等温线和影响因素试验考察生物炭对NH+4-N的吸附效果。结果表明：NaOH+微波改性的550℃玉米秸秆炭（A-550-NaM）、KOH改性的550℃玉米秸秆炭（A-550-K）、NaOH+微波改性的600℃木屑炭（C-600-NaM）和FeCl3改性的550℃玉米芯炭（B-550-Fe）对NH+4-N的吸附平衡时间在60~150 min之间,其平衡吸附量分别为8.58 mg/g、8.30 mg/g、7.95 mg/g和8.01 mg/g;Langmuir模型较Freundlich模型更适合描述B-550-Fe、A-550-NaM和A-550-K对NH+4-N的吸附行为,3种改性生物炭对NH+4-N的最大吸附量分别为200.24 mg/g、101.86 mg/g和94.82 mg/g。     

改性凹土对垃圾填埋气中甲烷气体的吸附性能研究

[目的]探讨硅烷偶联剂KH550改性凹土对垃圾填埋气中甲烷气体吸附性能的影响效果。[方法]将凹土经4 mol/L盐酸酸化处理,超声分散后,加入硅烷偶联剂KH550,制备改性凹土。对改性凹土进行扫描电子显微镜分析和傅里叶变换红外光谱仪分析,研究改性凹土对甲烷气体吸附量的影响以及温度对其的影响。[结果]由扫描电镜和红外光谱分析可知,硅烷偶联剂KH550对凹土表面起到了良好的修饰改性作用;经硅烷偶联剂改性后的凹土对甲烷气体的吸附量与改性前相比显著提高,在1 MPa气压下,比改性前提高1倍;在一定温度范围内,改性凹土对甲烷的吸附量随温度升高而降低。[结论]改性凹土能有效去除垃圾填埋气中的甲烷气体,可为进一步工业应用提供依据。     

改性沸石去除农村生活污水中有机物效果研究

通过静态方法研究了浙江缙云斜发沸石对农村生活污水中有机物的去除效果,考察了沸石投加量、接触时间、沸石粒径和污水pH值对有机物去除率的影响,采用350、450和550℃焙烧对沸石进行加热改性,采用NaCl、KCl和CaCl2对沸石进行无机盐改性。结果表明,沸石对有机物的吸附很好的符合Langmuir吸附等温式;改性沸石的最适条件是：投加量20g/L,接触时间8h,粒径为36-65目,pH值6.0-7.5,焙烧温度550℃,改性盐类2.0mol/L的钙盐。应用于农村生活污水处理中,有机物去除率达64.71%。     

凹凸棒土对Cd（Ⅱ）的吸附性能研究

采用凹凸棒土对废水中的Cd（II）进行吸附试验,探讨了吸附时间、凹凸棒土投加量、废水中Cd（II）的初始浓度对吸附率的影响,探索最佳工艺条件;同时考察了酸化改性后凹凸棒土对Cd（II）的吸附性能,并分析了凹凸棒土对Cd（II）的吸附等温线。结果表明Cd（II）的初始浓度越高,吸附率越低;Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量60 g/L时,去除率达到94.6%;盐酸改性后,Cd（II）在浓度为20 mg/L、吸附时间60 m in、凹凸棒土投加量40 g/L时,吸附率达93.5%,当凹凸棒土投加量为60 g/L时吸附率达98.2%;从拟合吸附等温线相关性系数来看,Langmuir方程能更好地描述吸附过程中凹凸棒土对Cd（II）的吸附。     

毒死蜱羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸酯纳米粒子水分散剂的制备与表征

利用甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸丁酯为混合接枝单体,采用自由基共聚方法制备羧甲基纤维素钠接枝聚丙烯酸酯共聚物(CMC-g-PAE),采用傅氏转换红外线光谱分析仪和差示扫描量热法(differential scanning calorimeter,简称DSC)对其结构进行表征。以CMC-g-PAE为载体,以毒死蜱(chlorpyrifos,简称CH)为模型农药,利用CH在载体大分子自组装形成的胶束中的增溶作用,制备CH/CMC-g-PAE纳米粒子水分散剂;采用扫描电镜、粒度分析仪、DSC对其形态结构、粒径大小及分布、农药的相态进行研究,探讨载体浓度和药物浓度对其粒径及载药率的影响。结果表明,纳米粒子呈现规则的球形,其平均粒径为200~240 nm,粒径分布较窄;毒死蜱以非晶体相存在于纳米粒子中;纳米粒子的粒径及其对药物的载药率可以通过改变CH和CMC-g-PAE溶液的浓度进行有效调控。     

改性凹凸棒土负载铝盐吸附剂去除水中总磷研究

为了更好地去除富营养化水体中的磷,该研究对凹凸棒土进行两次改性。通过初次改性选用的1、2、3、4、5mol/L盐酸进行酸改性得到3mol/L,为最合适的酸改性浓度。然后对初次改性的凹凸棒土负载铝氢氧化物进行二次改性,得到凹凸棒土A、B、C、D。考察了初始浓度、p H值、反应时间及振荡频率等因素对改性凹凸棒土吸附性能的影响,从中选出较佳的除磷吸附剂。通过扫描电镜对原土、初步改性土及除磷效果较好的二次改性吸附剂的形貌进行分析。结果显示:改性吸附剂经改性后磷去除率均有增加,不同改性方法对磷去除率有着显著差异,其中吸附剂C去除效果最好。     

黑木耳中重金属控制技术研究

为解决黑木耳中Pb、Cd、Hg、As污染问题。通过在黑木耳栽培基质中添加不同浓度的试验材料进行木耳重金属的控制试验，测定各处理木耳的元素含量。在栽培基质中，1∶100、1∶300、1∶500壳聚糖/腐植酸钠复合材料、壳聚糖-聚丙烯酸/蒙脱土/腐植酸钠复合材料、纤维素/蒙脱土复合材料、凹凸棒粉、玉米芯生物炭对As抑制率为79.04%～90.30%,1∶100壳聚糖/腐植酸钠复合材料、壳聚糖-聚丙烯酸/蒙脱土/腐植酸钠复合材料、纤维素/蒙脱土复合材料、凹凸棒粉、玉米芯生物炭和1∶300壳聚糖/腐植酸钠复合材料、玉米芯生物炭对Cd抑制率为87.12%～90.30%,1∶100玉米芯生物炭对Hg抑制率为54.29%,1∶100、1∶300壳聚糖/腐植酸钠复合材料、壳聚糖-聚丙烯酸/蒙脱土/腐植酸钠复合材料、玉米芯生物炭和1∶100纤维素/蒙脱土复合材料、凹凸棒粉对Pb抑制率为65.12%～68.54%。壳聚糖-聚丙烯酸/蒙脱土/腐植酸钠复合材料对木耳减产明显。在黑木耳生产中，控制As、Cd、Hg、Pb多元素污染宜选择1∶100玉米芯生物炭，控制As污染宜选择1∶500壳聚糖/腐植酸钠复合材料、...     

储藏和加工方式对稻谷中毒死蜱和三唑磷残留量的影响

[目的]了解稻谷加工方式和储藏方式对稻米中毒死蜱和三唑磷残留动态的影响机制。[方法]采用液相色谱-三重四极杆质谱法同时检测稻米中的毒死蜱及其代谢物3,5,6-三氯-2-吡啶酚(3,5,6-Trichloro-2-pyridinol,TCP)和三唑磷残留,分析碾磨、蒸煮、发芽加工以及储藏温度(37和4℃)对毒死蜱和三唑磷残留量的影响。[结果]毒死蜱及其代谢物TCP、三唑磷等农药残留多数分布在米糠层;短时间的蒸煮无法明显降低稻谷中毒死蜱的残留量;发芽稻谷中毒死蜱及其代谢物TCP、三唑磷的残留量显著低于未发芽稻谷;在37℃储藏条件下,毒死蜱的降解方程为C=0.899e~(-0.005t)(R~2=0.855 6),半衰期为138.6 d;三唑磷降解方程C=0.768e-0.009t(R~2=0.822 8),半衰期77.0 d,近似满足一级动力学模型方程;在4℃低温储藏条件下,稻谷中毒死蜱和三唑磷的残留量变化不大。[结论]碾磨和发芽加工有利于降低稻谷的农药残留量,低温储藏稻谷不利于残留农药的降解。研究可为稻米加工过程的风险评估以及开发稻米中农药残留的消解技术提供参考。     

生物质改性吸附材料的制备工艺优化及对氨氮的吸附特性

为探究农业生物质再利用方法,以香蕉皮为原料,通过化学改性制备改性吸附剂,去除水中的氨氮。通过对比实验选择Na OH作为改性剂对香蕉皮粉末进行改性,单因素实验探讨了改性剂浓度、改性时间、原材料粒径及固液比对制备过程的影响及最佳制备工艺参数,结果表明:香蕉皮粉末粒径为100~120目,以0.2 mol·L~(-1)的Na OH水溶液作为改性剂,以10 g·L~(-1)的固液比,对香蕉皮粉末改性20 min为最佳的制备条件,在此条件下制得的改性吸附剂产率为64.83%。扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、BET法测定比表面积及孔径分析结果显示,材料经改性后,表面孔道结构和官能团的变化有利于吸附氨氮。利用制得的材料吸附不同浓度的氨氮废水,并对实验结果进行等温拟合分析,Langmuir拟合结果表明改性香蕉皮吸附剂对水中的氨氮具有较高的吸附容量(qm=16.051 mg·g-1),优于沸石和活性炭,Freundlich拟合结果表明材料吸附氨氮属于较易发生的吸附(1/n=0.681)。研究表明,改性香蕉皮对氨氮具有较高的吸附容量,优于沸石和活性炭,对氨氮的吸附较易发生。     

微波改性凹凸棒滤料对微污染苯酚废水动态吸附研究(英文)

[目的]研究微波改性凹凸棒滤料对微污染苯酚废水动态吸附。[方法]用十六烷基三甲基溴化铵(CATB)对凹凸棒土进行改性,对微污染苯酚废水进行动态试验研究,并研究了去除苯酚的动力学特征.[结果]凹凸棒滤料经CATB改性后在动态试验过程中对微污染水中苯酚具有较强的吸附能力,苯酚的去除率随着废水流速的减少而增大。在pH值为6～8,废水中苯酚浓度为17.74mg/L,流速为2m/s,吸附时间25min条件下,吸附去除率达93.07%;改性后的凹凸棒滤料可用碱进行再生,再生后对苯酚的吸附能力没有明显下降。苯酚的动态吸附过程遵循一级反应动力学模型。[结论]为进一步研究废水中有机物的去除提供依据。