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麦饭石和硝酸钾添加对石油污染土壤的生物修复作用

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农业环境科学学报 2024年

作者：杨钊刘泽梁冯爽张旭红吴蔓莉陕西省环境工程重点实验室西北水资源与环境生态教育部重点实验室西安建筑科技大学环境与市政工程学院

为研究麦饭石和硝酸钾对石油污染土壤的生物修复作用，本试验通过向石油污染土壤中投加麦饭石和硝酸钾，比较了两种修复剂对不同污染时长土壤中石油烃的去除作用和毒性抑制效果。结果表明：对于新污染土壤，施加硝酸钾和麦饭石修复110 ... 详细信息

为研究麦饭石和硝酸钾对石油污染土壤的生物修复作用，本试验通过向石油污染土壤中投加麦饭石和硝酸钾，比较了两种修复剂对不同污染时长土壤中石油烃的去除作用和毒性抑制效果。结果表明：对于新污染土壤，施加硝酸钾和麦饭石修复110 d后，石油烃去除率分别为12.03%和17.09%。其中，施加硝酸钾修复45 d时主要增强了土壤微生物的硝化潜力，修复后期（第46-110 d）主要通过强化好氧反硝化作用实现对总石油烃（Total petroleum hydrocarbon，TPH）的去除。对于陈旧性污染土壤，投加硝酸钾和麦饭石修复110 d后，TPH去除率分别为24.41%和22.07%，石油烃的去除主要发生在修复后期（第46-110 d）。陈旧性污染土壤中添加硝酸钾提高了土壤微生物固氮和硝化潜力。麦饭石的添加对不同污染时长土壤中石油烃的去除主要通过吸附作用实现。蚯蚓急性毒性实验结果表明，施入麦饭石处理组蚯蚓7 d平均死亡率为35%，显著低于对照组的60%和硝酸钾处理组的100%死亡率。结果显示施入硝酸钾修复显著增强了土壤的生态毒性，施入麦饭石可降低了石油污染土壤的生态毒性。相比硝酸钾，麦饭石兼具石油烃去除和降低土壤生态毒性的作用，可作为一种优质修复剂处理石油污染土壤。

关键词：石油污染土壤生物刺激生态毒性麦饭石硝酸钾

麦饭石/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能研究

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麦饭石/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能研究

作者：刘鹏浙江理工大学

学位级别：硕士

由工业生产、人类生活和自然灾害等产生了大量细小颗粒及有害气体,给空气造成了严重污染,对人类的生存构成严重威胁,因此,如何应对空气污染问题一直是人们关注的焦点。目前人们采用的空气污染防护材料主要是石油基的聚丙烯(PP)非织造材... 详细信息

由工业生产、人类生活和自然灾害等产生了大量细小颗粒及有害气体,给空气造成了严重污染,对人类的生存构成严重威胁,因此,如何应对空气污染问题一直是人们关注的焦点。目前人们采用的空气污染防护材料主要是石油基的聚丙烯(PP)非织造材料,此类材料不可降解,大量的使用会产生能源危机,而废弃后又会给环境造成二次污染。聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料因其纤维比表面积大、孔径小、孔隙率高、透气性高,且具有良好的生物相容性和生物可降解性等,已被广泛应用于空气过滤材料、医疗卫生、保暖、吸油等领域。但由于PLA结晶速率低、耐热性差、韧性低等不足,使其进一步的应用受到了限制。采用功能性粒子对PLA进行改性可以弥补其自身的不足,使其应用范围得到拓展。麦饭石(MS)具有一定的生物活性、大的比表面积、调节p H和抗菌的能力,广泛应用于吸附、水质净化、保健等领域。因此,本文将MS经疏水改性后与PLA熔融共混,再通过熔喷工艺制备成空气过滤用MS/PLA复合熔喷非织造材料,期望为PLA熔喷材料的空气过滤效率和力学性能的提高提供一些理论参考。首先,为了改善MS与PLA共混后界面相容性差的不足,分别采用硬脂酸(SA)和三乙氧基甲基硅烷(MTES)改性剂对MS进行表面疏水改性。结果表明:MTES改性剂不会改变MS的形貌,而SA改性剂则会堵塞MS天然孔道结构,这两种改性剂均不会改变MS的结晶结构;SA和MTES中的疏水基团均可以成功接枝到MS的表面上,使MS的水接触角分别增加到103.53°和121.16°,疏水性提高,可以在非极性溶剂中良好的分散。通过对比SA和MTES改性后的MS的结构与性能,发现MTES对MS的疏水改性效果较好。其次,将经MTES改性后的MS(MTES-MS)与PLA通过熔融共混工艺制备出不同质量分数的MTES-MS/PLA复合母粒。结果表明:MTES-MS能够均匀地分散在PLA基体中,与PLA具有良好的界面相互作用。MTES-MS无机粒子加入后,对PLA玻璃化转变温度、熔融温度和结晶结构几乎没有影响,但会使PLA的结晶温度降低;随着MTES-MS质量分数的增加,MTES-MS/PLA复合母粒的结晶度和热稳定性均呈先增加后降低的趋势,当MTES-MS的质量分数为7%时,复合母粒的结晶度达到最大,为3.58%,且此时的热稳定性也最佳。在同一温度下,随着MTES-MS质量分数的增加,复合母粒的熔体流动速率(MFR)降低,流动性变差,但仍满足熔喷工艺的可纺性要求。MTES-MS的加入可以提高复合母粒的纵向拉伸强度和断裂伸长率,当MTES-MS的质量分数为7%时,MTES-MS/PLA复合母粒的力学性能较优,相比于纯PLA,其纵向拉伸强度提升了76.17%,而纵向断裂伸长率提升了70.79%。最后,将不同质量分数的MTES-MS/PLA复合母粒经过熔喷工艺加工为相应的MTES-MS/PLA复合熔喷非织造材料。结果表明:经过熔喷加工后,MTES-MS混入PLA纤维中,并有一些黏附在其表面,使PLA纤维表面变得粗糙;随MTES-MS质量分数的增大,复合熔喷材料的纤维平均直径和平均孔径均增加,其空气过滤效率以及透气性能也都有所提升,当MTES-MS的质量分数为7%时,MTES-MS/PLA复合熔喷材料的过滤效率达到最高,约为92.53%,其品质因子为0.037Pa,重复三次过滤后,其品质因子提高。与纯PLA熔喷材料相比,MTES-MS的加入会使得复合熔喷材料的纵向拉伸强度提高,而纵向断裂伸长率降低;当MTES-MS质量分数为7%时,复合熔喷材料的纵向拉伸强度最优,相比于纯PLA熔喷材料提升了38.60%;这说明MTES-MS的加入对PLA熔喷非织造材料有增强作用。

关键词： PLA 麦饭石生物可降解熔喷非织造材料空气过滤

矿物药麦饭石偏光显微特征及其X射线衍射指纹图谱分析

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中国实验方剂学杂志 2023年第13期29卷 166-172页

作者：吴思澄马瑜璐杨文国房方王迎杨薇戴仕林严宝飞赵劲王秀秀赵倩包晓华张建萍徐晨昱刘圣金南京中医药大学江苏省中药资源产业化过程协同创新中心南京210023 江苏卫生健康职业学院南京211800 南京大学化学和生物医药创新研究院化学化工学院南京210023 江苏省有色金属华东地质勘查局南京210007 内蒙古民族大学内蒙古通辽028000 内蒙古优高雅健康科技有限公司内蒙古通辽028399

目的:分析不同产地麦饭石样品的偏光显微特征、物相组成及其相对含量,并建立麦饭石粉晶X射线衍射(XRD)Fourier特征指纹图谱。方法:选择26批麦饭石样品,利用偏光显微镜观察单偏光、正交偏光下样品粉末及磨片的显微特征,通过粉晶XRD技术... 详细信息

目的:分析不同产地麦饭石样品的偏光显微特征、物相组成及其相对含量,并建立麦饭石粉晶X射线衍射(XRD)Fourier特征指纹图谱。方法:选择26批麦饭石样品,利用偏光显微镜观察单偏光、正交偏光下样品粉末及磨片的显微特征,通过粉晶XRD技术分析主要物相组成及其相对含量,并建立麦饭石XRD Fourier特征指纹图谱。XRD入射光源为Cu靶Kβ辐射,光管电压和光管电流分别为40 kV和40 mA,发散狭缝1°,散射狭缝1°,接收狭缝0.2 mm,扫描速度5°·min^(-1),持续扫描,扫描范围5~90°(2θ),步长0.02°。结果:获得了麦饭石粉末、磨片的偏光显微特征图,其主要物相组成为斜长石、石英和钾长石,少数样品尚含有伊利石、黄铁矿、铁白云石、方解石、铁闪石及绿泥石等。长石类物相相对总质量分数、石英相对质量分数分别在61.9%~82.4%、12.6%~33.6%。建立了以13个共有峰为特征指纹信息的麦饭石XRD Fourier指纹图谱分析方法,均值相关系数法计算的相似度0.9209~0.9977,均值夹角余弦法计算的相似度0.9405~0.9984,中位数相关系数法计算的相似度0.9211~0.9975,中位数夹角余弦法计算的相似度0.9475~0.9982。结论:麦饭石的偏光显微鉴别特征主要为斜长石、石英及钾长石,且粉晶XRD Fourier指纹图谱分析技术可用于麦饭石的鉴别。

关键词：矿物药麦饭石 X射线衍射(XRD) 指纹图谱偏光显微镜质量控制物相组成

山东省蒙阴县蒙山北部麦饭石地球化学、溶出与吸附特征

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地质与勘探 2023年第3期59卷 608-616页

作者：梁成曹和才张华婧康鹏宇邓俊王凯凯山东省第七地质矿产勘查院山东临沂276006 山东省金刚石成矿机理与探测重点实验室山东临沂276006 山东地矿开元工程科技有限公司山东临沂276006

山东省蒙阴县蒙山北部地区麦饭石矿产资源品质好,且矿石开发利用已具有较大规模。为查明该区麦饭石全岩地球化学及麦饭石溶出和吸附特征,本文对研究区麦饭石岩相学和地质地球化学特征进行了分析研究。研究结果表明,蒙阴县蒙山北部地区... 详细信息

山东省蒙阴县蒙山北部地区麦饭石矿产资源品质好,且矿石开发利用已具有较大规模。为查明该区麦饭石全岩地球化学及麦饭石溶出和吸附特征,本文对研究区麦饭石岩相学和地质地球化学特征进行了分析研究。研究结果表明,蒙阴县蒙山北部地区麦饭石属钙碱性岩浆岩,其对人体的有益和有害元素的含量与地壳元素丰度值相当或略低。麦饭石的溶出和吸附特征表明,麦饭石能溶出有用组分偏硅酸(H_(2)SiO_(3)),并且含量均达到了天然饮用矿泉水的标准要求(≥25.00 mg/L),有益有害元素也均满足限量指标要求,溶出效果较好。麦饭石对有害元素Pb、Cd、Hg、As、Cr均具有较强的吸附作用,其中对Cd、Hg、Pb等元素吸附效果最好。本次研究为制定山东省麦饭石矿产地质勘查地方标准及开发利用提供科学依据。

关键词：麦饭石溶出吸附蒙阴县山东省

药渣生物炭基质联合麦饭石对土壤-黑麦草体系的调控与机制

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环境科学 2019年第10期40卷 4668-4677页

作者：肖亮亮丁园南昌航空大学环境与化学工程学院

以板蓝根药渣为原料,选择300℃和500℃厌氧裂解制备2种生物炭(BC300和BC500)、BC500载Fe改性炭(FeBC500)、天然麦饭石(MFS)、BC500与MFS等质量组合[BC500∶MFS(1∶1)]、Fe-BC500与MFS等质量组合[Fe-BC500∶MFS(1∶1)]材料为钝化剂,采用室内盆栽实验和等温吸附实验,研究了其对土壤-黑麦草体系的调控效果,并通过比表面孔分布测定(BET)、扫描电镜分析(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)探讨了其机制.结果表明,在添加量为2%(土)时,BC300、BC500、Fe-BC500、MFS、BC500∶MFS(1∶1)和Fe-BC500∶MFS(1∶1)均可显著降低(P 麦饭石及其组合材料均可被用于Cu和Cd复合污染土壤修复,但修复机制不同.

关键词：中药渣生物炭麦饭石土壤黑麦草铜镉修复机制

麦饭石/聚乳酸纤维膜的制备及其空气过滤性能

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材料科学与工艺 2018年第6期26卷 1-8页

作者：崔巍巍穆金龙刘立柱殷艳珍翁凌胥焕岩景显彤哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 齐齐哈尔市碾子山区科技信息局黑龙江齐齐哈尔161000

为解决当前过滤材料过滤效率低,对空气中悬浮颗粒不能进行有效过滤,并因其不可降解而造成对环境的二次污染问题。本文以左旋聚乳酸(PLLA)为原料,加载天然麦饭石颗粒,通过静电纺丝法制备了可降解的麦饭石/PLLA复合纤维薄膜.利用场发射扫... 详细信息

为解决当前过滤材料过滤效率低,对空气中悬浮颗粒不能进行有效过滤,并因其不可降解而造成对环境的二次污染问题。本文以左旋聚乳酸(PLLA)为原料,加载天然麦饭石颗粒,通过静电纺丝法制备了可降解的麦饭石/PLLA复合纤维薄膜.利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、红外光谱(FTIR)、介电常数测试,过滤性能测试、热失重分析(TGA)对麦饭石/PLLA复合纤维膜微观结构及其对空气中悬浮微粒的过滤性能进行了表征测试.结果表明:复合纤维膜的纤维表面呈扁平状,中间塌陷成沟,并且隔一段距离出现类似竹节状的"结节",纤维平均直径为644 nm.经测定,复合纤维薄膜的介电常数为3. 02,明显高于一次性医用口罩.复合纤维膜对粒径≥1μm、≥2. 5μm、≥10μm的悬浮颗粒平均过滤效率分别为88. 94%、95. 41%、96. 18%,过滤初阻力稳定维持在35～39 Pa. TGA定量分析表明复合纤维膜对烟气总吸附率大于31. 2%,对比医用一次性口罩,复合纤维膜过滤效率明显增强.

关键词：聚乳酸麦饭石静电纺丝复合材料过滤性能

不同类型LDHs负载改性麦饭石对Cr(Ⅵ)吸附性能

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环境科学 2019年第1期40卷 300-309页

作者：张翔凌邓礼楚方晨佳雷雨何春艳高晨光赵双杰向洋武汉理工大学土木工程与建筑学院武汉430070

在碱性条件下采用水热-共沉淀法,将ZnCl_2、MgCl_2和AlCl_3、FeCl_3等不同2价和3价金属化合物两两组合,生成4种层状双金属氢氧化物(LDHs),并负载于天然麦饭石填料表面;分别通过等温吸附试验、解吸附试验、吸附动力学试验、竞争性吸附试... 详细信息

在碱性条件下采用水热-共沉淀法,将ZnCl_2、MgCl_2和AlCl_3、FeCl_3等不同2价和3价金属化合物两两组合,生成4种层状双金属氢氧化物(LDHs),并负载于天然麦饭石填料表面;分别通过等温吸附试验、解吸附试验、吸附动力学试验、竞争性吸附试验、不同温度及pH值吸附试验,研究LDHs涂层负载改性麦饭石对Cr(Ⅵ)吸附效果的提升作用.结果表明,改性后的各种麦饭石填料对Cr(Ⅵ)的最大理论吸附量均大于天然麦饭石,其中Zn Al-LDHs改性麦饭石对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,在最适温度15℃时最大理论吸附量接近天然麦饭石的10倍;同时,解吸附试验发现LDHs的负载可以加强填料的重复利用率.所有填料对Cr(Ⅵ)的吸附热力学参数均为ΔGθ 0,表明填料吸附Cr(Ⅵ)过程为可自发进行的放热过程;LDHs负载改性麦饭石对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级反应过程,以化学吸附为主.通过选用合适的金属离子组合方式制备不同的LDHs负载改性麦饭石,可达到有效提高麦饭石吸附水体中Cr(Ⅵ)性能的目的.

关键词：麦饭石负载改性层状双金属氢氧化物(LDHs) Cr(Ⅵ) 吸附

麦饭石/ZnO复合材料的吸附及光催化机制研究

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功能材料 2018年第8期49卷 8014-8020页

作者：亓淑艳王德朋赵亚栋胥焕岩哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040

以尿素、六水硝酸锌为原料,利用水热法制备了麦饭石/ZnO的复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、能谱仪、比表面积测定仪对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征。在可见光照射下,以酸性品红为降解物,研究麦饭... 详细信息

以尿素、六水硝酸锌为原料,利用水热法制备了麦饭石/ZnO的复合材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线荧光光谱仪、能谱仪、比表面积测定仪对样品的结构、形貌和光学性能进行了表征。在可见光照射下,以酸性品红为降解物,研究麦饭石/ZnO复合材料的吸附及光催化性能,并通过动力学模型来模拟酸性品红被降解的过程。结果表明,麦饭石加入并没有对ZnO的花瓣形貌产生影响,但对其吸附及光催化性能影响很大。随着麦饭石的含量的增大,比表面积、吸附及光催化性能出现先增大后减少的现象。当麦饭石含量为7%时,由于样品的比表面积最大,电子复合几率最低,所以吸附和光催化效率均达到最大值。

关键词：氧化锌麦饭石光催化动力学模拟

麦饭石颗粒运动方式对Cr脱附性能的影响研究

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环境科学与技术 2018年第5期41卷 1-5页

作者：孙荣江侯峰耿坤宇杨强华东理工大学机械与动力工程学院上海200237 华东理工大学国家环境保护化工过程环境风险评价与控制重点实验室上海200237

土壤洗脱技术在重金属污染修复中应用广泛,但是应用在小粒径黏土颗粒的脱附效果一般,传统脱附过程对污染颗粒运动方式及与脱附液接触方式研究甚少。因此,利用天然多孔材料麦饭石模拟土壤颗粒,利用搅拌点位不同以实现对颗粒运动方式(自转... 详细信息

土壤洗脱技术在重金属污染修复中应用广泛,但是应用在小粒径黏土颗粒的脱附效果一般,传统脱附过程对污染颗粒运动方式及与脱附液接触方式研究甚少。因此,利用天然多孔材料麦饭石模拟土壤颗粒,利用搅拌点位不同以实现对颗粒运动方式(自转/公转)的研究,同时对脱附条件组合优化进行正交实验研究。另外,进行脱附动力学实验,并对脱附剂进行对比研究。实验验证了麦饭石具有良好的脱附性能,10 min基本能达到脱附平衡;比较不同脱附剂的脱附效果,柠檬酸对重金属脱附效果显著,相比于去离子水溶液提升近2.5倍,且是天然有机酸,生物降解性好;比较Cr污染土壤的自转、公转脱附性能的区别,适当提高线速度有利于提高脱附效率;以及研究脱附条件的优选比较实验,得到了最佳组合为:水热温度60℃、颗粒转速200 r/min、搅拌时间60 s、脱附液浓度0.1 mol/L。

关键词：麦饭石脱附运动 Cr