黄辉
- 作品数：6 被引量：9H指数：2
- 供职机构：西北农林科技大学资源环境学院更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家自然科学基金博士科研启动基金更多>>
- 相关领域：环境科学与工程更多>>
- 碳化温度对牛粪铜和锌形态及生态毒性的影响
- 2022年
- 通过设置不同的热解温度(350,550和750℃)对牛粪废弃物进行碳化处理,并使用光谱技术手段对牛粪炭的微观特点及Cu、Zn赋存形态进行了分析表征,同时结合淋溶和毒性实验探究了热解温度对牛粪炭生态毒性的影响.结果表明,高温碳化明显改善牛粪孔隙结构,使其比表面积从牛粪原料的1.15m2/g提高至牛粪炭的5.51(350℃)~195.90m^(2)/g(750℃).随着热解温度的提高,牛粪炭pH值从8.18(350℃)提高到了10.14(750℃);牛粪炭中Cu、Zn含量则从牛粪原料中的1.22和1.23mg/g分别升高至18.29~35.11和18.58~31.24mg/g.透射电镜-选区衍射以及X射线能谱分析表明,热解处理可使牛粪中Cu、Zn离子分别转化为副黑铜矿(Cu4O3)和红锌矿(ZnO)等金属氧化物,从而明显降低了牛粪炭中水溶态、DTPA提取态以及HNO_(3)-H_(2)SO_(4)提取态的Cu、Zn离子浓度;此外,FTIR分析及混合有机酸浸提实验结果也表明,350℃牛粪炭中酚羟基、烷烃基、羧基、酰胺类等有机官能团通过吸附和络合作用固定未完全转化的Cu离子,而升高热解温度会使得这些官能团显著减少、促进Cu离子的完全转化以及无机物与Cu、Zn离子之间稳定金属氧化物化合键的形成.淋溶和生态毒性实验表明,高于550℃的热解温度能够显著降低牛粪炭中Cu、Zn的溶出率以及生态毒性,是高Cu、Zn含量牛粪废弃物无害化处理的一种推荐优选技术.
- 黄辉黄辉梁敏朱咏莉梁文梁文张增强张增强
- 关键词：热解温度牛粪环境行为生态毒性
- 小分子有机酸对纳米颗粒CNTs和SBA-15在多孔介质中迁移的影响
- 2017年
- 【目的】了解有机酸对硅酸盐纳米颗粒(SBA-15)和碳纳米管(CNTs)在多孔介质中迁移行为的影响差异。【方法】采用恒定流速柱迁移试验,探讨不同浓度(0,1,2.5和5 mmol/L)乙酸、酒石酸、柠檬酸对CNTs和SBA-15纳米颗粒在多孔介质(石英砂)中穿透曲线的影响。【结果】平衡对流-弥散方程能描述多孔介质中CNTs和SBA-15迁移过程的穿透曲线。在石英砂多孔介质中,CNTs的迁移能力强于SBA-15。体系不含有机酸时,CNTs、SBA-15流出液中的纳米颗粒浓度(C)与纳米悬液进入砂柱前的初始浓度(C_0)比值(C/C_0)的峰值分别为0.74和0.25,最远迁移距离L_(max)分别为221.2和45.1cm。3种有机酸对CNTs和SBA-15在多孔介质中的迁移具有类似的抑制作用,随着介质中3种有机酸浓度的增加,CNTs和SBA-15纳米颗粒的C/C_0减小,C/C_0平台峰值对应空隙体积(PV)倍数增大,迁移阻滞因子R和不可逆吸附系数μ增大,最远迁移距离L_(max)减小。柠檬酸对CNTs和SBA-15迁移的抑制作用强于乙酸和酒石酸。Zeta电位分析表明,当体系中引入有机酸后,随着有机酸浓度的增加,石英砂、CNTs和SBA-15纳米颗粒悬液的Zeta电位均逐渐增大。【结论】有机酸会改变多孔介质和CNTs、SBA-15这2种纳米颗粒的表面电荷特征,从而使得纳米颗粒悬液在多孔介质中的迁移行为更容易受团聚、滞留和沉积作用的影响。不管在何种有机酸中,CNTs的迁移能力均强于SBA-15。
- 梁文秦睿黄辉李荣华张增强
- 关键词：多孔介质迁移
- 铁矿渣磁性纳米颗粒的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附潜力被引量：4
- 2017年
- 【目的】制备铁矿渣磁性纳米颗粒,研究其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,促进富含铁的工业固体废弃物的资源化利用。【方法】以铁矿尾矿渣为原料,通过化学方法制备改性磁铁纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,对其进行表征,以批处理法探讨了不同pH、Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)平衡质量浓度和吸附时间下3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对水体中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附潜力,并用X射线光电子能谱分析技术对吸附Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)前后3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4的结构进行分析。【结果】成功制备出了化学稳定性良好、粒径为73~160nm的磁性颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4,磁化强度23.1emu/g,颗粒表面富含-NH_2官能团。随体系pH以及Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)平衡质量浓度的升高,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量总体呈先迅速增加之后趋于平衡。在0~60min时,随着吸附时间的延长,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附量迅速增加,120min后达到吸附平衡,准二级动力学模型能较好地拟合这一过程。Langmuir吸附等温模型能较好地拟合3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程,3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为158.86和88.93 mg/g。3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附机制为不饱和配合吸附。【结论】以铁矿渣等含铁的工业固体废弃物为原料,成功制备出了对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)具有较好吸附能力的磁性纳米颗粒3NH_2-SiO_2@Fe_3O_4。
- 赵冉王力李荣华张增强梁文黄辉蒋顺成
- 多孔SBA-15颗粒对Cd(Ⅱ)的吸附缝合及其对土壤Cd(Ⅱ)的修复潜力被引量：2
- 2017年
- 为拓展多孔硅酸盐等矿物材料在钝化土壤重金属中的应用,以Na2Si O_3为硅源,制备了二氧化硅多孔材料SBA-15,用透射电镜、X射线衍射、氮气吸附-解吸和红外光谱等手段对其结构进行了表征,并在此基础上,以批试验法研究了SBA-15对Cd(Ⅱ)吸附特征和缝合性能,并通过小青菜盆栽试验法探讨了其对土壤Cd的钝化潜力.结果表明,合成的SBA-15具有规则中孔特征,比表面积507.3 m2·g-1,孔径7.38 nm;体系pH≥7.0时,在100 mg·L^(-1)的Cd(Ⅱ)溶液中SBA-15的最大吸附量可达76.43 mg·g-1,吸附过程可用Langmuir模型描述,增加介质离子强度对Cd(Ⅱ)的吸附具有抑制作用.吸附Cd(Ⅱ)后的SBA-15可以用0.1 mol·L^(-1)HNO_3进行再生,但当向吸附Cd(Ⅱ)的SBA-15中引入Na2Si O_3后,可以通过SBA-15的孔隙缝合有效地固定被吸附的Cd(Ⅱ),从而抑制Cd(Ⅱ)向环境中释放.小青菜盆栽试验表明,SBA-15对Cd(Ⅱ)污染土壤的改良效果明显,能有效地降低土壤有效态Cd(Ⅱ)的含量,促进土壤Cd水溶态和交换态向碳酸盐和铁锰氧化物结合态及残渣态的转化,抑制Cd(Ⅱ)在小青菜体内的积累,增加小青菜产量.研究表明,利用SBA-15的吸附缝合能力以SBA-15和Na2Si O_3配合使用,是进行土壤中Cd修复的有效方法.
- 黄辉宁西翠郭瞻宇郭堤张增强李荣华王力Ali Amjad
- 关键词：SBA-15污染土壤XRD
- 金属氧化物纳米颗粒对磷的吸附及回收潜力被引量：3
- 2017年
- 比较4种金属氧化物纳米颗粒(nMgO,nAl_2O_3,nTiO2和nFe_2O_3)对水体P的吸附性能,并探讨了pH、吸附时间、共存离子等因素对nMgO吸附P的影响,用XRD和XPS分析了nMgO对P的吸附机制,最后通过小青菜盆栽实验法探讨nMgO从养殖废水中吸附回收P的应用潜力.结果发现,在pH3.0~8.0范围内,nMgO对P的吸附量显著高于nAl_2O_3、nTiO_2和nFe_2O_3,4种纳米颗粒对P的吸附量分别可达40、31.77、15.93和13.08mg/g.吸附后P的解吸可逆性较差.nMgO对P的吸附能在0.5h内达到吸附平衡,P的吸附符合准二级动力学过程.体系共存的等量F^-、Cl^-、NO_3^-、SO_4^(2-)、Na^+、K^+和NH_4^+离子对nMgO吸附P无显著影响,Mg^(2+)和Ca^(2+)离子对P吸附具有促进作用.nMgO对P的吸附等温线可用Langmuir模型描述,最大吸附量达139.3mg/g.XRD和XPS分析表明,nMgO对P的吸附是伴有静电吸引的以表面络合沉淀反应为主的吸附过程.nMgO能有效地从养殖废水中吸附回收P,吸附P的nMgO作为肥料,能使小青菜干物质量从0.31g/kg土增加到0.96g/kg土.
- 梁文何维李满林黄辉Wang Jim J张增强李荣华
- 关键词：P养殖废水
- 人工改性纳米nSiO_2对Cd(Ⅱ)在土-水界面分配的影响
- 2017年
- 【目的】研究改性纳米吸附材料nSiO_2对土-水界面上Cd(Ⅱ)分配过程的影响。【方法】人工制备改性纳米二氧化硅(nSiO_2),并对其表征进行分析;以采自陕西杨凌和辽宁抚顺的土样YL和FS为研究对象,通过批处理试验法探讨了nSiO_2对不同粒级组成土壤中Cd(Ⅱ)的界面竞争吸附动力学特征。【结果】成功制备粒径为13~28nm、具有较高分散性、富含-NH2官能团的改性nSiO_2,其对YL和FS土壤溶液中Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达143.94mg/g左右。YL土壤的砂粒、粉粒和黏粒对Cd(Ⅱ)的最大吸附量则分别为5.76,9.17和11.48mg/g,FS土壤的砂粒、粉粒和黏粒对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为6.25,11.54和15.43mg/g。土壤粒径越小,Cd(Ⅱ)吸附量和释放潜力越大,但Cd(Ⅱ)实际释放量不足吸附量的0.1%。土壤中添加改性nSiO_2后,会导致Cd(Ⅱ)在土-水界面的分配系数明显增大,Cd(Ⅱ)的释放量明显减小,且Cd(Ⅱ)在形成的nSiO_2-土-水多元界面体系中具有良好的稳定性。添加改性nSiO_2后,YL土壤砂粒、粉粒和黏粒中Cd(Ⅱ)的分配系数分别增加了2.10,2.28和3.06倍,FS土壤砂粒、粉粒和黏粒中Cd(Ⅱ)的分配系数分别增加了4.61,4.47和4.80倍。Cd(Ⅱ)在nSiO_2-土-水多元体系中的界面分配行为受限于伴随有竞争吸附和扩散释放的复杂的非均相准二级动力学过程。【结论】人工改性nSiO_2进入土壤环境后,可以明显减少Cd(Ⅱ)在水相中的分配,增强土壤固相对Cd(Ⅱ)的固定和吸持,在污染土壤修复中具有良好的应用潜力。
- 赵冉王力李荣华张增强梁文黄辉
- 关键词：纳米材料
