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中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事
 
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TOP研究007|武漢大學王弘宇:天然多糖基水凝膠在水處理領域的應用研究 專欄寄語:水是與人類活動關系最為密切的環境要素,水環境前沿科學研究也始終處于高度活躍的狀態?茖W研究沒有終點,而發表

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-04-02  瀏覽次數:98
核心提示:TOP研究007|武漢大學王弘宇:天然多糖基水凝膠在水處理領域的應用研究 專欄寄語:水是與人類活動關系最為密切的環境要素,水環境前沿科學研究也始終處于高度活躍的狀態?茖W研究沒有終點,而發表、出版是研究社區、學術生態不可或缺的重要一環。作為專業水行業期刊,我們始終致力于期刊特色發展,希望為塑造生機勃勃的學術生態環境做出應有的貢獻!吨袊o水排水》雜志與中信環境聯合推出“Top Water Research”微信專欄,旨在傳遞國內外水環境研究TOP文獻情報,進一步推動學術交流合作。歡迎國內
中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事

中國給水排水2025年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第九屆)邀請函暨征稿啟事
 

TOP研究007|武漢大學王弘宇:天然多糖基水凝膠在水處理領域的應用研究 

 

專欄寄語水是與人類活動關系最為密切的環境要素,水環境前沿科學研究也始終處于高度活躍的狀態?茖W研究沒有終點,而發表、出版是研究社區、學術生態不可或缺的重要一環。作為專業水行業期刊,我們始終致力于期刊特色發展,希望為塑造生機勃勃的學術生態環境做出應有的貢獻!吨袊o水排水》雜志與中信環境聯合推出“Top Water Research”微信專欄,旨在傳遞國內外水環境研究TOP文獻情報,進一步推動學術交流合作。歡迎國內外的優秀研究團隊踴躍參與,分享你們的前沿研究成果。本專欄將持續播出,敬請關注!

推薦理由:水環境中重金屬離子因其毒性強、難降解,且在食物鏈富集作用下對人類的健康具有極大威脅,而備受廣大研究者關注。因此,有關去除金屬離子的策略應運而生。目前,具有低成本、高效益、操作簡便、通用性強的吸附法被廣泛用于水體重金屬污染的治理。

眾所周知,吸附劑對吸附效果具有重要作用。近年來,具有親水基團和較強吸附能力的功能材料——水凝膠,在水處理領域表現出極大潛力。由于原料來源廣、成本低、生物相容性好以及優良的重金屬螯合能力等優點,許多研究者基于海藻酸鈉、果膠等天然多糖高分子開發的水凝膠,備受青睞。它可與Ca 2+、Fe 3+等多價態金屬陽離子在常溫下發生離子交聯,從而形成水凝膠。然而,傳統的天然多糖基水凝膠受限于自身材料和結構特性,缺乏較強的吸附能力、化學熱穩定性、機械強度和較高的重復利用率等缺點,導致其在實際水處理中不能大規模應用;诖耍錆h大學王弘宇教授團隊采用表面修飾、包埋、有序組裝等方法制備了復合水凝膠,以實現其功能化并彌補其缺陷,取得了一系列的重要研究成果,并發表在環境領域Chemical Engineering Journal,Journal of Hazardous MaterialsJournal of Cleaner Production等國際知名期刊。

——同濟大學浙江學院、《中國給水排水》青年編委劉俊博士

研究背景

長期以來,重金屬離子頻繁在各類水體中被檢出,由于其毒性高且難以降解,通過食物鏈的生物放大和累積,對人類健康造成極大威脅。吸附法因其成本效益高、操作簡便、通用性強等特點,被廣泛應用于水體重金屬污染的治理。而吸附劑是吸附法的關鍵部分和核心基礎,吸附效果的好壞主要取決于吸附劑。

水凝膠是由具有親水基團的聚合物通過交聯形成的三維網絡結構的功能材料,它能在水中溶脹并吸收遠大于自身質量的水,在水處理領域表現出極大潛力。近年來,基于海藻酸鈉、果膠等天然多糖高分子開發的水凝膠,由于原料來源廣、成本低、生物相容性好以及優良的重金屬螯合能力等特點,受到了廣泛關注。它們可通過與Ca 2+Fe 3+等多價態金屬陽離子在常溫下溫和地發生離子交聯,從而形成水凝膠。事實上,優良的吸附劑材料需要在成本、吸附容量、吸附動力學及傳質特性、化學及熱穩定性、機械強度、重復利用性等方面具有較好的性能。然而,傳統的天然多糖基水凝膠受限于自身材料性質、制備方法和結構特征等因素,缺乏上述部分功能,很大程度上限制了其在實際水處理中的大規模應用;诖耍覀儾捎帽砻嫘揎、包埋、有序組裝等方法制備了多種改性復合水凝膠,以實現其功能化并彌補其缺陷。

1

PAM外殼強化PVA/SA凝膠球吸附重金屬陽離子性能研究

中文摘要

通過表面修飾,引入含O、N、S特定官能團是提高材料吸附性能的有效途徑。將富含酰胺基的聚丙烯酰胺(PAM)與其它網絡底物共混并進一步膠凝是很容易實現的,但部分PAM分子將被掩蓋在凝膠內部,而非直接暴露在材料的表面(不利于與吸附質接觸)。該研究以聚乙烯醇/海藻酸鈉(PVA/SA)凝膠球作為反應基體,以PAM為改性劑,制備了核殼結構的PVA/SA@PAM復合凝膠球。除具有較好的水環境適應性,PAM分布在復合球外殼,易與水中吸附質接觸,有效強化了材料對Cu2+的去除能力。實驗結果表明,具有核殼/球狀結構的PVA/SA@PAM復合凝膠球,隨著改性所用PAM溶液濃度增加,吸附容量先增后降,反應濃度為1%(W/V)時,所得產品性能最優,各底物之間具有協同作用;在pH為5時,PAM外殼使其吸附容量分別是SA和PVA/SA凝膠球的2.3倍和2倍;PAM改性提升了凝膠的環境適應性,在高鹽以及模擬實際廢水中均表現出良好的去除效果;同時其表現出更高的溶脹特性,但在高鹽條件下,仍能長期保持結構穩定。吸附機理主要是絡合作用和陽離子交換,前者主要是引入的外殼上–NH2產生作用,后者則主要是內核PVA/SA共混凝膠球上–OH,–COOH/–COO-在發揮作用。在PVA/SA凝膠球上引入PAM后,強化吸附關鍵在于吸附質Cu2+與–NH2發生絡合作用。Cu2+離子最初通過外層的PAM被吸引,然后逐漸進入內層,從而充分利用PAM。本研究可為SA在水處理中的規;瘧靡约皩崿F水體重金屬離子的有效去除提供一些思路。

1 P AM外殼強化吸附機理

關鍵圖表

(a) pHA,PV/SA,PVA/SA@PAM-1.0凝膠球吸附Cu2+性能影響,b)不同吸附劑對Cu2+的吸附等溫線,c) PVA/SA@PAM-1.0在不同水環境下吸附u2+(d) PVA/SA@PAM-1.0Cu ()的吸附可重復利用性

由于官能團數量和種類不同,如圖2所示,導致吸附材料的最適pH值不同,結合初始Cu 2+濃度的影響,發現PAM改性有效提升了對Cu 2+的吸附,其qmPAM改性時所用濃度的影響,其值先增后減,最佳PAM改性濃度為1%,其對應 qmSA凝膠球的2.3倍左右。PVA/SA@PAM-1.0凝膠球在模擬廢水中均表現良好的去除Cu 2+效果。類似地,實驗發現0.2 mol/L的NaCl 對凝膠球除Cu 2+性能沒有顯著影響,并且其在高鹽環境下在較長時間內能夠保持自身結構穩定(1 mol/L NaCl溶液中長期保持結構穩定,未發生解體)。此外,PVA/SA@PAM-1.0凝膠球的溶脹率遠高于單一組分SA 以及雙組分PVA/SA 凝膠球(圖3f) 。

3 ( a) SAVA/SA、VA/SA@PAM-1.0VA/SA@PAM-1.0-Cu的紅外圖譜,b) PVA/SA、VA/SA@PAM-1.0 (c)吸附前和d)吸附后全譜圖,(e) PVA/SA@PAM-1.0吸附后1s的高分辨圖f)不同pH條件對 SA、VA/SAPVA/SA@PAM-1.0凝膠球溶脹特性的影響

如圖3所示,XPS 分析證明了PAM成功地與PVA/SA表面發生交聯反應;Cu 2+離子成功地被吸附在材料表面;N1S的峰向高結合能處偏移(約0.3eV),證實了含N官能團與Cu 2+離子的相互作用。PVA/SA@PAM凝膠球吸附Cu 2+過程可能涉及陽離子交換、絡合等多種吸附機理。

4 核殼/球狀結構 PVA/SA@PAM凝膠球除Cu2+機理

如圖4所示,在PVA/SA凝膠球上引入PAM后,強化的吸附效果關鍵在于吸附質與氨基發生絡合作用。Cu 2+離子最初通過外層的PAM被吸引,然后逐漸進入內層(即PVA/SA部分),從而充分利用PAM。

原文鏈接

該研究成果以“A facile synthesis of core-shell/bead-like poly (vinyl alcohol)/alginate@PAM with good adsorption capacity, high adaptability and stability towards Cu(II) removal”為題,發表在 Chemical Engineering Journal(SCI 1區期刊,2018IF=8.355,引用21)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.cej.2018.06.129

2

生物炭/果膠/海藻酸鈉復合凝膠強化吸附重金屬陽離子性能研究

中文摘要

由于水凝膠的物理化學特性的相互依賴,在凝膠網絡中引入包埋填料,不僅可以明顯地改變其網絡結構特征,而且可能提升其在某些特定環境中的應用潛力。為進一步提高多糖基凝膠的吸附性能和機械強度等特性,該研究采用多元共混和包埋改性的策略,以柚子皮熱解得到的生物炭作為功能填料;同時利用柚子皮中提取的低酯化度果膠與海藻酸鈉共混作為凝膠網絡基質,開發制備了多元共混的生物炭/果膠/海藻酸鈉 復合凝膠球,并用于水中Cu 2+的強化吸附。研究結果表明,三組分合成的復合凝膠球的吸附性能優于其它種類的單組分或者雙組分的凝膠球;當底物SA 濃度固定0.5%( W/V,果膠與海藻酸鹽的質量比為10:1,生物炭與海藻酸鈉的質量比為0.5:1 時,制備的復合凝膠球BPA-9具有較好的吸附性能和較強的抗壓強度。無機鹽對凝膠球吸附Cu 2+的干擾依次為CaCl 2>MgCl2>NaCl ,有機配體的干擾影響為EDTA-2Na<CA ,并且均保持較好的Cu(Ⅱ) 的吸附性能。對水中不同金屬離子的去除效果依次為Fe(III)>Pb(II)> Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)>Ni(Ⅱ)>Mn(Ⅱ) ,其中對Fe(Ⅲ) 的去除主要是吸附和絮凝-沉淀共同作用。陽離子交換、絡合、還原反應、Cu-π 鍵和沉淀以及多孔效應共同作用于BPA-9對Cu 2+的強化吸附。底物組分的活性基團,局部pH調控以及多孔效應所形成的協同效應強化了吸附效果。聚合物分子和生物炭之間較強的界面相互作用(共交聯以及氫鍵),能有效改善復合凝膠球的機械、熱穩定性能。

1 多糖基凝膠材料的制備及其強化吸附機理

關鍵圖表

作為功能填料,生物炭的含O特征、堿性表面特征以及多孔結構可能對復合凝膠球的吸附性能等方面帶來一些積極的效應;诖,對制備的材料及其吸附重金屬前后進行了形貌和組成分析(見圖2 ),其主要特征包括:BPA復合凝膠球內部呈多孔結構;同時,隨著生物炭和果膠劑量的增加,內部交聯密度變大;生物炭的摻入使其表面變得粗糙;可通過組分比例不同進行進一步調節。

圖2不同組分比例的BPA復合凝膠球表面形貌及吸附前后元素特征

3 ( a)生物炭、果膠、不同PA吸附前以及b) BPA-9吸附后對應的紅外光譜,(c)不同組分比例的BPA凝膠球的G曲線,d)不同組分比例的PA凝膠球以及PA-9吸附后的RD圖,不同組分比例BPA凝膠球吸附前后的(e) C1s、(f) O 1s、(g) Ca2p和(h) Cu2p的XPS

如圖3所示,利用FTIR 分析了上述不同樣品的表面官能團,其主要特征包括:生物炭表面具有豐富的含O官能團和礦物質成分,以及提取的果膠屬于低酯化度果膠,這些特征有利于吸附重金屬離子;當BPA底物組分發生變化,不同BPA凝膠球圖譜含O特征峰位置或強度,發生偏移和變寬/窄,反映3種底物之間的相互作用,如形成氫鍵等;當吸附Cu后,對應圖譜的變化(如含O基團區域和含C基團區域),證實了Cu 2+與凝膠之間的相互作用。XPS 譜圖C 1s、O 1s 分析證實了各組分之間存在相互作用;吸附前后各元素特征峰對比,表明官能團均參與了吸附過程,并且吸附劑表面的Ca 2+Cu 2+發生了置換;進一步計算表明吸附在表面的Cu 主要以Cu 2+Cu +兩種形式存在。

如圖4所示,基于探究試驗,發現三組分材料的吸附性能優于單組分或者雙組分材料。通過考察生物炭含量和果膠含量對BPA 吸附Cu 2+的影響,確定了生物炭的添加比為0.25% ,果膠的添加比為5% 。在溶液pH 對其影響的實驗中發現,BPA-9 Cu 2+的吸附效果隨著pH 升高而增強,在pH 時最大,通過表面零點電位分析、吸附前后pH 變化以及觀察到的Ca 2+釋放現象,反映生物炭能夠在局部起到pH調控的作用,這可能有利于增加吸附劑對Cu 2+的去除。同時初步得出了整個吸附不僅僅是靜電作用以及陽離子交換過程,還可能包括其它作用機理,這與表征結果相一致。通過考察共存無機鹽、有機配體的影響,發現BPA-9 能保持較好除Cu 2+性能,而其中Ca 2+的影響相對較大,這也側面表明了離子交換在吸附過程中發揮了重要作用。對其它金屬離子吸附性能研究則表明,BPA-9 復合凝膠球對Pb 2+等還具有很好的去除效果。吸附-解吸實驗結果則表明BPA-9 具有較好的重復利用性。

(a)生物炭含量和b)果膠含量對PA凝膠球吸附Cu2+性能及抗壓強度的影響,c)溶液H對吸附Cu2+性能的影響,d) BPA-9的零點電位,e)NaCl、Mg Cl2Ca Cl2f) EDTA-2Na、CABPA-9吸附Cu2+性能的影響(g) BPA-9對不同金屬的吸附潛力和(h) BPA-9Cu2+吸附的重復利用性

基于表征分析和吸附實驗,對其強化吸附Cu 機理進行了總結。如圖所示,其涉及的反應機理較多,BPA-9吸附Cu 2+離子的整個過程主要受化學吸附控制,其次才是物理吸附;涉及到陽離子交換、絡合、還原反應、Cu-π 鍵合和微沉淀以及物理吸附,并且所占比重可能隨BPA不同組分比例有所不同?紤]到水凝膠物理化學性質之間的相互依賴性,這也為今后調控某些特定功能的凝膠材料提供了更多的可能。

BPA復合凝膠球強化除Cu 2+機理

原文鏈接

該研究成果以“ Novel pectin based composite hydrogel derived from grapefruit peel for enhanced Cu(II) removal”為題,發表在Journal of Hazardous Materials(SCI 1區期刊,2019IF=9.038,引用6)

3

功能微球強化海藻酸鈉基凝膠吸附陰離子污染物的性能研究

中文摘要

采用包埋生物炭作為改性手段之一,制備的復合材料在吸附性能、機械強度和熱穩定性等方面得到一定提升,但由于生物炭比表面積相對較小、強度相對較差等特征,對復合凝膠在吸附和機械強度等方面的提升并不明顯。此外,廢水中通常含有多種金屬離子,金屬離子的性質也不盡相同。由于SA、生物炭以及果膠表面均帶負電荷,其對陽離子形式的重金屬通常去除效果較好,而對Cr 6+等主要以陰離子形式存在的重金屬的親和力較差。因此,制備對水中Cr 6+去除效果較好的新型復合凝膠材料,并使其適用于成分復雜的污染水體,具有一定現實意義。

殼聚糖是甲殼素的天然陽離子脫乙;a物,具有生物聚合物的特性以及豐富的胺基官能團。通常情況下,將活性基團引入基質材料中不僅能增加復合物的吸附能力,還可改善其環境適應特征。本研究以碳酸鈣為核,其表面交聯形成殼聚糖層,然后在其表面用富含N活性基團的三亞乙基四胺(TEAE)進行改性。通過將多功能化的殼聚糖微球引入海藻酸鈉基質中,凝膠化后除去碳酸鈣,從而使得填料內部產生多孔,以增加活性位點。因此,最終產物可受益于多功能化的殼聚糖微球和海藻酸鹽的骨架支持以及它們的協同效應。 本研究以SA為凝膠基質, TEAE改性CaCO 3@殼聚糖微球為填料,制備了一種多孔的TEAE改性的殼聚糖微球/海藻酸鈉復合凝膠球(HCTA),并用于水溶液中Cr6+的去除。研究采用靜態吸附和固定床吸附實驗考察復合材料的性能,并借助FTIR、SEM-EDS、XRD、XPS等手段對復合材料進行了表征。得到了以下結論:HCTA復合凝膠球在較寬的pH值范圍(2~10)內保持高效去除Cr 6+性能;同時,水環境中共存的Na +Ca 2+、Al 3+Cl -NO 3-SO 42-離子對Cr 6+的去除影響很小;Freundlich模型能夠很好地描述吸附過程,表明吸附是以多層吸附為主;在pH 為3時,復合凝膠球(填料:SA質量比為2:1)的實驗最大吸附量為291.3mg/g,遠高于未改性的SA凝膠球(26.1mg/g);偽二階動力學模型能較好地描述吸附動力學過程,表明化學吸附為主要的吸附機理;HCTA-1對Cr 6+的吸附是吸熱自發可行的,溫度升高有利于吸附過程;在固定床吸附實驗中,不同進水流速下,Thomas模型能較好地描述Cr 6+在吸附柱中的動力學特征;0.2mol/L (NaOH+NaCl) 0.2 mol/L HCl溶液組合搭配可很好地洗脫吸附的Cr,經9個循環周期后,HCTA-1凝膠材料依然保持初始去除率的87%以上,表現良好的可重復使用性。此外,HCTA凝膠球在pH為11的0.1mol/L鹽溶液中時仍可保持良好的結構穩定,表明其具有良好的耐堿和耐鹽性。整個吸附過程涉及靜電作用、還原反應、螯合作用和陽離子交換等多種機理;而填料與SA之間的氫鍵和Ca 2+共交聯等界面作用,則使得HCTA復合凝膠球具有良好的適應性和較高的機械和化學穩定性。

1 基于功能微球與海藻酸鹽基質之間的強化吸附示意

關鍵圖表

CaCO3CaCO3@chitosan (CC)、CCT 以及HCTA-1吸附前后的a) FTIR圖和b) XRD圖,HCTA-1吸附前后的c)廣譜PS圖,吸附后CTA-1-Cr的(d) N 1s、(e) Cr 2p、f) O 1s XPS

如圖2a 所示,對中間產物以及最終產物吸附前后的表面官能團進行了分析,樣品中對應于TEAE的典型特征峰出現,表明了TEAE的成功引入;相比各個中間產物,HCTA-1紅外圖譜上的CaCO 3的典型特征峰消失,表明復合球造孔成功;含O、N特征峰位置的移動或形成新的峰,則反映了在復合材料中存在靜電吸引、氫鍵等相互作用;在吸附Cr 6+后,含N-和O-的基團的信號位置和強度略有變化,表明這些基團可能參與了Cr 6+吸附過程。如圖2b所示,XRD結果表明HCTA-1凝膠球非晶態特征以及組分間具有良好的相容性;吸附Cr 6+后,晶型特征未發生明顯變化。為了進一步探究吸附機制,對HCTA-1 凝膠球吸附前后進行了XPS 分析,如圖2c-f 所示,全譜圖結果確定了其主要元素組成,同時確定了Cr的成功吸附;通過對吸附后高分辨譜圖分析,結果表明:部分吸附的Cr 6+被還原成Cr 3+;通過對吸附后高分辨譜圖分析,由計算質子化和非質子化基團的比值,推測靜電吸附作用參與到吸附過程,但并不是唯一的主要控制吸附機理;通過分析O 1s 峰和Ca 2p 峰,確定了含O官能團參與Cr 6+的吸附過程,同時,吸附過程還可能伴隨著Ca 2+的離子交換。

3 不同pH(1–9)、NaCl(00.1mol/L)條件下,(a)HCTA-1凝膠球以及b)海藻酸鹽凝膠球的溶脹性能,c) HCTA-1凝膠球在0.1mol/L NaCl( pH 11)中浸泡24 h后的抗壓測試,(d)在0.1mol/L NaCl(p 13)中浸泡的HCTA-1和海藻酸鹽凝膠球不同時間間隔下圖像,(e)不同NaCl濃度(0 0.1mol/L)、p11條件下,HCTA-1和海藻酸鹽凝膠球24h后的溶脹率

如圖3所示,通過對比考察了不同pH和鹽濃度下HCTA-1和SA凝膠球的溶脹性和水穩定性,結果顯示隨著NaCl濃度的增加,二者溶脹率均先迅速增加,0.01mol/L時達到最大,然后逐漸減小,但是SA偏向酸性、HCTA傾向堿性;在pH=11時,不同鹽濃度下考察其溶脹性,實驗結果發現HCTA-1凝膠球在更高的鹽濃度條件下,表現出更高的溶脹性能,這反映出HCTA凝膠球可能具有較高的Ca( )保留能力,從而有助于保持結構穩定性;在pH=13時,不同鹽濃度下考察其溶脹性,實驗結果發現HCTA-1凝膠球能夠長時間保持結構穩定,而SA凝膠球則易解體。這些結果表明HCTA-1凝膠球比單一組分海藻酸鈉凝膠球具有更好的耐堿、耐鹽特性。

(a)溶液pH對吸附C r6+性能的影響,(b) HCTA-1/4的pHpzcc) 不同凝膠球對Cr6+的吸附等溫線,(d) CCTA-1Cr6+的吸附等溫線,(e) 反應時間對CTA-1凝膠球吸附Cr6+的影響,無機鹽對CTA-1凝膠球,(f)吸附Cr6+性能的影響以及對其(g)溶脹性能的影響,(h)HCTA-1Cr6+吸附的可重復利用性

如圖4所示,系統地考察了環境因素等對復合凝膠球吸附Cr的影響。首先,溶液pH值的影響研究表明,HCTA復合凝膠球在pH值為2~10范圍內保持較好地除Cr 6+性能;基于此,確定pH=3作為后續實驗條件,同時表面零點電位和吸附后溶液中殘余的三價鉻,證實了靜電以及還原作用參與吸附過程;诔跏糃r濃度對吸附性能的影響,發現HCTA-1復合凝膠球隨包埋量的增加 qm增加,不僅遠高于未改性的SA凝膠球(26.1mg/g),并優于大多數報道的類似吸附劑材料。除此之外,對填料的多孔結構促進吸附性能的提升進行了驗證。如圖4e,基于反應時間的影響,可以看到在18h 達到吸附平衡時,吸附劑對Cr 的去除效果顯著。在驗證試驗中(是否造孔處理),進一步表明造孔后吸附容量和吸附速率均得到提升。并且,共存離子的影響以及吸附劑重復利用性研究表明,0.1mol/L范圍內的 NaCl 、CaCl 2、AlCl 3、NaNO 3Na 2SO4對凝膠球除Cr 6+性能沒有顯著影響;吸附劑具有良好的再生性能,化學性質較為穩定。

基于上述吸附實驗和表征結果,我們對所開發材料的強化除Cr機理進行了分析總結,吸附過程涉及物理化學作用以及功能填料與SA基質的協同作用。如圖5所示,具體來說:(1) 酸性條件下,功能基團(尤其是含N基團,如–NH 2、–NH– =N–) 很容易質子化,帶正電荷,從而對Cr 6+含氧陰離子發揮作用,通過靜電吸引和氫鍵結合;(2) Cr 6+與電子供體(如–NH 2–OH和其它基團)之間發生氧化還原反應,隨后Cr 3+將與含N基團原位螯合,或者與海藻酸鹽基質中的含O基團發生異位螯合或者陽離子交換。

5 H CTA-1復合球的強化除Cr機理

原文鏈接

該研究成果以“ Multicavity triethylenetetramine-chitosan/alginate composite beads for enhanced Cr() removal”為題,發表在Journal of Cleaner Production(SCI 1區期刊,2019IF=7.246,引用23)

DOI: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.05.219

作者簡介

第一作者:張偉,博士,2019年12月畢業于武漢大學土木建筑工程學院市政工程專業,現就職于長沙理工大學水利工程學院給排水科學與工程系。研究興趣主要圍繞水環境污染與控制技術和環境功能材料開發應用等,以第一作者發表S CI期刊論文6篇。

通訊作者:王弘宇,博士,武漢大學土木建筑工程學院教授。主要從事污水處理與資源化及水環境生態修復方面的教學與科研工作!吨袊o水排水》雜志青年編委,Chinese Chemical Letters青年編委,湖北省環境應急專家組專家。研究方向包括顆粒污泥、污水生物脫氮除磷、垃圾滲濾液處理、河湖水環境生態修復、環境納米材料等。主持和完成科研項目20余項,以第一作者或通訊作者發表S CI期刊論文70余篇,獲授權發明專利7項。

策劃編輯:衣春敏 劉俊

審核:李德強

 
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11月14日上午丨2024粵港澳大灣區環境水務博覽會 直播時間:2024年11月14日(周四)10:00-13:00 2024-11-14 10:00:00 開始 中國水協團體標準《城市供水企業突發事件應急預案編制技術規程》宣貫會通知 中國城鎮供水排水協會
直播:中國水協城鎮供水排水協會城鎮水環境專業委員會2024年年會 直播時間:2024年11月1日(周五) 08:30—18:00 2024-11-01 08:30:00 開始 全球水務前沿科技創新技術研討會 直播時間:2024年10月31日(周四) 10:00—12:00 2024-10-31 10:00:00 開始
直播:2024年世界城市日中國主場系列活動“城市水安全與綠色可持續循環發展”論壇 直播時間:2024年10月27日(周日) 09:00—17:00 2024-10-27 09:00:00 開始 城市有機固廢(餐廚廚余、污泥和滲濾液)技術現況及發展趨勢 直播時間:2024年10月23日(周三)13:30 2024-10-23 13:30:00 開始
直播|沙特全球水務創新獎路演發布會 直播時間:2024年9月27日(周五)10:45—12:15 2024-09-27 10:45:00 開始 蘇伊士工業園區綠色低碳環境治理方案 直播時間:2024年9月30日(周一)9:30—11:30 2024-09-30 09:30:00 開始
主 講 人:江峰 教授/博士生導師  主講報告:硫基生物技術助力廢水低碳處理  時間:2024年9月14日(周六),10:00-11:00          主講人:江峰  中山大學環境科學與工程學院 水質安全與高品質供水研討會 直播時間:2024年8月30日(周五)13:30—17:30 2024-08-30 13:30:00 開始
先進水技術博覽(Part 16)| 紫外線水處理技術探索與實踐 直播時間:2024年8月31日(周六)上午10:00-11:00 2024-08-31 10:00:00 開始 肖威中博士--美國污水處理概述 直播時間:2024年9月2日(周一)20:30—22:00 2024-09-02 20:30:00 開始
北京市科協青年科技人才跨界交流活動--活動主題:AI時代的污水資源化應用創新  涉及領域:污水資源化、人工智能、物聯網  召集人:曹效鑫 博士  活動時間:8月21日下午  活動地點:北京未來設計園區 報告人:程忠紅,蘇伊士亞洲 高級技術推廣經理 直播題目:污泥干化技術的選擇  內容: 	不同干化設備的特點及適用性 	污泥干化系統的選擇依據 	干化在污
中國水協團體標準《城鎮污水處理廠碳減排評估標準》宣貫會通知  報告人:王秀蘅 哈爾濱工業大學教授  博士生導師直播時間:2024年7月17(周三)14:00-16:00 2024-07-17 14:0 蘇伊士 程忠紅 :反硝化濾池在污水脫氮中的差異化應用 直播時間:2024年7月2日(周二)14:00—16:00 2024-07-02 14:00:00 開始
先進水技術博覽(Part 15)|低碳型裝配式污水廠探索與實踐 直播時間:2024年6月29日(周六)上午10:00-11:00 2024-06-29 10:00:00 開始 吳迪   博士: 百年持續迭代,新型生物膜工藝在提質增效、督察常態化背景下的典型應用 直播時間:2024年6月20日(周四)14:00—16:00 2024-06-20 14:00:00 開始
Paul Westerhoff院士、王鵬教授等人領銜空氣取水學術與科技高端論壇 直播時間:2024年6月8日(周六)08:50 2024-06-08 08:50:00 開始 報告題目:《湖南省排水系統溢流控制技術導則》解讀及相關技術探討  報告人簡介:  尹華升,男,教授級高級工程師,湖南省建筑科學研究院副總工程師、湖南省非開挖工程技術研究中心主任,湖南排水協會副秘書長;
Water & Ecology Forum: 水與生態新起點 直播時間:2024年5月24日(周三)14:30 2024-05-24 14:30:00 開始 中國水環境治理存在的問題及發展方向 直播時間:2024年5月28日(星期二)14:00—16:00 2024-05-28 14:00:00 開始
5月22日下午丨《城鎮排水管網系統診斷技術規程》宣貫會 直播時間:2024年5月22日(周三)14:00-16:00 2024-05-22 14:00:00 開始 雙碳背景下污泥處置資源化路徑探索--杜炯  教授級高級工程師,上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司第四設計院總工程師,注冊公用設備工程師、注冊咨詢工程師(投資),上海土木工程學會會員、復旦大學資源
JWPE 網絡報告/用于快速現場廢水監測的折紙微流體裝置 直播時間:2024年5月13日(星期一)19:00 2024-05-13 19:00:00 -楊竹根  英國克蘭菲爾德大學教授、高級傳感器實驗 紫外光原位固化法管道修復全產業鏈質量控制倡議 直播時間:2024年5月7日(星期二)9:00-16:30 2024-05-07 09:00:00 開始
華北院 馬洪濤 副總工:系統化全域推進海綿城市建設的應與不應——海綿城市建設正反案例1 直播時間:2024年4月30日(周二)9:30 2024-04-30 09:30:00 開始 高效納濾膜:中空纖維納濾膜的特點與應用 直播時間:2024年4月27日(周六)10:00-11:00 2024-04-27 10:00:00 開始-先進水技術博覽(Part 14)
聚力水務科技創新、中德研討推進行業高質量發展 ——特邀德國亞琛工業大學Max Dohman 直播時間:2024年4月14日(周日)15:00 2024-04-14 15:00:00 開始 康碧熱水解高級厭氧消化的全球經驗和展望 | 北京排水集團高安屯再生水廠低碳運營實踐與探索 直播時間:2024年4月10日(周三)14:00—16:00 2024-04-10 14:00:00 開始
世界水日,與未來新水務在深圳約一個高峰論壇 直播時間:2024年3月22日(周五)08:30—17:30 2024-03-22 08:30:00 開始 中國給水排水直播:直播時間:2024年3月14日(周四)14:00 2024-03-14 14:00:00 開始    題目:占地受限情況下的污水廠水質提升解決方案 主講人:程忠紅, 蘇伊士亞洲 高級
華北設計院:高密度建成區黑臭水體整治效果鞏固提升要點分析 直播時間:2024年3月4日(周一)9:30 2024-03-04 09:30:00 開始 2月23日|2024年“云學堂科技學習周”暨第一屆粵港澳大灣區青年設計師技術交流與分享論壇 直播時間:2024年2月23日(星期五)9:00—17:00 2024-02-23 09:00:00 開始
2月22日|2024年“云學堂科技學習周”暨第一屆粵港澳大灣區青年設計師技術交流與分享論壇 直播時間:2024年2月22日(星期四)9:00—18:00 2024-02-22 09:00:00 開始 2月21日|2024年“云學堂科技學習周”暨第一屆粵港澳大灣區青年設計師技術交流與分享論壇 直播時間:2024年2月21日(星期三)9:00—18:00 2024-02-21 09:00:00 開始
大灣區青年設計師論壇直播預告(第一屆粵港澳大灣區青年設計師技術交流論壇)  “醒年盹、學好習、開新篇”2024年“云學堂科技學習周”暨第一屆粵港澳大灣區青年設計師技術交流與分享論壇 山東日照:“鄉村之腎”監管裝上“智慧芯”    日照市生態環境局農村辦負責人時培石介紹,農村生活污水處理系統被稱為“鄉村之腎”,對于農村水環境的改善發揮著重要作用
人工濕地國際大咖/西安理工大學趙亞乾教授:基于人工濕地技術的污水凈化之路 直播時間:2024年1月30日(星期二)19:00 2024-01-30 19:00:00 開始 馬洪濤院長:城市黑臭水體治理與污水收集處理提質增效統籌推進的一些思考 直播時間:2024年1月25日 10:00 2024-01-25 10:00:00 開始
2024年水務春晚 直播時間:2024年1月18日(周四)18:00—22:00 2024-01-18 18:00:00 開始 《以物聯網技術打造新型排水基礎設施》 直播時間:2024年1月11日(星期四)15:00 2024-01-11 15:00:00 開始--劉樹模,湖南清源華建環境科技有限公司董事長,清華大學碩士研究生
WPE網絡報告:作者-審稿-編輯視野下的高水平論文 直播時間:2024年1月10日(星期三)19:00 2024-01-10 19:00:00 開始 核心期刊:中國給水排水》繼續入編北大《中文核心期刊要目總覽》 中國給水排水核心科技期刊
直播丨《城鎮供水管網漏損控制及評定標準》宣貫會 直播時間:2023年12月27日 09:30—11:00 2023-12-27 12:00:00 開始 【直播】【第五屆水利學科發展前沿學術研討會】王浩院士:從流域視角看城市洪澇治理與海綿城市建設
先進水技術博覽(Part 13)|水回用安全保障的高效監測技術 中國城鎮供水排水協會城鎮水環境專業委員會2023年年會暨換屆大會 直播時間:2023年12月16日(周六)08:30—18:00 2023-12-16 08:30:00 開始
第二屆歐洲華人生態與環境青年學者論壇-水環境專題 直播時間:2023年12月9日(周六)16:00—24:00 2023-12-09 16:00:00 開始 JWPE網絡報告:綜述論文寫作的一點體會 直播時間:2023年11月30日(星期四)19:00 2023-11-30 19:00:00 開始
WaterInsight第9期丨強志民研究員:紫外線水消毒技術 再生水 水域生態學高端論壇(2023)熱帶亞熱帶水生態工程教育部工程研究中心技術委員會會議 直播時間:2023年11月29日(周三) 09:00—17:40 2023-11-29 09:00:00 開始
中國給水排水直播:智慧水務與科技創新高峰論壇 直播時間:2023年11月25日(周六) 13:30 2023-11-25 13:30:00 開始 中國水協團體標準《城鎮污水資源與能源回收利用技術規程》宣貫會通知 中國城鎮供水排水協會
2023年11月14日9:00線上舉行直播/JWPE網絡報告:提高飲用水安全性:應對新的影響并識別重要的毒性因素 直播主題:“對癥下藥”解決工業園區污水處理難題   報告人:陳智  蘇伊士亞洲 技術推廣經理 直播時間:2023年11月2日(周四)14:00—16:00 2023-11-02 14:00:00 開始
10月29日·上海|市政環境治理與水環境可持續發展論壇 BEST第十五期|徐祖信 院士 :長江水環境治理關鍵      直播時間:2023年10月26日(周四)20:00—22:00 2023-10-26 20:00:00 開始
《水工藝工程雜志》系列網絡報告|學術論文寫作之我見 直播時間:2023年10月19日(周四)19:00 2023-10-19 19:00:00 開始 污水處理廠污泥減量技術研討會 直播時間:2023年10月20日13:30-17:30 2023-10-20 13:30:00 開始
技術沙龍 | 先進水技術博覽(Part 12) 直播時間:10月14日(周六)上午10:00-12:00 2023-10-14 10:00:00 開始 直播題目:蘇伊士污泥焚燒及零碳足跡概念污泥廠 主講人:程忠紅 蘇伊士亞洲 技術推廣經理  內容包括: 1.	SUEZ污泥業務產品介紹 2.	全球不同焚燒項目介紹 3.	上海浦東污泥焚燒項目及運營情況
中國給水排水第十四屆中國污泥千人大會參觀項目之一:上海浦東新區污水廠污泥處理處置工程 《水工藝工程雜志》系列網絡報告 直播時間:2023年9月26日 16:00  王曉昌  愛思唯爾期刊《水工藝工程雜志》(Journal of Water Process Engineering)共同主
中國給水排水2024年污水處理廠提標改造(污水處理提質增效)高級研討會(第八屆)邀請函暨征稿啟事  同期召開中國給水排水2024年排水管網大會  (水環境綜合治理)  同期召開中國給水排水 2024年 海綿城市標準化產業化建設的關鍵內容 結合項目案例,詳細介紹海綿城市建設的目標、技術體系及標準體系,探討關鍵技術標準化產業化建設的路徑,提出我國海綿城市建設的發展方向。
報告題目:《城鎮智慧水務技術指南》   中國給水排水直播平臺: 主講人簡介:  簡德武,教授級高級工程師,現任中國市政工程中南設計研究總院黨委委員、副院長,總院技術委員會副主任委員、信息技術委員會副主 第一輪通知 | 國際水協第18屆可持續污泥技術與管理會議 主辦單位:國際水協,中國科學院  聯合主辦單位:《中國給水排水》雜志社 等
技術沙龍 | 先進水技術博覽(Part 11) 直播時間:8月19日(周六)上午10:00-12:00 2023-08-19 10:00:00  廣東匯祥環境科技有限公司  湛蛟  技術總監  天津萬 中國水業院士論壇-中國給水排水直播平臺(微信公眾號cnww1985):自然—社會水循環與水安全學術研討會
WaterInsight第7期丨掀浪:高鐵酸鉀氧化技術的機理新認知及應用 直播時間:2023年8月5日(周六)上午10:00-11:00 2023-08-05 10:00:00 開始 直播:“一泓清水入黃河”之山西省再生水產業化發展專題講座 直播時間:2023年7月23日(周日 )08:00-12:00 2023-07-23 08:00:00 開始
珊氮自養反硝化深度脫氮技術推介會 直播時間:2023年7月21日(周五) 歐仁環境顛覆性技術:污水廠擴容“加速跑”(原有設施不動,污水處理規模擴容1倍!出水水質達地表水準IV類標準。,推動污水治理提質增效。  誠征全國各地污水廠提標擴容工程需求方(水務集團、BOT公司、設
直播預告|JWPE網絡報告:自然系統中難降解污染物去除的物化與生化作用及水回用安全保障 中國給水排水 直播題目: 高排放標準下污水中難降解COD的去除技術     報告人:蘇伊士亞洲 技術推廣經理 程忠紅
WaterTalk|王凱軍:未來新水務 一起向未來  For and Beyond Water 中國環境科學學會水處理與回用專業委員會以網絡會議形式舉辦“水與發展縱論”(WaterTalk)系列學術報 5月18日下午 14:00—16:00 直播  題目: 高密度沉淀池技術的迭代更新 主講人: 程忠紅 蘇伊士亞洲 技術推廣經理  大綱:  高密池技術原理 不同型號高密池的差異和應用區別 高密池與其他
BEST|綠色低碳科技前沿與創新發展--中國工程院院士高翔教授  直播時間:2023年4月30日 14:00—16:00 2023-04-30 14:00:00 開始 日照:“碳”尋鄉村振興“綠色密碼”  鳳凰網山東    鄉村生態宜居,鄉村振興的底色才會更亮。我市堅持鄉村建設與后續管護并重,市、區、鎮聯
BEST論壇講座報告第十三期(cnwww1985):全球碳預算和未來全球碳循環的不穩定性風險 The global carbon budget and risks of futur 國際水協IWA 3月17日直播:3月17日 國際水協IWA創新項目獎PIA獲獎項目介紹分享會 直播時間:2023年3月17日 9:00—11:30 2023-03-17 09:00:00 開始
中國給水排水直播:云中漫步-融合大數據、人工智能及云計算的威立雅智慧水務系統Hubgrade 直播時間:2023年3月15日 中國給水排水直播平臺會議通知 | 2023污泥處理處置技術與應用高峰論壇(清華大學王凱軍教授團隊等)
中國污水千人大會參觀項目之一: 云南合續環境科技股份有限公司  海口市西崩潭水質凈化中心 中國給水排水 Water Insight直播:劉銳平  清華大學 環境學院 教授 博士生導師—高濃度硝酸鹽廢水反硝化脫氮過程強化原理與應用 會議時間:2023.1.7(周六)10:00—11:00
智慧水務的工程全生命周期實踐分享 直播時間:2023年1月6日 15:00-16:00 對話嘉賓:竇秋萍  華霖富水利環境技術咨詢(上海)有限公司  總經理 主持人:李德橋   歐特克軟件(中國)有限 蘇伊士 直播時間:12月30日14:00-16:00直播題目:污泥處理處置的“因地制宜和因泥制宜” 主講人:程忠紅,蘇伊士亞洲  技術推廣經理 特邀嘉賓:劉波 中國市政工程西南設計研究總院二院總工 教
蘇伊士 直播時間:12月27日14:00-16:00;復雜原水水質下的飲用水解決方案    陳智,蘇伊士亞洲,技術推廣經理,畢業于香港科技大學土木與環境工程系,熟悉市政及工業的給水及污水處理,對蘇伊士 曲久輝  中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士,發展中國家科學院院士;清華大學環境學院特聘教授、博士生導師;中國科學院生態環境研究中心研究員
基于模擬仿真的污水處理廠數字化與智慧化:現狀與未來 直播時間:2022年12月28日(周三)9:30—12:00 2022城鎮溢流污染控制高峰論壇|聚焦雨季溢流污染控制的技術應用與推廣 中國給水排水
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