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羟基磷灰石对氟吸附特性的分子模拟 被引量：1
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作者 姜科 鄂加强 +1 位作者 彭艳春 曹喆 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2192-2202,共11页
为明确羟基磷灰石(HAP)的吸附除氟机理以及Al^(3+)对氟吸附的强化作用,开展了羟基磷灰石对水溶液中氟的吸附过程分子模拟。分析了H^(+)-F^(-)-Al^(3+)-H_(2)O体系中氟的存在形态,确定当Al^(3+)存在时,F的主要形态为AlF_(4)^(-)、AlF_(3)... 为明确羟基磷灰石(HAP)的吸附除氟机理以及Al^(3+)对氟吸附的强化作用,开展了羟基磷灰石对水溶液中氟的吸附过程分子模拟。分析了H^(+)-F^(-)-Al^(3+)-H_(2)O体系中氟的存在形态,确定当Al^(3+)存在时,F的主要形态为AlF_(4)^(-)、AlF_(3)、AlF^(2+)、AlF^(2+)、F^(-)。分别选择AlF_(3)、F^(-)、HF为典型的氟形态,分析羟基磷灰石对氟的吸附能、静电势分布、动力学浓度分布以及各原子的部分态密度。研究结果表明:HAP对AlF_(3)、NaF、HF的吸附能依次为-551.23、-466.29、-173.17 kJ/mol,HAP对AlF_(3)、F^(-)、HF都具有较强的吸附能力;Al^(3+)的存在可以改变吸附体系的静电势分布,提供更多的吸附位点和更大的吸附势能,通过P、O位点和H、O位点对F^(-)的吸附以及Al和F之间的强相互作用,提升HAP对F^(-)的吸附稳定性和吸附能力;当动态吸附时,Na^(+)+F^(-)+H_(2)O混合体系中的F^(-)可以快速聚集吸附到HAP的表面,Al^(3+)+F^(-)+H_(2)O混合体系中的F^(-)可以直接进入HAP结构内部并维持较稳定的质量浓度,证明当Al^(3+)存在时,HAP对F^(-)的吸附选择性更强;向吸附质中加入适量的Al^(3+)或者对HAP进行铝负载改性,都有助于强化HAP对氟的吸附能力。 展开更多
关键词 氟 吸附 强化 铝 静电势 密度泛函计算
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磷-硅复配药剂对铍渣的固化特性研究
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作者 战琪 罗飞杭 +2 位作者 刘艳 李二平 姜科 《化工环保》 北大核心 2025年第4期541-547,共7页
以磷酸二氢钾和水泥为固化剂对铍渣进行固化处理,考察了磷酸二氢钾和水泥用量对铍浸出效果的影响,采用XRD、SEM、FTIR等技术手段对固化前后的铍渣进行了表征,探讨了铍渣的固化机理。实验结果表明:当水泥用量(w)为10%、磷酸二氢钾用量(w)... 以磷酸二氢钾和水泥为固化剂对铍渣进行固化处理,考察了磷酸二氢钾和水泥用量对铍浸出效果的影响,采用XRD、SEM、FTIR等技术手段对固化前后的铍渣进行了表征,探讨了铍渣的固化机理。实验结果表明:当水泥用量(w)为10%、磷酸二氢钾用量(w)为5.0%时,或当水泥用量(w)为15%,磷酸二氢钾用量(w)分别为1.0%、2.5%和5.0%时,浸出液中铍的质量浓度依次为0.09,0.08,0.07,0.02 mg/L,均满足《危险废物填埋污染控制标准》(GB 18598—2019)的要求。表征结果显示:磷酸二氢钾、水泥和铍渣三者之间能形成良好的协同耦合作用,使固化体结构更加密实。在固化体中,Ca HPO_(4)·2H_(2)O中的HPO_(4)^(2-)呈负电性,可通过静电吸附、配位、共沉淀等方式与铍形成CaBePO_(4)OH,SiO_(2)可通过静电引力与铍形成Be_(3)Al_(2)Si_(6)O_(18,)实现了对铍的固化。 展开更多
关键词 铍渣 固化 分子动力学模拟 磷-硅复配药剂 浸出毒性 机理
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酸碱法及酸碱联合低温热处理法对污泥磷释放的影响
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作者 赵文博 颜智勇 +4 位作者 戴欣 李二平 余志元 吴含章 李子雄 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第6期115-122,共8页
采用酸碱(pH为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0)法和酸碱联合低温(5、25、45、65、85℃)热处理法处理市政污泥24 h,通过对比处理前后污泥液相中正磷酸盐(PO43--P)的质量浓度变化和固相中总磷(TP_(s))、无机磷(IP_(s))、有机磷(OP_(s))的... 采用酸碱(pH为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0、11.0)法和酸碱联合低温(5、25、45、65、85℃)热处理法处理市政污泥24 h,通过对比处理前后污泥液相中正磷酸盐(PO43--P)的质量浓度变化和固相中总磷(TP_(s))、无机磷(IP_(s))、有机磷(OP_(s))的质量分数变化,研究处理过程中污泥磷的迁移规律;通过对比处理前后污泥液相中溶解性化学需氧量(SCOD)、可溶性蛋白质和可溶性碳水化合物质量浓度的变化,研究酸碱处理及酸碱联合低温热处理对污泥破解的影响,并探究污泥释磷的机理。结果表明:当pH为1.0、11.0,酸碱处理污泥24 h时,释磷率和破解程度均分别达到酸处理和碱处理中的最高;液相中PO_(4)^(3-)-P的质量浓度由处理前的5.87 mg/L分别提升至217.58、136.87 mg/L;SCOD由处理前的267 mg/L分别提升至4369、6548 mg/L;可溶性碳水化合物质量浓度由处理前的119 mg/L分别提升至1649、2861 mg/L;可溶性蛋白质质量浓度由处理前的138 mg/L分别提升至1813、3064 mg/L;污泥TP_(s)的释放率分别为58.03%和30.05%;非磷灰石无机磷(NAIP)的释放率分别为78.36%和54.79%;pH为1.0的磷灰石无机磷(AP)释放率为95.71%,OP_(s)的质量分数上升了13.11%,而pH为11.0的AP质量分数上升了44.21%,OP_(s)的释放率为15.42%,可见,在酸处理条件下,污泥磷的释放主要来源于NAIP与AP的释放,而在碱处理条件下,污泥磷的释放主要来源于NAIP的释放。当pH为1.0、11.0,联合热处理温度为85℃,处理24 h时,污泥液相中PO43--P的质量浓度分别为323.52、220.10 mg/L;SCOD分别为6400、9470 mg/L;可溶性碳水化合物质量浓度分别为2696、5015 mg/L;可溶性蛋白质质量浓度分别为3562、4258 mg/L;污泥总磷的释放率分别为62.67%和51.32%,污泥的释磷量与污泥破解程度均达到最高;NAIP的释放率分别为86.22%和87.94%;pH 1.0联合85℃的AP释放率为96.14%,OP_(s)的质量分数上升了13.62%,而pH 11.0联合85℃的AP质量分数上升了77.25%,OP_(s)的释放率为40.87%。当pH为1.0、11.0,联合热处理温度为45℃,处理24 h时,污泥液相中PO_(4)^(3-)-P的质量浓度分别为272.16、184.35 mg/L;SCOD分别为5960、9030 mg/L;可溶性碳水化合物质量浓度分别为2331、4699 mg/L;可溶性蛋白质质量浓度分别为3523、4246 mg/L;污泥总磷的释放率分别为61.12%和41.07%;NAIP的释放率分别为83.21%和69.97%;pH 1.0联合45℃的AP释放率为96.14%,OP_(s)的质量分数上升了12.60%,而pH 11.0联合45℃的AP质量分数上升了45.92%,OP_(s)的释放率为24.16%。综合考虑能耗、药剂成本以及二次污染问题等因素,认为采用pH 1.0联合45℃作为污泥处理参数较合理。 展开更多
关键词 市政污泥 磷释放 酸碱法 热处理
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