Processo de separação por membranas para remoção de sulfato de níquel e zinco de efluente sintético de indústrias metal-mecânicas

O objetivo do presente trabalho foi investigar o desempenho de membranas comerciais e funcionalizadas na remoção de metais pesados de efluentes sintéticos, simulando os efluentes gerados pelas indústrias metal-mecânicas. As membranas funcionalizadas foram preparadas em laboratório a partir de diferentes poli (éter imidas) sulfonadas, SPEI, que apresentavam alta hidrofilicidade e capacidade de troca iônica. As permeabilidades hidráulicas das membranas de SPEI aumentaram com o grau de sulfonação. Porém, as rejeições foram ainda muito baixas comparadas as membranas comerciais. Por esta razão, algumas membranas comerciais (NF-90, SW30, HRP98PP e BW30LE) foram investigadas e avaliadas quanto ao comportamento da permeabilidade de água e o grau de rejeição a metais pesados. Os resultados mostraram que a membrana de osmose inversa de baixa energia (BW30LE) tinha o melhor fluxo de água (48,44 L/h.m2) e grau de rejeição a cádmio (98%). Logo, ela foi selecionada para o tratamento dos efluentes sintéticos de indústrias metal-mecânicas contendo níquel e zinco. As indústrias da região de Valencia, na Espanha, forneceram amostras de seus efluentes para análise quantitativa, possibilitando o prepararo de soluções sintéticas modelos. Os resultados foram obtidos variando algumas condições de permeação, tais como a força motriz, o pH e a concentração dos metais na solução de alimentação. Os resultados indicaram que o processo de osmose inversa com a membrana BW30LE é altamente adequado para o tratamento de efluentes contendo metais pesados

掺铒磷酸盐玻璃离子交换波导表面保护的研究

对离子交换波导制备过程中掺铒磷酸盐玻璃表面的侵蚀问题进行了研究，分析了产生侵蚀的原因，提出镀K9玻璃薄膜的方法，对掺铒磷酸盐玻璃表面进行保护．采用光学显微镜和原子力显微镜对波导表面特性进行了表征。同时对平板波导的光学特性进行了测试．研究表明K9玻璃薄膜不仅能够对掺铒磷酸盐玻璃起到保护作用，同时允许交换离子透过进入磷酸盐玻璃形成波导层．

K9玻璃薄膜对离子交换磷酸盐玻璃波导表面保护的优化研究

采用镀K9玻璃薄膜方法来解决离子交换掺铒磷酸盐玻璃波导表面的侵蚀问题,对K9玻璃薄膜的厚度进行了优化研究。测量分析了样品的荧光光谱和荧光寿命,采用光学显微镜和棱镜耦合技术对不同K9玻璃薄膜厚度下制备波导的表面形貌和导光特性进行了表征和测试。结果表明,与掺铒磷酸盐玻璃原材料相比,镀K9玻璃薄膜后荧光光谱保持不变,荧光寿命稍有下降(约0.2 ms);K9玻璃薄膜的厚度在60~80 nm的范围内保护效果最佳。为下一步制备掺铒有源玻璃光波导器件奠定了良好的实验基础。

Formation and characterization of tin oxide aerogel derived from sol-gel process based on tetra(n-butoxy)tin(IV)

Transparent and translucent SnO2 aerogels with high specific surface area (>300m(2)/g) have been prepared by sol-gel process using tetra(n-butoxy)tin(IV) as a starting compound, and supercritical drying technique for solvent extraction. Light scattering measurements reveal that the polymeric cluster size distribution in sol system is gradually broadened during sol-gel transition. SEM images show that the aerogels are made up of the cottonlike oxide agglomerates with a large number of Pores. TEM images show that these aerogels seem to be self-similar at different magnifications. Their pore size distribution is pretty wide ranging, from mesopore to macropore especially for that of translucent aerogel. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

掺铒碲-钨-钠玻璃基质的光谱性质研究

制备了用于离子交换法制备光波导器件的掺铒碲-钨-钠玻璃基质。应用扎得-奥菲而特(Judd—Ofelt)理论计算了玻璃样品的三个强度参量，由强度参量计算了Er^3+离子的自发跃迁几率、荧光分支比等光谱参量；应用麦克库玻(McCumber)理论，计算了Er^3+离子在1．5μm的受激发射截面，荧光测试发现Er^3+离子的荧光半峰全宽可达65nm。比较了Er^3+离子在不同玻璃基质中的光谱特性。结果表明，Er^3+离子在碲-钨-钠玻璃中具有较高的受激发射截面和较宽的荧光半峰全宽，可以用于宽带光波导器件的制备。

掺铒碲钨酸盐玻璃及其平面波导

研制了一种用于宽带波导放大器的掺铒碲钨酸盐激光玻璃材料，对玻璃热稳定性、光谱性质进行了表征，并在其上采用离子交换法制作了平面光波导．掺铒碲钨酸盐玻璃的转变温度Tg和析品开始温度Tx分别为377．1和488．5℃；荧光半高宽为52nm；应用McCumber理论，计算得出Er^3+离子4I13／2→^4I15／2跃迁在峰值波长1532nm的受激发射截面为0．91×10^-20cm^2．不同条件下制作了在632．8nm处多模的平面光波导，通过拟合得到Ag^+离子在300℃的有效扩散系数De为2．82×10^-1

Er3+ and Yb3+ codoped phosphate laser glass for high power flashlamp pumping

A novel Vb(3+)-Er-(3+) codoped phosphate glass for high power flashlamp pumping and high repetition rate laser at 1.54 mu m, designated EAT5-2, is developed. The weight-loss rate of is 1.3 x 10(-5) gcm(-2) h(-1) in boiling water, which is comparable to Kigre's QX-Er glass. Some spectroscopic parameters are analysed by Judd-Ofelt theory and McCumber theory The emission cross section is calculated to be 0.73 x 10(-20) cm(2). The thermo-mechanical properties of EAT5-2 are modified after an ion-exchange chemical strengthening process in a KNO3/NaNO3 molten salt bath. The thresholds for optical damage from the flashlamp pumping are tested on glass rods. A repetition rate of 15 Hz is achieved for chemically strengthened glass. The laser experimental results at. 1.54 mu m from flashlamp pumping are also reported.

Ag~+-Li~+离子交换制作Er~(3+)/Yb~(3+)共掺磷酸盐玻璃平面光波导(英文)

制备了化学稳定的Er^3＋／Yb^3＋共掺的磷酸盐玻璃，并在其中制作了用于光放大器和激光器的平面光波导．这种磷酸盐玻璃的失重速率为4．7×10^-5g·cm^-2·hr^-1，小于Kigre公司商业化的磷酸盐玻璃QX／Er的失重速率．采用Ag^＋-Li^＋交换技术制作了平面光波导并用m-线光谱在632．8nm测量了平面光波导的有效折射率．根据反WKB法得到折射率形貌，计算了离子交换参数如：离子交换深度、表面折射率，折射率改变和扩散系数等．

Planar waveguides formed in a new chemically stable Er3+/Yb3+ co-doped phosphate glass

A new Er(3+)/Yb(3+) co-doped phosphate glass has been prepared, which exhibits good chemical durability and spectralproperties. Planar graded index waveguides have been fabricated in the glass by (Ag+)-Na(+) ion exchange in a mixed melt of silver nitrate and potassium nitrate. Ion exchange is carried out by varying the process parameters such as temperature, diffusion time, and molten salt compositions. The diffusion parameters, diffusion coefficients, and activation energy are determined by the guidelines of fabricated waveguides, which are determined by the input prism coupling technique.

Gain and noise figure of a double-pass waveguide amplifier based on Er/Yb-doped phosphate glass

A waveguide amplifier is fabricated by Ag+-Na+ two-step ion exchange on Er/Yb-doped phosphate glass. The spectroscopic performance of glass and the properties of channel waveguide are characterized. A double-pass configuration is adopted to measure the gain and noise figure (NF) of the waveguide amplifier, and the comparison of gain and NF for the single and double-pass configuration of the waveguide amplifier is presented. The results show that the double-pass configuration can make the gain increase from 8.8dB (net gain 2.2dB/cm) of the single-pass one to 14.6 dB (net gain 3.65 dB/cm) for small input power at 1534 nm, and the NF are all lower than 5.5dB for both the configurations.

后处理对离子交换磷酸盐玻璃平面光波导的影响

研究了退火和二次离子交换对Er^3＋／Yb^3＋共掺的磷酸盐玻璃平面光波导传输特性的影响。在退火过程中，由于热效应和波导层Ag^＋离子的浓度差使得Ag^＋离子重新分布；随着退火时间的延长和温度的升高，光波导模式数目逐渐增加，波导层深度加深，且波导表面折射率与玻璃基质折射率差减小，退火扩散深度与退火时间的平方根成正比。电子探针结果显示在二次离子交换后形成了掩埋式的光波导，Ag^＋离子浓度接近二次方分布，而掩埋式的光波导有助于降低光波导的传输损耗。

用于波导放大器的Er^3＋／Yb^3＋共掺磷酸盐玻璃的性能研究

通过优化熔融条件和玻璃组份，成功开发出一种新的Er^3+／Yb^3+共掺磷酸盐玻璃，其在沸水和熔盐中均表现出很好的化学稳定性。通过分析室温下Er^3+／Yb^3+共掺磷酸盐玻璃的吸收光谱，计算得到了Er^3+离子在波长1533nm处的峰值发射截面和杜得-奥菲而特强度参数；其中Er^3+离子在波长1533nm处的峰值发射截面为0．72×10^20cm^2，大于Schott的IOG1玻璃中Er^3+离子的峰值发射截面0．67×10^-20cm^2。通过改变离子交换的条件，获得了1．55μm单模光波导的制作条件

Preparação e avaliação de resinas biocidas impregnadas com iodo a partir de resinas comerciais de estireno e divinilbenzeno

Neste trabalho, foram empregadas duas resinas comerciais de caráter fortemente básico. Ambas tendo como base copolímeros de estireno e divinilbenzeno (DVB), sendo que a VPOC 1950 contém em sua composição grupos quaternários de amônio do tipo 1, que apresentam três grupos metila e a VPOC 1960 grupos quaternários de amônio do tipo 2, que apresentam um grupo etanoíla e dois grupos metila. As resinas comerciais citadas foram escolhidas por apresentarem grande capacidade de troca iônica, estabilidade e grupos funcionais de interesse para a impregnação com iodo. As resinas foram impregnadas com iodo por meio de três metodologias distintas, uma solução metanólica de iodo 0,08 mol/L com e sem iodeto de potássio 0,14 mol/L, e iodo 0,08 mol/L em heptano. As resinas foram caracterizadas por área específica, volume do poro, grau de inchamento, microscopia ótica, espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), análise elementar, termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e determinação do iodo fixado por iodometria. A avaliação da atividade biocida foi realizada através do método da contagem em placas, utilizando-se uma cepa de Escherichia coli ATCC11775 em concentrações de 103 a 107 células/mL. Todas as resinas impregnadas mostraram atividade bactericida significante devido à presença de iodo correlacionada às características da resina, tais como: grupos funcionais, tamanho e formato dos poros. Para efeito de comparação, foram realizados ensaios bactericidas com as resinas de partida para comprovação ou não da ação bactericida ser atribuída somente ao iodo

Biossorção de cobre (II) e cálcio (II) pela biomassa da macroalga marrom Sargassum filipendula

No presente trabalho, pretendeu-se avaliar a alga marinha Sargassum filipendula na sua capacidade de remoção do metal cobre na presença do metal cálcio, de modo a verificar o efeito da presença do cálcio, proveniente do hidróxido de cálcio (cal hidratada), utilizado no tratamento primário de efluentes por precipitação química. Para tanto, foi realizado primeiramente o estudo da cinética de biossorção de cobre e cálcio em regime de batelada, nas concentrações de 50 e 200 g/mL, e em seguida foi estudado o equilíbrio da biossorção de cobre e cálcio, também em regime de batelada, utilizando soluções isoladas e combinadas de cobre e cálcio, em concentrações variadas, com biomassa lavada com água corrente e com HCl 0,1 mol/L, de modo a verificar se houve melhora na biossorção com a protonação da biomassa. Os resultados do estudo cinético da biossorção do cobre e do cálcio mostraram, em todos os casos, que o equilíbrio ocorreu até os 30 minutos iniciais e que os resultados do cobre se ajustaram melhor a um modelo cinético de segunda ordem, enquanto que os resultados do cálcio não se ajustaram a nenhum dos dois modelos propostos. Foi possível verificar ainda uma relação direta entre biossorção de cobre e liberação de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, sugerindo o envolvimento de troca-iônica durante o processo. Já com os resultados de estudo do equilíbrio da biossorção dos metais cobre e cálcio, foi possível obter algumas conclusões, dentre as quais podemos destacar a predileção pelo modelo de isotermas de Langmuir e a interferência na biosorção do cobre causada pela presença do cálcio na solução. Nesta etapa, foi possível ainda estabelecer novamente a correlação de permuta entre os metais cobre e alcalinos/alcalino terrosos. Os modelos de pseudo-primeira ordem e segunda ordem foram utilizados para avaliar a cinética de adsorção dos íons metálicos pela biomassa, enquanto que os modelos das isotermas de Langmuir e de Freundlich, foram utilizados para a representação do equilíbrio da biossorção

Recuperação do íon amônio gerado durante a evaporação de lixiviados de aterros utilizando resinas poliméricas de troca iônica

O lixiviado gerado em aterro sanitário possui substâncias de difícil degradação e amônia, que dificulta o tratamento biológico. O tratamento do lixiviado gerado em aterros sanitários requer uma série de processos de elevado custo e, outras técnicas de tratamento têm sido investigadas no intuito de reduzir custos e aumentar a eficiência do tratamento. A evaporação do lixiviado é uma técnica que aproveita o gás de aterro como fonte de calor, e é utilizada na redução do volume a tratar; porém as emissões atmosféricas geradas durante essa evaporação indicam a presença de amônia, o que pode causar impactos negativos em torno do aterro. Desta forma, é importante a realização de estudos que aprimorem esta técnica, para que a evaporação torne-se ambientalmente e economicamente viável. A amônia presente em amostras com pH em torno de 8,0 e temperatura em torno de 25C, está na forma de íon amônio, o que favorece ao processo de troca iônica. A troca iônica é um processo que tem sido estudado por muitos pesquisadores e consiste na troca de um ou mais constituintes de uma fase fluida para a superfície de uma fase sólida (resinas poliméricas). Este trabalho apresenta a eficiência de quatro tipos diferentes de resinas poliméricas: Amberlyst 15 Wet, Lewatit VPOC 1800, Dowex Mac-3 e Purolite MN250 na remoção e posterior, recuperação do íon amônio presente nos vapores condensados da evaporação de lixiviados. A princípio foi investigado a quantidade e o momento em que o amônio é lançado durante o processo de evaporação. Em seguida, caracterizaram-se as resinas quanto à eficiência de remoção, o tempo de contato e a quantidade ideal da resina. Estão apresentadas neste estudo as isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Temkin em diferentes temperaturas (298-318 K) e as condições ideais do processo. Os resultados apontaram duas resinas com eficiência de remoção, em torno de 40%, para concentrações acima de 1000 mg dm-3 de amônio, utilizando 0,5 g de resina e um tempo de contato de 20 minutos. Diferentes modelos cinéticos foram aplicados: Pseudo-Primeira Ordem, Pseudo-Segunda Ordem, difusão intrapartícula, Elovich e o modelo cinético de difusão externa e os resultados discutidos. Foi possível tratar Através da condensação dos vapores emitidos durante a evaporação do lixiviado, foi possível tratar foi possível obter uma recuperação em torno de 70% do íon amônio contido no vapor condensado proveniente da evaporação do lixiviado.