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电气石是自然界中为数不多的兼具压电效应和热电效应的矿物晶体,当外界条件(温度、压力等)发生变化时,在表面绝缘的电气石会产生电极性,具有自发极化效应,拥有很多环境功能属性,在环境领域得到了广泛的关注和应用。 本文以天然矿物电气石作为水的活化材料,考察了其对水pH、电导率的影响,并采用电气石处理水对种子进行了萌发培养。研究结果表明,由于电气石的自发极性、表面位吸附和离子交换的综合作用,电气石可以调节水的pH在8~9之间。电气石辐射的远红外线,可以使水中氢键的作用减弱或破坏,引起水的电离度增加,增大去离子水的电导率。电气石对水的综合活化作用,可以促进种子的萌发,提高单位时间内的发芽率,对小麦叶子的生长和叶绿素含量的增加有促进作用,叶干重增加了15.55%,叶绿素总含量Ct提高了6.29%,叶绿素a与叶绿素b的比值增加了15.25%。 将电气石用于罗丹明B模拟染料废水的脱色处理。结果表明,电气石与H2O2具有催化协同作用,可以使罗丹明B染料废水快速脱色,脱色率与H2O2浓度、电气石用量、温度和反应时间呈正相关性。经过酸处理的电气石用于染料废水脱色工艺,最佳工艺条件为:0.5g电气石,2mL3%H2O2,反应时间3min,脱色率可接近100%。与电气石原矿粉用于染料废水脱色工艺相比,可节约50%电气石用量,60%氧化剂用量,反应时间由原来的20min缩短至3min。 本文系统研究了电气石应用于罗丹明B染料废水催化氧化脱色工艺的反应动力学,得到了表观动力学方程和反应活化能。结果表明,经过酸处理的电气石应用于罗丹明B染料废水脱色工艺,可以提高表观反应速率常数。本文还对电气石应用于罗丹明B染料脱色的机理做了初步探讨,认为矿物催化-类Fenton反应机制是主要的反应机理。