用于磷吸附的载铁(β-FeOOH)沸石制备及特性简

以天然沸石为载体，采用FeCl₃水解法制备用于磷吸附的载铁沸石（β-FeOOH-Z），优化β-FeOOH-Z的制备条件，包括FeCl₃溶液浓度、负载pH值、负载时间、负载温度和烘干温度，并利用X射线衍射（XRD）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对β-FeOOH-Z及其磷吸附特性进行分析。结果表明，β-FeOOH-Z的优化制备条件为：FeCl₃溶液浓度1 mol/L、负载pH值6、负载时间24 h、负载温度25℃和烘干温度60℃。优化制备条件下，100~120目沸石的载铁量为100.2 mg/g，铁的负载率为18%，其磷吸附量为7.68 mg/g，比天然沸石提高79.6%。XRD分析结果表明，β-FeOOH-Z中的杂质元素较天然沸石减少，并有效负载β-FeOOH；制备条件对β-FeOOH-Z的成分有较大影响，FeCl₃溶液浓度较低、负载温度和烘干温度过高均使β-FeOOH-Z中含有α-Fe₂O₃，并导致其磷吸附效率降低。FTIR分析结果表明，β-FeOOH-Z的表面羟基在其吸附磷过程中起重要作用，羟基与磷酸根离子的配位交换是β-FeOOH-Z吸附磷的主要作用机制。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg^2＋的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性，利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性，制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg^2＋浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg^2＋的影响，并进一步研究了吸附机理。结果表明，巯基改性沸石吸附Hg^2＋受pH值、温度的影响较小，吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg^2＋的化学反应。而天然沸石对Hg^2＋的吸附主要是离子交换作用，受温度、pH值等的影响较大，随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1h、巯基改性沸石在0．5h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明，巯基改性沸石对Hg^2＋的吸附能力得到了很大的提高，吸附容量由8．06mg／g提高到19．88mg／g，提高了146．65％。     

利用质子化的水杨醛接枝壳聚糖吸附水中硫酸根

以水杨醛（邻羟基苯甲醛）接枝壳聚糖为基础制备出质子化改性壳聚糖，研究其对硫酸根离子（SO24-）的吸附性能。通过静态吸附实验进行了吸附条件的优化以及吸附等温方程研究，用扫描电镜（SEM）和红外光谱（FTIR）对产物进行了表征，并对吸附机理进行了初步探讨。优化的吸附条件为：吸附时间为40min，SO24-溶液初始浓度500mg／L，pH值为5．0，反应温度为35℃；吸附等温方程研究表明，吸附过程符合Langmuir型，吸附容量为107．53mg／g。SEM和红外光谱分析表明：SO24- 主要是被吸附到壳聚糖的氨基上的。     

沸石负载高锰酸钾去除低浓度氨氮

通过静态吸附实验,考察了辽宁锦州某天然沸石负载高锰酸钾(下称复合沸石)对水中氨氮的去除效能。结果表明,复合沸石对氨氮的吸附能力较天然沸石有所降低,但仍保持优惠吸附。复合沸石对氨氮的吸附过程较好地满足Fruendlich等温吸附模型,其动力学特性与准二级动力学方程拟合度高。pH对复合沸石吸附氨氮的影响显著,最适pH为中性条件,在酸性或碱性条件下,复合沸石对氨氮的吸附能力均较低,这与氨氮在不同pH溶液中存在的形式有关。     

铁改性海泡石除锑的影响因素研究

选择廉价海泡石, 用氯化铁对其改性。研究铁改性海泡石对锑的吸附特性。结果表明，氯化铁浓度、吸附时间、初始锑浓度以及温度等因素对锑的吸附影响较大，溶液初始pH影响不明显。在初始锑浓度50 mg/L，pH 6.8，5%氯化铁改性海泡石投加量为2 g/L，吸附90 min, 温度35℃下，吸附量可达21.6 mg/g。海泡石对吸附锑具有缓冲特性，溶液的初始pH值在3.1～10.1范围时，吸附后溶液的最终pH值为8～8.5。IMS吸附锑是放热过程。改性后海泡石比表面积增大，表面羟基数量增加，导致其吸附能力增强。通过XRD谱图并未发现铁晶体的存在。     

载纳米铁花生壳的制备及其吸附除磷性能

以花生壳为载体制备负载纳米铁的吸附材料,对其进行材料表征,并考察了其吸附除磷性能和重复使用的效果。结果表明:负载在花生壳上的氧化铁颗粒呈球形,粒径约为30~100 nm;随着浸渍铁盐浓度的提高,花生壳上铁的负载量、比表面积、吸附容量等都有不同程度的提高。载纳米铁花生壳吸附除磷的适宜pH值为6~7。吸附了磷的吸附剂可用稀氢氧化钠溶液再生,经过2个吸附-再生循环之后,吸附和再生的效果均趋于稳定,具有良好的应用前景。     

Zr—Fe双组分复合除砷吸附剂的优化制备及性能评价

实验发现，铁氧化物或铁的羟基氧化物对As（V）有较好的吸附性能，而锆氧化物或锆水合氧化物则对As（Ⅲ）有优异的吸附选择性，但其使用的pH通常要在〉9的条件下。通过简单的共沉淀法制备了Zr-Fe双组分复合吸附剂，在制备过程中通过优化制备条件如：沉淀剂浓度、金属离子总浓度、金属离子配比、反应温度、反应时间及吸附剂价格等因素，最终合成出了对As（V）和As（Ⅲ）都具有良好吸附能力的吸附剂。这种吸附剂在中性条件下对As（V）和As（Ⅲ）的最大吸附量为62mg／g和118mg／g。     

天然沸石特性对含磷废水净化效果的影响

由于磷的存在导致水体产生富营养化等水质恶化的现象异常严峻,基于天然沸石处理含磷废水的实验方法,研究了沸石吸附废水溶液中磷素的净化过程,考察了天然沸石的粒径大小、用量、吸附净化时间、搅拌强度、pH值等因素对吸附作用的影响,分析确定了不同条件下沸石吸附磷素的理想条件.结果表明,随着沸石粒径减小,吸附剂的比表面积增大,吸附质的扩散速率也越大,对吸附越有利;随着沸石投加量的增加,废水中磷元素的去除率呈现出“增加-减少-增加”的演化趋势;天然沸石的吸附具有快速吸附,缓慢平衡的特点;最佳的搅拌强度是在150 r/min;在中性或者碱性条件下,沸石的去除率比较理想.     

十六烷基三甲基溴化铵改性沸石对腐殖酸的吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,制备了CTAB改性沸石,并用于对腐殖酸的吸附性能研究。考察了pH、吸附时间及腐殖酸初始浓度对CTAB改性沸石吸附腐殖酸的影响,采用吸附等温方程和反应动力学方程进行拟合分析,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、傅立叶转换红外光谱分析仪(FTIR)对沸石改性前后进行结构表征。结果表明,在温度为25℃、转速为200r/min的条件下,选择pH为7.0、腐殖酸初始质量浓度为10mg/L、吸附时间为180min,此时CTAB改性沸石对腐殖酸的平衡吸附容量为0.16mg/g。相比Freundlich吸附等温方程(R2=0.967),CTAB改性沸石对腐殖酸的吸附更符合Langmuir吸附等温方程(R2=0.998),吸附机制为单分子层吸附。准一级反应动力学方程和准二级反应动力学方程均可以描述CTAB改性沸石对腐殖酸的吸附(R2=0.978)。吸附实验后的CTAB改性沸石上出现了甲基、亚甲基、羟基与羰基伸缩振动吸收峰,说明沸石已负载了CTAB,且腐殖酸已被CTAB改性沸石吸附。     

利用13X沸石分子筛净化含NH+4-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4^＋-N废水的吸附性能，包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4^＋-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明，pH值为6．5～7．5，吸附时间35rain，吸附温度20～30℃的条件下，沸石对50mL NH4^＋-N初始浓度（C0）为80mg／L的废水吸附效果最佳，吸附过程符合Langmuir型吸附等温式，饱和吸附量为8．61mg／g。动态条件下，随水力停留时间增加，沸石对NH4^＋-N的吸附量上升，最大饱和吸附量可达24．20mg／g，吸附过程符合Thomas吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明，利用13X沸石净化中低浓度含NH4^＋-N废水具有良好的工业化应用前景。     

4A沸石去除水中Pb2＋的研究

在静态条件下，研究了4A沸石对废水中Pb2＋的吸附性能，并探讨了影响吸附的因素。实验表明：当温度为30℃，废水pH为5～6，0．01g4A沸石对100mg／LPb2＋溶液10mL吸附20min，Pb2＋的去除率可达到99％以上。在实验研究条件下，4A沸石对Pb2＋的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程，相关系数为0．9819和0．9998。经计算，4A沸石对Pb2＋的饱和吸附量为125mg／g。4A沸石吸附水中Pb2＋达到吸附平衡的时间较短；溶液pH值的变化对吸附效果影响不显著；温度从室温略微升高，Pb2＋的去除率略有增大。吸附在4A沸石上的Pb“可回收利用，处理后的4A沸石可以再生，且重复使用性能较好。     

NaCl改性沸石对氨氮吸附性能的研究

采用NaCl溶液对天然沸石进行改性,考察了NaCl浓度、温度及沸石用量对改性效果的影响。通过表面特征分析、吸附机制分析、吸附等温试验和吸附动力学试验,进一步比较了天然沸石和改性沸石对氨氮的吸附性能。结果表明,在NaCl溶液为6%(质量分数)、温度为303 K、天然沸石用量为15 g(以100 mL的NaCl溶液计)的优化条件下,改性沸石对氨氮的吸附效果最佳。扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)分析可知,沸石经改性后表面变粗糙,平均吸附孔径变小,比表面积变大。2种沸石对氨氮的吸附过程均可用Langmuir、Freundlich吸附等温方程较好地拟合,在温度为303 K时,改性沸石比天然沸石单分子层饱和吸附量增幅为34%以上。颗粒内扩散是沸石吸附氨氮的限制性因素,其吸附动力学较符合准二级反应动力学方程,拟合结果表明改性沸石具有更好的动力学性能,其吸附速率常数略大于天然沸石。     

天然沸石同步去除水中氨氮和磷酸盐

通过静态吸附实验考察了浙江缙云产天然沸石对溶液中氨氮和磷酸盐的同步去除能力及机制,结果表明,天然沸石对溶液中氨氮的吸附过程较好地满足拟二级动力学模型、Langmuir和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型。天然沸石对磷酸盐的去除能力随溶液中初始氨氮浓度的增加而增加。当溶液pH由7.0增加到9.0时,天然沸石对氨氮的吸附能力随之增加,而当pH由9.0增加到10时,天然沸石对氨氮的吸附能力则下降。当溶液pH低于7.5时,天然沸石对溶液中的磷酸盐无去除能力,当溶液pH位于7.5～9.0时,天然沸石对磷酸盐的去除能力随pH的增加急剧增加,当溶液pH大于9.0时,天然沸石对磷酸盐的去除能力随pH的增加则呈下降趋势。天然沸石对溶液中氨氮和磷酸盐的同步去除过程是自发进行、吸热及熵增加的过程。天然沸石对溶液中氨氮的吸附机制为离子交换,对磷酸盐的去除机制则为化学沉淀作用。     

饮用水除砷材料吸附特性及影响因素分析

采用活性氧化铝、零价铁粉和载铁沸石作为吸附剂,通过静态吸附实验,研究3种饮用水除砷材料的吸附特性及影响因素。结果表明,在pH值为6.5,砷浓度为1 mg/L,投加量为2 g/L,25℃恒温的条件下,活性氧化铝、零价铁粉和载铁沸石分别在90 min、150 min和90 min达到吸附平衡状态,均较好符合langmuir等温吸附模型,对砷的最大吸附容量依次为7.3、3.3和3.9 mg/g。pH值和竞争性阴离子对砷的去除均有显著影响。降低溶液pH值能明显提高3种材料的除砷效率;水中磷酸根离子的存在,能够明显降低活性氧化铝和零价铁粉的除砷效率;水中硅酸根离子的存在,能够明显降低零价铁粉和载铁沸石的除砷效率。     

沸石/水合氧化锆吸附水中的磷

以粉煤灰为原料,采用传统水热方法制备的沸石除磷性能有限,且存在废碱液排放的问题。对此,本文首次提出了在传统水热方法基础上用氯氧化锆中和合成沸石过程中产生的废碱液,得到沸石/水合氧化锆复合吸附剂(简称锆沸石)的改进方法。锆沸石的比表面积为1.931×105m2·kg-1,是沸石的近7倍。锆沸石的XRD衍射峰数量和位置与沸石相同,证明锆沸石中的水合氧化锆为无定形。锆沸石对磷的Langmuir最大吸附量为22.62 mg·g-1。吸附动力学实验结果表明,锆沸石对磷的吸附速率呈先快后慢的趋势。锆沸石对磷的吸附随pH上升而减少。水中常见的阴离子Cl-、NO-3不会对其除磷效果产生明显影响,而HCO2-3会通过提高溶液pH值明显降低吸附量。因此,以粉煤灰为原料,采用改进的合成方法制备锆沸石可获得除磷效果大幅提高的新型吸附剂。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg2+的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性，利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性，制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg²⁺浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg²⁺的影响，并进一步研究了吸附机理。结果表明，巯基改性沸石吸附Hg²⁺受pH值、温度的影响较小，吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg²⁺的化学反应。而天然沸石对Hg²⁺的吸附主要是离子交换作用，受温度、pH值等的影响较大，随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1 h、巯基改性沸石在0.5 h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明，巯基改性沸石对Hg²⁺的吸附能力得到了很大的提高，吸附容量由8.06 mg/g 提高到19.88 mg/g，提高了146.65%。     

天然沸石负载TiO2光催化降解敌敌畏和对硫磷

以钛酸丁酯为原料,以天然沸石作载体负载TiO2制备光催化剂;并采用高压汞灯为光源,用负载型TiO2光催化降解敌敌畏和对硫磷.结果表明,浓度为1.2×10-4mol/L的农药光照2 h左右可完全被光催化氧化为PO3-4.同时,还研究了合成光催化剂的处理温度、溶液的初始pH值、过氧化氢浓度等对负载TiO2光催化降解的影响.     

SDS改性沸石吸附结晶紫

以表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）对沸石进行改性，改性后的沸石对结晶紫溶液进行吸附，以紫外可见分光光度计分析最佳吸附条件。实验结果表明，在30℃，SDS改性沸石投入量为0．25g；吸附平衡时间为1h；pH为8的条件下，对含50mg／L结晶紫染料的去除率可达到92．6％，吸附量达到4．63mg／g。SDS改性沸石吸附结晶紫的等温吸附曲线与Henry型和Freundlich型均拟合较好。热力学参数计算结果表明，吸附符合自发吸热过程。     

锆改性铝氧化物对水中磷的吸附特性

采用共沉淀法制备锆改性铝氧化物。在研究其对水中磷吸附特性的基础上,结合SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS等表征手段,分析吸附剂的结构组成以及反应前后的表面基团变化,探讨吸附除磷的机理。结果表明:Power动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述锆改性铝氧化物对磷的吸附特征;在投加量为0.3 g·L~(-1)、溶液pH为7时,磷的饱和吸附量为76.63 mg·g~(-1);pH=4~6时,吸附剂除磷效果较好,在偏碱性环境下,磷吸附量明显降低;Cl~-和SiO_3~(2-)对磷的吸附有较强的抑制作用,且干扰效果随着阴离子浓度的升高而加强。通过材料表征结果可知,吸附剂呈无定型结构,表面含有丰富的羟基。该吸附剂的除磷机制主要为表面络合和离子交换作用。     

改性沸石同步深度脱氮除磷的实验研究

以氯化铝、硫酸镁为活性剂，采取高温活化，对天然沸石进行改性，并通过正交试验优化了改性工艺。以模拟二级出水为研究对象，考察了改性沸石同步去除水样中氮磷的效果及其影响因素，并对不同温度下改性沸石对磷酸盐和氨氮的吸附平衡和吸附热力学，以及脱氮除磷机理进行了探讨。结果表明，15 min后改性沸石脱氮除磷过程基本完成，其pH值范围与实际污水相符，最佳pH值为8；当投加质量浓度为0.8 g/L时，出水中氨氮浓度和总磷浓度均达到景观环境用水水质标准(GB/T 18921-2002)。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程。热力学参数ΔG⁰、ΔH⁰分别为正值和负值，表明该吸附是一个自发的吸热过程。