新型硅镁胶(MgO·2SiO_2)对模拟放射性废水中Co~(2+)的吸附性能

以泡花碱和氯化镁为原料合成出了一种新型硅镁胶(MgO·2SiO2)吸附材料,用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征,并对模拟放射性废水中的Co2+进行吸附实验。结果表明,控制合成pH在10.50~11.00,可以得到目标硅镁胶(MgO·2SiO2),在460 cm-1处出现了较强的吸收峰,这是由Mg—O伸缩振动和Si—Mg—O弯曲振动引起。在500℃焙烧4h后,可以得到吸附性能良好的硅镁胶,随着溶液pH的升高,去除率增大,在pH为4~8时达到最大。25℃时,最大吸附量可达135.5 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程。重复使用4次,对Co2+的吸附量仍然达到130 mg/g,说明硅镁胶是一种可重复利用的吸附剂。     

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。     

非固定化和固定化啤酒酵母对Cd^2＋和Cu^2＋的吸附特性研究

对比了不同吸附剂对重金属的吸附效果,同时研究了啤酒酵母的固定化方法、菌体用量对吸附效果的影响、非同定化和固定化啤酒酵母吸附热力学特性。研究结果表明,非固定化死啤酒酵母对Cd^2＋的单位菌体吸附量是常用吸附剂活性炭的3倍;由1：3的海藻酸钠与碱处理啤酒酵母（w／w）制得的固定化颗粒吸附效果最好;菌体用量的增加会降低单位菌体对重金属的吸附量;啤酒酵母对重金属的吸附位点有限,Cd^2＋的实际最大吸附量为13．95mg／g,Cu^2＋为7．67μg／g。非固定化和固定化啤酒酵母对Cu^2＋和Cd^2＋的等温吸附过程均可用Linear方程、Langmuir方程和Freundlich方程来进行拟合,但非同定化啤酒酵母以Langmuir方程最优,其拟合计算的最大吸附量qmzxCd和qmxxCu分别为13．96mg／g和8．01mg／g;固定化啤酒酵母以Freundlich方程最优,实际最大吸附量Cd为75．41mg／g,Cu为66．58mg／g。     

棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对Pb^2＋和Cd^2＋的吸附特征

为了研究棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对溶液中Pb^2＋和Cd^2＋吸附过程的特征,分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验,同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下,棘孢曲霉对Pb^2＋和Cd^2＋最大吸附量分别为71．2mg／g和59．8mg／g;动力学实验数据很好的符合二级动力学方程,吸附达到平衡的时间为3h;热力学实验数据显示该吸附过程为自发的、吸热的过程。     

介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素锎、铈的吸附性能

以介孔纳米γ-Al2O3为吸附材料,重点研究了吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间及温度对介孔纳米γ-Al2O3吸附稀土元素镧、铈的影响。通过正交实验优选出介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素镧铈吸附的最优参数,采用10mg／L的La^3＋、Ce^4＋标准溶液,选择投加量、pH、吸附时间为影响因素,进行3因素3水平的正交实验。通过正交实验与单因素实验综合分析表明最佳实验方案为：投加量为0．20g,pH为7,吸附时间为15min。在初始浓度为10～100mg／L时,介孑L纳米γ-Al2O3对La^3＋、Ce^4＋的吸附符合Langmuir等温吸附式。拟合得到的理论饱和吸附量分别为22．32mg／g和23．75mg／g。     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能

以微硅粉为硅源,CTAB和PEG-6000为模板剂,合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N2吸附-脱附曲线、FT—IR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌,并且以该样品为吸附剂,对含Cu2＋的溶液进行了静态吸附实验。结果表明,以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41,其比表面积为869．5m。／g,孔容为0．97cm3／g,平均孔径为3．3nm;溶液pH为5—6时,MCM-41对Cu2＋的去除效果最好;MCM-41对Cu3＋的最大吸附吸附容量36．3mg／g;MCM-41对Cu2＋的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

硅镁胶的合成及对有机酸的吸附

采用水热法以硅酸钠和氯化镁为原料合成新型硅镁胶。通过改变硅镁胶投加量,吸附时间,吸附温度等条件,得到最佳实验条件。测定了25℃时硅镁胶自水溶液中吸附甲酸、乙酸、丙酸、丁二酸和乳酸的等温线,等温线为S型、C型、L型和H型;测定了25℃时硅镁胶自甲酸甲酯溶液中吸附正辛酸、正己酸和油酸的等温线,等温线为S型和C型。通过计算,Freundlich吸附等温模型能够较好地描述系列有机酸硅镁胶上的吸附过程。硅镁胶材料对有机酸有较好地吸附处理效果,吸附量维持在2 000 mg·g-1左右,对生物柴油中的主要有机酸成分的油酸的吸附量达到3 500 mg·g-1,为硅镁胶应用于生物柴油中的脂肪酸的精制处理提供可行性理论支撑。     

改性甘蔗渣对Cu^2＋和Zn^2＋的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）和乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）改性甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附性能,包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明,改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附容量有显著提高,对Cu^2＋和Zn^2＋吸附等温线均符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程,PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu^2＋的吸附量分别为60．21和33．45mg／g,对Zn^2＋的吸附量分别是70．53和36．53mg／g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30min内均可完成,用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu^2＋和Zn^2＋的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

核桃壳粉对水溶液中Pb2＋的吸附

实验通过间歇吸附方式研究了核桃壳粉对水溶液中Pb^2＋的吸附特性,探讨了核桃壳粉粒径及用量、溶液pH、Pb^2＋初始浓度等参数对吸附的影响,并讨论了吸附过程的热力学和动力学特征。结果表明,核桃壳粉对Pb^2＋吸附的最佳pH为5．0,去除率随吸附剂粒径的减小、用量的增加、Pb^2＋初始浓度的减小而增加。优化实验条件下,0～0．3mm15g／L的吸附剂在298K时,对pH=5的50mL50mg／LPb^2＋溶液的去除率达96．98％。核桃壳粉对Pb^2＋的吸附等温线符合Sips模型,在283、293和303K的最大吸附量分别为18．25、18．27和20．94mg／g。吸附过程是放热的、混乱度减小的自发过程,且符合准二级动力学模型。吸附速率常数随温度升高而减小,在293和303K时分别在90和120min基本达到平衡。结合FTIR和SEM手段发现核桃壳对Pb^2＋的吸附以物理吸附为主,同时包括离子交换、螯合等化学吸附以及颗粒内扩散步骤,是一个复杂的过程。     

不同硅铝比的ZSM-5型沸石分子筛吸附水中Cu2＋离子的研究

考察了3种不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛（25H、38H和50H,25、38和50为硅铝比）对水中Cu2＋的吸附过程及其影响因素。结果表明,3种材料均能有效吸附去除水中Cu2＋离子,动力学符合假二阶动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式。3种材料吸附速率及吸附容量顺序为：25H〉50H〉38H,其中,25H最大吸附容量达到12．83mg／g。投加量由0．8g／L增加至2．0g／L,材料对Cu2＋吸附去除率由87．0％增加至97．5％。考察水中常见阳离子对吸附的干扰作用,结果表明,干扰离子的影响顺序为：Pb2＋〉K＋〉Na＋〉Mg2＋;随着干扰离子浓度的增大,材料对Cu2＋的去除率显著下降。硅铝比及晶粒形貌均对沸石分子筛吸附Cu2＋有较大影响,小的孔径不利于Cu2＋的吸附,低硅铝比有利于Cu2＋在分子筛上的吸附。     

As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As（V）初始浓度为10mg／L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0．41mg／g高于30℃时的吸附量0．31mg／g,As（V）在金红石TiO,上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As（V）在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2＋或Mg2＋浓度为10mmol／L时,As（V）吸附量分别为0．64和0．56mg／g,Ca2＋比Mg2＋对As（V）吸附促进作用强。As（V）在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

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。     

膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3，属于Ca基膨润土，BET表面积为50．83m^2／g。在恒温及恒定pH条件下，用静态吸附法研究了膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附特性，结果表明其较好地符合Lagergren二级吸附速率方程，对这3种离子的吸附速率为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Cr^3＋。利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合，发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋试验数据最为吻合。膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr^3＋〉Cu^2＋〉Pb^2＋。     

纳米TiO2花式分层微球的合成及其对Pb（Ⅱ）的吸附性能

利用仿生合成的方法,以甘氨酸为模板剂、钛酸正四丁酯作钛源,水热合成一种新型纳米TiO2花式微球,并对其进行了表征。通过考察pH值、温度和Pb（Ⅱ）溶液的初始浓度对吸附效果的影响,研究了TiO2花式微球对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附性能及其吸附动力学特性。结果表明,纳米TiO2花式微球直径约2Ixm,平均孔径约56nm,比表面积约是270．3m。／g;当pH值为4．0时TiO2花式微球对溶液中Pb（Ⅱ）吸附率达到最高,210min时基本达到吸附平衡,20、30和40qE的最大吸附量分别为75．64、76．34和77．52mg／g。吸附过程遵循准二级速率方程,与Langmuir等温式拟合更好。     

人工湿地基质对NH4＋-N吸附性能

为研究建筑废物红砖和工业废物煤渣用作人工湿地脱氮基质的可行性,分别通过静态吸附实验和动态NHf—N去除效果实验进行考察。结果表明,红砖和煤渣对NH4＋-N最大静态吸附量分别为0．2533mg／g和0．0533mg／g,其吸附等温曲线均符合Freundlich型吸附方程,吸附常数分别为0．0419和0．0091;红砖煤渣组合对污水中NH4＋-N平均动态脱除率达到41．18％,高于红砖的37．63％和煤渣的30．92％。     

改性白菜叶渣对重金属Zn2＋吸附性能

为了研究白菜叶渣对锌离子的吸附作用,采用静态吸附的方法,以酸碱处理后的废弃白菜渣为原材料,获得加人量（X1）、浓度（X2）、时间（X3）、pH（X4）和温度（X5）各单因素对Zn2＋的最佳吸附点,再通过二次回归正交旋转组合设计对白菜渣吸附Zn2＋的条件进行优化,并讨论了吸附过程中吸附等温线与动力曲线的相关特征。结果表明,当加入量0．2g、浓度2mg／L、吸附时间5h、pH为4以及温度20％时,吸附达到最大95．08％,验证所测最大吸附率93．89％,与预测值基本相符。对比实验说明白菜渣对Zn2吸附效果要优于活性炭。25℃和35℃时的等温线的拟合结果表明,白菜渣对Zn2＋是物理化学共同吸附的复杂过程。     

液/固体系中硅藻土对Pb2+和Cd2+的吸附机制

为了提高硅藻土在重金属废水处理上的应用水平,采用静态吸附实验考察了液/固体系中硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附影响因素、吸附等温线和吸附动力学属性。结果表明,随着投加量的减少,离子初始浓度的提高,pH值的增大,吸附作用时间的延长,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋吸附量不断上升;硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的等温吸附都符合Langmuir模型,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋最大吸附量分别为10.428 mg/g和7.916 mg/g,硅藻土对Pb2＋具有更好的吸附能力;Pb2＋具有较低的水合自由能,更容易脱去水膜与硅藻土孔道内的活性基团发生吸附作用;双常数扩散方程可以很好地描述硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附动力学属性,硅藻土对Cd2＋有较快的吸附速率。     

一株产絮酵母菌废菌体对Cd~（2＋）的吸附特性

将一株产絮酵母菌（编号B-02号）发酵后的废菌体制成生物吸附剂,研究该生物吸附剂对废水中Cd2＋的生物吸附特性。结果表明：（1）pH值对Cd2＋会产生较大的影响,偏酸性（pH=4～6）条件利于吸附;该吸附剂对Cd2＋吸附速率较快,8～10 min就可达到吸附平衡;（2）吸附剂的吸附动力学符合二级动力学模型,吸附Cd2＋的实验数据对Langmuir等温式的拟合情况良好,吸附剂吸附Cd2＋的最大吸附量为70.752 mg/g。用0.5 mol/L HNO3对吸附Cd2＋的酵母菌进行解吸,解吸率可达89.7%。     

多孔镁铝复合氧化物对水溶液中Cr（VI）的吸附性能

摘要以镁盐、铝盐、纯碱和烧碱为原料制备了一种多孔镁铝复合氧化物（P—Mg3.1AlO4.6）,其比表面积、平均孔径和总孔容分别为206．3m2／g、8．961nm和0．4208cm3／g。研究了这种多孑L材料对水溶液中cr（VI）的吸附性能,在25～45qC时,静态吸附量为82．32～141．7mg／g;当初始浓度100mg／L、流速5mL／min、床层高度10cm和pH=6时,半穿透时间、半穿透吸附量和饱和吸附量分别为406rain、49．28ing／g和51．30Ing／g;拟合参数及误差分析表明,cr（Ⅵ）在P—M敬。AIO4.6上的静态吸附过程符合Freundlich等温方程式和伪二级动力学方程,Yoon·Nelson模型能很好地预测cr（Ⅵ）在P—Mg3.1A104.6上的动态穿透曲线。