镧改性介孔材料对砷、磷的吸附

为探究在复合污染条件下介孔吸附材料对砷、磷的去除效果,通过水热合成法制备镧金属改性介孔吸附材料(La-MCM-41),采用X-射线衍射(XRD)、比表面积测定(BET)、扫描电镜(SEM)等分析方法对改性前后的介孔吸附剂进行了表征;研究了介孔吸附剂在不同吸附体系中对砷、磷的降解效果、等温线及动力学。结果表明:La-MCM-41仍具有长程有序的六方相介孔结构,BET比表面积、总孔容均减小,平均孔径有所增加;介孔吸附剂在单独吸附体系下对砷、磷的吸附量大于同步吸附体系,且均符合二级反应动力学。通过分析可知,在2种体系下,改性后的介孔吸附剂极大地提高了对砷、磷的吸附量,是一种经济高效的吸附材料。     

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb2+的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附.结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20～30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb(Ⅱ)的被吸附率接近99%.     

4种镧改性海藻粉末对养殖废水中磷的去除

为了解决使用矿物材料除磷产生大量沉积物的问题和实现磷的资源化利用,研究了镧改性的海带(LaLJ)、石莼(La-UL)、红藻(La-RP)和浒苔(La-EP)干化粉末材料对模拟废水和养猪废水中磷的吸附特征。在模拟废水中,随吸附剂用量的增加,4种镧改性的海藻对模拟废水中磷的吸附量均呈指数下降;随初始pH的升高,La-EP和La-UL对磷的吸附量增加,而La-LJ和La-RP对磷的吸附量减少。动力学吸附过程和等温吸附过程分别用准二级动力学模型和Freundlich模型拟合更适合。4种镧改性海藻对磷的最大吸附量为8.94～11.25 mg·g~(-1),相比于改性前,La-LJ、La-UL、La-RP和La-EP对磷的吸附量分别增加了24、38、66和25倍。在养猪废水中,经4种镧改性海藻吸附处理后,废水含磷浓度降低到2.5 mg·L~(-1)以下,能实现达标排放。因此,镧改性的4种海藻是养猪废水吸附除磷的可行材料。     

改性膨润土对水中磷和藻类的同步去除

为快速去除富营养化水体中的磷和藻类,制备了絮凝剂-镧复合改性膨润土(聚合氯化铝铁-镧复合改性膨润土(PAFC-La)、聚合硫酸铝-镧复合改性膨润土(PAS-La)、聚合硫酸铁-镧复合改性膨润土(PFS-La)、聚合氯化铝-镧复合改性膨润土(PAC-La)),对材料进行表征,通过吸附动力学和等温吸附模型比较4种复合改性膨润土的除磷性能,并探究投药量和pH对复合改性膨润土除磷除藻的影响。结果表明,4种材料吸附磷的过程均能由准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述。其中,PAC-La的磷吸附容量最大(44.677 mg/g);投药量为300 mg/L时,总磷(TP)去除率最高的是PAC-La(94.1%),叶绿素a(Chla)去除率最高的是PFS-La(78.2%);在pH为5～10时,PAC-La除磷除藻效果受pH影响最小。实验结果表明,采用絮凝剂-镧复合改性膨润土能够同步去除富营养化水体中的磷和藻类,尤其是采用PAC-La性能最优。     

凹凸棒土对腐殖酸的低温吸附性能研究

首次研究凹凸棒土对饮用水中腐殖酸的低温吸附性能,考察5℃条件下,吸附时间与腐殖酸初始浓度、吸附剂投加量、pH对凹凸棒土吸附腐殖酸的影响,确定吸附剂的吸附等温线、吸附动力学和热力学等相关理论参数,研究凹凸棒土对腐殖酸的吸附性能与机理。结果表明,江苏盱眙凹凸棒土在温度5℃、pH=4、水中腐殖酸初始浓度为5 mg/L,投加量为15 g/L的条件下,吸附180 min后对腐殖酸的去除率可达97.26%。凹凸棒土对腐殖酸的吸附符合二级吸附动力学方程与Freundlich吸附等温式,吸附过程由孔隙内扩散过程控制,吸附为自发的吸热过程,包括物理吸附与化学吸附。根据Fre-undlich吸附等温式拟合计算,5℃、pH=7时理论最大吸附量为9 mg/g,说明凹凸棒土对于低温饮用水中腐殖酸具有良好的吸附效果。     

水铁矿吸附磷酸根的影响因素

为了修复水体富营养化,选取了人工合成的水铁矿作为除磷吸附剂。通过批量实验研究了震荡速度、吸附时间、吸附剂投加量、溶液初始p H、含磷初始浓度、反应温度和共存离子等因素对吸附作用的影响。结果表明:水铁矿的吸附具有快速吸附,缓慢平衡的特点;随着投加量的增加,溶液中磷酸根的去除率逐渐增加;溶液初始p H在酸性条件下,溶液中磷酸根的去除率最好;在室温25℃下,水铁矿对不同浓度的磷酸根溶液均具有很好的吸附效果;溶液共存离子的存在对磷酸根去除率有一定影响,HCO_3~-的影响最大。     

海藻酸钠包埋凹凸棒土颗粒吸附剂的制备及其对单宁酸的吸附

利用海藻酸钠和氯化钙成球原理,包埋制备有机凹凸棒土颗粒(GOAT)吸附剂,通过SEM图和红外谱图进行表征,通过批量实验考察了凹凸棒土颗粒吸附剂对水体天然有机质单宁酸的吸附行为,结果表明,凹凸棒土颗粒吸附剂内部形貌和粉体吸附剂(POAT)相比无明显变化;平衡吸附量(142 mg/g)稍低于粉体吸附剂(148 mg/g);吸附速率较快,100min时吸附趋于平衡,吸附行为符合准二级动力学方程;吸附等温线符合Freundlich等温方程,吸附为放热反应;p H为6时吸附性能最佳。     

污泥生物炭的磷吸附特性

利用脱水污泥为原料在不同温度下热解制备污泥生物炭(sewage sludge biochar,SSBC),研究SSBC的磷吸附特征。700℃下制备的SSBC(B700)具有最好的磷吸附性能(5.93 mg·g~(-1),以P计),且效果优于其他类型的生物炭和活性炭,可以用作一种廉价的磷吸附剂。磷以稳定的形态吸附于SSBC上,SSBC吸附磷的机制主要是其表面的Ca O和Mg O与磷酸根结合形成稳定的磷酸盐沉淀。吸附条件优化表明,吸附温度升高促进SSBC对磷的吸附,SSBC吸附磷的适宜pH为6~8,共存离子CO2-3对磷吸附具有明显的抑制。采用Langmuir方程、Freundlich方程及Langmuir-Freundlich方程均能较好地拟合B700对磷的吸附,表明磷在SSBC表面的吸附可能受多种机制影响。     

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb^2＋的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb（Ⅱ）的吸附.结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20～30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb（Ⅱ）的被吸附率接近99%.     

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La2O3/聚丙烯纤维对饮用水中磷的吸附及控菌效果

为了研究吸附剂在饮用水中除磷控菌效果,在聚丙烯(PP)纤维上负载氧化镧(La_2O_3)纳米颗粒,并用聚乙烯亚胺(PEI)对吸附剂表面进行亲水改性,制备出PEI/La_2O_3/PP纤维吸附材料,使用X射线衍射分析(XRD)对其进行了表征。实验结果表明:偏酸性条件有利于磷的吸附,溶液中共存离子对吸附效果的影响不大;当温度为45℃时,PEI/La_2O_3/PP对磷的饱和吸附容量达到76.67 mg·g-1,吸附过程能够较好地拟合Langmuir模型;吸附动力学过程能够较好地拟合准二级反应动力学方程。该吸附材料对饮用水中的微量磷具有良好的吸附去除效果,磷深度去除后能达到明显的抑菌效果。     

铁-镧系合金氧化物污水除磷及再生

采用共沉淀法制备了系列铁-镧系合金氧化物并研究其除磷能力。结果表明:以铁、镧摩尔比为0.08的吸附剂除磷能力最强,吸附曲线适合Langmuir等温线方程。该吸附剂的吸附量受pH影响显著,pH在4.0~7.0之间时吸附量较大。进行了抗共存阴离子能力测试,结果表明CO2-3对磷吸附量影响较大,给出了共存阴离子对吸附量的影响顺序。对该吸附剂进行了真空高温再生,再生率最高可达62.27%。     

氯化锌法改性小麦秸秆制备生物碳质吸附剂及其对磷酸根的吸附效果

为实现农作物秸秆资源化,解决水体富营养化问题,将小麦秸秆化学改性成一种可以有效吸附水体中磷酸根的生物碳质吸附剂,重点考察了氯化锌法改性小麦秸秆制备生物碳质吸附剂的最佳工艺条件以及产品对水体中磷酸根的去除效果。结果表明,当氯化锌溶液质量浓度为250 g/L、浸渍比为2.2∶1、活化温度为600℃、活化时间为45 min时,所得的小麦秸秆生物碳质吸附剂的得率为37.85%,对磷酸根的去除率为99.33%。     

改性凹凸棒土负载纳米铁的制备及性能

以200目的天然凹凸棒土为原料,先对原土进行酸活化与微波改性,再以改性凹凸棒土为载体,采用液相还原法由Fe Cl3·6H2O和Na BH4制备改性凹凸棒土负载纳米铁。通过正交实验、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及红外光谱(IR)对负载前后的凹凸棒土进行表征分析确定其最佳条件。并通过稳定性实验和去除实验对改性凹凸棒土负载纳米铁的性能分析。结果表明:改性凹凸棒土负载纳米铁的最佳条件是铁土比为2.5∶1,酸浓度为3 mol·L~(-1),微波时间为6 min,微波功率为600 W,改性时间为24 h。改性凹凸棒土负载纳米铁在常规水处理环境中能稳定存在。对水中的Cr(Ⅵ)有良好的去除效果,去除率可达97.67%。     

改性粉煤灰处理低浓度含磷废水的研究

以酸改性粉煤灰为吸附剂,处理低质量浓度(1 mg/L左右)磷酸盐溶液,探讨了改性剂的种类、改性剂用量、吸附剂用量、反应时间、pH以及温度对除磷效果的影响.结果表明:(1)经过酸改性后粉煤灰的磷去除率显著提高,而且硫酸改性粉煤灰的除磷效果更好,磷去除率最高可达97.68％.(2)最佳条件:选择硫酸用量为5 mL/g进行改性,硫酸改性粉煤灰投加量为2.0g,反应时间为60 min,pH为7.2～10.8,温度为25℃(即室温).(3)改性粉煤灰对磷的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,既有物理吸附,也有化学吸附,并以Ca、Mg氧化物与磷形成磷的沉淀物为主.     

锆、铁氧化物改性活性炭纤维的制备及其除磷性能

利用锆、铁氧化物对活性炭纤维进行改性,制备了一种新型高效除磷吸附剂——负载锆铁氧化物的活性炭纤维(ACF-ZrFe)。综合运用单因素实验与正交实验对吸附剂的制备条件进行优化,同时利用环境扫描电镜和傅里叶变换红外光谱分析对吸附剂表面性质及反应机理进行了探究。实验结果表明,ACF-ZrFe制备的最佳条件为:锆铁摩尔比7∶3,浸渍液中锆铁总浓度0.1mol/L,超声处理时间10min。当pH为4时,ACF-ZrFe对磷的吸附效果最显著。NO_3~-、SO_4~(2-)、F~-和Cl~-等共存阴离子对磷吸附有一定抑制作用,其作用强弱顺序为:F~-NO_3~-Cl~-SO_4~(2-)。Langmuir等温吸附模型很好地描述了ACF-ZrFe对水中磷的等温吸附行为,最大吸附量为27.03mg/g,吸附动力学满足准二级动力学模型,表明化学吸附是该反应的主要限速步骤。红外光谱分析及pH影响实验表明,ACF-ZrFe吸附磷的主要机理为阴离子配位体交换和静电吸附。     

铁-锎系合金氧化物污水除磷及再生

采用共沉淀法制备了系列铁-镧系合金氧化物并研究其除磷能力。结果表明：以铁、镧摩尔比为0．08的吸附剂除磷能力最强,吸附曲线适合Langmuir等温线方程。该吸附剂的吸附量受pH影响显著,pH在4．0～7．0之间时吸附量较大。进行了抗共存阴离子能力测试,结果表明CO3 2-对磷吸附量影响较大,给出了共存阴离子对吸附量的影响顺序。对该吸附剂进行了真空高温再生,再生率最高可达62．27％。     

酸活化凹凸棒黏土对印染废水中亚甲基蓝的吸附性能

通过稀硫酸活化凹凸棒黏土,再与高黏土混合,制备颗粒黏土吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、N_2吸附-脱附等温线和傅里叶红外光谱(FT-IR)对吸附剂粉末进行表征测试。结果表明:凹凸棒黏土由水硅锰钙石(Kittatinnyite)、坡缕石(Palygorskite)和石英(Quratz)3种成分组成;黏土表面呈杂乱堆积的纤维状和针棒状,比表面积高达126.43 m~2·g-1;动力学吸附数据符合准二级动力学模型和离子内扩散模型,热力学吸附数据符合Langmuir吸附模型,在323 K时,最大吸附量达到153.85 mg·g-1;颗粒吸附剂对印染废水中亚甲基蓝具有较好的吸附性能,是一种具有发展前景的新型吸附材料。     

废弃除铜吸附剂的除磷性能

为了更高效率利用除铜吸附剂,降低除磷成本,提出了一种有效、经济的废弃吸附剂的处理方式。将吸附了铜离子的磁性壳聚糖修饰氧化石墨烯(MNPs@CS@GO),不经过洗脱,直接利用附着的铜离子用于吸附水溶液中磷酸根离子。利用红外光谱对吸附前后吸附剂的结构进行表征,并考察了溶液pH、吸附剂用量、振荡时间对吸附剂吸附磷酸根离子的影响,得出了最佳的吸附条件。结果表明:吸附剂饱和吸附容量为11.4 mg·g~(-1);吸附剂除磷的再生性良好;吸附过程能用准二级动力学模型很好地进行拟合。     

铁-镧系合金氧化物污水除磷及再生简

采用共沉淀法制备了系列铁-镧系合金氧化物并研究其除磷能力。结果表明：以铁、镧摩尔比为0.08的吸附剂除磷能力最强,吸附曲线适合Langmuir等温线方程。该吸附剂的吸附量受pH影响显著,pH在4.0~7.0之间时吸附量较大。进行了抗共存阴离子能力测试,结果表明CO₃^2-对磷吸附量影响较大,给出了共存阴离子对吸附量的影响顺序。对该吸附剂进行了真空高温再生,再生率最高可达62.27%。