活性炭和沸石对氨氮的吸附特性及生物再生

采用活性炭和沸石作为吸附材料,分别考察了这两种吸附材料对水体中氨氮的吸附特性及其生物再生性能。实验结果表明,活性炭和沸石对水体中氨氮的等温吸附符合Freundlich等温式,其拟合度分别为0.9783和0.9303;静态吸附结果表明活性炭和沸石均具有较好的氨氮吸附性能,24 h内沸石对氨氮的吸附能力为1.27 mg/g,高于活性炭的0.53 mg/g;动态吸附中沸石达到吸附饱和的时间为96 h,较活性炭达到吸附饱和的时间长,沸石显示出作为氨氮吸附剂的优越性;活性炭和沸石经过96 h的生物再生后吸附性能获得一定程度的再生,出水中氨氮浓度比未进行生物再生前分别降低17.31 mg/L和8.32 mg/L,且都在表面形成了稳定的生物膜。     

低浓度氨氮废水的离子交换法脱氮

分别研究了沸石的等温吸附模型,改性沸石在交换柱中的穿透与再生,通过化学沉淀法对再生废液中氨氮的回收等。结果显示:60～80目单位重量天然斜发沸石对氨氮的饱和交换容量为4.15 mg/g;30 mg/L的氨氮废水经过交换柱后沸石的穿透吸附容量和平衡吸附容量分别为:4.50 mg/g和4.757 mg/g。化学再生后,用化学沉淀法使再生废液中氨氮由202 mg/L降到16.3 mg/L。     

复合改性膨润土对氨氮废水的吸附及脱附

为了研究氨氮的吸附及脱附机理,使用了SDS(十二烷基硫酸钠)和AlCl_3·6H_2O(六水合三氯化铝)复合改性制备的改性膨润土对氨氮废水进行吸附及脱附性能研究。首先通过改性膨润土对含氨氮废水的吸附动力学实验和等温吸附实验研究膨润土的吸附过程,再利用KCl作为脱附剂,对吸附饱和的膨润土进行脱附再生,使用再生的脱附膨润土复合材料进行吸附实验。实验表明,动力学实验中,准二级动力学方程能够更好的模拟氨氮废水的吸附过程,Langmuir模型和Freundlich模型均能拟合氨氮的吸附过程,但综合评价,选用Freundlich等温方程式。脱附剂KCl溶液pH为3、浓度为550 mg·L~(-1)时,搅拌速度为250 r·min~(-1),室温下搅拌20 min,吸附饱和膨润土能够很好地脱附,脱附率达到75.21%。再生的复合膨润土材料对氨氮的去除率为62.83%。     

分子筛对水中Pb2+的吸附行为及回收利用

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察了分子筛投加量、废水pH值、Pb2+初始浓度和吸附时间对去除率的影响。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16 g/L,废水pH为5,Pb2+初始浓度为30 mg/L时,吸附10 min后Pb2+去除率达到95%以上。通过吸附等温线和吸附动力学方程拟合,4A和13X分子筛对Pb2+的吸附过程均符合Langmuir吸附模型和Lagergren二级速率方程,计算出的饱和吸附容量Q0分别为714.3 mg/g和684.9 mg/g,二级反应速率常数k2分别为8.9×10-4g/(mg·s)和7.1×10-5g/(mg·s)。4A分子筛沉降性能较好,适宜回收;经过4次吸附-解吸仍保持88.7%的Pb2+去除率和493.2 mg/g的吸附容量,经解吸后的浓缩液中富含铅离子720.3 mg/L,富集倍数3.78,加入Na2S生成硫化物沉淀能够达到回收金属铅的目的。     

壳聚糖包覆介孔微孔分子筛去除水中的氨氮

以壳聚糖包覆介孔-微孔复合分子筛(CS/MCM-41-A)为吸附剂去除水中的氨氮,研究了反应时间、溶液p H、溶液氨氮初始浓度、CS/MCM-41-A投加量、竞争离子对吸附的影响,分析了CS/MCM-41-A的吸附动力学和热力学特征。结果表明,298 K下,当CS/MCM-41-A投加量为5 g/L,溶液氨氮初始浓度50 mg/L,p H为7,吸附时间为40 min时,溶液中氨氮的去除率达到74.35%,CS/MCM-41-A对离子的选择吸附顺序为Mg2+K+Ca2+Na+。CS/MCM-41-A吸附氨氮符合拟二级动力学方程,吸附等温线更好地符合Freundlich方程,CS/MCM-41-A对氨氮的去除有良好的吸附性能。     

4A沸石分子筛处理中低浓度氨氮废水

利用天然沸石、采用水热合成法制备4A沸石分子筛,用XRD和SEM进行了表征。通过考察吸附剂用量、pH、共存金属阳离子、吸附时间、氨氮废水初始浓度、温度对吸附性能的影响,结合动力学方程、吸附等温线、热力学函数等研究了吸附性能和机理。结果表明,当4 g/L的4A沸石分子筛在废水pH值为4~8的条件下对中低浓度氨氮吸附120min后,去除率可达88%;废水中共存单一金属阳离子(Pb2+、Cu2+、Ca2+和Mg2+)浓度大于100 mg/L时,对中低浓度的NH+4有强烈的竞争吸附;氨氮的吸附过程较好地符合准二级动力学方程、Freundlich模型,是一种混乱度增加、自发的放热过程。     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

粉煤灰合成沸石去除城市暴雨径流中氨氮

采用粉煤灰为原料,通过耦合碱熔-两步合成法制得3种合成沸石产品,并以合成沸石制备大粒径的功能填料。通过氨氮吸附速率实验和等温吸附实验探讨了合成沸石及功能填料的氨氮吸附速率和最大吸附容量(Qm),以功能填料构建模拟人工快速渗滤系统,研究其对城市暴雨径流中氨氮的去除效果。结果表明,合成沸石对氨氮的吸附速率极快,5min去除率约达到75%,氨氮最大吸附容量为11.36～16.13 mg/g;功能填料对氨氮的最大吸附容量有所下降,但氨氮吸附速率仍较快,应用于模拟人工快速渗滤系统时能在较高的水力负荷下快速去除城市暴雨径流中的氨氮。碱处理再生法更适于进行合成沸石功能填料原位再生,氨氮吸附容量一次再生率达到67%～87%。     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

4A沸石去除水中Pb~(2+)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5~6,0.01 g4A沸石对100 mg/LPb2+溶液10 mL吸附20 min,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125 mg/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4 A沸石上的Pb2+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。     

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。     

菌丝体表面分子印迹壳聚糖吸附剂对Cr3+的吸附性能研究

菌丝体表面分子印迹吸附剂所保留的印迹对过渡金属离子有着良好的吸附作用,以Cr3 作为吸附离子,系统研究了该吸附剂的吸附特性和影响因素.结果表明:吸附剂对Cr3 的饱和吸附容量可达60 mg/g;其吸附行为满足Langmuir方程式.初始浓度为200 mg/L时,最佳吸附pH在3～4,吸附容量可达到50 mg/g左右,离子强度对吸附没有影响,用0.5 mol/L硝酸或硫酸解吸Cr3 ,解吸率在90%以上.     

Adsorption Behavior of Toluene on Modified 1X Molecular Sieves

In this paper, the toluene adsorption/desorption properties of modified 13X molecular sieves (M-13X) are discussed. M-13X molecular sieves were prepared by acidic and steam treatments of 13X molecular sieves. The structural parameters of M-13X were evaluated and compared with those of other molecular sieves (HY, HZSM-5, Cs7NaMOR, and a commercial 13X). The results show that the specific surface area, average pore diameter, and pore volume of M-13X were 414.17 m²/g, 2.98 nm, and 0.31 mL/g, respectively. The pore size distribution of M-13X was 1.8–3.0 nm. Because of its larger Si/Al ratio (Si/Al = 6.77), the hydrophobicity of M-13X is much higher than that of 13X (Si/Al = 1.28), indicating that it is particularly well suited to toluene control applications. The saturation adsorption capacity of M-13X was 0.045 g/g for simulated toluene at a temperature of 293 K and a relative humidity of 50%. The optimal regeneration temperature of M-13X was 473 K for 120 min with a hot air flow rate of 140 L/min.

Implications: The modified 13X molecular sieves (M-13X) are adsorbents with a high adsorption capacity and great hydrophobicity, suitable for the treatment of VOCs. The purpose of the present investigation is to provide a practical guide for their design.     

Efficient adsorption of the mycotoxins zearalenone and T-2 toxin on a modified yeast glucan

1,3-Beta-D-glucan derived from baker's yeast was chemically modified in two steps yielding crosslinked carboxymethyl glucan as the sodium salt (2). After cation exchange with hexadecyltrimethylammonium chloride, a hydrophobic adsorbent (3) was obtained which showed an excellent binding of the estrogenic mycotoxin zearalenone with a maximum adsorption of up to 183 mg/g. Compound 3 additionally showed a relatively high adsorption capacity for the trichothecene T-2 toxin of at least 10 mg/g. Starting from 2, various derivatives were prepared by cation exchange using quaternary ammonium salts bearing substituents besides methyl from four to 18 carbon atoms. The adsorption of T-2 toxin on these derivatives were compared with compound 3 leading to the conclusion that 3 is the best adsorbent of all investigated tetraalkylammonium-modified derivatives of 2.     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能简

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、FTIR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869.5 m²/g，孔容为0.97 cm³/g，平均孔径为3.3 nm；溶液pH为5~6时，MCM-41对Cu²⁺的去除效果最好；MCM-41对Cu²⁺的最大吸附吸附容量36.3 mg/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。     

离子液体负载型分子筛的制备及对染料的吸附

为了有效地处理活性黑染料废水,对离子液体负载型分子筛去除水中的活性黑染料进行了研究。首先制备了离子液体负载型吸附材料,分别考察了分散剂种类、离子液体加入量、浸渍时间3种因素对离子液体负载率的影响,确定负载工艺条件为:二氯甲烷作为分散剂、[OMim]BF4离子液体与分子筛质量比1∶2,浸渍时间12 h。其次研究了负载型吸附材料对染料废水的处理效果,考察了吸附材料添加量、溶液pH值、吸附时间对模拟废水活性黑染料去除率的影响,确定吸附工艺条件为:[OMim]BF4离子液体为最佳离子液体、吸附材料添加量0.40 g、pH=6、吸附时间12 h。在此最佳工艺条件下,染料去除率达98.23%。     

交联菌丝体吸附剂的制备及其对Cr3+的吸附特性

深入研究了交联菌丝体吸附剂的制备工艺及其对Cr3+的吸附特性.交联菌丝体吸附剂制备工艺简单,但在制备过程中,活化剂NaOH和交联剂的用量对吸附特性影响较大.与纯菌丝体吸附剂相比,交联菌丝体吸附剂表观吸附容量提高48%,达到49.83 mg/g(pH=2.53,水溶液中的Cr3+浓度为600mg/L),同时其机械强度明显增强.交联菌丝体吸附剂对Cr3+的吸附特点是将沉淀法与吸附法相结合,将沉淀与吸附两过程合二为一,从而简化了处理工艺,降低了处理成本.     

交联壳聚糖对重金属离子的吸附性能研究

以海蟹壳为原料制备的壳聚糖在碱性条件下,经环氧氯丙烷交联制得水不溶性的交联壳聚糖,采用静态法研究交联壳聚糖对Ｃｕ＾２＋,Ｃｒ＾３＋,Ｎｉ＾２＋,Ｐｂ＾２＋,Ｚｎ＾２＋,Ｈｇ＾２＋等几种重金属离子的吸附性能及ｐＨ值对吸附性能的影响,探讨了它们的作用机理。     

污泥基活性炭吸附Cu2+的应用研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料，以ZnCl₂为活化剂制取污泥基活性炭。以此污泥基活性炭为吸附剂，对含Cu²⁺的废水进行了吸附实验研究。考察了溶液pH值、Cu²⁺的起始浓度对Cu²⁺离子吸附量的影响；利用等温吸附实验作出吸附等温线，并考察了污泥基活性炭吸附剂吸附Cu²⁺的动力学方程。实验结果表明，污泥基活性炭对Cu²⁺具有良好的吸附性能。吸附的最佳pH值为5；吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程，吸附为优惠吸附，吸附量随着吸附质溶液浓度的增加而增大；吸附平衡时间为4 h，吸附动力学符合二级动力学方程。     

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%。