污泥活性炭的制备及其对溶液中Cr6+的吸附

以城市污水厂剩余污泥为原料，采用ZnCl2作活化剂，热解制备污泥活性炭。实验结果表明，制备污泥活性炭的最佳条件热解温度为550℃，ZnCl2溶液浓度为3mol／L，ZnCl2溶液体积与污泥质量比（mL／g）为2．5：1，热解时间为25min。用所制备的污泥活性炭吸附溶液中的Cr6＋最佳吸附条件为：吸附时间90min，Cr6＋初始质量浓度50mg／L，污泥活性炭加入量0．2g，溶液pH2，在此条件下，Cr6＋去除率达99．9％。污泥活性炭对溶液中Cr6＋的吸附等温线属于I型，等温吸附方程可用Langmuir模型和Freundlich模型来拟合。     

脂肪磺酸基阳离子交换树脂对Cr~(3+)的吸附和解吸性能

研究了脂肪磺酸基阳离子交换树脂(简称树脂)对Cr3+的吸附和解吸性能。在溶液初始Cr3+质量浓度为250mg/L、吸附温度为25℃、溶液pH为5的条件下,树脂对Cr3+的吸附量最大。Cr3+质量浓度在实验范围内,等温吸附过程均符合Langmuir和Freundlich方程,最大吸附量为18.6208mg/g。树脂对Cr3+的吸附在吸附时间为180min时趋于平衡,且吸附为液膜扩散控制。随吸附温度的升高(10～55℃),树脂对Cr3+的吸附量略有增加。用质量分数为5%的HCl溶液可将吸附在树脂上的Cr3+解吸,解吸率近100%,且重复5次吸附和解吸过程,树脂对Cr3+的吸附量基本保持不变。     

白腐菌改性的中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以白腐菌的典型菌种黄孢原毛平革菌为改性菌种，对中药渣进行改性处理，研究了改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能。采用SEM技术对改性中药渣进行表征。研究了废水pH、改性中药渣加入量、吸附温度和吸附时间对Cr（Ⅵ）吸附效果的影响。表征结果显示，中药渣经过改性后表面出现许多孔隙，比表面积增大，为吸附Cr（Ⅵ）提供了更多的吸附位。实验结果表明：在初始Cr（Ⅵ）质量浓度50 mg/L、改性中药渣加入量5 g/L、废水pH 2、吸附温度45 ℃、吸附时间20 h的条件下，改性中药渣对Cr（Ⅵ）的去除率达99.5%，吸附量可达9.82 mg/g；改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程；准二级动力学方程能很好地对改性中药渣吸附Cr（Ⅵ）的数据进行拟合。     

Ti-MCM-41分子筛对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以发烟硅胶为硅源、钛酸四丁酯为钛源,采用水热合成法制备了一系列不同n（Si）∶n（Ti）的Ti-MCM-41分子筛,采用XRD、UV-Vis、BET及ICP技术对其进行了表征,考察了其对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能及重复使用性能。结果表明：制备的Ti-MCM-41分子筛保持了MCM-41的介孔结构,但随着Ti含量的增加分子筛的比表面积、孔径和总孔体积均降低;在初始Cr（Ⅵ）质量浓度为100 mg/L、Ti-MCM-41分子筛（投料n（Si）∶n（Ti）为40）投加量为1 g/L、吸附时间为60 min、吸附温度为323 K、溶液pH为6的条件下,Cr（Ⅵ）吸附率可达96.3%;Ti-MCM-41分子筛对Cr（Ⅵ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型;Ti-MCM-41分子筛的重复使用性能良好。     

活性炭对废水中Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)的吸附

考察了单组分和混合组分条件下温度和pH对活性炭吸附废水中Cr(Ⅵ)、As(Ⅲ)的影响,实验结果表明:在单组分条件时,活性炭对Cr(Ⅵ)的最佳吸附温度和pH为35℃和2.00,对As(Ⅲ)的最佳吸附温度和pH为30℃和6.00;在混合组分条件时,溶液中的As(Ⅲ)对Cr(Ⅵ)的吸附有一定的抑制作用,随着As(Ⅲ)质量浓度的增加,对Cr(Ⅵ)吸附的抑制作用增大;溶液中有Cr(Ⅵ)时,As(Ⅲ)的吸附量增大,但随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加As(Ⅲ)的吸附量减小。pH和温度对溶液中Cr(Ⅵ)或As(Ⅲ)的吸附量变化趋势影响不大。     

甘蔗叶活性炭的制备

以H3PO4为活化剂制备甘蔗叶活性炭,采用正交实验对活性炭的制备工艺进行了优化,并研究了活性炭对含铬废水的吸附和再生性能.实验结果表明:在H3PO4体积分数为15％、H2SO4体积分数为6％、HC1体积分数为3％、活化温度为723 K、活化时间为0.58 h的工艺条件下,活性炭得率为35.07％,碘吸附值为1 207 mg/g.活性炭对Cr(Ⅵ)的最大平衡吸附量为30.89 mg/g,HNO3再生后对Cr(Ⅵ)的最大平衡吸附量为39.48 mg/g;再生效率最高达87.41％,经3次再生,活性炭的再生效率仍能维持在80％以上.     

城市污泥制备水中重金属吸附剂及其吸附特性研究

本实验利用城市污水厂的脱水污泥,通过化学活化法制备活性炭.研究活化温度、活化时间、固液比和活化剂浓度等因素对制备污泥活性炭的影响,确定氯化锌法制备污泥活性炭的最佳工艺为活化温度550 ℃、活化时间30 min、固液比1∶2、氯化剂浓度45％.将制备的污泥活性炭吸附Cu2＋,Cr6＋,Cd2＋3种重金属离子模拟废水,研究pH值、吸附时间、污泥投加量、温度等因素对吸附过程的影响.实验结果表明,剩余污泥对Cu2＋,Cr6＋,Cd2＋3种重金属离子都具有良好的吸附效果,在优化条件下,3种重金属离子去除率分别达到94％,76％,81％,吸附能力大小顺序为Cu2＋＞Cd2＋＞＋Cr6＋.     

脂肪磺酸基阳离子交换树脂对Cr3+的吸附和解吸性能

研究了脂肪磺酸基阳离子交换树脂（简称树脂）对Cr3＋的吸附和解吸性能。在溶液初始Cr3＋质量浓度为250m∥L、吸附温度为25℃、溶液pH为5的条件下，树脂对Cr3＋的吸附量最大。Cr3＋质量浓度在实验范围内，等温吸附过程均符合Langmuir和Freundlich方程，最大吸附量为18．6208mg／g。树脂对Cr3＋的吸附在吸附时间为180min时趋于平衡，且吸附为液膜扩散控制。随吸附温度的升高（10～55℃），树脂对Cr3＋的吸附量略有增加。用质量分数为5％的HCl溶液可将吸附在树脂上的Cr3＋解吸，解吸率近100％，且重复5次吸附和解吸过程，树脂对Cr3＋的吸附量基本保持不变。     

Ti-MCM-41分子筛对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以发烟硅胶为硅源、钛酸四丁酯为钛源,采用水热合成法制备了一系列不同n(Si)∶n(Ti)的Ti-MCM-41分子筛,采用XRD、UV-Vis、BET及ICP技术对其进行了表征,考察了其对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能及重复使用性能。结果表明:制备的Ti-MCM-41分子筛保持了MCM-41的介孔结构,但随着Ti含量的增加分子筛的比表面积、孔径和总孔体积均降低;在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg/L、Ti-MCM-41分子筛(投料n(Si)∶n(Ti)为40)投加量为1 g/L、吸附时间为60 min、吸附温度为323 K、溶液pH为6的条件下,Cr(Ⅵ)吸附率可达96.3%;Ti-MCM-41分子筛对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型;Ti-MCM-41分子筛的重复使用性能良好。     

碱渣对Cd~(2+)的吸附特性研究

研究了碱渣对溶液中Cd2+的吸附特征。实验结果表明,碱渣对Cd2+的吸附量随温度升高而降低,随Cd2+初始质量浓度增加而增大,随体系pH升高而增大。当体系pH<7.52时,表面吸附起主导作用,吸附作用力主要为偶极间力和氢键力,碱渣对Cd2+的吸附热力学可用Freundlich等温吸附方程较好地描述;而当吸附体系pH>8.00时,吸附作用力主要为化学键力,吸附过程可用Langmuir等温吸附方程较好地描述。当体系pH=7.00时,碱渣对Cd2+的吸附动力学用二级动力学方程拟合效果最佳;当体系pH为8.00和9.01时,用Langmuir动力学方程拟合的效果最佳。     

纳米羟基磷灰石的制备及其对Pb2+的吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了纳米羟基磷灰石(n-HAP),使用FTIR、XRD、气体吸附仪等表征了n-HAP的物相及微观结构,并研究了n-HAP对模拟含Pb2+废水中Pb2+的吸附特性。实验结果表明:所制备的n-HAP粒径为24.39 nm,比表面积为53.50 m2/g,孔体积为0.32 cm3/g;n-HAP对Pb2+的去除率随吸附时间、吸附温度和溶液pH(小于6.5的实验范围)的增加而增大,随初始Pb2+质量浓度增大而减小;n-HAP对Pb2+的吸附较符合准二级吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤;Langmuir吸附等温方程比Freundlich吸附等温方程更适合描述n-HAP对Pb2+的吸附热力学行为,Pb2+在n-HAP上的吸附符合单分子层吸附形式。     

凹凸棒土/苯胺-邻氨基酚复合吸附剂的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用原位聚合法制备了凹凸棒土/苯胺-邻氨基酚（ATP/PANOAP）复合吸附剂,对其进行了SEM和FTIR表征,并通过吸附实验考察了ATP/PANOAP对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。实验结果表明,ATP/PANOAP对水中Cr（Ⅵ）具有良好的去除效果,在Cr（Ⅵ）初始质量浓度为50 mg/L、溶液pH为6、吸附剂加入量为0.375 g/L、温度为298 K的条件下,Cr（Ⅵ）去除率达93.39%。ATP/PANOAP对Cr（Ⅵ）的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附热力学过程符合Langmuir单层吸附模型,该吸附过程以化学吸附为主,且为自发进行的吸热反应。     

碳纳米管-海藻酸钠复合吸附材料的制备及其对高浓度Cr（Ⅲ）的吸附

以碳纳米管（CNTs）和海藻酸钠（SA）为主要原料，制备了环境友好型的复合吸附材料——CNTs-SA。采用TEM和FTIR技术对吸附材料进行了表征，并采用静态法考察了溶液pH、吸附时间、原料固液比（m（CNTs）∶V（SA））等因素对CNTs-SA吸附Cr（Ⅲ）的影响。表征结果显示，CNTs-SA表面引入了更多的—COOH和—CO基团，导致其吸附Cr（Ⅲ）的效果较CNTs有了显著的提高。实验结果表明：在室温、初始Cr（Ⅲ）质量浓度4 000 mg/L、CNTs-SA加入量21 mg/mL、溶液pH 5、吸附时间3 h、m（CNTs）∶V（SA）=1.0 mg/mL的条件下，CNTs-SA对Cr（Ⅲ）的吸附量为120 mg/g，Cr（Ⅲ）去除率为61.5%;Freundlich等温吸附方程适合描述CNTs-SA对Cr（Ⅲ）的吸附行为。     

改性橙皮静态吸附模拟废水中的Pb2+

采用异丙醇溶液改性橙皮,考察了模拟废水中初始Pb2+质量浓度、废水pH、改性橙皮加入量和吸附时间等因素对改性橙皮对模拟废水中的Pb2+吸附效果的影响。实验结果表明,在初始Pb2+质量浓度为20 mg/L、废水pH为4、改性橙皮加入量为8 g/L、吸附时间为80 min的条件下,改性橙皮对废水中Pb2+的去除率可达88.41%。经浓度为0.1 mol/L的HCl溶液再生后,改性橙皮再生循环使用4次时效果仍较好。改性橙皮对Pb2+的吸附动力学可用准二级动力学方程很好地描述。改性橙皮对Pb2+的吸附符合Langmuir等温吸附方程,表明改性橙皮对Pb2+的吸附以单分子层吸附为主。     

磁性氧化石墨烯和磁性竹炭对Cr（Ⅵ）的吸附

制备了两种磁性碳基材料——磁性氧化石墨烯（MGO）和磁性竹炭（MBC），并将其用于模拟含Cr（Ⅵ）废水的吸附。采用SEM，BET，FTIR技术对吸附剂进行了表征。表征结果显示：MBC具有与MGO相似的薄片层结构，且MBC的BET比表面积更大（为32.872 6 m²/g），可为Cr（Ⅵ）提供大量的吸附位点。实验结果表明：向100 mL废水中加入20.0 mg吸附剂，在废水pH为1.0、吸附温度为30 ℃、初始Cr（Ⅵ）质量浓度为10.0 mg/L的条件下，MGO和MBC的平衡吸附时间分别为50，70 min，平衡吸附量分别为37.7，49.7 mg/g，吸附平衡时的Cr（Ⅵ）去除率分别为75.4%和99.4%;两种磁性材料对Cr（Ⅵ）的吸附均很好地符合Langmuir等温吸附模型;在酸性介质中，MGO和MBC的表面基团与HCr₂O₇^-和Cr₂O₇^2-之间有氢键作用。     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。     

氨基改性二氧化硅气凝胶的制备及其对镍离子的吸附性能

以正硅酸乙酯为硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备了氨基改性二氧化硅气凝胶,采用FTIR、SEM、TEM和BET技术对其进行了表征,并将其用于对水中镍离子的吸附。表征结果显示,改性前后的气凝胶均具有三维多孔网络结构,比表面积分别为877.35 m²/g和357.76 m²/g,平均孔径分别为10 nm和12 nm。实验结果表明：溶液pH为4~7时改性气凝胶对镍离子均保持较高的吸附量,溶液pH为6左右时吸附量最高;Langmuir等温吸附模型能更好地描述镍离子在改性气凝胶上的吸附行为,其饱和吸附量为70.03 mg/g,改性前仅为29.05 mg/g;改性气凝胶重复使用5次后,仍保持较高的镍离子去除率,重复使用性能良好。     

多酚原位固化茶渣对水中Cr（Ⅵ）的吸附

通过甲醛与茶渣中多酚类组分的反应制备了多酚原位固化茶渣吸附材料,并将其用于对水中Cr（Ⅵ）的吸附。表征结果显示：茶渣多酚的原位固化提高了其热稳定性,同时对茶渣粒料起到了修补增强作用。固化茶渣对Cr（Ⅵ）的吸附量随溶液pH的减小而增大。在吸附温度303 K、初始Cr（Ⅵ）质量浓度60 mg/L、吸附剂投加量1.0 g/L、吸附时间300 min、溶液pH为2的条件下,固化茶渣对Cr（Ⅵ）的吸附量为56.56 mg/g,去除率达94.3%。固化茶渣对Cr（Ⅵ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,吸附是一个自发的、吸热过程,303,318,333 K下的Langmuir饱和吸附量分别为83.26,107.64,129.20 mg/g。     

海藻酸钠-聚乙烯醇-聚乙二醇复合膜的制备及其对Cu2+的吸附

采用聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）对海藻酸钠（SA）进行改性，制备了一种新型高效SA-PVA-PEG复合膜。研究了该复合膜对Cu²⁺的吸附效果。用IR和SEM等手段对复合膜进行了表征。表征结果显示，复合膜内部存在孔状结构，有利于吸附Cu²⁺。实验结果表明：在初始Cu²⁺质量浓度50 mg/L、复合膜加入量1 g/L、废水pH=5、吸附温度30 ℃、吸附时间60 min的最佳条件下，吸附率最高可达90.1%，吸附量达25.3 mg/g；复合膜吸附Cu²⁺的动力学过程可用二级动力学方程和Elovice方程进行拟合，吸附过程符合Langmuir单层吸附理论。采用浓度为1 mol/L的HCl溶液对吸附后的复合膜进行解吸，当解吸时间为2 min时，解吸率可达80.0%。