天然和CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶（CPB）改性沸石和天然沸石对废水中Hg^2＋的吸附特性，探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明：Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg^2＋的吸附，CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附率得到显著提高。实验条件下，改性沸石对Hg^2＋的吸附率从67．5％提高到98．9％，吸附容量从0．521mg／g提高到3．07mg／g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合，发现2种沸石对Hg^2＋的吸附均满足假二级动力学方程，且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明：2种沸石对Hg^2＋的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附，吸附吉布斯自由能变（△G^0）、焓变（△H^0）、熵变（△S^0）均小于0，反应为自发的放热反应，低温有利于吸附的进行。     

改性沸石对Cd(Ⅱ)的吸附平衡及动力学

采用等温吸附法比较了氢氧化钠、氯化钠、硝酸铵、硫酸、磷酸、混合盐和高温改性沸石对含镉废水的吸附效果,并采用Langmuir、Freundlich等温线方程及Lagrange假一级动力学方程、假二级动力学方程、粒内扩散方程对实验数据进行了拟合。结果表明,镉浓度大于10 mg/L时,NaOH改性沸石吸附效果最好,吸附率在99.2%以上;沸石对镉的吸附符合Langmuir方程,属单分子层吸附,最大吸附量Qm=6.456 mg/g;改性沸石对Cd2+的吸附动力学符合假二级动力学方程,以化学吸附为主,有多个控速步骤。     

改性水葫芦粉对水体中Hg~(2+)的吸附

通过二硫化碳(CS_2)对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞(Hg~(2+))的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明:吸附剂浓度为2 g·L~(-1),溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg~(2+)浓度为2.0 mg·L~(-1)时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变(ΔG)0、吸附焓变(ΔH)0、吸附熵变(ΔS)0,表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附既有物理吸附又有化学吸附。     

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。     

热改性蛇纹石对Pb~(2+)的吸附平衡及动力学研究

采用等温吸附法比较了天然的蛇纹石和700℃热改性处理的热改性蛇纹石对含铅废水的吸附效果,并采用Langmuir、Freundlich方程及Lagrange假二级动力学方程、粒内扩散方程对实验数据进行了拟合,研究了pH对吸附效果的影响,并对2种蛇纹石做了X衍射。结果表明:Pb2+质量浓度大于50mg/L时,热改性蛇纹石吸附效果更好,吸附率在92%以上;天然蛇纹石对Pb2+的吸附符合Freundlich方程和Lagrange假二级动力学方程,以化学吸附为主,有多个控速步骤,热改性蛇纹石对Pb2+的最大吸附量为78.13mg/g;在pH6的条件下,天然蛇纹石对Pb2+的吸附效果更好。     

改性钢渣吸附氨氮和磷的特性研究

利用钢渣与氢氧化铝以4∶3质量配比混合,在700℃下进行2 h煅烧,得到改性钢渣。通过批次吸附实验,研究了改性钢渣在不同初始pH值、振荡时间和温度下对水溶液中氨氮和磷酸根的吸附情况,进而分析了改性钢渣对氨氮和磷酸根的吸附等温线、热力学和动力学特性。结果表明,改性钢渣脱氮除磷能力比原钢渣显著增强,且最适pH值为4～8。改性沸石对氨氮和磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温吸附方程,氨氮(以N计)最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.67、2.59和3.24 mg/g,磷酸根(以P计)的最大吸附量在10、20和30℃下分别为1.02、1.19和1.37 mg/g。热力学参数ΔG0、ΔH0和ΔS0表明,该吸附是一个自发、吸热、熵增型反应过程,且磷的吸附是化学吸附为主,氨氮的吸附是以离子交换吸附和物理吸附为主。改性钢渣对磷和氨氮的吸附动力学符合伪二级方程(R2>0.999)。     

改性粉煤灰对糖蜜废水的吸附效果及机理

采用改性粉煤灰(MCFA)吸附糖蜜废水中的有机污染物,对吸附行为和机理进行了考察和分析。结果表明,MCFA投加量为30 g/L及pH为5.0的优化条件下,COD去除率为88.6%,饱和吸附量为89.7 mg COD/g MCFA。准二级方程能更好地描述糖蜜废水在MCFA上的吸附动力学。颗粒内扩散方程结果表明孔扩散并非唯一的速度控制步骤。吸附平衡表明,Freundlich等温线最符合吸附模式,为优惠吸附。D-R模式中的吸附自由能Ea值推断更可能是物理吸附而不是化学吸附。吸附热力学参数ΔG0(<0)、ΔH0(5.130 kJ/mol)和ΔS0(19.936 J/(mol.K))表明MCFA对糖蜜废水的吸附过程为可行的,自发性的吸热反应。     

粉煤灰微波改性及其对Cr6+的吸附特性

将粉煤灰(fly ash,FA)微波辐照制得微波改性粉煤灰(MFA),选择用H2SO4、NaOH和Ca(OH)2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰(MMFA),结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6+的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6+的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6+的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6+的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能(ΔG)、吸附焓(ΔH)和吸附熵(ΔS)均为负值,说明MMFA对Cr6+的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

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。     

法库沸石对氨氮的吸附特性和阳离子交互过程

以0.9~2 mm和3.3~4 mm粒径沸石的天然法库沸石作为实验材料,开展了等温吸附实验、动力学实验和阳离子影响实验,探讨了天然沸石对氨氮(NH+4-N)的吸附特性及阳离子交互过程。结果表明,法库沸石对NH+4-N等温吸附线符合Langmuir和Freundlich吸附方程,最大吸附量为10.41 mg/g。吸附动力学过程符合准二级和颗粒内经扩散动力学方程,其吸附NH+4过程为物理吸附和化学吸附过程,并以化学吸附为主。对反应过程中各离子浓度监测发现,沸石中与NH+4发生离子交换的主要是Na+、Ca2+和K+,三者占离子交换总量的99%。共存阳离子在沸石吸附NH+4过程中,Ca2+和Mg2+对吸附过程影响最大,Na+影响最小。     

氢氧化钠改性沸石对水中Cu~(2+)的吸附特性研究

利用氢氧化钠对天然沸石进行改性,将天然沸石和改性沸石用于吸附去除水中的Cu~(2+),分析了p H、温度、Cu~(2+)初始浓度、吸附时间对Cu~(2+)吸附性能的影响,并对吸附过程的吸附等温模型及吸附动力学进行研究。结果表明,改性沸石对Cu~(2+)的吸附性能明显优于天然沸石,当沸石投加量为10 g/L,Cu~(2+)为200 mg/L,p H为6.67,温度为50℃时,天然沸石和改性沸石对Cu~(2+)的吸附量分别为2.02、2.69 mg/g。Langmuir和Freundlich吸附等温模型均能较好地描述两种沸石对Cu~(2+)的吸附过程。天然沸石对Cu~(2+)的吸附行为更符合准一级动力学方程,而准二级动力学方程对改性沸石的吸附行为拟合度更好。两种沸石对Cu~(2+)的吸附均为非均相吸附,且内扩散过程不是唯一的速控步骤。     

改性沸石对二级生化出水中氨氮的吸附特性

采用氯化钠联合高温对天然斜发沸石进行改性,通过批次实验探究改性沸石吸附氨氮特性。结果表明:氯化钠浓度为0.8 mol·L~(-1),焙烧温度为300℃条件下,氨氮去除效果最佳;改性沸石在氨氮初始浓度为8mg·L~(-1),投加量为10 g·L~(-1),反应时间为120 min的条件下,去除率可达71%,相比天然沸石提高23.1%。通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶光谱(FT-IR)考察改性前后沸石组成特征以及化学键的变化,可以看出,改性机制可去除孔道杂质及Na~+置换沸石中金属阳离子;氨氮吸附过程满足拟二级动力学方程(R~2=0.986),Langmuir等温线模型拟合结果 (R~2=0.998)优于Freundlich模型(R~2=0.839),且改性沸石最大吸附容量为5.94 mg·L~(-1)。热力学计算结果表明,沸石对氨氮的吸附过程是一个自发、吸热、熵增过程。上述结果表明,改性沸石能够有效地对污水厂二级生化出水中氨氮进行深度处理。     

改性荞麦壳对水溶液中Cu~(2+)离子吸附效果及机理

以柠檬酸对荞麦壳进行化学改性,改性后荞麦壳吸附剂对Cu2+的吸附量增加。研究了不同pH、吸附剂投入量、浓度和时间对吸附效果的影响。在pH值为5.5,Cu2+初始浓度50 mg/L,吸附剂投入量为1 g,吸附时间为120 min的条件下,Cu2+的吸附量达到较大值。通过用改性荞麦壳吸附剂对Cu2+的热力学吸附过程的分析,结果表明,改性荞麦壳吸附剂符合Langmuir吸附等温模式,改性荞麦壳吸附剂对Cu2+的吸附存在化学吸附,改性荞麦壳的最大吸附量可以达2.26 mg/g。研究改性荞麦壳吸附剂吸附Cu2+的动力学特性,吸附动力学行为可用准二级速率方程进行很好的描述,准二级吸附速率常数随温度升高而增大。准一级速率方程和颗粒扩散模型可以较好地描述吸附初始阶段,Cu2+浓度较高,颗粒内扩散;吸附后期,Cu2+浓度较低,受到颗粒外扩散的控制。总之,整个吸附过程可能是多种动力学机理共同作用的结果。     

溴化十六烷基吡啶改性沸石对水中甲基橙的吸附

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性制备得到了CPB改性沸石,通过批量吸附实验考察了CPB改性沸石对水中阴离子染料甲基橙的去除作用。结果表明,天然沸石对水中甲基橙的吸附能力很差,而CPB改性沸石则可以有效吸附去除水中的甲基橙。CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附能力随CPB负载量的增加而增加,CPB负载量最大的改性沸石对水中甲基橙的吸附能力最强。双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的去除率随吸附剂投加量的增加而增加,而CPB改性沸石对水中甲基橙的单位吸附量则随吸附剂投加量的增加而降低。双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附平衡数据可以采用Langmuir等温吸附模型加以描述。根据Langmuir模型计算得到的CPB负载量为341 mmol/(kg沸石)的双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的最大吸附容量为63.7 mg/g(303 K和pH 7)。准二级动力学模型适合用于描述双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附动力学过程。pH和反应温度对双分子层CPB改性沸石吸附水中甲基橙的影响较小。以上结果说明,双分子层CPB改性沸石适合作为一种吸附剂用于去除废水中的甲基橙。     

硅烷化改性沸石对重金属离子的吸附性能

制得一种用于重金属废水处理的新型硅烷化改性沸石吸附剂,成本低、效果显著且稳定。通过对改性沸石表征,分析了改性对沸石结构的影响。结果表明,改性一定程度降低了原沸石的晶体特征,但基本上保持了其结构组成;硅烷化改性成功地在沸石上接枝了氨基。对硅烷化沸石的特性研究,得出硅烷化沸石对Ni2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+吸附最佳投加量为1、1、1.6和0.6 g/L,且此时对4种离子的去除率也较好;吸附动力学研究得出,其吸附过程可用二级动力学方程较好地拟合;吸附达到平衡时,4种金属离子的平衡吸附量分别为11.23、17.41、15.45和59.42 mg/g;硅烷化沸石对金属离子的吸附行为更符合Langmuir模型,为化学吸附;在酸性条件下(pH=2～6),硅烷化沸石仍保持一定的吸附能力,具有一定的耐酸性。     

十六烷基三甲基溴化铵改性沸石的制备及吸附废水中苯酚的性能

为高效去除废水中的苯酚,制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性沸石(以下简称改性沸石),研究了改性沸石投加量、废水pH、反应时间等对废水中苯酚去除的影响,分析了改性沸石吸附废水中苯酚的动力学过程、等温线过程以及热力学特征,探讨了吸附作用机制。结果表明,CTMAB质量分数为1.2%时,改性沸石对苯酚的吸附量达到7.2mg/g,明显高于天然沸石(1.1mg/g);改性沸石投加量6g/L、反应时间40min、pH=10的条件下,废水中苯酚的去除率可达98.4%;二级动力学方程和Langmuir方程能更好地拟合改性沸石吸附废水中苯酚的过程,且吸附是自发、放热、熵增的过程。改性沸石吸附废水中苯酚的作用机制为:CTMAB中的R—N~+(R为基团)与天然沸石表面双电层中的H~+、K~+发生交换后,R—N~+与沸石表面结合,而CTMAB结构中的疏水基则向外(废水相),由此CTMAB在沸石表面形成了有机相,苯酚通过分配作用进入到沸石表面的CTMAB有机相中与R—N+缔合而得以去除。     

生物炭质吸附剂对硝基苯的吸附

以花生壳为生物炭质(P-BC)原料,Zn Cl2为活化剂,采用化学活化法制备生物炭质吸附剂(Z-BC),并以其吸附水中的硝基苯,考察了p H值、吸附剂投加量和吸附时间等因素对Z-BC吸附硝基苯过程的影响。分别采用吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附动力学和等温线进行了系统分析。结果表明:p H值对吸附的影响不大,吸附剂适宜投加量为2 g·L-1,吸附平衡时间为120 min;Z-BC对硝基苯的吸附动力学过程用准一级动力学模型能很好地描述,其计算平衡吸附量与实验值相符;颗粒内扩散模型表明,吸附过程受液膜扩散与颗粒内扩散联合控制,并以颗粒内扩散为主要速率控制步骤;Langmuir吸附等温模型能更好地描述硝基苯在Z-BC上的吸附平衡;吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)0、吸附自由能变(ΔG)0和吸附熵变(ΔS)0,表明Z-BC对水中硝基苯的吸附为放热和熵值增加的自发过程。     

镇江斜发沸石对氨氮的吸附动力学及热力学研究

采用静态平衡法,开展了镇江斜发沸石对水中氨氮的吸附动力学和热力学研究.结果表明,吸附量随反应温度升高而增加,斜发沸石对氨氮吸附符合Freundlich等温线方程,对氨氮吸附实验数据与准二级动力学模型拟合更好(R2＞0.998),热力学参数吸附焓变△H=18.26 kJ/mol,熵变△S=0.0632 kJ/kmol,对...     

改性硅胶对水溶液中Pd2+的吸附

采用氨基硫脲对硅胶进行改性并表征,探讨了改性硅胶(SG-TSC)对水溶液中Pd2+的吸附性能。实验考察了p H值、吸附剂质量、吸附时间以及Pd2+初始浓度等因素对吸附的影响,并探讨了SG-TSC对Pd2+吸附动力学及等温吸附特性。结果表明:在p H为3~6范围内,吸附效果最好。吸附平衡时间为90 min,吸附动力学符合二级速率方程,颗粒内扩散与液膜扩散共同影响着吸附过程。Langmuir等温吸附方程能较好地描述Pd2+在SG-TSC上的吸附特性,298 K时静态饱和吸附容量为0.105 mmol/g。热力学参数计算结果表明,SG-TSC吸附水溶液中的Pd2+是自发、吸热和熵值增加的过程。