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相似文献
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1.
纳米Fe3O4负载的浮游球衣菌去除重金属离子的工艺研究   总被引:3,自引:2,他引:1  
以纳米Fe3O4负载浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)制备复合生物吸附剂,对此吸附剂进行表征并考察了其吸附水中重金属离子的性能.红外光谱分析表明,此复合生物吸附剂表面的主要活性基团为酰胺基(—CONH—)和羟基(—OH).吸附性能研究表明,菌含量和流量是影响复合生物吸附剂吸附重金属离子的主要因素,在Cu2+初始浓度c0<20 mg/L,菌含量1.5 g/L(菌/ Fe3O4=3∶2),流量0.96 L/h 时吸附剂对Cu2+的吸附效果最好;用稀盐酸对复合生物吸附剂进行再生,吸附剂可重复使用10次以上,再生液可重复使用3次; 吸附选择性为:Pb2+ > Cu2+ > Zn2+>Cd2+.  相似文献   

2.
采用共沉淀法制备了具有壳-核结构的磁性吸附剂Fe3O4/MnO2,对其性质进行了系统表征,并对其铅吸附行为进行了初步研究.透射电镜(TEM)结果表明,Fe3O4/MnO2为大小不规则的纳米级细小颗粒.X-射线衍射仪(XRD)表征结果表明,Fe3O4/MnO2具有尖晶石的结构.振动样品磁强计(VSM)测得比饱和磁化强度为54.7 A·m2·kg-1, 吸附剂磁性较强,易于磁分离;BET比表面积为76.5 m2·g-1.吸附试验结果表明,Fe3O4/MnO2对铅具有良好的去除效果(特别是在低平衡浓度情况下),最大吸附量为142.0 mg·g-1(pH=5.0);Langmuir等温线能更好地拟合Fe3O4/MnO2对溶液中铅的吸附(R2=0.852);吸附速率较快,在初始30 min内可达到平衡吸附量的80%,准二级动力学模型(R2=0.959)能较好地描述吸附过程;溶液pH对Fe3O4/MnO2吸附铅的影响较为明显,随pH升高,吸附量增大,但离子强度变化对吸附影响不大.  相似文献   

3.
污泥基吸附剂被广泛用于水和土壤中各种污染物的治理,是资源化利用的有效途径.以酸性矿山废水(AMD)污泥为骨料,玉米秸秆为还原剂,膨润土为载体,采用固相还原法制备污泥复合材料,并比较了不同原料配比和不同煅烧温度制备的复合材料吸附As (Ⅴ)的性能,探究了溶液pH、吸附剂投加量和竞争离子等对材料吸附As (Ⅴ)的影响,使用SEM-EDS、XRD、FT-IR、BET和XPS等分析技术对材料性能进行表征,探讨其吸附机制.结果表明,在900℃时AMD污泥:玉米秸秆:膨润土=2 :1 :1制备出的材料吸附As (Ⅴ)效果最好,材料表面生成大量Fe3O4、Fe2 O3和Fe0颗粒.该材料对As (Ⅴ)的吸附符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型,最大吸附容量为164.5mg ·g-1,比原始AMD污泥提高了4.4倍.静电吸附、含氧官能团络合作用、铁氧化层的吸附和Fe0释放出Fe2+/Fe3+形成Fe (OH)2/Fe (OH)3,与砷酸盐的共沉淀等是复合材料吸附As (Ⅴ)的主要作用机制.  相似文献   

4.
重金属离子废水会对人体健康和环境造成严重威胁,吸附法是去除重金属废水中重金属离子的重要方法.对凹凸棒土(ATP)接枝磁性Fe3O4纳米粒子,再使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)进行改性,制备了具有良好吸附性能的凹凸棒复合纳米材料吸附剂(ATP-Fe3O4-APTES),并将其用于重金属离子废水的处理.利用FT-IR、XRD、SEM及TEM、BET吸脱附法、Zeta电位和VSM分析等方法对材料的结构和表面性质进行了分析表征.研究了所制备材料对重金属离子Pb2+的吸附行为,考察了溶液pH、吸附时间、吸附温度和Pb2+初始浓度等因素对材料吸附性能的影响作用,探讨了吸附过程的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学行为.结果表明,材料对Pb2+的最大吸附容量为129.32 mg·g-1.吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式,表明材料对Pb2+的吸附是单分子层化学吸附;吸附热力学分析表明,吸附过程是一个自发的吸热过程,吸附驱动力主要来自吸附材料表面-NH2与Pb2+之间的配位作用.综上,所制备功能化磁性凹凸棒吸附材料对重金属离子具有良好的吸附性能,有望用于重金属离子废水的处理.  相似文献   

5.
沉水植物轮叶黑藻和穗花狐尾藻对Cu2+的等温吸附特征   总被引:11,自引:3,他引:8  
研究了沉水植物轮叶黑藻和穗花狐尾藻对Cu2+的吸附等温线,分别采用了线性和非线性2种方法拟合吸附等温线,并比较分析2种方法的拟合效果和适用性.结果表明:①在采用等温吸附模型比较和评价不同生物吸附剂的性能时,不能仅仅根据R2χ2的大小进行拟合方程的适用性比较.为了获得更为真实可靠的拟合结果,在实践中可以利用线性和非线性方法分别进行拟合,而每一种拟合方法也要同时采用多种模型,在对多个拟合结果比较的基础上选择更符合实验数据的吸附模型;②在本实验中,沉水植物轮叶黑藻和穗花狐尾藻吸附Cu2+的行为更符合Langmuir模型,而Freundlich模型特别是其线性表达式的计算值与实验数据的误差较大;③沉水植物中粗纤维素占干物质的比重是影响其吸附容量的重要因素之一,其细胞壁上多糖的—OH和—CONH2可能是吸附的活性中心;④根据Langmuir模型线性拟合参数qm,轮叶黑藻、穗花狐尾藻对Cu2+的最大吸附量分别为21.55 mg/g和10.80mg/g,其吸附Cu2+的最大活性比表面积分别为3.23m2/g和1.62m2/g.  相似文献   

6.
采用水热合成法成功制备出MnFe2O4磁性纳米棒(s-MnFe2O4),并考察了商品化的Fe3O4、MnFe2O4和合成的s-MnFe2O4纳米棒这3种磁性纳米颗粒作为非均相Fenton催化剂降解水中四环素抗生素的性能.同时,采用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、N2吸附-脱附、振动样品磁强计(VSM)及X射线光电子能谱(XPS)等技术对催化剂的理化性质进行了表征.非均相Fenton催化降解四环素的结果表明,s-MnFe2O4具有最高的催化活性,反应180 min,四环素的去除率可以达到87.6%,TOC的去除率达到47.5%.自由基捕获试验证实了羟基自由基(·OH)是非均相Fenton氧化过程中的主要活性物种.s-MnFe2O4磁性纳米棒的高催化活性归因于其表面拥有较高含量的Mn3+和Fe2+物种,它们的存在能加速界面电子的转移效率,从而促进·OH的生成.合成的s-MnFe2O4催化剂具有良好的稳定性,循环使用6次,四环素的去除率仅从87.6%降低到80.2%,且氧化过程中活性组分的流失很少.  相似文献   

7.
超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料对镉的吸附机制   总被引:1,自引:0,他引:1  
张立志  易平  方丹丹  王强 《环境科学》2021,42(6):2917-2927
含镉废水的处理对于重金属镉的排放控制具有重要的意义.通过共沉淀法制备出了超顺磁性纳米Fe3O4@SiO2功能化材料(MFS),采用等温吸附实验和动力学实验方法研究了MFS对Cd2+的吸附热力学和动力学特征,并借助BET、XRD和SEM等结构表征研究了MFS对Cd2+吸附过程及机制.结果表明,MFS对Cd2+有较好的吸附效果,Langmuir方程能极好地描述吸附等温特征,最大吸附容量值为69.49 mg·kg-1;吸附反应的自由能变ΔG、焓变ΔH和熵变ΔS表明MFS材料对Cd2+的吸附是自发、吸热和熵增的过程;反应体系最佳初始pH为7;溶液中的Mg2+、SO42-、Ca2+和NO3-这4种干扰离子对吸附反应存在一定的抑制作用;拟二级动力学模型表明MFS对Cd2+的吸附过程分为快速的外扩散阶段与缓慢的内扩散阶段;MFS吸附Cd2+后经洗脱再生,材料重复使用3次后对Cd2+去除率仍达73%以上.BET、XRD、FTIR和VSM结构表征表明SiO2成功修饰在Fe3O4表面,MFS主要成球状,平均粒径为38.7 nm,饱和磁化强度为85.38 emu·g-1;XRD、EDS和XPS图谱揭示Cd2+被成功吸附到材料上,主要机制为Cd2+与材料表面的—OH发生配位反应.  相似文献   

8.
原水砷污染问题严重威胁饮用水水质安全,随着生活饮用水标准的提高,致使多地饮用水中砷超标问题突显.本研究利用CeO2半导体的光催化活性及CeO2和Fe3O4对As(V)的强亲和力,合成了双组份磁性CeO2-Fe3O4复合材料,并采用SEM、XRD、BET和VSM等手段进行表征,考察复合材料的光催化/吸附除砷效果;研究了初始pH值、共存离子等因素对吸附除砷效果的影响;采用等温吸附模型、吸附动力学模型等手段进行吸附特性研究.实验结果表明,在光催化过程中,·OH和·O2-为主要的活性氧化物种.在紫外照射下,As(Ⅲ)能完全被氧化为毒性较低的As(V),同时将As(V)高效吸附于CeO2-Fe3O4粒子表面.在中性条件下,CeO2-Fe3O4粒子对砷的饱和吸附量为122.19 mg·g-1.共存离子Cl-和SO42-对As(V)的吸附没有显著影响,而CO32-、SiO32-和PO43-与As(V)存在明显的竞争吸附,使As(V)的吸附去除效果明显降低.吸附动力学和吸附等温线模拟分别符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温线,表明As(V)的吸附以化学吸附为主导.CeO2-Fe3O4复合吸附剂可快速实现固液分离,容易再生且重复利用性较好,具有广泛的应用前景.  相似文献   

9.
为了探索添加吸附材料对植物修复Cu2+污染土壤的影响,选取不同十二烷基二甲基甜菜碱 (BS-12)和十四烷基磺酸钠 (STS)复配修饰比例(50%BS-12+25%STS、50%BS-12+50%STS和50%BS-12+100%STS)的膨润土作为吸附材料,将其分别以1%的质量比加入到紫色土(PS)中,形成PS(对照)、PBS25(50%BS-12+25%STS修饰膨润土混合紫色土)、PBS50和PBS100四种混合土样。采用盆栽实验对比苏丹草在0(CK)、50、100、200和500 mg/L Cu2+污染混合土样中的发芽率、株高、地上部和根系生物量,并分析混合土样和苏丹草对Cu2+污染的修复效果。结果显示,随着Cu2+处理浓度的增加,苏丹草在PS上的种子发芽率逐渐降低,而在各PBS土样上的发芽率基本保持先增加后稳定的趋势;不同Cu2+污染混合土样上的苏丹草株高均随生长时间的增加而增加。苏丹草地上部、根系干重和鲜重在PBS25、PBS50土样上均随Cu2+处理浓度的增大而降低,而在PS和PBS100土样上均随Cu2+处理浓度的增加先增加后降低,峰值分别出现在200和100 mg/L的Cu2+处理。Cu2+污染处理下苏丹草各生理指标之间均保持中度以上正相关关系,且相关系数表现为PBS100最高、PBS25和PBS50次之、PS最低的趋势。各混合土样对Cu2+的吸附能力表现为PBS25 > PBS50 > PBS100 > PS,苏丹草对Cu2+的富集含量表现为PS > PBS100 > PBS50 > PBS25的趋势,苏丹草联合两性复配黏土修复Cu2+污染紫色土的修复率达99%以上。  相似文献   

10.
为了探究不同炭基两性黏土材料对紫色土吸附Cu2+的影响,将0%、50%和100% CEC十二烷基二甲基甜菜碱(两性)修饰膨润土分别负载于旱生和水生空心莲子草生物炭上制得炭基两性黏土,然后将其以1%和2%(质量比)添加到紫色土中形成供试研究土样。批量处理法研究pH、离子强度和温度处理对各供试土样吸附Cu2+的影响,并分析最适环境条件下土样对Cu2+的等温吸附和热力学特征。结果表明:(1)pH在2~5范围内,各供试土样对Cu2+的吸附量均与pH呈正相关关系。随着离子强度的增大,供试土样对Cu2+的吸附量均先增加后减少,以0.1 mg/L最高。10℃~40℃范围内,土样对Cu2+的吸附均表现为增温正效应。(2)在pH=5,离子强度0.1 mg/L和40℃条件下,土样对Cu2+的吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量(qm)保持在160.79~247.12 mmol/kg之间。添加1%和2%炭基两性黏土后土样qm分别为紫色土的1.35~1.74倍和1.57~2.02倍。选择旱生炭基两性黏土和2%材料添加比例下土样对Cu2+的吸附量较大。(3)热力学参数结果显示各供试土样对Cu2+的吸附是自发、吸热和熵增的反应过程。  相似文献   

11.
从重金属超累积植物龙葵体内提取内生菌Bacillus nealsonii,采用二氧化硅改性纳米Fe_3O_4颗粒与海藻酸钠将其包埋交联进行固定化,制得一种新型球状生物吸附剂,并应用于废水中Cd~(2+)的吸附处理.同时,通过正交实验研究了该球状生物吸附剂的最佳制备条件和吸附处理条件,并采用扫描电镜等表征手段与构建吸附动力学考察了其吸附特征.结果表明,球状生物吸附剂的最佳制备条件为:改性纳米Fe3O4颗粒质量分数为0.1%,海藻酸钠质量分数为8.0%,菌液接种量为0.4%,交联时间为2 h;其最佳吸附处理条件为p H=6、吸附时间12 h、吸附剂用量(干重)2.5 g·L-1,在Cd~(2+)初始浓度为50 mg·L-1时的吸附率可达96%以上.研究发现,球状生物吸附剂的内外部结构孔隙率较大,有利于促进Cd~(2+)的吸附.该吸附过程遵循准二级反应动力学,以化学吸附为主,符合Freundlich等温吸附模型,最大单分子吸附量可达13.02 mg·g-1.解吸实验结果表明,该吸附剂具有较好的可重复利用性.  相似文献   

12.
王君  周怡伶  陈勇  吴波 《环境科学学报》2019,39(8):2567-2574
以SiO_2包覆Fe_3O_4,戊二醛为交联剂,交联壳聚糖(Chitosan, CTS),制得Fe_3O_4@SiO_2-Chitosan复合磁性纳米粒子.以Fe_3O_4和Fe_3O_4@SiO_2为对照,采用X射线衍射、透射电镜和傅立叶红外光谱对其进行表征分析,并测定了投加量、pH值、吸附时间和温度等因素对Cu~(2+)吸附效果的影响,从动力学、热力学以及再生回用性能评价等方面对其吸附性能进行了探究.结果表明Fe_3O_4@SiO_2-Chitosan对Cu~(2+)的吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir模型,为自发、放热、优惠型的单分子层化学吸附.在pH为6.0, 298 K下达到最大吸附量154.8 mg·g~(-1),吸附解吸4次后吸附容量变化不大,说明Fe_3O_4@SiO_2-Chitosan具有较高的吸附容量,可作为处理含铜废水和回收铜的高效吸附剂.  相似文献   

13.
以可溶性淀粉作为稳定剂制备纳米Fe_3O_4粒子,探讨了反应时间、p H值、初始砷浓度和腐殖酸对Fe_3O_4纳米粒子吸附水体中As(V)的吸附效果影响.实验结果表明,淀粉稳定的Fe_3O_4纳米粒子对水体中As(V)的吸附动力学过程符合准二级动力学,吸附等温线符合Langmuir吸附模型;吸附容量随着溶液p H的增加逐渐降低,在p H为8.0的弱碱性水体中对As(V)的最大吸附容量可达202.56 mg·g~(-1);此外,腐殖酸(HA)能降低纳米粒子对As(V)的吸附能力.  相似文献   

14.
Magnetic Fe0/Fe3O4/graphene has been successfully synthesized by a one-step reduction method and investigated in rapid degradation of dyes in this work. The material was characterized by N2 sorption–desorption, scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), vibrating-sample magnetometer (VSM) measurements and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results indicated that Fe0/Fe3O4/graphene had a layered structure with Fe crystals highly dispersed in the interlayers of graphene, which could enhance the mass transfer process between Fe0/Fe3O4/graphene and pollutants. Fe0/Fe3O4/graphene exhibited ferromagnetism and could be easily separated and re-dispersed for reuse in water. Typical dyes, such as Methyl Orange, Methylene Blue and Crystal Violet, could be decolorized by Fe0/Fe3O4/graphene rapidly. After 20 min, the decolorization efficiencies of methyl orange, methylene blue and crystal violet were 94.78%, 91.60% and 89.07%, respectively. The reaction mechanism of Fe0/Fe3O4/graphene with dyes mainly included adsorption and enhanced reduction by the composite. Thus, Fe0/Fe3O4/graphene prepared by the one-step reduction method has excellent performance in removal of dyes in water.  相似文献   

15.
纳米磁性磷酸二氢钙对Cd的吸附、回收与再生   总被引:4,自引:3,他引:1  
以Ca(H2PO42、铁盐与亚铁盐为原料,采用共沉淀法制备成纳米磁性材料Ca(H2PO42@Fe3O4(NMCDP),研究其对Cd2+的吸附、回收与再生效果.透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)显示,NMCDP粒径约60 nm,稳定性良好,饱和磁化强度为30.9 emu·g-1.吸附动力学表明,NMCDP对Cd2+的吸附1 h之内即可达到平衡,符合准二级动力学模型.吸附热力学表明,NMCDP对Cd2+的吸附符合Langmuir与Freundlich等温吸附模型,最大吸附量为142.50 mg·g-1.在pH值由2增加到3时,吸附量随溶液初始pH值的升高而增加,当pH值大于3后,逐渐保持稳定;溶液中共存离子Na+、Mg2+、Cu2+对材料吸附Cd2+均有一定的影响,影响程度Cu2+ > Mg2+ > Na+.采用0.01 mol·L-1 HCl与EDTA-Na2均可解吸出部分吸附的Cd2+,以EDTA-Na2解吸率较高,达到68%,从而实现NMCDP的再生.  相似文献   

16.
采用直接法和后嫁接法成功制备出骨架掺杂Al原子,孔道表面接枝大位阻含胺基基团的双功能介孔硅基吸附材料.采用SAXRD、TEM、FTIR、NH3-TPD等手段对合成材料进行表征,结果表明合成的双功能AN-SBA-15具有有序的二维六方介孔结构,孔道表面的Al-OH与胺基不会发生自发复合反应.对模拟废水中Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)的同时吸附去除实验研究表明AN-SBA-15具备同时吸附废水中Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的能力,吸附最佳pH值为5.0,吸附在40 min就达到平衡.AN-SBA-15对Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的吸附符合Langmuir模型,属于单层吸附.由Langmuir模型拟合出的AN-SBA-15对Cd~(2+)和Cr_2O_7~(2-)离子的最大吸附容量分别为125.9 mg·g~(-1)和156.5 mg·g~(-1).此外AN-SBA-15具备良好的脱附再生能力.  相似文献   

17.
针对复合污染体系对污染物处理效果的影响问题,以限氧裂解法制备的污泥基生物炭(SSB)为吸附剂,探索其在不同污染体系下的吸附性能变化.基于污泥基生物炭构建固定床系统,研究连续流条件下复合污染体系(Zn2+、NH4+、H2PO4-)对Pb2+在固定床动态吸附行为的影响,对比不同体系下系统运行参数的变化.结果表明:①不同复合体系均对SSB的Pb2+吸附效果产生抑制作用,其影响大小为NH4+ > Zn2+ > H2PO4-.而三元/四元复合污染体系中,H2PO4-的加入会减弱复杂体系对Pb2+的吸附抑制作用.②固定床系统中,不同复合体系对吸附穿透曲线参数的影响顺序为Pb2+-Zn2+-NH4+-H2PO4- > Pb2+-Zn2+-H2PO4- > Pb2+-Zn2+-NH4+ > Pb2+-NH4+-H2PO4-.③固定床系统动态吸附量(qd)与传质区长度(H)的变化分析均显示,复合污染体系会降低固定床吸附性能.④数据拟合结果表明,相比于Yoon-Nelson模型,Thomas模型能更好地描述Pb2+在复合体系中的动态吸附过程,但复合污染会限制动态吸附模型的应用,导致模型预测不准确.研究显示,复合污染体系会显著影响吸附剂在连续流状态下的吸附性能,有选择地处理特定污染物可以减少复合污染体系对净化效果的干扰.   相似文献   

18.
采用化学共沉淀法,以聚乙烯亚胺(PEI)为改性剂,制备了聚乙烯亚胺改性的纳米四氧化三铁复合材料(Fe3O4/PEI).Zeta电位、透射电镜和FTIR表征结果显示,PEI修饰提高了纳米Fe3O4在水中的分散性和稳定性,同时也增强了其表面正电荷,从而提高了Fe3O4对水中磷酸根的去除能力.在磷酸根初始浓度为50 mg·L~(-1),Fe3O4/PEI投加量为200 mg,p H=3,温度为25℃的条件下,Fe3O4/PEI对100 m L磷酸根的吸附去除率达到91%.吸附过程在3 h内达到平衡.吸附等温数据表明,该吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,可决系数R2达到0.99,最大吸附量为29.88 mg·L~(-1).Fe3O4/PEI复合材料重复利用性好,在第5次吸附-解析后还能保持对磷酸根75%以上的吸附去除率.磷的解析效率随着p H增加而增加,在p H=13时,解析效率达到65%.  相似文献   

19.
We used a ultrasound/Fe2+/H2O2 process in continuous dosing mode to degrade the alachlor.Experimental results indicated that lower pH levels enhanced the degradation and mineralization of alachlor. The maximum alachlor degradation(initial alachlor concentration of 50 mg/L) was as high as 100% at pH 3 with ultrasound of 100 Watts, 20 mg/L of Fe2+, 2 mg/min of H2O2 and 20℃ within60 min reaction combined with 46.8% total organic carbon removal. Higher reaction temperatures inhibited the degradation of alachlor. Adequate dosages of Fe2+and H2O2 in ultrasound/Fe2+/H2O2process not only enhance the degradation efficiency of alachlor but also save the operational cost than the sole ultrasound or Fenton process. A continuous dosing mode ultrasound/Fe2+/H2O2 process was proven as an effective method to degrade the alachlor.  相似文献   

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