油菜秸秆对多元离子水体系中pb(Ⅱ)的吸附作用与机理

通过响应面法Box-Behnken Design(BBD)建立考察离子镉、铜、锌、铬影响油菜秸秆吸附去除铅离子的模型,评估不同质量浓度镉、铜、锌、铬离子对油菜秸秆吸附去除铅离子效率的影响程度;采用红外光谱、电镜扫描、能谱分析技术来分析油菜秸秆在多元离子体系下吸附铅离子的前后状态,初步推断镉、铜、锌、铬4种离子影响油菜秸秆吸附铅离子效能的作用机制.结果表明:多元离子水体系中考察离子镉、铜、锌、铬对油菜秸秆吸附铅离子效率影响模型构建成功(P0.0001).通过模型分析得出,铜、铬离子较镉、锌离子对铅离子吸附去除具有更强的竞争吸附作用(P0.0001),对铅离子吸附去除的影响作用强弱排序为:铜铬锌镉.红外光谱显示:多离子水体系中油菜秸秆的—OH、—C=O、—C—O、—C—H、—CH2、酰胺等基团在参与吸附铅、镉、铜、锌、铬离子时呈现出新峰出现、波数位移、吸收峰增强、消失的改变,尤其—CH3基团处新峰的出现可能是导致油菜秸秆对铅离子吸附能力下降的主要原因.能谱分析说明:在多元离子水体系中油菜秸杆完成对目标金属离子吸附的同时,发生了离子交换作用.进一步提示在多离子水体系中油菜秸秆对铅离子仍保持较强的吸附能力,将铜与铬离子的质量浓度控制在低水平是提高油菜秸秆对铅离子去除率的关键因素.     

改性钢渣对镉离子吸附特征的研究

对比不同的改性方法,研究改性钢渣对镉离子去除的效果,并对改性前后钢渣吸附性能进行比较。通过考察粒径、投加量、处理时间、镉溶液初始浓度等因素对吸附效果的影响,拟合吸附等温曲线。实验结果表明,高温活化改性钢渣效果最佳,当改性1.5 h,温度为800℃时镉离子去除率达到最高为94%。在室温条件下,在100 m L含镉溶液(镉离子初始浓度10 mg/L)中,投加1 g粒径为0.15~0.9mm的钢渣,振荡30 min后吸附达到最佳。高温改性钢渣对镉离子的吸附过程符合Freundlich方程,相关系数为0.998 4。     

运用丝状真菌生物质生物吸附镉(Ⅱ)污染物的研究

丝状真菌生物质是研制可用作生物修复镉污染的生物吸附剂的重要生物材料。文章首先概述了镉的危害性与镉污染的真菌修复机制;列表比较了近20年研究中用于生物吸附Cd⁽²⁺⁾的丝状真菌菌种资源、镉吸附量和工艺特性参数;详细阐明了利用丝状真菌生物质生物吸附法除镉工艺过程涉及的技术方法和基本原理,包括丝状真菌生物质材料的预处理方法,分批生物吸附除镉工艺的考虑因素及其影响效应,固定床吸附柱生物吸附除镉工艺,以及生物吸附法去除含镉工业废水中Cd(2+)的丝状真菌菌种资源、镉吸附量和工艺特性参数;详细阐明了利用丝状真菌生物质生物吸附法除镉工艺过程涉及的技术方法和基本原理,包括丝状真菌生物质材料的预处理方法,分批生物吸附除镉工艺的考虑因素及其影响效应,固定床吸附柱生物吸附除镉工艺,以及生物吸附法去除含镉工业废水中Cd⁽²⁺⁾的实践效果。     

活性炭纤维对水中重金属离子的吸附研究

以活性炭纤维作为去除水中镉、镍、铜三种重金属离子的吸附剂，考察了震荡时间、水样pH对吸附效果的影响。测定了三种离子的吸附等温线，采用Langmuir和Freundich模式对吸附平衡实验数据作了线性模拟。对吸附规律进行了探讨。结果表明，吸附效率随着震荡时间的延长pH的增大而升高。三种重金属离子在活性炭纤维上的吸附可用Langmuir和Freundich模式较好地描述。吸附形式呈单分子层且易于进行。结果表明，活性炭纤维对水中三种重金属离子的吸附特性良好，且吸附剂易于再生，可作为去除水中离子态重金属的优良吸附剂。     

硝基还原假单胞菌吸附重金属镉的机理研究

系统研究了硝基还原假单胞菌对重金属镉的吸附特性与吸附机理.研究结果表明,此株菌可以耐受200mg/L重金属镉,而进一步提高镉离子的浓度则会显著抑制该菌的生长.将该菌株接种至含20、50和100mg/L Cd~(2+)的液体LB培养基中,经过120h的培养,镉的去除率分别能达到94.3%,91.0%和86.0%.系统研究了pH值、温度、盐浓度和多种重金属离子存在下,该菌株对溶液中镉离子去除效果的影响.结果表明,硝基还原假单胞菌可以在pH值为4~8范围内有效吸附镉离子,当NaCl溶液提升至1mol/L时,该菌株仍可耐受,并且可以吸附除了铅离子之外的多种重金属离子.X射线光电子能谱分析结果显示,吸附后Cd~(2+)的结合能发生了变化.扫描电镜结果显示,与正常菌株相比,吸附镉的菌株产生明显形变,且表面有白色颗粒状物质吸附,结合X射线光电子能谱分析结果,可以说明生物矿化是该菌株吸附和钝化重金属的途径之一.     

累托石/腐殖酸微球对水中Cd~(2+)的吸附及动力学研究

采用累托石、腐殖酸、海藻酸钠、氯化钙和聚乙烯醇等材料制备微球状吸附剂去除水中镉离子。考察了微球用量、吸附时间、pH值等因素对吸附效果的影响,测定了吸附等温线,对吸附动力规律进行了探讨。结果表明,在本研究条件下,微球用量、温度和吸附时间对水中镉离子的吸附效果有显著性影响,但溶液pH值对吸附效果的影响并不显著。最优吸附条件为:温度25℃、溶液pH为6,吸附时间6h、微球用量为0.025g/mL。等温吸附规律可用Freundlich和Langmuir模式较好地模拟,吸附呈单分子层形式,吸附性能良好,吸附易于进行。吸附动力学规律遵循Lagergren准一级和Elovich动力学模型。     

水环境中镉污染处理的研究进展

镉是一种有毒的金属元素,在自然界中主要成硫镉矿而存在,由于它的难降解性,低毒性,高稳定性,以及可蓄积性,水中镉的含量与日俱增,对人类的健康造成很大的危害,目前监测水样中镉的主要方法是原子吸收法和原子荧光法。本文介绍了近年来备受关注的植物修复技术,生物去除技术,吸附法,膜分离法等物理处理技术,化学沉淀法、铁氧化沉淀法、离子交换法等化学处理技术对水中镉的去除,并对今后治理镉污染提出了建议。     

改性花生壳对水中镉的动态吸附研究

采用高锰酸钾改性花生壳吸附剂对镉离子进行固定床吸附实验,考察了床层高度(30～50 cm)、初始离子浓度(0.55～11.00 mg.L-1)、进料流速(15.11～37.00 mL.min-1)等操作参数对镉吸附特性的影响,同时对吸附穿透曲线进行拟合.实验结果表明,改性花生壳固定床对水中镉具有较好的吸附效果,在吸附操作初期,吸附柱出水镉离子浓度几乎为0(<0.001mg.L-1),吸附操作时间根据不同的操作条件可达2～62 h,镉离子总去除率均大于54%.传质区长度主要受初始离子浓度、进料流速影响.床层高度的增加使得穿透时间增加,但传质区长度几乎保持不变;初始离子浓度和进料流速增加,穿透时间缩短,传质区长度增加.在低浓度条件下,BDST模型实验穿透曲线拟合效果较好(R2>0.99),运用该模型能准确预测吸附柱的操作时间.     

生物膜对重金属镉的去除及抗性的初探

本文介绍了生物膜对重金属镉的吸附与去除作用,以及重金属镉对生物膜去除 COD 和呼吸活性的影响.试验结果表明,生物膜对重金属镉有较强的去除作用,12小时内,30ppm 以下的镉即可去除85%以上.镉浓度不同,对生物膜去除 COD 影响不同,影响程度与镉浓度呈正相关.镉对生物膜呼吸活性的影响也随镉浓度的不同而各异,低浓度镉有激活作用,高浓度镉有抑制作用。     

含镉废水废渣的处理技术及动向

一、含镉废水治理及回收利用1.硫化物絮凝沉淀-离子交换处理重金属硫化物溶度积很小,利用重金属硫化物沉淀的生成能有效地去除有害的重金属离子.但硫化物易形成胶体难以沉淀,且硫离子过量会造成二次污染.离子交换树脂法去除废水中重金属离子效果虽好,但树脂的容量有限,经常洗脱再生十分麻烦.硫化法并辅以絮凝沉淀与树脂交换法相结合具有互补的效果.这种二级处理技术在治理生产金属触头所排出的含镉银废水中,产生了很好的社会效益和经济效益.先调节废水pH值至中性,再加入理论用量的60%的Na_2S,同时     

壳寡／聚糖系列衍生物对铅离子的吸附研究

比较了9种壳寡/聚糖系列衍生物作为吸附剂对同一浓度铅离子的吸附,结果为交联香草醛壳聚糖（CTSV-G）〉香草醛壳聚糖（CTSV）〉羧甲基壳聚糖（CM-CTS）〉巯基化壳寡糖（O-CTS-SH）〉壳寡糖（O-CTS）〉香草醛壳寡糖（O-CTSV）〉壳聚糖（CTS）〉壳寡糖硫酸酯（O-CTSS）〉羧甲基壳寡糖（CM-O-CTS）;比较了同一吸附剂对不同浓度的铅离子的吸附率,其吸附率随着溶液浓度的升高而降低。研究了各吸附剂在铅、镉、铬金属离子竞争中对铅吸附的影响,结果表明各吸附剂对镉和铅离子的吸附效果最好,可达80%,对铬离子吸附较少,在40%左右。     

Combining material characterization with single and multi-oxyanion adsorption for mechanistic study of chromate removal by cationic hydrogel

Cationic hydrogel with magnetic property was synthesized via radical polymerization and its removal capacity of chromate from contaminated water was found to be 200 mg/g. Using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) study, the mechanism of chromate removal by hydrogel was found to be non-specific adsorption, mainly due to ion exchange, as evidenced by the positively charged functional group, trimethyl ammonium –N+(CH3)3; in the monomer. Verifications were accordingly determined by testing different oxyanion adsorption onto the hydrogel. The results of the chromate adsorption experiments illustrated that the amount of chromate adsorbed was nearly equal to that of the chloride released from the hydrogel, which is part of the evidence for ion exchange. Single and multi-oxyanion adsorption experiments were also performed, and it was demonstrated that ion removal was species independent, but charge dependent, another characteristic of the ion exchange process. It was found that the same Langmuir model can be applied to best fit the findings of single and multi-oxyanion adsorption, which further indicates the mechanism of chromate removal is attributed to ion exchange. In view of the above, the background anions compete for adsorption sites with chromate, evidenced by inhibitive chromate removal in the presence of background electrolytes in the batch studies, further echoing the ion exchange mechanism.     

天然沸石中离子交换平衡的离子特异性研究

沸石在改良土壤和保护环境等方面有着广泛的应用,研究沸石离子交换中的特异性效应对更好地利用沸石有着重要意义.碱金属离子在天然斜发沸石中的交换平衡时的最大吸附量存在着明显的特异性效应;对于同价的碱金属离子,其交换吸附能力差异随着离子浓度的降低而增大.这种实验现象不能用库仑力、离子体积、水合作用、色散力、经典诱导力以及表面络合等相关理论进行完整解释.分析发现,根本原因来自离子因量子涨落而产生的极化与沸石颗粒表面电荷产生的强电场之间的相互作用,这种相互作用导致了离子间偶极矩差异随着表面电位的升高而增大,进而使离子-表面吸附能差异增大,并出现不同的交换吸附能力.由于沸石表面电荷密度较高,离子体积效应对其在双电层中的分布也起着比较重要的作用,导致碱金属离子在沸石表面的交换平衡结果在高表面电位(绝对值大于0.2 V)下才表现出较大选择性,与低电荷密度表面上的交换平衡结果存在一定差异.     

Removal of ammonium ion from water by Na-rich birnessite: Performance and mechanisms

Na-rich birnessite (NRB) was synthesized by a simple synthesis method and used as a high-efficiency adsorbent for the removal of ammonium ion (NH₄⁺) from aqueous solution. In order to demonstrate the adsorption performance of the synthesized material, the effects of contact time, pH, initial ammonium ion concentration, and temperature were investigated. Adsorption kinetics showed that the adsorption behavior followed the pseudo second-order kinetic model. The equilibrium adsorption data were fitted to Langmuir and Freundlich adsorption models and the model parameters were evaluated. The monolayer adsorption capacity of the adsorbent, as obtained from the Langmuir isotherm, was 22.61 mg NH₄⁺-N/g at 283 K. Thermodynamic analyses showed that the adsorption was spontaneous and that it was also a physisorption process. Our data revealed that the higher NH₄⁺ adsorption capacity could be primarily attributed to the water absorption process and electrostatic interaction. Particularly, the high surface hydroxyl-content of NRB enables strong interactions with ammonium ion. The results obtained in this study illustrate that the NRB is expected to be an effective and economically viable adsorbent for ammonium ion removal from aqueous system.     

玉米秸秆黄原酸盐对铅离子的动态吸附特征

玉米秸秆黄原酸盐是一种新型的重金属吸附材料.为了揭示玉米秸秆黄原酸盐对溶液中铅离子的动态吸附特征,本文通过柱体穿透吸附模拟实验方法,研究了玉米秸秆黄原酸对流体中铅离子的吸附穿透曲线、吸附效率及水体流速、初始浓度、填柱高度等因素对其吸附特性的影响,并采用The Thomas、The Bohart-Adams、The Wolborskal和The Yoon-Nelson等模型进行动力学拟合.结果表明,流速、初始浓度、填柱高度等因素对玉米秸秆黄原酸盐吸附铅离子的穿透曲线都有明显影响,Thomas模型和Yoon-Nelson模型能较好反映吸附过程特征.实验表明,玉米秸秆黄原酸盐对铅离子的吸附量为175 mg·g~(-1),吸附后的玉米秸秆黄原酸盐残渣体性能稳定.     

活性炭纤维对水中铁的吸附研究

以活性炭纤维(ACF)为溶液中铁离子的吸附剂,考察了吸附时间、吸附温度、ACF比表面积及表面酸碱性对Fe3 吸附行为的影响.通过平衡吸附实验获得的吸附等温线,并不符合Langmuir与Freundlich经验吸附方程.吸附温度升高与ACF比表面积增加,都有利于铁离子的吸附,说明吸附过程同时具备物理和化学吸附行为的双重特征.ACF表面碱性基团是影响铁离子吸附的主要因素.     

产朊假丝酵母生物吸附Cu2+影响因素及吸附机理的研究

选取产朊假丝酵母作为生物吸附材料,在确立Cu2 最佳吸附条件的基础上,通过细胞内pH值荧光探测剂测定酵母吸附重金属前后的pH值变化,以及运用phengreen细胞内外重金属荧光探测剂进行重金属分布定位,对酵母生物吸附的机理进行了初步的探讨.实验结果表明,最佳吸附条件为PH 4.49～5.04,[酵母]:[Cu2 ]为60:1;酵母细胞内pH值随吸附时间的增加而有所升高,并由酸性变为弱碱性,与此同时酵母死亡率也随吸附时间的增加而迅速增加;生物吸附主要集中在细胞壁的结合位点上,在细胞内部基本没有;生物吸附过程分为2个步骤,首先是一个快速过程,然后是一个慢速过程,但吸附中出现的慢速过程并不一定代表重金属由细胞外进入细胞内.     

阴离子型聚丙烯酰胺在离子交换膜上的吸附规律

研究了阴离子交换膜对阴离子型聚丙烯酰胺的吸附规律和影响因素.采用静态吸附的方法,测定了不同温度、不同浓度的阴离子型部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)溶液在阴离子交换膜上的吸附量、吸附平衡时间,考察了初始HPAM溶液浓度、pH值以及溶液中其他离子浓度对其在离子交换膜上吸附的影响,目的是阐明阴离子交换膜对HPAM分子的吸附动力学过程、探讨各影响因素对吸附过程的影响.结果表明,阴离子型部分水解聚丙烯酰胺在阴离子交换膜上有明显的吸附作用,但在阳离子交换膜上吸附量几乎为0;阴离子交换膜对聚合物的吸附平衡时间随聚合物溶液初始浓度的增大而延长,且不同浓度、不同温度下的吸附过程动力学特征都能很好地遵循准二级动力学模型;303、308和313 K温度下,阴离子交换膜对聚合物的等温吸附可用Freundlich等温吸附模型很好地拟合,相关系数R2均达到0.99以上,温度越高,吸附量越大;聚合物溶液pH值和离子浓度对吸附效果有显著影响:pH=6时,吸附量达到最大值;吸附量随着离子浓度的增加而增大.     

磺化褐煤对Cu(Ⅱ)离子的吸附性能及应用研究

研究了磺化褐煤(SBC)在不同溶液中吸附铜(Ⅱ)离子的动力学及用于镀铜废水的处理.结果表明,SBC对铜(Ⅱ)离子具有较强的吸附性能,pH值是影响吸附的主要因素,静电吸附是主要吸附形式,SBC吸附铜(Ⅱ)离子的最初速率与浓度成一级反应,吸附过程符合Langmuir吸附等温式.SBC用于镀铜废水的处理,得到了满意的结果.      

水溶液中磷的吸附与预测模型

用红壤和水滑石作为吸附剂,进行了水溶液中磷的等温吸附试验,目的是研究吸附剂(W)0效应和起始吸附质浓度(C)0效应对经典方程参数变异的影响,分析经典Langmuir和Freundlich方程在液/固离子吸附体系中的适用性和验证新吸附模型的预测精确度。试验结果显示,红壤和水滑石在吸附磷的过程中存在明显的吸附剂和吸附质浓度效应,单一的经典方程仅适用于给定吸附剂或吸附质浓度的体系,因此,用其参数来表征不同吸附剂的吸附能力或描述不同吸附剂或吸附质浓度水平上的吸附规律具有一定的局限性。数据分析表明,单位吸附剂的平衡吸附量qe不唯一由初始浓度C0或液相平衡浓度Ce所决定,而是C0/W0或Ce/W0的函数,新吸附预测模型能较好的反映红壤和水滑石磷吸附的总体趋势。新的预测模型用来描述红壤和水滑石的磷吸附曲线时具有较高的精确度。在实践中,新模型可用来预测给定条件下磷的吸附量和所需吸附剂的用量。