水合氧化铈吸附水中磷酸根特性的研究

以综合利用稀土矿物资源和开发新型高效除磷吸附材料为目的,对稀土材料水合氧化铈(HCO)进行了吸附除磷的性能评价.实验结果表明,水合氧化铈具有优异的除磷特性,在较宽pH值范围内对磷酸根有较强的吸附能力,酸性条件更有利于吸附反应的进行.其吸附等温线能很好地用Langmuir方程进行描述.对于低浓度(1 mg/L)的含磷溶液,水合氧化铈在所选pH值条件下能很快对磷酸根达到完全吸附.水合氧化铈对磷酸根的吸附属于吸热反应,其标准吸附热为6.24 kJ·mol-1.但温度对吸附反应的影响较小.从实验结果推测,水合氧化铈对磷酸根的主要反应机理趋向于化学专性吸附.     

Zn2+对铁氧化物吸附苄嘧磺隆的影响

研究2种人工合成的铁氧化物对磺酰脲类除草剂--苄嘧磺隆(bensulfuron-methyl,BSM)的吸附,以及Zn2 对供试样品吸附苄嘧磺隆的影响.实验结果表明,用Langmuir、Freundlich、Temkin等方程对供试样品加入Zn2 后吸附BSM的数据进行了拟合,发现供试样品吸附苄嘧磺隆的等温曲线较好地符合Freundlich方程.加入Zn2 后,铁氧化物吸附苄嘧磺隆的量较未加Zn2 有较大幅度的增加,但在苄嘧磺隆的平衡质量浓度较低(＜4 mg/L)时,氧化物吸附苄嘧磺隆的量不随Zn2 浓度的增加而增加;在苄嘧磺隆的平衡质量浓度较高(＞6 mg/L)时,氧化物吸附苄嘧磺隆的量随Zn2 浓度的增加而增加.这可能是Zn2 和苄嘧磺隆被吸附时存在竞争和协同交互作用的结果.     

多孔陶粒负载水合氧化钛吸磷材料的制备及其性能研究

以粉煤灰为主要原料制备多孔陶粒,并在其上负载水合氧化钛以制备吸磷材料.研究结果表明,陶粒吸磷主要通过其中羟基和磷酸根的离子交换实现.在40℃,pH值为10时对磷酸根有较好的吸附能力,饱和吸附量为7.8 mg/g.吸附等温线符合Lngmiur吸附模型,吸附动力学符合二级吸附动力学模型.吸附后的滤料可在NaOH中再生,经多次“吸附-解吸”后,其吸附容量可达到1.35 mg/g左右.     

水热合成类水滑石/生物炭对镉的吸附和稳定化性能

为提高类水滑石(LDH)对镉(Cd)的吸附能力并考察类水滑石/生物炭复合材料(LDH/BC)在土壤中对镉的稳定化性能,以经KOH活化的稻壳生物炭(BC)为载体,采用水热法和共沉淀法制备LDH/BC,以研究不同复合方式及BC复合量对LDH吸附能力的影响.对经优化制备的LDH/BC在不同Cd2+质量浓度、pH值和反应时间下的吸附特性进行考察,以阐明吸附机理并初步在土壤中验证钝化效果.结果表明:通过水热法制备的LDH(h)/BC0.25对Cd2+吸附性能出色,其中BC添加量为0.25 g.当Cd2+初始质量浓度为160 mg/L 时,LDH(h)/BC0.25对 Cd2+吸附量最大(150.15 mg/g)且吸附反应有较宽的pH值范围.LDH(h)/BC0.25在1 h内可迅速吸附Cd2+,在3 h后吸附达到饱和.动力学过程与拟二级动力学方程拟合程度较高,表明吸附过程主要为化学吸附.同时,XPS结果表明,Cd2+可能以CdCO3、Cd(OH)2、CdClOH的形式存在或Cd2+可能通过与含氧官能团的络合作用吸附在LDH(h)/BC0.25表面.此外,对镉污染土壤施加质量分数为6％的LDH(h)/BC0.25并处理14 d后,土壤中酸溶态镉向残渣态转化,镉形态更加稳定.     

硅藻土负载无定形磷酸氢锡吸附Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)研究

以天然硅藻土为载体,制备了硅藻土负载无定形磷酸氢锡复合材料。利用该材料去除废水中的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ),研究了p H值、吸附时间、初始质量浓度对吸附性能的影响,探讨了材料的等温吸附规律,同时考察了材料在模拟海水中的吸附效果及再生能力。结果表明,硅藻土负载无定形磷酸氢锡对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附量随p H值和吸附时间增大而逐渐增大并趋于平衡。等温吸附数据用Freundlich方程拟合效果最好,25℃时的饱和吸附量分别为27.54 mg/g、19.94 mg/g和16.33 mg/g。复合材料对3种离子的吸附机理均以化学吸附为主,在吸附Pb(Ⅱ)的过程中孔内扩散为速控步骤。高盐度对材料吸附Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)有一定的不利影响,但幅度不大,可以用于去除养殖海水中的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)。吸附了重金属离子的复合材料可以用稀HCl再生,具有重复利用的潜能。     

不同组成木质陶瓷对去除城市生活污水二级出水中有机物及氮磷的研究

以小麦秸秆、凹凸棒石、针铁矿为原料,以酚醛树脂为黏结剂,通过复合、热压、烧结等工艺过程制备出不同成分的木质陶瓷,并利用该系列木质陶瓷对城市二级出水中的有机物及氮磷进行吸附实验研究。结果表明,900℃下的木质陶瓷[m(麦秸)∶m(凹凸棒石)∶m(针铁矿)=1∶1∶1]COD及NH_3-N的吸附效果最佳,2 h可达吸附平衡,投加量为8 g/L时COD去除率达66.48%,投加量为6 g/L时氨氮去除率为69.72%,且酸性条件不利于COD的吸附,NH_3-N的最佳吸附p H范围是2~11。800℃下的木质陶瓷[(麦秸)∶m(凹凸棒石)∶m(针铁矿)=1∶2∶0]P的吸附效果最佳,15 min可达吸附平衡,投加量为6 g/L时总P去除率可达99.69%,p H值、转速、温度对吸附磷影响不大。     

生物锰氧化物对4种重金属的吸附特性研究

通过培养锰氧化细菌Sphingopyxis sp.4-15,制备生物锰氧化物,研究了生物锰氧化物的结构性质及其在不同影响因素下对4种重金属Cu、Zn、Cr和As的吸附特性。结果表明该生物锰氧化物中含有MnO₂、Mn₃O₄和MnO等晶体锰氧化物,包裹在菌体细胞表面呈现出规则的花球状。其锰主要以高价态的Mn⁴⁺和Mn³⁺形式存在,平均孔径为35.56 nm,比表面积为41.49 m²/g。锰氧化物对重金属的吸附过程受pH值影响,最适pH值为4~6;离子强度对吸附过程干扰较小;升高温度有利于其对Cu和Zn的吸附,而对As的吸附产生抑制;锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、As(Ⅲ)的吸附在反应360 min时可达到平衡,对Cr(Ⅲ)的吸附在反应5 min内达到平衡;在4种重金属最大初始浓度下,生物锰氧化物对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、As(Ⅲ)的吸附量依次为:70.184、15.140、9.141、0.089 mg/g,具有较大的重金属吸附容量。     

钛/钙氢氧化物的制备及其对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附研究

采用共沉淀法制备了钛/钙氢氧化物新型吸附剂,并对其吸附除As的性能进行了初步研究.考察了不同制备方法、Ti/Ca比例、pH值、Ca2+、磷酸根离子对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)去除率的影响,研究了所制备吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附热力学特性,并对其吸附机理进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂对As(Ⅲ)具有优异的选择性;吸附去除率试验中,吸附剂投加量0.2 g/L、As质量浓度1 mg/L、20℃、吸附3h条件下,TC-45/5吸附剂对As(Ⅲ)的去除率达到97.3％,对As(Ⅴ)的去除率为78.2％;酸性条件和Ca2+可显著提高As(Ⅴ)去除率,但对As(Ⅲ)吸附去除的影响不大;磷酸根离子由于竞争吸附而导致As去除率下降,且对去除As(Ⅴ)的抑制作用更强烈;30℃时,As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的Langmuir饱和吸附量分别为30.21 mg/g和16.61mg/g.研究表明,钛/钙氢氧化物对As(Ⅲ)去除效果良好.     

桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂对磷的吸附研究

采用原位合成法制备桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂(MSAC/Fe-Mn),用红外光谱、X射线衍射等对其表征,探讨MSAC/Fe-Mn对磷的吸附机理。研究pH值、吸附时间、初始浓度、温度和共存离子等因素对吸附效果的影响,结果表明,pH值为5时,其对磷的去除效果最好;共存离子对磷的吸附影响大小顺序为CO2-3 SO2-4 NO-3;随着离子强度由0. 05 mol/L(Na NO3)增大到0. 50 mol/L,复合吸附剂对磷的去除率降低了40. 6%;准二级动力学模型较好反映了吸附过程,Langmuir等温吸附模型适合拟合MSAC/Fe-Mn对磷的吸附,在温度为25,35,45℃时,其对磷的最大吸附量分别为16. 26,17. 78,20. 82 mg/g。MSAC/Fe-Mn吸附磷的机制包括静电、离子交换、物理-化学吸附等,MSAC/Fe-Mn中铁锰氧化物和其表面羟基和酚羟基均参与了吸附反应。     

利用海泡石合成MCM-48介孔分子筛其吸附性能研究

海泡石除铁后用2 mol/L盐酸在80 ℃下处理3 h,使海泡石中的杂质和镁、铁等阳离子与热酸反应,通过过滤和洗涤去除,烘干后焙烧,得到脱镁海泡石.然后加十六烷基三甲基溴化铵(CTABBr)和去离子水,配比为n(CTAB)∶ n(SiO2)∶n(H2O)=1∶0.6∶30的溶液,搅拌2 h后老化24 h,用NaOH调节pH值到12后,在110 ℃下密封水热合成反应72 h,用去离子水水洗、干燥后在空气中于550 ℃下焙烧,得到具有介孔特征的MCM-48介孔分子筛.用XRD、TEM、FT-IR、N2吸附-脱附等方法,分析表征了MCM-48介孔分子筛的物相结构、孔径分布、比表面积等.结果表明,介孔MCM-48分子筛对亚甲基蓝的吸附量约为200 mg/g,吸附规律符合Frendlich等温吸附关系式.