粉煤灰改性吸附材料的研究

分析了粉煤灰改性的物质基础，阐述了当前改性的主要方法，在此基础上，笔者用燃烧、Na(OH)2溶液改性粉煤灰制得类沸石吸附剂的比表面积为112.6m^2／g、孔隙率为83.1％，是改性前的40.22和1.67倍。用此类沸石吸附剂来处理浓度为200mg／1的模拟含铅废水，去除率为84．87％、吸附容量为33.94mg／g，分别是改性前的31．13、3.13倍，处理效果优于市售一级活性炭。并用0.1M的HCl溶液和饱和NaCl溶液再生此吸附剂，解吸率达到了98％以上，此再生的类沸石吸附剂处理含铅废水的去除率也达到了83％以上。另外也研究了用酸改性粉煤灰来处理造纸废水，并设计了工艺流程、确定了工艺参数，处理效果令人满意。最后提出了当前应用改性粉煤灰处理废水和废气中存在的问题及今后研究的重点。     

同步脱氮除磷吸附剂的制备工艺及性能表征

采用改性溶液浸泡改性的方法,对粉煤灰沸石进行改性,制备同步脱氮除磷吸附剂。实验结果表明,粉煤灰沸石在改性浓度0.5%,改性pH为10,改性时间24 h,改性固液比1:5的条件下,制得的吸附剂对氨氮、磷的去除率均在90%以上,氨氮吸附平衡时间可缩短至30 min,改性后BET比表面积略有减小(由45.804 m2/g降至43.761 m2/g),改性没有改变粉煤灰沸石的晶型结构,属于表面改性。     

膨润土材料对落地浮油吸附回收性能的研究

选择膨润土作为吸附回收落地浮油的原材料，制备了原土吸附剂和颗粒吸附剂。通过试验。研究了提取温度和提取时间对吸附剂的油回收率和重复使用性的影响，对比性评价了不同吸附剂的落地油吸附回收性能。通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积测试仪（BET）和红外光谱分析（FTIR），研究了不同材料吸附回收落地油前后的形貌和组成变化，探讨了材料的吸附机制。SEM结果表明，颗粒吸附剂的脱附能力优于原土吸附剂。BET结果表明，原土吸附剂比颗粒吸附剂具有大的比表面积．经过3次吸附一脱附循环后，原土吸附剂的比表面积明显下降，而颗粒吸附剂的比表面积则基本保持不变。FTIR测试结果表明，2种吸附剂的吸附回收落地浮油过程对油的性能不存在影响，原土吸附剂中的油含量，随吸附一脱附次数的增加，明显比颗粒吸附剂增大。原土吸附剂对落地浮油的吸附，主要是以层间吸附机制进行，而颗粒吸附剂则以表面吸附进行，颗粒吸附剂综合吸附回收性能优于原土吸附剂。     

铁改性热处理凹凸棒颗粒对水体磷的去除效果

传统粉末态除磷材料颗粒过细,从而导致其难与水分离,这极大限制了其在实际工程中的应用。以热处理颗粒态凹凸棒黏土为载体（1~2 mm）,采用氯化铁（FeCl₃）活性负载的方法制备颗粒态吸附磷材料,并详细研究了吸附材料除磷的最佳改性条件、反应时间、影响因素及其效率。结果表明:2 mol/L氯化铁溶液改性的凹凸棒达到最佳改性条件,且磷的吸附能较好地被朗格缪尔方程模拟,其最大吸附量为4.27 mg/g,是原状黏土固磷容量的2倍左右。铁改性凹凸棒土除磷效率受pH值的影响较大,当水体pH值从4提高到11,去除率下降了10%左右。吸附动力学表明,铁改性凹凸棒土对磷的吸附符合拟二级动力学方程,24 h内可以去除84.46%的磷。0.2 mol/L的盐酸对铁改性凹凸棒的再生效果最优,再生后吸附剂对磷的吸附效率下降40%左右。以上研究结果表明,铁改性凹凸棒土可以作为低浓度水体磷去除材料,具有较大的应用前景。     

2,2′-二硝基联苄生产废水的处理研究

对十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土、凹凸棒土负载TiO2采用XRD、FTIR以及TG等手段进行了分析和表征,对比了改性凹凸棒土、活性炭、大孔树脂等不同吸附剂和凹凸棒土负载TiO2对二硝基联苄生产废水的处理效果。结果表明:十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒土的废水中污染物的去除率比凹凸棒土提高了2.5倍;凹凸棒土负载TiO2在波长λ=254 nm下光照0.5 h,对废水中污染物的去除率是凹凸棒土的2.0倍;投加量为3%活性炭在pH为2.0⁵.0时,对该类废水中污染物的去除率可达80%以上。     

改性凹凸棒土对染料废水脱色初步实验

以凹凸棒土为原料,通过复配造粒、热处理的方法对凹凸棒土进行改性,并用改性后的凹凸棒土对染料废水进行处理。考察了pH值、凹凸棒土用量及吸附时间等因素的影响,探索了最佳工艺条件。结果表明,改性后的凹凸棒土吸附性能有了明显改善,对染料废水进行处理,脱色率可达99%以上,处理废水量与吸附剂比为670颐1,且其原料价廉易得、工艺简单、成本低,是一种较好的脱色吸附剂。     

SDS/凹凸棒土对水中碱性嫩黄的吸附及性能

凹凸棒土是一种吸附性能良好的天然无机矿物材料,表面带负电,因而对于水中带正电的阳离子染料碱性嫩黄有一定吸附效果,去除率为59.3%。用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对其进行改性后,由于将凹凸棒土的表面电性变得更负,吸附效率将会提高。此外,由扫描电镜看出凹凸棒土为纤维状,且晶束间多呈平行紧密聚集,而经SDS改性后的凹凸棒土,晶束在三维空间呈松散交错的排列,更为分散和疏松多孔。由红外吸收光谱看出SDS的特征峰出现在SDS/凹凸棒土中,说明SDS对凹凸棒土起到了良好的改性作用。激光粒度仪测定结果表明SDS/凹凸棒土的中位径d(0.5)由改性前的4.223μm减小到3.758μm,比表面积因而更大,这些变化均会导致改性后的SDS/凹凸棒土有更强的吸附能力。当投加量为0.45 g/L时,吸附30 min后对废水中碱性嫩黄可达吸附平衡,去除率达到80.2%,吸附容量为296.3 mg/g,是活性炭吸附容量129.6 mg/g的2倍多。吸附后的材料经过加热解析再生,吸附性能接近凹凸棒原土,可以再次利用。     

金属尾矿制备生物陶粒的研究

阐述了利用江西某金属矿的尾矿、炉渣、粉煤灰制备一种多孔滤料陶粒的方法。实验结果表明：粒径5—30mm、粒子密度1．5-2．5g．／cm^3堆积密度0．65-1．3g／cm^3、比表面积7．2-13．5m^2／g、酸可溶率〈0．7％、筒压强度6．5-9．1MPa、吸水率0．1％～5％的陶粒质轻多孔,比表面积大,附着的微生物量大,孔隙率高,微生物挂膜快,老化生物膜易脱落。     

CTMAB/凹凸棒土颗粒的制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能研究

以凹凸棒土粉末为原料经一定工艺制得凹凸棒土颗粒,采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,通过微波改性合成了CTMAB/凹凸棒土颗粒,确定了最佳制备工艺条件为煅烧温度550℃,改性剂浓度80 mmol/L,微波改性时间6 min。考察了Cr(Ⅵ)溶液初始浓度和p H的影响,当Cr(Ⅵ)溶液浓度为20 mg/L,p H=5.6,CTMAB/凹凸棒土颗粒投加量为4 g/L时,在最佳条件下制备的CTMAB/凹凸棒土颗粒对Cr(Ⅵ)的去除率为90.7%。结果表明:改性后CTMAB进入到了凹凸棒土颗粒的表面及孔道,使其所带电性由负转为正,因而对以阴离子重铬酸根存在的Cr(Ⅵ)有更好的吸附性能,且Zeta电位随p H升高而降低,与去除Cr(Ⅵ)效率变化一致。吸附过程符合Langmuir等温线和Lagergren准二级速率方程,表明吸附为一种快速的单分子层化学吸附。     

响应曲面分析优化改性粉煤灰漂珠对水中氟的吸附性能及机理研究

为提升粉煤灰漂珠对水溶液中氟的吸附性能,以氧化钙为原料,采用煅烧法制备钙改性粉煤灰漂珠吸附材料.通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计吸附氟试验,探讨各吸附因数及其交互作用对吸附效果的影响,确定最佳吸附条件.利用SEM（扫描电镜）、EDS（能量散射光谱）、XRD（X射线衍射）以及BET比表面积等手段对吸附材料进行表征,并结合吸附动力学、吸附等温试验探讨钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的除氟机制.结果表明:①初始ρ（F-）和吸附温度对改性粉煤灰漂珠吸附水中F-的去除率有显著影响,当pH为5.0、初始ρ（F-）为125 mg/L、吸附温度为40℃时,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附效果最佳.②动力学试验显示,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附过程符合准二级动力学模型,说明该吸附过程主要以化学吸附为主;与Langmuir和Freundlich吸附等温模型相比,Temkin吸附等温模型更适合于描述该吸附平衡过程.③SEM、EDS和BET比表面积分析显示,改性后的粉煤灰漂珠内部生成了具有不规则表面和多孔结构的含钙团簇物质,从而增加了BET比表面积,改善了孔隙结构.XRD分析显示,钙改性粉煤灰漂珠主要通过离子交换作用吸附去除水中的F-.研究显示,以工业废物为原料制备的钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的最大除氟率为93.59%,是一种具有应用潜力的低成本吸附材料.      

脉冲电晕放电降解CFC-113和CCl4

催化降解ＣＦＣ－１３３和ＣＣｌ４难度较大。采用脉冲电晕与吸附相结合,在电晕反应器中加入吸附剂（如γ－Ａｌ２Ｏ３）,显著提高了降解效果。实验结果揭示吸附剂的比表面与孔径大小显著影响ＣＦＣ－１１３和ＣＣｌ４的降解反应活性以及副产物臭氧浓度。本研究开发出一种Ａｌ２Ｏ３－Ⅱ吸附剂,它的比表面为９４．４ｍ＾２／ｇ,孔径〈０．５μｍ,当它与高压脉冲电晕放电相结合时,一方面提高了降解率,另一方面抑制了臭氧生成,     

K2CO3改性类水滑石衍生复合金属氧化物吸附剂脱除HCl(g)性能

采用浸渍法对钙镁铝类水滑石进行K₂CO₃改性,并进一步焙烧获得复合金属氧化物吸附剂。在固定床实验系统上对K₂CO₃改性类水滑石吸附剂的高温脱除HCl（g）性能进行了研究,探究了K₂CO₃负载量、反应温度和初始HCl（g）浓度对其高温脱除HCl（g）性能的影响,通过X射线衍射（XRD）、比表面积及孔隙分析（BET）、扫描电镜（SEM）及热重分析（TG）对改性前后的类水滑石吸附剂进行了表征。结果表明:1）K₂CO₃改性后类水滑石吸附剂的脱除HCl（g）性能显著提高,K₂CO₃的最佳负载量为30%,过高的负载量会导致吸附剂的孔隙堵塞,吸附能力下降;2）在400~800℃的反应温度范围内,吸附剂的HCl（g）吸附容量在600℃时达到最高,为0.289 g/g;3）在不同HCl（g）浓度下吸附剂的脱除HCl（g）性能保持稳定;4）经500℃煅烧后吸附剂的比表面积和孔体积增大,平均孔径减小,吸附能力增强;负载K₂CO₃后类水滑石吸附剂的热稳定性有所增强。K₂CO₃改性后的类水滑石衍生吸附剂具有优良的高温脱除HCl（g）性能,为选择高效实用的高温HCl（g）吸附剂提供了参考。     

热活化对海泡石处理模拟含油废水性能的影响

以海泡石粉末为原料,对其进行热活化处理,考察了焙烧温度、焙烧时间、吸附剂用量、废水初始pH、温度等对模拟含油废水COD去除效果的影响。实验结果表明:经400℃热活化后,海泡石的比表面积由247.797 m2/g增加至305.849 m2/g,热活化海泡石对模拟含油废水中COD的吸附等温式符合Freundlich方程。     

介孔γ -Al2O3的制备及其对F-的吸附性能研究

以硝酸铝和碳酸氢铵为原料,采用溶胶-凝胶法合成具有较高活性的介孔γ-Al2O3纳米材料.对合成的样品进行XRD、TEM和BET表征.结果表明:在N2气氛下煅烧所得样品与在空气中煅烧所得样品相比,其比表面积略有增加;在溶胶-凝胶过程中,用乙醇洗涤凝胶能显著提高产物的比表面积,所得产物比表面积高达390 m2/g,呈多孔结...     

Characteristic and mercury adsorption of activated carbon produced by CO2 of chicken waste

Preparation of activated carbon from chicken waste is a promising way to produce a useful adsorbent for Hg removal. A three-stage activation process （drying at 200℃, pyrolysis in N2 atmosphere, followed by CO2 activation） was used for the production of activated samples. The effects of carbonization temperature （409-4500℃）, activation temperature （700-900℃）, and activation time （1-2.5 h） on the physicochemical properties （weight-loss and BET surface） of the prepared carbon wereinvestigated. Adsorptive removal of mercury from real flue gas onto activated carbon has been studied. The activated carbon from chicken waste has the same mercury capacity as commercial activated carbon （Darco LH） （Hg^v： 38.7% vs. 53.5%, Hg^0： 50.5% vs. 68.8%）, although its surface area is around 10 times smaller, 89.5 m^2/g vs. 862 m^2/g. The low cost activated carbon can be produced from chicken waste, and the procedure is suitable.     

改性柠檬渣的结构特征及其对Cu2+的吸附性能

为研究柠檬渣对污水中Cu2+的吸附性能,利用H₂SO₄与NaOH对柠檬渣进行改性制备吸附剂,并采用响应曲面法对制备工艺进行了优化. 测试了吸附剂的比表面积、孔容与孔径等性能,并利用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、差热分析(TG-DTA)、X射线衍射(XRD)、电镜(SEM)和能谱(EDS)对吸附剂进行了表征. 通过响应面法优化后的最佳改性条件:H₂SO₄改性后的炭化温度为80 ℃,NaOH改性后的炭化温度为90 ℃,w(NaOH)∶w(H₂SO₄)为0.3.改性后的柠檬渣较原柠檬渣比表面积由88.3 m2/g增至392.2 m2/g,灰分率降低了90.7%,碘吸附值提高了近5倍,孔径分布主要是中孔;柠檬渣属于无定型结构,改性后的柠檬渣有CC生成,形成了芳香烃,表面形成了密集的孔;改性后柠檬渣主要由碳元素组成,从而能有效吸附Cu2+,对Cu2+的吸附率能达到85.3%. 由红外分析可知,改性后的柠檬渣吸附Cu2+后3 804 cm-1处的吸收峰消失,说明Cu2+取代了这个吸收峰所代表的官能团及部分O—H中的H+.      

Effect of pyrolysis temperature and hold time on the characteristic parameters of adsorbent derived from sewage sludge

According to the Doehlert‘s matrix method, the adsorbent derived from sewage sludge was prepared through chemical activation under controlling the pyrolysis temperature and hold time. The characteristic parameters including the total yield, adsorption of methylene blue, adsorption of iodine, BET surface area, micro-pore volume are 35%-49%, ]6..5--38 mg/g, 28.5--362 mg/g, 18.5--359 m^2/g, and 0.112--0.224 m^3/g, respectively. According to the experimental data, the multi-linear regression method was adopted to fit the relations between the characteristic parameters and influential factors. At final, through optimization method, the optimal adsorbent is obtained when using 62 min as hold time and 1105K as pyrolysis temperature. Under the conditions, the adsorbent was produced and compared the characteristic parameters with model forecast value, the coherence is satisfied.     

三乙烯四胺改性风化煤对废水中Ni2+的吸附机制

为提高风化煤对Ni2+的吸附性能,以XWC（新疆风化煤）为基体,TETA（三乙烯四胺）为改性剂,采用交联反应联合超声波振荡制备ACA（胺化煤基吸附剂）,利用SEM（扫描电镜）等手段对其进行表征,并考察了体系pH、吸附剂用量、反应时间及溶液初始ρ（Ni2+）对吸附过程的影响,通过吸附动力学和吸附等温模型对吸附机制进行描述.结果表明,TETA中的多乙烯多胺基成功接枝到煤粉表面使风化煤的表面颗粒增多,比表面积由6.875 m2/g减至3.440 m2/g,孔容由0.011 cm3/g减至0.005 cm3/g.在pH为8.0、ACA用量为0.4 g时吸附效果最好.ACA和XWC对Ni2+的吸附过程均符合准二级动力学方程及Langmuir吸附等温模型.拟合得ACA的饱和吸附量为188.68 mg/g,较改性前提高了5.1倍.研究显示,ACA处理ρ（Ni2+）范围为200~1 000 mg/L的废水时,对Ni2+的去除率稳定在95%以上.      

Removal of heavy metals from artificial metals contaminated water samples based on micelle-templated silica modified with pyoverdin I

The micelle-templated silica (MTS) was firstly chemically modified with 3-glycidoxypropyl-trimethoxysilane (GPTMS) before immobilized with pyoverdin I. The characteristics of pyoverdin I-anchored onto the modified MTS were investigated using fluorescence, infrared spectra and scanning electron microscopy. The specific surface area of all materials was calculated by Bnmauer, Emmett and Teller (BET) method using nitrogen isotherm adsorption data. As the results, the surface area of commercial silica gel decreased from 609.2 to 405.4 m2/g, it indicated that the pyoverdin I could be immobilized onto the surface of silica solid support. This adsorbent was used for extraction of Fe(Ⅲ), Cu(Ⅱ), Zn(Ⅱ), and Pb(Ⅱ) in artificial metals contaminated water. Experimental conditions for effective adsorption of trace levels of metal ions were optimized with respect to different experimental parameters using batch procedure. The optimum pH value for the removal of metal ions simultaneously on this adsorbent was 4.0. Complete desorption of the adsorbed metal ions from the adsorbent was carded out using 0.25 mol/L of EDTA. The effcct of different cations and anions on the adsorption of these metals on adsorbent was studied and the results showed that the proposed adsorbent could be applied to the highly saline samples and the sample which contains some transition metals.     

Pd/Fe及纳米Pd/Fe对氯酚的脱氯研究

采用化学沉淀法制备得到了纳米Fe和纳米Pd/Fe(20～100nm),利用制备的纳米催化剂对氯酚进行了催化脱氯研究,并与常规的零价铁和Pd/Fe进行了对比分析.结果表明,纳米颗粒具有较高的比表面积和表面反应活性,所制备的纳米Pd/Fe双金属BET比表面积达到12.4m²/g,而商用铁颗粒(<10m)的比表面积只有0.49m²/g;当钯化率为0.0666%,纳米Pd/Fe用量在6g/L时,氯酚脱氯率达到90%以上,在相同的处理效果下,常规Pd/Fe的使用量为纳米Pd/Fe的20倍左右,纳米Pd/Fe催化氯酚的脱氯降解遵循一级反应动力学.