支化聚乙烯亚胺功能化磁性纳米吸附剂的制备及对Cu2+的吸附研究

为解决水体中重金属Cu²⁺污染,本研究首先采用水热法制备得到超顺磁四氧化三铁纳米粒子,然后使用对Cu²⁺具有强络合作用的含有丰富氨基官能团的支化聚乙烯亚胺接枝到纳米粒子表面,得到Fe₃O₄@BPEI磁性纳米吸附剂。采用红外光谱（FTIR）、X射线粉末衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）等对其结构、尺寸及形貌进行表征。研究了不同吸附因素对吸附剂吸附Cu²⁺的影响,确定了最佳吸附条件,并通过吸附动力学模型和吸附等温线模型进一步探讨吸附机理。结果表明：支化聚乙烯亚胺成功接枝到四氧化三铁纳米粒子表面。最佳吸附条件为pH=6.0、吸附平衡时间为40 min、吸附剂用量为10 mg。通过实验数据拟合,Fe₃O₄@PEI吸附Cu²⁺的过程符合Langmuir等温吸附方程和拟二级动力学模型,表明吸附过程为化学吸附控制的单分子层覆盖,在303 K时,模型理论饱和吸附量为141.24 mg/g。表明支化聚乙烯亚胺修饰的磁性纳米吸附剂对Cu²⁺具有较强的吸附能力,对水体中Cu²⁺的去除具有一定的应用前景。     

阳离子强度和阳离子类型对诺氟沙星土壤吸附的影响

以OECD Guideline 106为基础,采用批平衡方法研究不同Ca²⁺离子强度（0.01、0.03、0.05、0.08和0.10 mol/L的CaCl₂溶液）和不同阳离子（0.01 mol/L的NaCl、KCl、NH₄Cl、MgCl₂、CaCl₂、ZnCl₂和AlCl₃溶液）对诺氟沙星在4种土壤（潮土、黄棕壤、水稻土和红壤）中的吸附-解吸影响.结果表明,随着溶液中Ca²⁺离子浓度的增加,诺氟沙星在土壤中的吸附参数K_f值逐渐减小并趋于稳定,两者间存在显著负相关（p≤0.05）.同时,Ca²⁺离子浓度的增加对低浓度诺氟沙星溶液的吸附影响相对高浓度而言不明显. 低pH下,诺氟沙星主要以阳离子形态存在,吸附以阳离子吸附或氢键为主;在兼性离子状态时,则主要以静电吸附和偶极力为主.这是造成4种土壤中诺氟沙星吸附差异的根本原因.在不同离子强度下,土壤溶液中二价Ca²⁺离子存在则对诺氟沙星的活性吸附位点造成竞争性吸附,从而降低诺氟沙星的土壤吸附量.同时,不同阳离子导致诺氟沙星的土壤吸附存在差异.其影响趋势主要为价态的影响,即价态越高,竞争吸附能力越强：M⁺（Na⁺、K⁺、NH^＋₄）2+（Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺）3+（Al³⁺）.     

载铁(β-FeOOH)球形棉纤维素吸附剂去除地下水As(Ⅴ)的研究

制备了一种载铁(β- FeOOH)球形棉纤维素吸附剂,球珠孔隙度大,强度好,活性成分铁的载入量可高达360mg/mL ,(质量分数达50%) ,活性好.研究表明,当铁含量为220mg/mL时,该吸附剂对As(V)的最大吸附量为15.6mg/mL(33.2mg/g) ,Langmuir和Freundlich方程能很好地描述吸附等温线.吸附速度较快,10h可达到吸附平衡,吸附动力学符合Lagergren二级方程.SiO₃^2- ,SO₄^2-,Cl^-干扰离子均不影响砷的去除.柱吸附实验表明,空床停留时间为5.9min ,进水As(V)浓度为500μg/L时,As(V)的穿透体积为5000BV .吸附剂可以用1.5mol·L^-1 NaOH再生,洗脱和再生效率可达90%以上.活性成分β-FeOOH形态稳定,柱操作和再生时铁无溶出.吸附剂制备方法简单,新颖,对地下水和饮用水砷去除具有较好的应用前景.     

功能化凹凸棒吸附材料的制备及其对重金属废水中Pb2+的吸附行为

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.     

硼掺杂介孔炭吸附四环素的效能与机制

以椰壳和硼酸为原料,通过简单的一步热解法制备出新型硼掺杂椰壳介孔炭材料（B-CSC）用于水中四环素类污染物的高效吸附去除.系统研究了关键制备条件热解温度和硼碳质量比对其吸附性能的影响,使用比表面积及孔径分析仪（BET）、场发射扫描电镜（SEM）、X射线光子能谱仪（XPS）、拉曼光谱仪（Raman）以及Zeta电位仪（Zeta）对其微观结构及物化性质进行了表征分析.系统考察了初始pH值、不同金属阳离子以及不同背景水质条件对其吸附效果的影响.结合材料表征与相关分析等对其强化吸附机制进行了深入讨论与分析.结果表明,一步热解能够将硼掺入椰壳炭的表面及晶格,导致其拥有更大的比表面积和孔体积,引入硼的形态主要是H₃BO₃、B₂O₃、B和B₄C.B-CSC对四环素的吸附量达到297.65 mg·g^-1,是原始椰壳介孔炭（CSC）的8.9倍.同时,B-CSC对于水环境中常见污染物罗丹明B（RhB）、双酚A（BPA）和亚甲基蓝（MB）的吸附量分别高达372.65、255.24和147.82 mg·g^-1.B-CSC对四环素的吸附过程是物理化学作用共同主导的,主要涉及液膜扩散、表面吸附、介孔与微孔内扩散和活性位点吸附,H₃BO₃是其主要吸附位点.吸附强化机制主要是硼掺杂降低了其碳网络的化学惰性,增强了其与四环素分子的π—π相互作用和氢键作用.     

纳米磁性磷酸二氢钙对Cd的吸附、回收与再生

以Ca（H₂PO₄）₂、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（H₂PO₄）₂@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.     

AMD污泥复合材料吸附As (Ⅴ)的机制及其影响因素

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.     

壳聚糖复合树脂对亚硝酸盐氮的吸附性能

采用反相乳液交联法制备了活性炭负载壳聚糖的新型复合树脂,研究了该树脂对亚硝酸盐氮（NO^-₂-N）的吸附性能.结果表明,复合树脂表面具有发达的微孔,与壳聚糖树脂相比,活性炭的加入使复合树脂的堆积密度、骨架密度和孔度参数值略有降低.壳聚糖复合树脂的吸附量远大于活性炭与壳聚糖树脂简单机械组合的吸附量.当温度低于40℃时,吸附类型是以静电引力为主要作用力的物理吸附,树脂对NO^-₂-N的吸附选择性会受共存阴离子浓度及其所带负电荷数的影响,吸附平衡时间约为60 min,平衡吸附量计算值为0.479 mg/g,吸附速率较快,吸附量较小;当温度高于40℃时,吸附类型为化学吸附,吸附热力学特性为吸热、自发、熵增,吸附平衡时间约为90 min,平衡吸附量计算值为0.700 mg/g,吸附速率下降,但吸附量增大.化学吸附和物理吸附的等温方程符合Freundlich模型,二者的吸附速率方程都更符合二级吸附速率模型.     

稻草秸秆生物质炭对重金属Cd2+的吸附性能研究

以稻草秸秆为原料,分别通过水热炭化和热解炭化制备生物质炭（分别记为RS-HC和RS-BC）,并采用不同的洗涤剂（蒸馏水、乙醇、四氢呋喃）对水热炭进行洗涤,分别记为RS-HC₁、RS-HC₂和RS-HC₃.探究了吸附时间、Cd²⁺初始浓度和溶液pH值对4种生物质炭吸附性能的影响.结果表明：4种生物质炭对Cd²⁺的吸附均符合准二级动力学方程,表明吸附过程主要受化学吸附速率控制;RS-HC对不同浓度下Cd²⁺的吸附符合Langmuir等温吸附模型,但对于RS-BC,Langmuir方程和Freundlich方程的拟合效果都比较好（R²>0.93）,说明水热炭对Cd²⁺的吸附多为单分子层吸附,而Cd²⁺在热解炭上的吸附则是多分子层吸附和单分子层吸附共同作用的结果;4种生物质炭的平衡吸附容量排序为：RS-BC > RS-HC₃ > RS-HC₂ > RS-HC₁,RS-HC₃和RS-HC₂的平衡吸附量分别是RS-HC₁的3.32和1.7倍;随着pH（3~8）的增加,生物质炭对Cd²⁺的吸附量逐渐增加,在pH=4时,RS-BC的吸附量是RS-HC₃的5.57倍.     

改性污泥基生物炭的性质与重金属吸附效果

为提高污泥基生物炭在高钙溶液体系中对重金属阳离子的吸附能力,将Fe₂O₃、MnO₂、ZnO与市政污泥以质量比1 ∶10（以过渡金属元素质量计）混合共热解,制备改性生物炭;表征改性生物炭的组成、官能团分布和表面性质,考察其对典型重金属阳离子Cd²⁺的吸附效果.过渡金属氧化物可促进污泥的热解,改性生物炭的H/C原子比均低于0.31,碳链裂解脱氢更彻底.改性生物炭中Fe、Mn保留较好,分别主要以单质和氧化物形态存在;而Zn流失较多.改性生物炭中的孔隙以介孔为主,平均孔径约3.8 nm,比表面积在50 m²·g^-1以上.初始浓度约200 mg·L^-1的Cd²⁺溶液中,Ca²⁺初始浓度从0 mg·L^-1升高到约200 mg·L^-1,Fe改性生物炭对Cd²⁺的吸附容量从43.17 mg·g^-1降至27.88 mg·g^-1,但仍较未改性生物炭高10 mg·g^-1以上,在含钙溶液体系中表现出了对Cd²⁺更强的吸附性能.Fe₂O₃较MnO₂和ZnO对市政污泥基生物炭吸附重金属的强化效果更好.     

碱木素及其改性产物制备重金属吸附剂的研究

从碱法造纸黑液中提取出的木素,在一定条件下,以硫酸铈铵为引发剂,与丙烯酰胺反应制取木素改性产物。用红外光谱对其结构进行表征,并研究了其对重金属离子的吸附性能。结果表明:在25℃下,改性产物对重金属离子Cu2+、Cr6+、Ni2+的吸附容量分别达到了53.9mg/g、47.2mg/g和25.9mg/g,并且对Cu2+、Cr6+、Ni2+的吸附在2.5h内即可达到饱和。     

白腐菌对制浆黑液中硫酸盐木素的降解

研究了白腐菌对硫酸盐木素的降解作用和影响因素,结果发现,２种白腐菌对硫酸盐木素的降解能力不同,培养１０ｄ后,木云芝Ｌｕ－１１的降解率达到７４．５％,而黄孢原毛平革菌的降解率为６５．６％,分子量在１５００￣３０００ｋｄ之间的硫酸盐木素部分被降解最为明显,木云芝的降解产物只有一种主要组分,而黄孢原毛平革菌的降解产物有２种主要组分,培养条件如碳源,氮源、ｐＨ值和温度对白腐菌降解硫酸盐木素的作用有明显的影     

产酸白腐菌处理碱性造纸黑液的机制探析

在复杂的黑液污染体系内, 探索了产酸白腐菌处理碱性造纸黑液的机制。用该菌处理碱性造纸黑液5d以后,pH值从8、9降至1,COD去除率为73%,黑液中固形物与可溶木质素随着时间增加。研究结果表明,黑液碱性是影响产酸白腐菌生长的限制因子之一, 产酸白腐菌可以通过产酸代谢调节黑液碱性以适应与改变环境,同时通过木质素酸析及吸附效应降低黑液COD,此时,白腐菌对黑液中木素降解作用处于次要地位,说明使用产酸白腐菌进行造纸黑液的处理具有明显环境效应与巨大的潜力。     

海藻酸锆/聚N-异丙基丙烯酰胺半互穿网络凝胶球的除磷性能

利用离子交联和自由基聚合反应制备了一种海藻酸锆/聚(N-异丙基丙烯酰胺)半互穿网络凝胶球(ZA/PNIPAM),用于吸附水中的磷酸盐.考察了溶液初始pH、吸附剂投加量、初始磷酸盐浓度和共存阴离子等因素对凝胶球吸附性能的影响.结果表明:ZA/PNIPAM在pH=2时可获得较大的吸附能力;随着投加量的减少、初始磷酸盐浓度的升高,凝胶球的吸附性能逐渐增大;SO_4~(2-)对吸附性能影响较Cl~-和NO_3~-明显.准二级动力学模型和颗粒内部扩散模型可以较好地拟合动力学吸附数据,表明表面吸附和颗粒内部扩散是吸附速率的主要控制步骤.吸附等温线数据可以较好地被Freundlich模型描述,表明吸附过程为非均匀多分子层吸附.FTIR、XPS、零电荷点(pH_(pzc))的结果以及相关吸附数据揭示凝胶球吸附磷酸盐的机制为静电吸附(物理吸附)以及配位交换(化学吸附)的共同作用.经过4次循环再生后,ZA/PNIPAM吸附性能保持稳定,具有良好的重复使用性.     

超滤法从造纸黑液中提取木质素制备活性炭

应用超滤技术从造纸黑液中提取木质素制备活性炭是黑液综合治理的一条新途径，且适合于中、小型造纸厂。经超滤处理过的黑液，ＣＯＤ去除率达到６０％－６５％，ＢＯＤ５去除率达到８０％以上。黑液中木质素提取率达到８０％－８５％，由木质素制成的活性炭得率高，吸附容量大，其主要技术指标均优于沪Ｑ／ＨＧ１１－２２４－８７的标准。     

Environmentally friendly bagasse pulping with NH4OH–KOH–AQ

Bagasse pulping trials were carried out with NH₄OH–KOH in the presence of anthraquinone for the purpose of reducing or eliminating the black liquor problem in pulping processes. The operating conditions, such as the composition of the cooking liquor, the liquid to bagasse ratio, the maximum cooking temperature and the cooking time at the maximum temperature during the pulping process were investigated systematically to establish optimal pulping conditions. The experimental results indicated that this pulping process is particularly well suited for the pulping of bagasse, where the bagasse was delignified to a low Kappa number value of 11.3, the percentage delignification was 80%, and the pulp yield was 65%. This newly developed pulping process provided a high tensile index of 51.6 N.m/g. The laboratory-scale experimental results were replicated on a pilot-scale process successfully, demonstrating the initial stages of scale-up and also demonstrating a degree of repeatability. There is a good prospect that this process can utilize black liquor, which contains nitrogen, phosphorus, potassium and ammoniacal lignin, as a fertilizer for agricultural production. Hence the black liquor problem associated with the pulping industry can potentially be turned into a benefit through this environmentally friendly bagasse pulping process.     

木质素拌种对作物生长影响的初步研究

我国每年中小造纸厂作为污染物排放掉排放掉的木质素有３００万ｔ以上,不仅使大量资源成为废物,而且造成严重的环境污染,为了变废为宝,综合利用,在农业上用木质素作为拌种剂,通过砂培,土培和田间小区试验确定了木质素的使用量为种子重量的０．４％,ｐＨ为７．８左右,大田试验条件同小区试验,结果表明木质素拌种可提高小麦种子的发芽率,促进根系发展,增加有效分蘖数,能提高抗旱,抗病虫能力,增加穗粒数,提高千粒重和公     

酸化法提取木素在造纸黑液治理中的应用探析

提出了采用酸化法从造纸黑液中提取木素的最佳工艺条件,并结合生产实际进行了分析。黑液酸化后,能去除大量有机物,对减轻黑液污染具有明显的效果,同时回收木素创造了较好的经济效益。实践证明,酸化法提取木素是中小型造纸厂草浆黑液治理的一条可行途径      

化学法综合治理草浆造纸黑液的研究

本文采用凝聚-离心分离法对黑液进行预除硅,酸析沉淀法回收黑液中的木质素,并重点研究了混凝法和催化氧化法除去经提取木质素后的黑液中COD的最佳条件.研究结果表明,采用预先除硅-酸析沉淀-混凝-催化氧化联合流程可有效地处理黑液,处理水COD小于300mg/L,同时回收了木质素.     

离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的研究

采用静态法和动态法对阳离子交换树脂吸附Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的行为进行了研究。考察了pH值、流速、吸附时间等条件对吸附效果的影响,优化了树脂洗脱再生的最佳条件。实验结果表明,732型强酸阳离子交换树脂能够有效地吸附废水中的Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)。对比两种交换方式,动态法具有操作简单、效率高、可连续运行等特点,具有较高的实用价值。