磁性埃洛石复合材料的制备及其对十八烷胺吸附性能研究

采用共沉淀法制备磁性埃洛石复合材料,并对其吸附十八烷胺的行为进行研究.利用红外光谱(FT-IR)、透射电子显微电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对磁性埃洛石进行表征,研究吸附剂浓度、吸附时间、溶液p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上吸附的影响,采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合.结果表明:Fe3O4纳米粒子成功的负载到埃洛石的表面;p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附影响较大;十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附符合二级动力学模型;热力学符合Langmuir等温线方程,并且高温利于十八烷胺的吸附.     

KH-550改性埃洛石对水中铀酰离子吸附性能的研究

利用硅烷偶联剂KH-550对埃洛石复合材料进行改性,获得了新型材料KH-550改性埃洛石,并对其进行了红外光谱和X-射线衍射图谱的检测,证明硅烷偶联剂成功嫁接在埃洛石上.同时,实验通过静态批式法探究了KH-550改性埃洛石对水中铀酰离子的吸附作用,分析了不同化学条件下,如浓度、p H值和离子强度等对改性埃洛石悬浮液吸附铀酰离子效果的影响.结果表明,KH-550改性埃洛石吸附铀酰离子的最佳埃洛石悬浮液浓度为1.0 mol·L-1,改性埃洛石对铀酰离子的吸附效果随离子强度的增大而减小,最佳p H值在7.5左右.用不同吸附模型对不同温度下的吸附行为进行拟合,发现用Langmuir模型拟合的效果更好(R2=0.998),最大吸附量为147.58 mg·g-1.用Lagrange准一级动力学和准二级动力学模型对吸附行为进行拟合,发现此吸附过程更加符合准二级动力学模型,最佳吸附时间为90 min.     

磁性GO复合材料对水溶液中Cu(Ⅱ)的去除研究

该研究利用简单的化学合成法合成新型Fe_3O_4@SiO_2/PEI修饰的氧化石墨烯磁性复合材料,并用于去除水中的Cu(Ⅱ)离子,通过Box-Behnken响应面法对pH、Cu(Ⅱ)离子的初始浓度和反应温度3个变量进行优化,得到MSPG对Cu(Ⅱ)离子吸附的最优吸附条件为初始p H为5、初始浓度80 mg/L、反应温度为40℃时,最大理论吸附量为61.48 mg/g。而在最佳条件下进行验证实验,实验值为61.55 mg/g,与理论值相近。吸附动力学研究和等温线研究表明吸附过程在6 h达到平衡,分别符合准二阶动力学模型与Freundlich等温模型,粒子内扩散并不是整个过程中唯一的速率控制步骤。热力学研究证明MSPG对Cu(Ⅱ)的吸附过程是吸热的自发过程。     

添加生物炭对西北黄土吸附克百威的影响

研究了不同温度下制得的生物炭对西北黄土吸附农药克百威的影响,并对溶液p H值和初始浓度对吸附的影响进行了探讨.结果表明,克百威在添加生物炭黄土上的动力学吸附过程较好地符合准二级吸附动力学模型;热力学吸附较好地符合Freundlich等温吸附模型;随着系统温度的升高,添加生物炭的黄土对克百威的吸附量增大,且其对克百威的吸附自由能变(ΔGθ)小于0,吸附焓变(ΔHθ)及吸附熵变(ΔSθ)均大于0,表明吸附是一个自发吸热且体系混乱程度增大的等温吸附过程.溶液p H值和克百威的初始浓度对添加生物炭的土样吸附影响较明显.当p H值为4~7时,添加生物炭的土样饱和吸附量随p H升高呈缓慢降低,当p H值大于7时,吸附容量随p H升高呈明显降低趋势.克百威初始浓度从20 mg·L-1增至50 mg·L-1的过程中,吸附量快速上升,初始浓度大于50 mg·L-1时,吸附量随初始浓度的升高而缓慢增加并逐渐趋于平衡.     

碳纳米管-羟磷灰石对铅的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管-羟磷灰石(MWCNT-HAP)复合材料,通过间歇试验研究了MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的吸附特性.主要探讨了固液比、p H、离子强度、反应时间、Pb(Ⅱ)的初始质量浓度及温度等因素对吸附的影响.结果表明,固液比、p H与温度对于去除Pb(Ⅱ)的影响较大,离子强度影响较小.当温度为20℃,固液比为0.08 g·L-1,p H0为5.5,Pb(Ⅱ)的初始质量浓度为100 mg·L-1时,吸附量为716.13 mg·g-1.动力学试验结果表明,MWCNT-HAP吸附Pb(Ⅱ)为快速反应过程,在30 min时,吸附量可达最大吸附量的90%,60 min即可达平衡.伪二级动力学模型可较好地拟合动力学试验数据,可采用该模型描述MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)吸附的动力学过程.热力学试验结果表明,在不同温度下的自由能变均为负值,表明MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的吸附为自发反应,升温有利于反应进行.Langmuir模型拟合不同温度下的等温试验结果得到可决定系数(R2为0.999 8~1.000 0),可采用该模型模拟MWCNT-HAP对Pb(Ⅱ)的等温吸附过程.MWCNT-HAP去除Pb(Ⅱ)的主要机制为MWCNT-HAP表面含氧官能团与Pb2+间的络合反应、HAP的分解-沉淀、Pb2+与Ca2+离子交换等.     

以纤维为造孔剂的粉煤灰基材料对染料的吸附研究

以粉煤灰为骨料,膨润土为粘结剂,造纸废渣中的细小纤维为造孔剂,经过成型烧结后制备得到新型吸附材料(GAFF),应用于处理亚甲基蓝和龙胆紫这2种碱性阳离子染料,考察了染料溶液p H、浓度、温度等因素对吸附行为的影响。实验结果表明,吸附量随着染料p H值增大而增大,但当p H值大于5时,吸附量变化不大;升高反应温度及增大染料初始浓度,吸附量也随之增大。使用Langmuir、Freundlich和Tempkin吸附等温线拟合吸附数据,通过比较R2值可以得出Langmuir等温线更适合拟合GAFF对2种染料的吸附,且使用该模型计算得出的GAFF对亚甲基蓝和龙胆紫染料的最大吸附量分别是222.22和714.28 mg/g。使用拟一级动力学、拟二级动力学和颗粒内扩散模型拟合数据后发现该吸附过程更符合拟二级动力学方程。     

流动搅动法研究针铁矿对亚砷酸盐的吸附特征

采用流动搅动法,在溶液p H、浓度和温度影响条件下,研究针铁矿对亚砷酸盐吸附的特征.结果表明,在不同条件下,亚砷酸盐的吸附过程分为快反应和慢反应这2个阶段.随溶液p H的升高,砷的吸附量逐渐降低,表观吸附速率常数(k')逐渐增大,半反应时间(t1/2)也就越小,砷的吸附反应达到平衡时间就越短,且砷的扩散速率常数b值也逐渐降低.溶液p H 3.0和p H7.0时,砷最大吸附量分别为246.9 mg·kg~(-1)和99.8 mg·kg~(-1).随着砷浓度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数(k')逐渐增大;砷浓度为0.10 mg·L~(-1)和1.00 mg·L~(-1)时,砷的最大吸附量分别为96.5 mg·kg~(-1)和249.1 mg·kg~(-1).Freundlich方程中吸附常数Kf值随着时间的延长逐渐降低,其吸附能力是逐渐减弱的.Langmuir方程分配因子RL在0~1之间,表现为针铁矿上砷的吸附为优惠吸附.随着温度的升高,针铁矿对砷的吸附量增加,表观吸附速率常数k'值也逐渐升高.温度为298K和313 K时,砷最大吸附量分别为241.1 mg·kg~(-1)和315.6 mg·kg~(-1).用抛物线扩散方程b值来计算扩散过程的伪热力学常数,砷吸附反应的活化能(E*a)为14.60 k J·mol~(-1).砷扩散活化焓变(ΔHθ)随着温度的升高有所降低,ΔHθ均为正值,扩散过程为吸热反应,升高温度有利于砷的吸附;活化自由能变(ΔGθ)随着温度的上升而升高,升高温度有利于加快扩散过程;ΔSθ值均为负,说明吸附反应使体系有序度增加.     

腐植酸对氧化锌吸附Cu(Ⅱ)的影响

为研究复杂三元体系中HA(Humic acid,腐殖酸)对氧化锌吸附Cu(Ⅱ)的影响,探究HA对重金属Cu(Ⅱ)在环境中迁移转化的作用机理,通过改变HA的添加顺序及添加量,系统研究了HA在不同环境条件下对氧化锌吸附Cu(Ⅱ)的影响作用.结果表明,添加HA能显著降低氧化锌对Cu(Ⅱ)的吸附量,在p H为5.05时添加50mg/L的HA,Cu(Ⅱ)的最大吸附量降低了61.74%;离子强度增大会促进氧化锌对Cu(Ⅱ)的吸附,在NaNO_3浓度为1.0mol/L时最大吸附量为21.79mg/g;p H值为5.05时吸附量达到最大值,升温有利于氧化锌对Cu(Ⅱ)吸附,氧化锌对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich模型.HA不同添加顺序对Cu(Ⅱ)的吸附量的影响表现为对照后添加HA同时添加HA先添加HA.红外光谱特征表明,HA和Cu(Ⅱ)在氧化锌表面吸附位点形成竞争吸附,并且氧化锌表面的羟基在吸附HA和Cu(Ⅱ)的过程中产生重要作用.     

海藻酸钙/生物炭复合材料的制备及其对Pb (Ⅱ)的吸附性能和机制

利用海藻酸钙(CA)包覆生物炭(BC)制备了一种新型复合材料(CA/BC),用以吸附水溶液中的Pb(Ⅱ).系统研究了溶液的初始浓度、p H、时间对吸附的影响.BC和CA/BC吸附Pb(Ⅱ)等温热力学数据符合Langmuir模型,在p H=5的条件下对Pb(Ⅱ)的最大吸附量分别为93.20 mg·g~(-1)和155.04 mg·g~(-1).BC吸附Pb(Ⅱ)动力学数据符合准二级动力学模型,化学吸附是速率控制步骤.CA/BC吸附Pb(Ⅱ)动力学数据符合准一级动力学模型,扩散是速率控制步骤.结果表明CA/BC吸附Pb(Ⅱ)的机制主要包括形成配合物,以及Ca(Ⅱ)与Pb(Ⅱ)发生离子交换.     

铆钉菇(Gomphidius viscidus)菌丝对Cu(Ⅱ)的生物吸附特性

在离体条件下研究了外生菌根真菌铆钉菇(Gomphidius viscidus)菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特性,并采用二级动力学方程Freundlich和Langmuir吸附等温线模型拟合G.viscidus菌丝的生物吸附特性.同时,考察了G.viscidus菌丝在不同温度和Cu(Ⅱ)起始浓度下,各自对Cu(Ⅱ)吸附能力和吸附率所造成的影响.结果表明:G.viscidus活性菌丝在2h时达到最大吸附速率,16h时达到最大平衡吸附量,其主动吸附使得对Cu(Ⅱ)具有很高的平衡吸附比例;G.viscidus活性菌丝和非活性菌丝均对Cu(Ⅱ)具有很大的吸附量,分别为25℃时的15.12与36.13mg·g-1(以干重计)和30℃时的16.23与10.42mg·g-1(以干重计);G.viscidus非活性菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附能力随温度升高而降低,G.viscidus活性菌丝则无显著变化;G.viscidus菌丝对Cu(Ⅱ)的吸附能力随Cu(Ⅱ)初始浓度增加而增大,吸附率随初始浓度增加而减小.     

磁性石墨烯吸附水中Cr(Ⅵ)研究

以氧化石墨和铁盐为原料,采用化学沉淀法制备出磁性石墨烯复合材料,运用静态吸附实验研究了吸附动力学、热力学、等温吸附模型以及不同因素如p H、温度、时间对Cr(Ⅵ)吸附的影响.结果表明,吸附动力学符合假二级动力学模型;与Freundlich模型相比,Langmuir模型更适合描述吸附过程.热力学参数为:ΔHθ=33.89 k J·mol-1,ΔSθ=120.15 J·(mol·K)-1,ΔGθ=-2.51 k J·mol-1(303 K),这表明吸附过程是吸热并且自发的.实验最佳p H值为2,升高温度和延长时间均有利于吸附的进行.初始Cr(Ⅵ)浓度为5 mg·L-1时,重复利用3次后吸附量由3.9 mg·g-1下降到2.1 mg·g-1.在磁铁存在的条件下吸附剂可轻易从溶液中分离出来,利用Na OH可使其再生,因此可作为去除Cr(Ⅵ)的良好吸附剂.     

活性炭/高分子复合水凝胶对水中亚甲基蓝和Cu(Ⅱ)的去除性能

采用活性炭/海藻酸钠-聚乙烯醇复合水凝胶(CAP)为吸附剂,以水溶液中的亚甲基蓝(MB)和Cu~(2+)为目标污染物,考察了固液比、p H、温度、反应时间、MB和Cu~(2+)的初始浓度等因素对吸附过程的影响.通过SEM、FTIR、BET等手段对CAP物化性质进行了表征.结果表明,CAP内部呈现互穿的三维网络多孔结构,成功复合了活性炭,具有丰富的—COOH和—OH官能团,比表面积可达112.7 m~2·g~(-1).CAP对MB和Cu~(2+)的吸附量随着固液比、温度的增大而降低,随着溶液初始p H的升高而增大;吸附属于Langmuir单层吸附,对MB和Cu~(2+)的最大吸附量分别为1 940.75 mg·g~(-1)和190.48 mg·g~(-1);反应时间在5 h内吸附量可达最大吸附量的90%,吸附动力学过程符合准二级动力学方程;活性炭/高分子复合水凝胶经过5次吸附-脱附循环再生后,仍能保持优异的吸附性能.     

磁性生物炭对水中CIP和OFL的吸附行为和机制

采用化学共沉淀方法将Fe2+/Fe3+和芦苇生物质材料进行复合,然后于873.15 K限氧热解制备出具有磁分离及高吸附性能的磁性生物炭(MBC).利用SEM、BET、FTIR和VSM等对其理化性质进行表征,并考察了MBC对水中环丙沙星(CIP)和氧氟沙星(OFL)的吸附行为和机制.结果表明,MBC表面含有大量的含氧官能团,比表面积和总孔体积分别为254.6 m2·g-1和0.257 cm3·g-1.MBC对CIP和OFL的吸附有很强的p H和温度依赖性.不同p H下,CIP和OFL各形态离子(阳离子、两性离子和阴离子)对吸附的贡献不同.MBC对CIP和OFL的吸附过程为自发、熵增的吸热过程.CIP和OFL在磁性炭上的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型.MBC对CIP和OFL的平衡吸附量分别为27.84 mg·g~(-1)和22.00 mg·g~(-1).孔填充作用、π-π电子供体受体作用、氢键作用、疏水作用和静电作用可能是MBC吸附CIP和OFL的重要机制.     

磺胺甲恶唑在三种湿地基质中的吸附特性研究

研究了磺胺甲恶唑(SMX)在3种人工湿地基质中的吸附特性。结果表明:吸附动力学过程符合一级动力学和二级动力学模型,但不符合粒子内扩散模型,该过程是包括物理和化学吸附的表面扩散过程;等温吸附过程中,基质的吸附量和溶液剩余量均随着SMX投加量的增加而增加,该过程属于物化单分子层吸附;吸附量随温度的变化过程实质是从物理吸附到化学吸附并最终达到吸附平衡的过程;酸性或碱性条件不利于SMX的吸附,最大吸附量点在溶液p H值为7时,偏离理论等电点;SEM从微观角度表征了3种基质对SMX产生了有效吸附。     

对印染废水中甲基橙去除的新方法研究

本文主要研究了碳纳米管-铁氧化物磁性复合材料(磁性碳纳米管)在吸附处理甲基橙方面的应用。分别研究了甲基橙初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间、溶液温度和p H值等工艺条件对甲基橙吸附率的影响。结果表明,在甲基橙初始浓度为2 mg/L,吸附剂投加量4 g/L,吸附时间30min,p H值为3的条件下,吸附率达到了63.99%。磁性碳纳米管吸附甲基橙的吸附率随着吸附剂的用量增大而增大;在20 min以前,甲基橙的吸附率随着时间的增加而增大,到达30 min后吸附率基本保持不变;甲基橙的吸附率随着起始甲基橙的浓度的增加而减小。另外,酸性溶液有利于磁性碳纳米管吸附甲基橙,随着p H的增大吸附率逐渐减小,当溶液呈碱性时,p H对吸附率的影响逐渐减小。     

Ca-Al-LDH对富里酸吸附性能的研究

采用乙醇辅助液相共沉淀法制备Ca-Al-LDH(层状双金属氢氧化物),运用X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变化红外光谱仪(FA-RT)对吸附前后的Ca-Al-LDH样品进行表征,并研究了Ca-Al-LDH对富里酸的吸附性能及其影响因素。结果表明:Ca-Al-LDH对富里酸吸附容量随p H的变化呈先增加后递减趋势,在p H为4时吸附容量达35.5 mg/g;吸附过程在24 h达到平衡;添加电解质Na NO3可抑制富里酸的吸附作用;吸附过程符合Langmuir模型,且吸附动力学过程符合准二级动力学方程。     

生物质炭对孔雀石绿和酸性橙的吸附研究

文章以生物质炭为吸附剂,研究了其对以孔雀石绿和酸性橙Ⅱ两种染料作为水污染物时的吸附行为,并且探讨了初始浓度、温度、离子强度及溶液p H值等因素对吸附效果的影响。结果表明吸附符合准二级动力学方程;离子强度对吸附效果贡献不大;随着p H值的增加,生物质炭对孔雀石绿的吸附量增加,而对酸性橙Ⅱ的吸附量降低;吸附热力学研究表明,吸附过程为自发的吸热反应,用Langmuir方程能够更好地对吸附等温线进行拟合。     

纳米羟基铝吸附砷的研究

以偏铝酸钠和硫酸为原料制备纳米羟基铝吸附剂,通过静态吸附实验考察了影响吸附的因素。结果表明:纳米羟基铝对砷的吸附平衡时间为8 h,去除率可达70%。去除率随温度的升高而增大,随初始砷浓度的增加而降低;离子强度增会降低纳米羟基铝对砷的吸附量;p H=6~8时,吸附能力最强,p H值再升高和降低,吸附能力均下降。吸附动力学匹配Elovich动力学模型。吸附等温线符合Freundlich模型,相关性0.993。热力学参数吉布斯自由能变(△G)、焓变(△H)和熵变(△S)活化能(E_a)计算显示,纳米羟基铝对砷的吸附过程是一个非自发的吸热过程。     

UiO-66对废水中二氯苯氧乙酸的吸附特性

以Ui O-66型金属有机框架为吸附剂,研究了时间、p H值和温度对自制金属有机框架Ui O-66吸附2,4-D性能的影响.结果表明,Ui O-66的吸附平衡时间为24 h;初始溶液最佳p H值为4.0;Ui O-66上的平衡吸附量随温度的升高而增加,实验最佳温度应控制在30℃.Ui O-66对2,4-D的吸附符合Langmuir吸附模型;吸附动力学符合拟二级模型;颗粒内扩散过程是吸附速率控制步骤;热力学计算结果显示ΔG0、ΔH0、ΔS0,由此判断吸附是自发、吸热、熵增加的化学过程.本实验表明,Ui O-66在去除农业废水中2,4-D领域有实际应用的潜力.     

硝化包埋菌颗粒氨吸附性能及动力学特性

采用水性聚氨酯(WPU)和聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)制作硝化污泥包埋菌颗粒,同时对比无污泥空白包埋菌颗粒,研究不同初始氨氮浓度、p H、温度、盐度等对包埋菌颗粒NH_4~+-N吸附性能的影响;通过吸附等温线、吸附热力学以及吸附动力学对包埋菌颗粒NH_4~+-N吸附过程进行解析.结果表明,硝化包埋菌颗粒的吸附容量大于空白包埋菌颗粒,WPU包埋菌颗粒的吸附容量高于PVA-SA;初始氨氮浓度升高,包埋菌颗粒的平衡吸附容量增大,同时随着时间的增长,吸附容量呈现先升高后降低最终逐渐达到平衡的过程;中性条件(p H=7)下包埋菌颗粒NH_4~+-N吸附性能最好,温度和盐度的升高抑制NH_4~+-N的吸附;热力学研究表明该吸附过程是一个放热的过程.吸附等温线显示包埋菌的NH_4~+-N吸附过程同时符合Langmuir等温式和Freundlich等温式,在高能量水平上显示为多层吸附,在低能量水平下显示为单层吸附;包埋菌的NH_4~+-N吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,表明NH_4~+-N与包埋菌颗粒表面存在化学基团的相互作用.