碳纳米管基复合吸附剂的制备及其吸附性能

为了解决碳纳米管(CNTs)在吸附水中污染物时易聚集、难分离的问题,本文采用静电自组装技术将碳纳米管固定化在具有微米级粒径的碳酸钙颗粒表面,设计制备了壳-核结构的CNTs基复合吸附剂.实验考查了不同碳纳米管分散体系对复合吸附剂制备的影响,并采用Zeta电位、拉曼光谱、扫描电镜等手段对复合吸附剂的制备过程和结构进行表征,探讨了制备的碳纳米管基复合吸附剂对菲的吸附性能.结果发现,复合吸附剂对菲的吸附能力随CNTs载量的增加而增大,CNTs标化的吸附系数则随CNTs载量的增加而下降,碳纳米管是复合吸附剂的主要吸附位点.     

类脂/醋酸纤维素复合吸附材料的制备与性能

采用相转化法将类脂包埋到醋酸纤维素(CA)中,制备出了具有对水中低剂量亲脂性有机污染物高效吸附去除的平板膜.以扫描电子显微镜观察了复合材料的结构形貌和表面特征.利用机械搅拌方式和超声方式对类脂进行分散的实验表明,超声对类脂的均匀分散具有强化作用.同时考察了铸膜温度(室温、0℃)对类脂分散的效果,表明低温有助于形成小的脂滴.另外,通过复合膜的红外谱图证实,类脂和CA属于物理混合,不会改变类脂的分子结构,从而不会影响类脂对亲脂性有机污染物的吸附性能.通过荧光分析法分析复合膜在正己烷溶剂中的稳定情况,表明类脂已被完好地包埋到膜中,因而在去除有机污染物的过程中不会从复合膜中渗出.     

醋酸纤维素小孔径超滤膜的研究

用醋酸纤维素(CA)为聚合物材料,研制出了截留分子量2000—10000、对PEG截留率为90％以上的小孔径超滤膜.并就铸膜液组成,制膜条件及膜的透过特性等进行了实验.     

蔗渣吸附剂的制备及其对氨氮的吸附研究

从炭化蔗渣的炭化温度和用量,吸附动力学、吸附温度,溶液的酸度、组成,吸附等温线及氨氮的存在形式等方面探讨了实验制备的炭化蔗渣吸附去除溶液中氨氮的影响因素。结果表明,直接炭化法蔗渣吸附剂制备的最佳炭化温度为400℃;在初始氨氮浓度一定的条件下,随着吸附剂投加量的增大,炭化蔗渣对氨氮的吸附量减少;炭化蔗渣吸附氨氮的动力学曲线符合准二级动力学模型,吸附常数K2=3.59g(/mg/min);当pH=9.20时炭化蔗渣对氨氮的最大吸附量为10g/kg;在实验的pH范围内,pH=10时炭化蔗渣对氨氮的吸附去除最好;直接炭化法蔗渣吸附剂对氨氮吸附去除的最佳温度是40℃;pH为3.98～9.20时吸附等温线可用Langmuir与Freundlich吸附等温方程进行拟合。     

桑枝基吸附剂的制备及其对阴离子染料的吸附

为了废弃桑枝的资源化,利用3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)对桑枝进行醚化改性制备桑枝基吸附剂,通过正交实验优化了吸附剂的制备条件。采用制备的吸附剂吸附水中阴离子染料日落黄,研究了pH值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度对吸附效果的影响,测定了日落黄在吸附剂上的吸附等温线。结果表明,制备吸附剂的最佳工艺条件为CTA与桑枝粉的质量比为0.5,NaOH与桑枝粉的质量比为1.0,微波功率为300 W,反应时间为3 min。制备的吸附剂对质量浓度为50 mg/L的日落黄的最大吸附去除率达92.0%。日落黄在吸附剂上的等温吸附线可用Langmuir方程和Freundlich方程来描述,饱和吸附容量为18.21 mg/g,吸附易于进行。吸附速率数据可以用准二级吸附动力学方程拟合,说明日落黄在吸附剂上的吸附以化学吸附为主。     

生物吸附剂对重金属Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

利用锯末和花生壳制备出对重金属离子具有较好吸附性能的生物吸附剂。研究了此种生物吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,并深入分析了吸附时间、pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附剂粒径、搅拌速度、共存阴离子对吸附的影响,并通过再生试验检验了吸附剂性质的稳定性和重复利用性。最佳吸附条件组合为:生物吸附剂Ⅰ初始浓度7 mg/L,吸附时间120 min,pH=2.0,温度30.2℃,投加量0.8 g,此时去除率达到85.01%;生物吸附剂Ⅱ初始浓度100 mg/L,吸附时间360 min,pH=2.0,温度30.1℃,投加量1.0 g,此时去除率达到87.96%。     

包埋类脂的吸附剂制备及吸附POPs性能

用丙酮作溶剂将三油酸甘油酯分散到醋酸纤维(CA)基体中,采用悬浮聚合的方法制备出了一种兼具亲水性,又能高倍富集持久性有机污染物的球形复合吸附剂。通过对分散剂的种类及其用量、悬浮介质的种类及其用量的研究,获得了球形复合吸附剂的最佳合成路线与工艺.球形吸附剂粒径为1～2mm。通过荧光分析和电镜扫描分析,表明三油酸甘油酯已被包埋到醋酸纤维基体中,并得到了均匀分散。采用七氯、狄氏剂、异狄氏剂、灭蚁灵为代表性的持久性有机污染物(POPs)。动力学吸附实验表明,当初始浓度为1μg/L时,在快速吸附阶段,溶液中80%的氯、狄氏剂、异狄氏剂可得到有效去除,但并没有达到吸附平衡。快速吸附完后,还在持续地进行慢速吸附。而对于灭蚁灵,吸附速度远远低于其他几种POPs。实验证明了吸附速度不仅与辛醇/水系数有关,而且还与有机污染物的分子结构有关。     

海洋巨藻生物吸附剂对Ha^2＋吸附性能的研究

就丰产廉价的海洋巨藻（Durvillaea Potatorum)所制的生物吸附剂对Hg^2 的吸附性能进行了研究，该生物吸附剂经特殊的稳定化预处理而得。研究表明，该生物吸附剂的Hg^2 吸附容量对溶液的pH值十分敏感，在pH＝3时，最大吸附容量达到3.1mmol/g(干重），在溶液pH=0.4-5.0的范围内，Hg^2 的吸附容量为0.49-3.1mmol/g(干重）；溶液中的Cl^-能显著地降低生物吸附剂对Hg^2 的吸附容量；其对Hg^2 的去除率可达到99％以上。该生物吸附剂可以有效地去除工业废水中的Hg^2 。     

粘土吸附剂的除铅性能及热力学研究

本文报道了粘土吸附剂自溶液中吸附铅的吸附性能及热力学性能．该吸附剂吸附铅的最佳处理条件为：用３ＭＨ２ＳＯ４振荡处理４ｈ，然后在２００℃下培烧２ｈ，该吸附为放热过程．饱和吸附量为１６．８ｍｇ／ｇ，符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附等温线，其吸附热为－６０９．６Ｊ／ｍｏｌ．     

高效磷吸附剂Mg/Al-LDO的制备及除磷机制

针对污水中磷的去除问题,采用优化后的恒定pH值共沉淀法制备了Mg/Al-layered double hydroxides(Mg/Al-LDHs),经高温焙烧得到高效磷吸附剂Mg/Al-layered double oxide(Mg/Al-LDO);在对其吸附特性研究的基础上,并结合Zeta电位、XRD、FTIR分析吸附前后材料等电点、晶体结构及层间阴离子的变化,探讨Mg/Al-LDO吸附除磷机制.结果表明,采用优化后的共沉淀法,在Mg/Al比为2∶1,焙烧温度450℃,焙烧时间2 h条件下制备出的Mg/Al-LDO对磷酸根吸附性最好,最大吸附容量可达到176.94 mg·g-1,与理论吸附容量191.57 mg·g-1基本一致,远高出Mg/Al-LDHs及其它磷吸附剂.实验数据对准二级反应动力学模型的拟合结果较好,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型.结合Zeta电位、XRD、FTIR的结果推测,Mg/AlLDO吸附除磷主要是通过静电引力、阴离子插层、离子交换、表面配位这4种作用协同完成.     

改性壳聚糖重金属生物质吸附剂的制备及表征

为改善壳聚糖的耐酸性及对Pb(Ⅱ)的吸附容量,将壳聚糖与丙烯酰胺接枝,再与戊二醛进行交联,制备出了壳聚糖改性聚合物(G-CAM)。研究了制备条件对接枝率和接枝效率的影响,结果表明,在T=70℃;单体浓度(m壳聚糖:m丙烯酰胺)为1:3;引发剂浓度为0.10g;接枝反应时间为4h时,可制得较为满意的接枝壳聚糖产物。对交联剂的用量通过耐酸性实验和Pb2+吸附实验进行了考察,结果表明,当m壳聚糖:m丙烯酰胺=1:3(m壳聚糖=1g)时,交联剂戊二醛的加入量为0.6mL,得到的产物制备成的吸附剂不但有较好的耐酸性,而且对Pb(Ⅱ)吸附效果最佳。经吸附剂再生实验,G-CAM对Pb(Ⅱ)的吸附量变化幅度小于1%,可重复使用。     

新型饮用水除氟材料Bio-F的除氟特性和比较研究

对3种传统除氟剂活性氧化铝、骨炭和改性沸石与自制的新型生物除氟剂Bio-F的除氟性能及影响因素（材料粒径、pH值、吸附时间、水样含氟浓度、其它离子、再生能力等）进行了比较,并模拟动态实验评估了这4种除氟材料对实际高氟地下水处理的效果.结果表明,Bio-F生物除氟剂对F^-的吸附过程符合Lagergren一级吸附动力学特征（R²=0.958 0）,吸附速率较快,且该过程属于吸热反应; Bio-F吸附F^-符合Langmuir吸附等温模型（R²=0.999 2）,吸附容量高,静态吸附容量可达4.088 3 mg·g^-1,分别约是活性氧化铝和改性沸石的1.8和 5.8倍.4种除氟材料吸附容量与氟浓度正相关,与吸附剂粒径负相关.高浓度的CO^2-₃、HCO^-₃明显抑制Bio-F的除氟（p<0.05）,但高浓度的Ca²⁺、NO^-₃、HPO^2-₄有利于Bio-F的除氟（p<0.001）.Bio-F除氟最佳停留时间3～4 min,远远低于沸石20 min和活性氧化铝11 min.在pH 4.0～9.0范围内Bio-F可保持90％以上吸附F^-的能力.再生性能稳定,10次再生后吸附容量变化不超过15%.Bio-F综合性能优于其它3种传统除氟剂,在我国广大农村地区推广有显著优越性.     

丁二酰亚胺基修饰的吸附树脂对苯胺的吸附热力学性能

有效去除废水中苯胺及其衍生物是重要的环境问题. 由氯甲基聚苯乙烯树脂与丁二酰亚胺反应,合成大孔交联聚(对乙烯基苄基丁二酰亚胺)树脂(简称丁二酰亚胺树脂),测定了丁二酰亚胺树脂对正庚烷溶液中苯胺的吸附性能. 结果表明:丁二酰亚胺树脂对正庚烷溶液中苯胺的吸附量大于原料树脂. 吸附等温线符合Freundlich等温吸附方程,相关系数大于0.99. 利用热力学函数计算了等量吸附焓变、吸附自由能变和吸附熵变. 树脂对正庚烷中苯胺的等量吸附焓变在20～30 kJ/mol,推测吸附过程为氢键吸附;同时,通过比较树脂对正庚烷溶液中苯胺和N,N-二甲基苯胺的吸附性能的差别,进一步论证了丁二酰亚胺树脂对正庚烷中苯胺的吸附是基于氢键作用的机理.      

新型分离富集剂对重金属离子吸附能力的研究

本文从静态和动态两个方面探讨了各种实验条件对新型分离富集剂吸附能力的影响。结果表明:在静态条件下,Cd~(2+)和Zn~(2+)的吸附平衡时间为1h,Pb~(2+)和Cu~(2+)为1.5h;富集剂对上述几种离子的吸附速度的顺序是:Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Cd~(2+);当[Mg~(2+)]<200mg/L,[Ca~(2+)<400mg/L,[K~+]<350mg/L时,此三种金属离子不会干扰对Cu~(2+)的吸附。对于动态吸附,当吸附剂用量为0.1g(对Hg~(2+)),或0.15g(对Cu~(2+)),pH为0.3—8(对Hg~(2+)),3～8(对Cu~(2+))及流速>7mL/min(对Hg~(2+)),或≤10mL/min(对Cu~(2+))时,本富集剂可完全吸附上述两种物质。另外,此富集剂的饱和吸附量为巯基棉的3—20倍,具有很高的吸附能力和很好的稳定性。     

剩余污泥吸附剂的制备及其吸附性能研究

利用城市污水处理厂剩余活性污泥,采用先干燥再浸渍于不同浓度活化剂,再于不同温度、时间下热解的流程,对有机剩余污泥进行改性吸附剂研究。采用正交设计以确定最佳制备条件,并对吸附剂的有机组成和比表面积等参数进行了测定。研究结果表明,有机污泥制备吸附剂的最佳条件是,污泥与活化剂质量比为5∶3,在550℃下恒温热解60min,所得改性污泥吸附剂具有最大比表面积;并利用制备的改性污泥对直接深棕M和酸性媒介棕RH染料进行吸附试验,动力学吸附速率符合Lagergren模型,吸附等温线与Freundlich和Langmuir模型有较好的拟合。同时与商品活性炭吸附性能进行对比,结果显示改性吸附剂吸附容量小于活性炭。     

海泡石颗粒的制备及其吸附油烟效能的研究

用X射线衍射分析了原海泡石矿的纯度,根据原海泡石特性提出“分散-提纯-活化-成型”的制备海泡石颗粒的工艺流程。用所制得的粒径为1.8海泡石颗粒进行油烟吸附实验,分析了海泡石吸附油烟的容量,绘出吸附穿透曲线,并提出海泡石吸附剂再生的方法,同时将海泡石与活性炭吸附油烟的效率做了对比实验。实验结果表明:海泡石成本低,油烟去除率高,是一种理想的油烟净化剂。     

活性炭吸附二硫化碳解析气相色谱法测定废气中乙酸乙酯和乙酸丁酯研究

采用活性炭管吸附废气中的乙酸乙酯和乙酸丁酯,经二硫化碳萃取解析,使用DM-1色谱柱分离后FID检测.实验结果表明:(1)采用活性炭管吸附废气中的目标组份,富集效率良好,二硫化碳解析率可达92％以上;(2)当乙酸乙酯和乙酸丁酯的含量为6.8～102 ng时,测定结果的相对标准偏差分别在1.8％ ～4.2％和3.2％ ～6.1％之间(n=6);(3)当样品采集量为30 L时,方法检出限分别为0.02 mg·m-3和0.02 mg·m-3.因此,方法能满足实验对空气废气中的乙酸乙酯和乙酸丁酯的检测要求.     

污泥与煤共热解制备吸附剂及其对活性艳红X-3B的吸附性能

以污水处理站脱水污泥和煤为原料共热解制备吸附剂,将其用于活性艳红X-3B模拟染料废水的吸附处理.考察了吸附时间,温度,pH及吸附剂投加量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂的碘吸附值为321.62 mg/g,产率为44.85%,比表面积为189.23 m2>/sup>/g,浸出液中未检测出重金属;吸附剂对活性艳红X-3B的去除率随吸附时间、温度和吸附剂投加量的增加均增大,并逐渐趋于平衡,而随pH的增加而减小;吸附剂对活性艳红X-3B的吸附动力学比较符合伪二级吸附动力学方程和二阶段吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤;Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述该吸附行为;吸附焓变(ΔH0>/sup>)>0,吸附是一个吸热过程,提高温度有利于吸附的进行,吸附自由能变(ΔG0>/sup>)<0,吸附过程为自发进行,吸附熵变(ΔS0>/sup>)>0.