EDTA络合铜在无机柱撑膨润土上的吸附研究

利用天然膨润土、羟基铁和羟基铁铝柱撑膨润土,进行吸附EDTA络合铜离子(EDTA-Cu)的实验.研究了溶液中EDTA与Cu2 摩尔比、pH值、吸附时间对吸附过程的影响和吸附等温线的变化规律.结果表明,达到吸附平衡的时间为1 h;pH值对天然膨润土的吸附影响甚小,柱撑膨润土的最佳吸附pH在6～8之间;膨润土的分配系数随着溶液中EDTA与Cu2 的摩尔比的增加而减少,当摩尔比＞2后,分配系数趋于稳定;柱撑膨润土羟基吸附位的活性是决定吸附性能的关键因素;吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,吸附容量的大小和吸附作用强弱的顺序为:羟基铁铝膨润土＞羟基铁膨润土＞天然膨润土.     

硅锰复合物的水热合成及对水中Cu~(2+)的吸附

为了提高吸附剂在低p H条件下去除水中重金属离子的效率,通过水热法合成了一种硅锰复合材料。利用N2-吸附脱附、透射电子显微镜(TEM)以及X射线衍射(XRD)技术对制备的材料进行了表征;并将其用于吸附水中的Cu~(2+),研究了Si O2掺杂量、溶液p H值、初始Cu~(2+)浓度以及吸附时间对吸附效果的影响。结果表明:与纯δ-Mn O2相比,当Si O2含量为7.5%~15%,硅锰复合物对Cu~(2+)的吸附量受溶液p H影响较小,在溶液p H=2~4范围内有更高的Cu~(2+)吸附量;等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附模型,计算饱和吸附量为84.68~71.12 mg,与实验值十分接近。     

阴/阳离子有机膨润土制备及其对苯酚吸附性能的实验研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对辽宁黑山钙基膨润土进行不同工艺的阴/阳离子有机膨润土制备,并探讨其对被苯酚污染的地下水的吸附机理及其影响因素,为阴/阳离子有机膨润土在污染地下水修复新技术--渗透反应格栅(PRB)中应用的可行性提供必要的技术参数.研究结果表明,制备阴/阳离子有机膨润土的最佳工艺是加入3.0%(质量分数)的Na2CO3钠化,以120CTMAB/15SDS的投加量对其进行阴/阳离子有机改性;阴/阳离子有机膨润土对水中有机物具有协同去除效应;阴/阳离子有机膨润土Na-ACOMMT对苯酚吸附的最佳条件是投加60 g/L、80～100目的Na-ACOMMT,在温度20℃、pH为6～8、振荡转速200 r/min的条件下振荡30 min,此时苯酚的去除率高达78.74%,且吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程;Na-ACOMMT可通过多次吸附(累积吸附量为0.045 9 mg/g)达到降低成本的目的.但是Na-ACOMMT吸附被苯酚污染的地下水时,可能会有微量阴/阳离子表面活性剂的解吸.     

纳米有机膨润土对苯酚的吸附性能研究

通过对天然膨润土改性,制备纳米有机膨润土并用于吸附苯酚,探讨了吸附时间、溶液pH、纳米有机膨润土投加量等因素对苯酚吸附的影响。结果表明,吸附在5 min内快速达到平衡,溶液pH可以影响苯酚在溶液中的状态,是影响苯酚吸附性能的重要因素。纳米有机膨润土吸附苯酚的过程可用伪二级反应动力学方程来描述,伪二级吸附速率常数为1.3 g/(mg.min)。吸附等温线符合Langmuir等温方程,在25℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到536.32 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是自发的、放热的物理吸附过程。     

铁基膨润土对水中磷酸根的吸附热力学及动力学研究

采用铁盐改性制得铁基膨润土,研究了其对水中磷酸根的吸附性能及影响因素,结果表明,通过对膨润土的改性提高了磷的去除率,含磷废水初始pH值的大小对磷的去除率影响不大,初始浓度越低越有利于磷的去除。磷的去除率随改性膨润土的投加量增大而提高,随温度升高而增大。进一步研究表明,改性膨润土对磷的吸附是吸热反应,其吸附等温线可采用Langmuir等温吸附方程拟合;改性膨润土对磷的吸附是快速吸附,在20 min内,磷去除率达70%以上,符合准二级吸附动力学模型。     

改性丝瓜络纤维对水体日落黄的吸附特性

采用化学改性的方法将丝瓜络制备为阴离子吸附剂,并将其用于水体日落黄(SY)染料的吸附,分别考察了吸附剂的用量、日落黄染料的初始浓度(C0)、p H值、温度(K)、时间(T)5个因素对吸附效果的影响。通过模拟吸附等温曲线、吸附动力学以及热力学方程并通过比表面积(BET)和红外光谱(FTIR)分析改性丝瓜络吸附染料前后和丝瓜络改性前后的变化情况以此探究其吸附机理。结果表明,p H对吸附效果影响不明显;最大吸附量随温度升高而增大,在298 K温度时最大吸附量达到137 mg/g,是未改性丝瓜络的9.78倍。Langmuir方程拟合吸附过程描述最好,吸附类别为化学吸附。吸附过程符合伪二级动力学,是一个自发和吸热的过程。改性丝瓜络可以有效去除水体中的日落黄染料。     

零价铁复合有机膨润土处理染料废水的研究

针对目前印染废水处理现状及膨润土在水处理中回收困难等问题，提出将零价铁复合到有机膨润土中制成零价铁复合有机膨润土(ZVI-OB)，以达到高效吸附并降解污染物的目的。以染料废水(Orange II) 作为研究对象，考察了废水中染料的初始浓度、pH以及吸附时间对ZVI-OB去除染料效率的影响，并研究了吸附后降解过程中时间和pH对污染物降解的影响以及降解前后膨润土层结构的变化。研究结果表明，ZVI-OB相对于CTMAB改性的有机膨润土而言，其吸附量有所降低，但ZVI-OB在吸附污染物之后能有效降解有机物。ZVI-OB在饱和吸附Orange II后经催化氧化，总有机碳含量降低为原来的19%，可以重复利用。     

DSB+CPB复合改性膨润土对磷酸盐的吸附

为研究两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土的吸附除磷性能及其机理,采用不同比例两性表面活性剂——十二烷基二甲基磺丙基甜菜碱(DSB)和阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(CPB)对膨润土进行了有机复合改性,制得DSB+CPB复合改性膨润土,利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、接触角(CA)以及热重分析(TGA)等手段对膨润土土样进行了表征,并用吸附等温模型和动力学方程拟合其吸附过程,探讨了改性比例、pH和温度等因素对吸附的影响。结果表明:DSB改性能提高膨润土对磷酸盐的吸附能力,当加入CPB复合改性后,可进一步促进DSB改性膨润土对磷酸盐的吸附能力,且吸附能力均随改性比例的增大而增强;对于0.5 DSB和1.0 DSB的改性膨润土,其与CPB最佳复合比例均为DSB+1.5CPB,最大吸附量分别为原土的7.81倍和8.19倍;改性膨润土对磷酸盐的吸附均符合Langmuir等温模型和伪二级吸附动力学方程,其吸附能力随pH的升高而降低,且吸附为物理和化学吸附同时存在的自发吸热熵增过程。上述研究结果可为两性-阳离子表面活性剂复合改性膨润土吸附除磷提供参考。     

聚乙烯亚胺/Fe_3O_4杂化磁性纳米吸附剂去除甲基橙

采用戊二醛共价交联法制备出了聚乙烯亚胺/Fe3O4杂化磁性纳米吸附剂(PEI-Fe3O4)。通过TEM、XRD、FTIR、VSM和TGA等手段表征了材料的结构和性质。以甲基橙(MO)为吸附质,系统考察了p H值、吸附时间和染料初始浓度等因素对吸附材料性能的影响。结果表明,MO在PEI-Fe3O4上的吸附具有强烈的p H依赖性,p H为3时吸附量最大;吸附平衡仅需20 min,吸附过程符合准二级动力学模型;等温吸附过程更符合Langmuir模型,MO的最大吸附量为242.4 mg/g。重复实验表明,吸附剂经过15次吸附/解吸附循环后仍可维持最初的吸附性能,显示出良好的机械和化学稳定性。因此,该杂化吸附剂在染料废水中MO的去除方面具有良好的应用前景。     

腐殖酸修饰凹凸棒对U(VI)的吸附性能及机理

采用腐殖酸(HA)修饰凹凸棒(ATP)制备得到腐殖酸/凹凸棒(HA/ATP),用于去除废水中的U(VI)。通过静态吸附实验,研究了溶液初始p H、投加量、吸附时间和初始浓度对吸附的影响,并用扫描电镜(SEM),X射线能谱图(EDS),傅里叶红外光谱仪(FITR)分析吸附机理。实验结果表明,去除率随时间的增大而增大,在120 min内可以达到平衡;吸附剂投加量越大,溶液p H=6左右时越有利于U(VI)的去除;HA/ATP能多次重复使用,且经过5次吸附解吸后对U(VI)的去除率仍能达到96%。吸附过程均符合Langmuir和Frendlich等温方程。较之准一级动力学,准二级动力学模型能更好地拟合实验数据。SEM-EDS、FITR分析结果表明,U(VI)被成功地吸附到了HA/ATP的表面,吸附机理为络合作用。     

阳离子表面活性剂改性油茶果壳对水溶液中甲基橙的吸附

以阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对油茶果壳进行改性,制备CTAB-油茶果壳(CTABCOS)吸附材料,并采用批实验法对其对水溶液中甲基橙的吸附去除进行了研究。考察了溶液p H、吸附剂用量和离子强度等对水溶液中甲基橙的吸附影响,并研究了体系的吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,向100 m L浓度为50 mg/L的甲基橙溶液中加入0.40 g CTAB-COS,在最佳实验条件下,CTAB-COS对甲基橙的去除率可达96.66%。溶液离子强度增大,甲基橙去除率降低。CTAB-COS对甲基橙的吸附行为符合拟二级动力学模型,吸附等温线可用Langmuir模型进行较好拟合,在20℃时最大吸附量为18.31 mg/g。吸附热力学结果表明,吸附过程为可自发进行的放热过程。再生性实验结果表明,再生6次后,CTAB-COS对甲基橙的吸附去除率仍可达到80%。该改性油茶果壳可应用于阴离子型染料废水的吸附法处理。     

简青霉-生物炭联合吸附处理染料废水

利用简青霉菌丝球固定生物炭制得一种新型生物吸附剂,吸附处理亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)两种染料,考察了接触时间、菌丝球和生物炭用量、p H、染料初始浓度等影响因子对处理效果的影响。结果表明,菌丝球固定生物炭不仅保留了两者的吸附能力,而且易于固液分离。含炭菌丝球对亚甲基蓝的吸附效果优于甲基橙。甲基橙和亚甲基蓝的吸附平衡时间分别为48 h和60 h。亚甲基蓝在碱性条件下的吸附去除效果更好,甲基橙的吸附最适p H范围为5~6。Langmuir等温模型比Freundlich等温模型更适合模拟含炭菌丝球对亚甲基蓝和甲基橙的吸附行为。实验结果可以为微生物和生物炭的联合应用提供科学依据。     

NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附去除水中Cr(Ⅵ)

采用共沉淀法合成磁性复合材料NiFe_2O_4/ZnAl-LDH,通过静态吸附试验考察复合材料去除水中Cr(VI)的性能,系统地研究了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和温度等因素对Cr(VI)去除效果的影响。结果表明,当溶液初始p H值为2、初始Cr(VI)浓度为50 mg·L-1、吸附剂投加量为4 g·L-1时,吸附过程在240 min内达到平衡,此时Cr(VI)的去除率为89.5%。动力学和吸附等温式的研究表明:NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附Cr(VI)的过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为自发、放热的反应过程,低温有利于吸附剂对Cr(VI)的吸附。吸附剂经4次再生后对Cr(VI)仍有83.1%的去除率,且其在外加磁场的作用下能快速与水溶液分离,因此NiFe_2O_4/ZnAl-LDH可作为去除水中Cr(VI)的良好吸附剂。     

膨润土对盐酸四环素的吸附性能

研究了初始投加量、吸附时间、吸附温度、振荡频率以及溶液p H值等不同条件下,膨润土对水溶液中盐酸四环素的吸附特性,并对其吸附机理进行了解释。研究结果表明,膨润土对盐酸四环素的吸附可在2 h达到吸附平衡,最佳吸附温度为35℃、最佳振荡频率为180 r·min-1,p H值的升高有利于膨润土对盐酸四环素的吸附。由膨润土对盐酸四环素的吸附动力学可知,该吸附过程符合准二级动力学模型。     

天然氧化纤维素的吸附性能

重金属污染已成为最严重的环境问题之一。纤维素是一种可生物降解的天然高分子,含量极其丰富。将纤维素经TEMPO/Na Br/Na Cl O体系进行氧化改性,得到了一种新型吸附材料——天然纤维素氧化物。研究了其对废水中Cu2+和Fe3+的去除效果,并探究吸附剂投加量、p H、温度、初始浓度和吸附时间对去除效率的影响。结果表明,室温条件下,在Cu2+浓度为100 mg/L和p H为5~6的溶液中,加入0.175 g吸附材料,吸附时间为60 min,可以得到99%的吸附效率;而Fe3+的溶液需要调节到p H值为4~5,添加的吸附材料是0.15 g,吸附效率也是99%以上。动力学研究还表明,该材料对Cu2+和Fe3+的吸附过程与Freundlich型及Langmuir型吸附等温模型都能较好地拟合。该新型吸附材料在废水处理行业将会有广阔的应用前景。     

磁性多壁碳纳米管吸附亚甲基蓝和铜(Ⅱ)

针对实际废水中有机物和重金属离子往往同时存在,吸附处理后吸附剂难分离2个问题,采用化学共沉淀的方法制备了磁性多壁碳纳米管(MMWCNT),研究了亚甲基蓝(MB)和铜(Ⅱ)在MMWCNT上的单一和竞争吸附。考察了一元体系中吸附动力学、吸附热力学及p H值对吸附性能的影响。探究了吸附剂的循环利用能力、回收率以及二元体系中MB和Cu(Ⅱ)之间的竞争吸附现象。结果表明,一元体系中,在4 h时内对MB和Cu(II)的吸附达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型,等温吸附数据符合Langmuir模型,最大吸附量分别为46.03 mg·g-1和27.74 mg·g-1。p H值是影响吸附效果的重要因素。5次解吸循环实验后,MMWCNT吸附性能仍然良好,表明MMWCNT有望运用于实际水处理中。竞争吸附过程中MB优先吸附,当MB吸附平衡后,随着吸附剂量的增加,Cu(Ⅱ)的吸附效率从11%增到73%。     

粉煤灰基沸石对亚甲基蓝和Cr(Ⅲ)的共吸附行为——Ⅱ.竞争吸附机制

以粉煤灰基合成沸石为吸附剂,亚甲基蓝(MB)和Cr(Ⅲ)为去除对象,通过静态批次实验研究溶液pH值、反应时间对废水净化效果的影响,借助FT-IR、SEM初步揭示MB和Cr(Ⅲ)的竞争吸附机制。研究发现,溶液pH值为6和5时,沸石对MB和Cr(Ⅲ)的最大吸附量分别为8.14 mg/g和6.46 mg/g;反应10 min后,沸石对MB和Cr(Ⅲ)的吸附量超过60 min总吸附量的80%和55%。FT-IR和SEM结果表明,—OH、硅铝酸盐类官能团对MB和Cr(Ⅲ)的共吸附有重要作用,反应后沸石表面出现连续的、蓬松状态的絮状结构。推测MB分子被吸附于沸石表面或层间,形成较为复杂的网状络合物,这种结构又促进吸附过程的离子交换和配位络合等化学效应,强化了污染物的共吸附效果。     

聚多巴胺包覆的Fe_3O_4去除水体中的染料

多巴胺作为海洋贝类生物分泌的粘附蛋白的模拟小分子物质,在典型的海洋环境条件下能够发生自聚合反应覆盖到不同基质上。通过多巴胺的自聚合在磁性纳米Fe_3O_4表面包覆一层聚合多巴胺(PDA),得到Fe_3O_4/PDA复合材料。材料的热重分析,磁滞回线,透射电镜,红外光谱等表明PDA包覆到了Fe_3O_4的表面。PDA具有丰富的酚羟基和氨基,可以通过络合、配位、氢键、π-π堆积等多种作用与其他物质结合。采用亚甲基蓝和日落黄染料作为目标物考察Fe_3O_4/PDA的吸附性能。研究表明,溶液p H对2种染料的吸附有显著的影响,随溶液p H的升高,阳离子染料亚甲基蓝的吸附容量显著增大,而阴离子染料日落黄吸附容量明显下降。由Langmuir吸附等温模型拟合出亚甲基蓝、日落黄的最大吸附容量分别为204.1和100.0 mg/g。动力学研究表明,这2种染料的吸附能够快速达到平衡。     

复合改性膨润土固定尾矿中Zn的研究

以钠基膨润土(B)为原料,加入两种改性剂,采用湿法制得复合改性膨润土(MB),并用MB固定某锡矿尾矿中的Zn.采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)对改性前后的膨润土进行了表征,证实改性剂壳聚糖和乙二胺部分负载到膨润土表面,部分插层到膨润土层间.通过重金属浸出实验对MB固定尾矿中Zn的效果进行了研究,单因素实验结果表明,MB的固定效果要优于B,尾矿中Zn的浸出量降低57％ ～83％,且在酸度较大时也有良好的固定效果.其最佳固定条件为:MB投加量为1.5 g/50 g,反应温度为35℃,pH可以低至4.0,固定过程在4h内达到稳定.正交实验结果表明,pH是控制MB固定尾矿中Zn的最重要的影响因素,其最佳的固定条件组合与单因素实验相吻合.     

微波强化有机改性膨润土对磷的吸附特性研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)在微波辐射条件下对浙江临安膨润土进行改性,制得有机改性膨润土,利用其含磷模拟废水进行处理,考察了不同的工艺条件如有机改性剂用量、微波辐射强度、辐照时间、吸附时间、改性膨润土投加量、pH值对废水中磷去除效果的影响。结果表明:在有机改性剂用量为3 mmol/g,微波辐照强度为96 W/g,微波辐照时间8 min为最佳制备条件。改性膨润土用量为12 mg/L,反应时间为15 min,溶液pH为7及常温条件下,改性膨润土对浓度为50 mg/L的含磷废水去除率达到97.3%,吸附符合Freundlich吸附等温方程。