铁酸盐-还原石墨烯复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

以氯化铁(FeCl_3·6H_2O)、氯化锰(MnCl_2·4H_2O)、氯化锌(ZnCl_2)、氯化钴(CoCl_2·6H_2O)、氯化镍(NiCl_2·6H_2O)和氧化石墨烯(GO)为原料,制备了4种铁酸盐与还原氧化石墨烯(RGO)的复合材料(RGO-MFe_2O_4,M=Mn,Zn,Co或Ni),通过扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、拉曼光谱仪进行了表征,系统研究了4种材料对亚甲基蓝的吸附。结果发现,RGO-NiFe_2O_4对亚甲基蓝的吸附能力最好,而对吸附起主要作用的是RGO。随着温度升高、染料初始浓度的增加和吸附时间的延长,RGO-NiFe_2O_4吸附量逐渐增大。RGO-NiFe_2O_4对亚甲基蓝的吸附动力学拟合符合伪二级动力学模型。吸附等温线模型拟合结果表明,Langmuir方程可以很好地描述其对亚甲基蓝的吸附。热力学参数ΔG~0在不同温度下均为负值,ΔH~0为正值,ΔS~0为正值说明吸附过程是自发的吸热反应。     

含铝活性炭污泥对磷的吸附特性研究

考察了粒径、pH、温度、磷初始浓度等因素对含铝活性炭污泥吸附磷的影响,确定了其吸附过程的热力学和动力学参数。结果表明,含铝活性炭污泥吸附磷的最佳条件为污泥粒径取1.000~2.000mm,温度取25℃,无需调节pH,磷初始质量浓度小于50mg/L。Langmuir方程或Freundlich方程均可以描述含铝活性炭污泥吸附磷的吸附等温线。热力学参数标准吉布斯自由能变(ΔGθ)0J/mol、标准吸附焓变(ΔHθ)0J/mol、标准吸附熵变(ΔSθ)0J/(mol·K)表明,含铝活性炭污泥吸附磷为自发的、吸热的、熵增的过程。吸附动力学研究表明,拟二级动力学模型能够模拟含铝活性炭污泥对磷的吸附过程。     

香菇下脚料对水体中十二烷基苯磺酸钠的吸附

香菇下脚料经甲醛/硫酸混合溶液处理后制备成吸附剂。研究了吸附剂对SDBS的吸附性能,考察了溶液pH值、吸附剂粒径、初始浓度、吸附时间、浓度和温度的影响。结果表明,吸附适宜条件的为:pH 4.0,吸附时间60 min,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich和Tempkin方程。在热力学研究中,ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0,表明此吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。     

TiO_2@碳纳米管吸附去除盐酸四环素

采用静电组装法制备了Ti O2@碳纳米管复合吸附剂,用以除去水中的盐酸四环素。通过FE-SEM、EDS和XRD进行表征,考察了pH、初始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响,研究了吸附动力学、等温模型和热力学,并对吸附剂的再生进行了评价。结果表明,复合吸附剂对盐酸四环素的最大饱和吸附量为52.33 mg/g;最佳吸附pH值为6,强酸不利于吸附;当初始浓度在15~60 mg/L范围内时,吸附量随着初始浓度的增大而增加;当吸附剂投加量为0.50 g/L时,吸附效率最高。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。热力学参数ΔG0、ΔH0,表明该吸附过程是自发、吸热过程。H2O2-Ti O2光催化协同效应可有效完成吸附剂的再生。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

改性水葫芦粉对水体中Hg~(2+)的吸附

通过二硫化碳(CS_2)对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞(Hg~(2+))的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明:吸附剂浓度为2 g·L~(-1),溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg~(2+)浓度为2.0 mg·L~(-1)时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变(ΔG)0、吸附焓变(ΔH)0、吸附熵变(ΔS)0,表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)的吸附既有物理吸附又有化学吸附。     

羟基磷灰石除氟滤料的吸附平衡及动力学

羟基磷灰石(HAP)是一种高容量、环保型饮用水除氟材料。以氢氧化钙和磷酸为原料采用沉淀法合成了羟基磷灰石,并用红外光谱和XRD图谱进行了表征。研究了接触时间、pH值和温度等因素对羟基磷灰石吸附氟性能的影响。通过对吸附过程中的热力学动力学参数的计算来判断吸附的实质过程。研究结果表明,60 min以内吸附速率较快,在约70 min时吸附过程趋于平衡;酸性环境中的吸附效果要比在碱性环境中要好;升高温度有利于吸附的进行。吸附过程更符合Langmuir吸附模型,说明化学吸附占主导地位;吸附过程是一个自发的吸热过程,其中ΔGo<0,ΔHo为13.10 kJ/mol,Ea为15.24 kJ/mol,ΔSo为31.42 J/(mol.K);吸附过程符合拟二级动力学模型。     

斜发沸石处理氨氮废水

以斜发沸石为吸附剂处理氨氮废水,研究了斜发沸石粒径、反应时间、废水pH、废水氨氮初始浓度、斜发沸石用量对吸附的影响,分析了斜发沸石的吸附动力学和热力学特征。结果表明,在298 K下,当斜发沸石用量为7 g/100 mL,沸石粒径小于74μm,废水氨氮初始浓度为200 mg/L,pH为7,吸附时间为3 h时,废水中氨氮的去除率可达到92.71%,斜发沸石吸附氨氮符合拟二级动力学方程。在温度为298~318 K之间时,吸附等温线更好地符合Freundlich方程。在此基础上,热力学计算发现,ΔH00、ΔG00、ΔS00,表明氨氮在斜发沸石上的吸附是自发吸热过程,以物理吸附为主。     

十六烷基三甲基溴化铵对重油在海洋沉积物上吸附的影响

研究了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对重油在海洋沉积物上吸附的影响。结果表明,在CTAB初始质量浓度为0～20mg/L时,海洋沉积物对重油的吸附动力学过程符合伪二级吸附动力学方程,伪二级吸附速率常数随CTAB初始浓度增加、温度的升高而增大;吸附等温线符合Freundlich方程。随着CTAB初始浓度和盐度的增加、温度的降低,重油在海洋沉积物上的吸附量增大。标准吸附焓变(ΔH0)、标准吉布斯自由能变(ΔG0)、标准吸附熵变(ΔS0)的计算结果表明,重油在海洋沉积物上的吸附为物理吸附,是一个自发、放热、熵减小的过程。     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

天然和CPB改性沸石对Hg2+的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶(CPB)改性沸石和天然沸石对废水中Hg2+的吸附特性,探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明:Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg2+的吸附,CPB改性沸石对Hg2+的吸附率得到显著提高。实验条件下,改性沸石对Hg2+的吸附率从67.5%提高到98.9%,吸附容量从0.521 mg/g提高到3.07 mg/g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合,发现2种沸石对Hg2+的吸附均满足假二级动力学方程,且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明:2种沸石对Hg2+的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附,吸附吉布斯自由能变(△G0)、焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)均小于0,反应为自发的放热反应,低温有利于吸附的进行。     

改性树脂对β-萘磺酸的吸附性能

将D301树脂与FeCl3-NaOH体系反应进行改性,制备一种改性树脂作为吸附剂,吸附去除废水中的β-萘磺酸的研究。通过SEM技术对改性树脂进行了结构表征;考察了pH值、吸附时间和温度因素对改性树脂吸附β-萘磺酸的影响:最佳的实验条件pH值为3、反应时间为7 h、温度为298 K,且最大吸附量达778 mg/g。改性树脂对β-萘磺酸的吸附等温线符合Freundlich方程;热力学实验数据:ΔG<0,ΔH<0,该吸附过程为放热、自发过程;吸附动力学符合二级动力学方程。     

改性粉煤灰对糖蜜废水的吸附效果及机理

采用改性粉煤灰(MCFA)吸附糖蜜废水中的有机污染物,对吸附行为和机理进行了考察和分析。结果表明,MCFA投加量为30 g/L及pH为5.0的优化条件下,COD去除率为88.6%,饱和吸附量为89.7 mg COD/g MCFA。准二级方程能更好地描述糖蜜废水在MCFA上的吸附动力学。颗粒内扩散方程结果表明孔扩散并非唯一的速度控制步骤。吸附平衡表明,Freundlich等温线最符合吸附模式,为优惠吸附。D-R模式中的吸附自由能Ea值推断更可能是物理吸附而不是化学吸附。吸附热力学参数ΔG0(<0)、ΔH0(5.130 kJ/mol)和ΔS0(19.936 J/(mol.K))表明MCFA对糖蜜废水的吸附过程为可行的,自发性的吸热反应。     

Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在氧化石墨烯/聚酰胺-胺复合材料上的竞争吸附

以"grafting to"法制备的氧化石墨烯/聚酰胺-胺(GO/PAMAMs)作为吸附剂,研究了Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在GO/PAMAMs上的竞争吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、初始离子浓度及吸附剂用量等因素对吸附过程的影响,探讨了Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在GO/PAMAMs上的竞争吸附机理。研究表明:GO/PAMAMs对Cu(Ⅱ)的吸附最佳pH值是5.0,Cd(Ⅱ)的最佳pH值为5.5;Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在GO/PAMAMs上的竞争吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,等温吸附过程遵循Langmuir模型;热力学研究表明Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在GO/PAMAMs上的吸附是自发进行的吸热过程,且属于物理吸附。     

氯化钙改性凹凸棒处理亚甲基蓝废水的研究

采用氯化钙改性凹凸棒,并对其进行了透射电镜、红外光谱分析。用改性后的凹凸棒泥浆处理亚甲基蓝废水,讨论了动力学和热力学吸附性质。结果表明:(1)利用氯化钙改性凹凸棒,泥浆粘度在21Pa.s条件下对亚甲基蓝废水的吸附动力学和热力学性质进行了研究。在研究范围内,改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的吸附符合准二级反应动力学方程,并且Langmuir等温方程能更好地描述吸附过程。(2)改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的平衡吸附量随亚甲基蓝初始浓度的增加而增大,随pH的增大而减小。(3)改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝主要以表面吸附为主。ΔG00、ΔH00表明吸附过程可以自发进行,并且为放热反应。ΔS00意味着随温度的增加,改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的吸附趋于有序性。     

生物炭质吸附剂对硝基苯的吸附

以花生壳为生物炭质(P-BC)原料,Zn Cl2为活化剂,采用化学活化法制备生物炭质吸附剂(Z-BC),并以其吸附水中的硝基苯,考察了p H值、吸附剂投加量和吸附时间等因素对Z-BC吸附硝基苯过程的影响。分别采用吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附动力学和等温线进行了系统分析。结果表明:p H值对吸附的影响不大,吸附剂适宜投加量为2 g·L-1,吸附平衡时间为120 min;Z-BC对硝基苯的吸附动力学过程用准一级动力学模型能很好地描述,其计算平衡吸附量与实验值相符;颗粒内扩散模型表明,吸附过程受液膜扩散与颗粒内扩散联合控制,并以颗粒内扩散为主要速率控制步骤;Langmuir吸附等温模型能更好地描述硝基苯在Z-BC上的吸附平衡;吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)0、吸附自由能变(ΔG)0和吸附熵变(ΔS)0,表明Z-BC对水中硝基苯的吸附为放热和熵值增加的自发过程。     

粉煤灰/氧化石墨烯复合材料吸附Hg(Ⅱ)

利用売聚糖(CS)将氧化石墨烯(GO)交联到粉煤灰颗粒上,制备出粉煤灰/氧化石墨烯(FCGO)复合吸附材料。扫描电子显微镜(SEM)、漫反射红外光谱(DRIFT)和X射线电子光谱(XPS)对FCGO的研究表明GO被成功负载到粉煤灰上。静态吸附实验表明pH值接近中性时有利于FCGO对Hg(Ⅱ)的吸附,共存阴离子促进而阳离子抑制对Hg(Ⅱ)的吸附。动力学研究表明FCGO吸附Hg(Ⅱ)符合Elovich方程模型,饱和吸附量高达42.2 mg·g~(-1)1。非线性Redlich-Peterson模型比Langmuir和Freundlich模型更适合描述吸附过程。热力学参数△H~0=12.20 kj·mol~(-1),△S~0=48.92 J·(mol K)~(-1),△G~0=-4.09kJ·mol~(-1)(333K)表明吸附过程是吸热且自发进行的。分析吸附前后FCGO的DRIFT和XPS光谱,推测对Hg(Ⅱ)的吸附主要是静电吸引作用。     

Mg/Fe水滑石吸附水中磷的动力学及热力学研究

以MgCl2和FeCl3为原料通过共沉淀法制备了Mg/Fe水滑石,并对其进行焙烧得到了焙烧态Mg/Fe水滑石。采用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对所得产物进行了结构表征。利用焙烧前后的水滑石作吸附剂吸附处理含磷废水,比较了两者对磷的吸附能力,并在不同温度和pH条件下进行了吸附动力学实验。结果表明,焙烧前后的水滑石对磷都具有很好的吸附能力,但300℃焙烧后水滑石的吸附能力提高了约5%。动力学实验表明,水滑石对磷的吸附可很好地用准二级动力学方程进行描述,其线性相关系数达0.999以上。在15~35℃下进行了等温吸附实验,结果发现水滑石对磷的吸附更符合Langmuir方程。经热力学研究发现,标准吸附焓变(ΔH0)0J/mol、标准吸附自由能(ΔG0)0J/mol和标准吸附熵变(ΔS0)0J/(mol·K),说明水滑石对磷的吸附反应是自发的吸热反应,且是一个熵增加的过程。     

粉煤灰微波改性及其对Cr~（6＋）的吸附特性

将粉煤灰（fly ash,FA）微波辐照制得微波改性粉煤灰（MFA）,选择用H2SO4、NaOH和Ca（OH）2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰（MMFA）,结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6＋的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6＋的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6＋的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6＋的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能（ΔG）、吸附焓（ΔH）和吸附熵（ΔS）均为负值,说明MMFA对Cr6＋的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。     

粉煤灰微波改性及其对Cr6+的吸附特性

将粉煤灰(fly ash,FA)微波辐照制得微波改性粉煤灰(MFA),选择用H2SO4、NaOH和Ca(OH)2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰(MMFA),结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6+的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6+的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6+的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6+的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能(ΔG)、吸附焓(ΔH)和吸附熵(ΔS)均为负值,说明MMFA对Cr6+的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。