碳纳米管对亚甲基蓝的吸附性能研究

碳纳米管的一维管状中空结构,对有机物具有吸附能力,有望用于废水处理.本文通过理论分析和试验验证,探讨了采用碳纳米管时亚甲基蓝溶液浓度、溶液pH值、吸附时间和吸附温度等对吸附过程的影响,分析了碳纳米管对亚甲基蓝的吸附机理.结果表明,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附在3 h达到平衡,吸附速率常数为384.49 h-1;吸附过程遵循Langmiur方程;碱性条件有利于吸附的进行;随着温度的升高,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附量增加.吸附机理为,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附是一个吸热过程,第一层吸附包含物理吸附和化学吸附,而多层吸附则是物理吸附.     

聚合氯化铝微波法修饰磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

用化学共沉淀法制备磁性碳纳米管,然后以聚合氯化铝(PAC)通过微波法修饰得到磁性聚合氯化铝碳纳米管复合材料,并用以去除水中的腐殖酸(HA),对复合材料的组成与结构进行了表征,考察了不同微波制备条件下复合材料去除HA的效果,研究了吸附工艺中HA去除的影响因素,对复合材料同步去除HA和浊度的可行性进行了探讨。能谱、X-射线衍射及红外光谱分析表明,PAC和磁性物质Fe3O4、γ-Fe2O3成功负载于碳纳米管上。PAC修饰显著提高了磁性碳纳米管对HA的去除率。在微波功率600 W及微波时间6 min条件下得到的复合材料去除HA的效果最佳,去除率达99.15%。当HA初始质量浓度小于25 mg/L时,HA去除率较高,但高于25 mg/L后吸附量变化不大而去除率下降;HA去除率随材料投加量增大而增大,但大于0.5 g/L后基本不变;在酸性与中性条件下HA去除率较高,在碱性条件下急剧下降;对于初始质量浓度为20 mg/L的HA溶液,吸附前5 min的HA去除速率很快,90 min时达到吸附平衡,平衡吸附量为39.48 mg/g;温度对去除HA没有影响。控制适当的条件,可同步去除HA和浊度,去除率同步达95%以上。     

碳纳米管对水中低浓度红霉素的吸附特性研究

采用多壁碳纳米管对自然水体中低浓度红霉素进行吸附试验,测定了其动力学曲线和吸附等温线,并计算了热力学参数,考察了p H值、离子强度和腐殖酸对吸附过程的影响。结果表明:碳纳米管对红霉素的吸附在前40 min为快速吸附阶段,200 min时基本达到吸附平衡,动力学曲线符合准二级动力学模型;Freundlich模型能够更好地拟合吸附试验数据,热力学参数表明多壁碳纳米管对红霉素的吸附为自发吸热过程;吸附活化能Ea表明多壁碳纳米管与红霉素之间的强吸附作用是以化学吸附为主的过程,碳纳米管表面含氧官能团含量决定平衡吸附量;离子强度对吸附有明显的影响;p H值在5~9时,提高溶液p H值有利于提高对红霉素的吸附量;适量的腐殖酸使碳纳米管对红霉素的吸附量显著增加。     

碳纳米管对2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附特性研究

研究多壁碳纳米管对水中2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚的吸附规律.测定不同温度下两物质的吸附等温线,研究吸附的热力学特性和吸附机理.结果表明,碳纳米管对2-硝基苯酚和2,4-二氯苯酚具有良好的吸附效果,饱和吸附量分别达到24.54 mg/g和30.53mg/g.用Freundlich等温方程拟合碳纳米管对两种化合物的吸附,其线性相关系数均大于0.95;用Clapeyron-Clausius方程拟合吸附过程,两种物质的线性相关系数都达0.99.293～353 K时,碳纳米管对2-硝基苯酚吸附的△H、△G、△S分别为-7.74～-7.05 kJ·mol-1、-6.14～-4.80 kJ·mol-1、-8.33～-3.00 J·mol-1·K-1;对2.4-二氯苯酚吸附的△H、△G、△S分别为-24.75～-17.78 kJ·mol-1、-6.79～-6.22kJ·mol-1、-61.29～-32.75 J·mol-1·K-1.由于对酚分子π-π共轭作用的强弱不同.碳纳米管对2,4-二氯苯酚的吸附能力大于2-硝基苯酚.本文得到的碳纳米管吸附规律,为研究碳纳米管吸附含苯环类物质提供了参考.     

混凝法处理表面活性剂废水的水力影响

以含1 mg/L十二烷基苯磺酸钠(SDBS)的20 NTU高岭土悬浊液为研究对象,投加聚合铝PAC进行强化混凝实验,探讨了水力条件对含SDBS废水处理效果及其混凝形态学特性的影响。结果表明,偏碱性条件有利于浊度去除,而偏酸性条件下SDBS去除率较高;在试验确定的最佳工艺条件下,处理后废水余浊低,表面活性剂去除率较高,絮体大而密实,不易破碎,分维值较高;助凝剂纳米SiO2能进一步改善最优水力条件下PAC的强化混凝效果。     

不同质量分数SDBS对煤体润湿性影响的分子模拟

为研究表面活性剂对煤体润湿性能的影响,选择十二烷基苯磺酸钠(SDBS)表面活性剂作为研究对象,采用Wiser煤化学结构模型,利用Materials Studio分子模拟软件,构建6种不同质量分数SDBS与水、煤共存的系统,分析系统吸附构型及能量变化,以及相对浓度分布、水分子均方位移(MSD)等。研究结果表明:SDBS分子的疏水烷基链吸附在煤表面,带苯环的亲水基团翘向水相,降低了水及煤的液-固界面张力;随着SDBS质量分数增加,系统总能量更低,SDBS与煤之间的相互作用能增大,分子间吸附作用更稳定,更有利于润湿煤; SDBS分子疏水烷基链的空间分布差异是影响煤润湿性能的主要原因之一;水分子扩散系数随着SDBS质量分数增加而增大,对煤体润湿性产生显著影响。     

花生壳粉对分散黄染料吸附性能的研究

采用花生壳粉作吸附剂对分散黄染料进行吸附试验研究.研究了花生壳粉用量、pH值、吸附时间等因素对分散黄染料吸附的影响,确定了最佳吸附条件.结果表明,分散黄染料溶液质量浓度100 mg·L~(-1),花生壳粉用量10 g·L~(-1),pH值2,吸附时间36 h时,脱色率可达97.85%以上.通过测定常温下花生壳粉对分散黄染料的吸附等温线,并进行回归分析,得出花生壳粉对分散黄染料的吸附等温线符合Langmuir方程,其饱和吸附量达54.64 mg·g~(-1),说明花生壳粉可在一定质量浓度范围内吸附分散黄染料.     

赤泥对酸天蓝染料废水的吸附净化作用

<正>引言用低成本固体废弃物的赤泥作为吸附剂,吸附水溶液中的酸天蓝,在处理废水的同时也解决了赤泥的堆放问题。控制酸天蓝溶液的p H值、溶液的浓度、吸附时间和赤泥活化方式四个条件,来寻找赤泥对酸天蓝溶液吸附性能的影响规律。由实验结果显示:采用草酸活化处理赤泥用于染料的吸附,可以显著提高吸附效率。用浓度为20%的草酸活化赤泥,将震荡离心烘干后用于酸天蓝溶液的吸附,调整溶液p H为5,此时酸天蓝溶液中染料的吸     

碳纳米管对不同分区溶解有机物的吸附研究

选用单壁碳纳米管、多壁碳纳米管两种吸附剂,对广州市3种地表水体(城市径流、农田径流、森林径流)中不同分区溶解性有机物(DOM)进行吸附研究,并以腐殖酸溶液作为标准对照组。以UV254、荧光激发-发射矩阵光谱、溶解性有机碳质量浓度作为吸附效果的评价指标。结果表明,在UV254上,单壁碳纳米管比多壁碳纳米管平均多吸附11%的DOM。3种地表水样中均无Ⅰ区荧光峰,而有明显的Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ区荧光峰。水样中II区、III区、IV区、Ⅴ区荧光峰的位置分别为Ex230/Em345、Ex245/Em445、Ex275/Em320、Ex335/Em380,误差在40 nm内。多壁碳纳米管吸附溶解性有机物的动力学模式符合准二级动力学方程,决定系数高达0.994 7。Langmuir方程相对于Freundlich方程更适合描述MWNT-1030对DOM的吸附过程。     

掺杂MnO_2的载钙磁性碳纳米管微波再生研究

载钙磁性碳纳米管对腐殖酸具有良好的吸附去除效果,但其微波再生效率有待提高。通过化学沉淀法制备得到掺杂MnO_2的载钙磁性碳纳米管复合材料,考察了掺杂MnO_2后复合材料吸附腐殖酸的性能,研究了载锰量、微波功率和时间对微波再生效率和材料温度的影响,探讨了再生溶剂量与循环再生次数对再生效果的影响,以及微波再生对材料磁性能的影响。结果表明,随载锰量增大,微波再生效率提高,腐殖酸的吸附去除率稍有下降,但复合材料仍有良好的腐殖酸吸附性能。随微波功率增大,再生效率和材料的表面温度提高。在微波功率600 W、时间10 min、粉体质量浓度100 g/L下,再生率在100%以上。经4次吸附-再生循环后,仍保持良好的吸附、再生性能。掺杂MnO_2后复合材料表面温度降低,可保护材料的磁性能。腐殖酸可在微波高温和MnO_2的催化氧化作用下分解,复合材料得以再生。     

碳氟碳氢表面活性剂表面活性及灭火性能

对全氟辛基磺酰基季铵碘化物(FC-203)和十二烷基苯磺酸纳(SDBS)混合溶液的表面张力、起泡能力及其灭火性能进行了试验研究.结果表明,FC-203与SDBS复配对于提高溶液的表面活性具有明显的协同效应,混合溶液只有在同时具备低表面张力和较强起泡能力条件下才表现出较好的灭火性能.对于浓度为5 mmol/L的混合溶液,当FC-203与SDBS的物质的量比为1∶2时,其灭火时间可降低至6.9 s.研究结果对于碳氟碳氢表面活性剂在灭火剂中的应用具有一定的意义.     

碳纳米管处理氨氮废水的研究

采用静态法研究了碳纳米管(CNTs)对废水中氨氮的吸附性能,考察了CNTs投加量、pH值和吸附时间等因素对吸附行为的影响,与此同时还进行了氨氮吸附等温线和吸附动力学实验,并利用XRD进行了表征。结果表明,在pH值为7~9,CNTs用量为7 mg,吸附时间为50 min时,CNTs对50 mg/L的氨氮模拟废水吸附效果达到最好。且吸附数值遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程符合Bangham吸附速率方程。     

超声热效应下型煤中气体解吸规律试验研究

为了研究超声热效应对于气体解吸的影响规律,利用自行研制的具备施加超声功能的吸附解吸装置,对吸附饱和氮气的型煤试件开展超声热效应下的气体解吸试验。利用试验数据,拟合出了不同氮气压力下超声热效应作用过程中温度变化方程,解吸量方程及解吸速率方程。同时,对解吸量方程和解吸速率方程进行了试验数据验证。结果表明:超声热效应作用能够有效地提高型煤试样的温度,提高氮气的解吸130.9%～145.8%。验证结果相对误差集中在5%以内,拟合方程能够反映出超声热效应作用过程中解吸量及解吸速率的变化情况。     

超声热效应下型煤中气体解吸规律实验研究

为了研究超声热效应对于气体解吸的影响规律,利用自行研制的具备施加超声功能的吸附解吸装置,对吸附饱和氮气的型煤试件开展超声热效应下的气体解吸试验。利用试验数据,拟合出了不同氮气压力下超声热效应作用过程中温度变化方程,解吸量方程及解吸速率方程。同时,对解吸量方程和解吸速率方程进行了试验数据验证。结果表明:超声热效应作用能够有效地提高型煤试样的温度,提高氮气的解吸130.9%-145.8%。验证结果相对误差集中在5%以内,拟合方程能够反映出超声热效应作用过程中解吸量及解吸速率的变化情况。     

工艺参数对粉煤灰处理含锰废水效能的影响

为解决含锰工业废水对环境、土壤及生物带来的危害,以热电厂废弃物粉煤灰为吸附剂,对含锰废液进行了吸附研究.模拟测定了影响粉煤灰吸附特性的几种因素,即重金属离子浓度、粉煤灰颗粒度、吸附时间、待吸附液pH值、温度、加灰量以及振动速度等,并分析了粉煤灰处理废水的机理.结果表明,在其他条件相同的情况下,随着废液Mn2 浓度的降低、粉煤灰粒度的减小、吸附温度的降低、振荡速率的增加、加灰量的增加,去除率逐渐升高.在优化的试验条件下,去除率可达99%.研究表明,采用粉煤灰吸附含锰工业废水在适当工艺条件下可以得到较好的处理效果,能达到以废治废的目的.     

棉秆对生物沥滤后酸化废水中铜离子的吸附动力学研究

为揭示生物质废弃物棉秆对生物沥滤后酸化废水中铜离子的吸附动力学特性,研究了棉秆作为吸附剂在不同温度下对酸化废水中铜离子的吸附动力学过程,以及棉秆对不同铜离子质量浓度酸化废水的吸附平衡效果。结果表明,伪一级动力学方程可以较好地描述棉秆对铜离子的吸附动力学特征,且在(30±1)℃条件下吻合度最好,表明铜离子质量浓度是棉秆吸附过程的主要影响因素。同时,在标准溶液、酸化废水和稀释废水3种情况下,Freundich方程能更好地解释棉秆对铜离子的吸附平衡,且3种情况下1/n相差不大,表明铜离子吸附过程受其他离子的影响不大。研究表明,棉秆的吸附能力可以满足酸化废水中铜离子去除的要求,且能在较短时间内吸附较高浓度的铜离子。     

曝气及搅拌强化超声预处理污泥试验研究

超声是一种具有很大研究价值的污泥预处理技术,但超声波能耗较大,限制了其大规模应用。曝气和搅拌作为辅助技术可以使超声技术在较低的能耗下达到较高的破解效率。以污泥破解后上清液中SCOD增加值为主要评价指标,探究在曝气及搅拌辅助下超声预处理污泥的最佳条件,进一步考察在最佳条件下曝气及搅拌对超声破解污泥效率的提高和能耗的降低作用。结果表明,曝气最有效的超声声能密度为0.9 W/mL,最佳曝气量为20 mL/min,最有效的曝气时间为10 min,在超声10 min的后5 min曝气、前5 min不曝气比在整个超声过程中曝气破解溶出的SCOD更高。在最有效的条件下对污泥进行超声加曝气处理后的SCOD为388.45 mg/L,而相同条件下仅超声溶出的SCOD为196.5 mg/L,溶出的SCOD增加了97.7%,污泥经超声加曝气处理后SCOD溶出率为3.85%,比达到近似SCOD的仅超声处理方式的能量消耗降低了25%。搅拌作为另一个辅助技术,转速为600 r/min时对提高超声破解污泥的SCOD最有效,超声加搅拌比相同条件下仅超声破解污泥溶出的SCOD增加了83.8%,超声加搅拌破解污泥的SCOD溶出率为1.98%。在超声加曝气和搅拌的条件下,污泥SCOD溶出率为4.38%,污泥破解产生的SCOD比相同条件下仅超声破解的污泥SCOD增加了120.8%,比达到近似SCOD的仅超声处理方式的能量消耗降低了12.5%。     

厌氧型甲烷氧化菌降解煤吸附甲烷实验研究

以贵州六枝特区龙岭煤矿大巷中泥样作为厌氧型甲烷氧化菌富集源,以甲烷作为培养过程中唯一碳源,从中筛选出可以在低氧(1.99%)或无氧条件下对甲烷具有较高降解效能的菌种,并自主开发出甲烷氧化菌降解煤吸附甲烷实验分析系统。实验结果表明,在压力为1~5 MPa范围内无论是低氧或无氧状况下,甲烷压力越大越有利于其降解;稀氧条件下煤样对甲烷的吸附量相对于纯甲烷气体吸附量有所降低,然而在同等压力条件下稀氧环境中二氧化碳的增加量及甲烷的降解率都要明显大于无氧条件下,低氧状况下甲烷的最高降解率为47%,最大二氧化碳生成量可达40 cm~3。     

两种污泥对Cu~(2+)和Cr~(6+)吸附性能试验研究

分别以好氧颗粒污泥和絮状污泥为吸附剂,在不同的吸附条件(pH值、吸附时间、吸附温度、不同浓度离子共存)下,探讨对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附效果。试验结果显示,两种形态污泥对Cu~(2+)的吸附能力较强,其中颗粒污泥最佳吸附条件为pH值为7.1,吸附时间30 min,温度30℃,而絮状污泥在弱酸的环境下(pH值为4~7.1)对Cu~(2+)的吸附效果较好;在上述条件下,絮状污泥和颗粒污泥对Cu~(2+)的吸附量分别为22.26 mg/g和23.62 mg/g;Cu~(2+)的存在有利于污泥对Cr~(6+)的吸附,反之则不然。     

花生壳吸附Cr(Ⅵ)动力学方程研究

通过试验对粒径介于0.25～0.50mm的花生壳颗粒吸附Cr(Ⅵ)的动力学行为进行探讨,从吸附时间、pH值、吸附剂投加量、温度、Cr(Ⅵ)的初始质量浓度方面对吸附性能的影响进行研究.结果表明,最佳吸附条件为:Cr(Ⅵ)初始质量浓度100 mg/L,pH=2.0,振荡速度140 r/min,温度30℃.此时Cr(Ⅵ)的吸附率可达到90%以上.用Lagergren一级吸附速率方程、二级吸附速率方程及平均绝对偏离率对以上因素对吸附件能的影响数据进行处理,发现二级吸附动力学模型可以更好地描述各种影响因素条件下的吸附过程.二级吸附速率常数随着溶液pH值和Cr(Ⅵ)初始质量浓度的减小而增大.在低浓度和低pH值的条件下,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形式存在,并且HCrO4-是花生壳主要吸附的Cr(Ⅵ).二级吸附速率常数随着溶液温度的升高而快速的增加.温度对反应速率的影响可以通过Arrhenius方程来描述,所得曲线近似为直线方程,决定系数R2=0.986 2,反应的活化能Ea为8.67kJ/mol,该反应活化能在物理吸附反应活化能范围(0～40 kJ/mol)内.