羟基镧改性树脂的制备及其对氟离子的吸附

采用共沉淀法制备了羟基镧改性D101树脂复合吸附剂,利用扫描电子显微镜及能谱分析仪、红外光谱和比表面积分析仪对复合吸附剂的结构和形貌进行了分析,并对水溶液中氟离子(F~-)进行吸附研究,探讨了该复合吸附剂对F~-的吸附特性,并将其应用于实际含氟废水的处理。结果表明:在25℃、F~-初始质量浓度为10 mg/L、吸附剂量为0.4 g/L、溶液pH=5时,F~-吸附量最大,为24.45 mg/g;复合吸附剂对F~-的吸附动力学数据遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;复合吸附剂对F~-的吸附符合Langmuir吸附等温模型,在10℃、25℃和35℃下,吉布斯自由能(ΔGo)均小于0,焓变(ΔHo)大于0,熵变(ΔSo)大于0,表明该吸附反应为自发吸热熵增过程。采用羟基镧改性D101树脂复合吸附剂可以有效去除实际含氟废水中的氟化物,实现废水的达标排放。     

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。     

柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

污泥热解残渣对废水中Cr(VI)去除作用的研究

为探索污泥热解残渣的资源化利用途径,研究污泥热解残渣直接用作吸附剂去除废水中Cr(VI)的可行性,分析热解温度、时间以及吸附时间、溶液pH值和吸附剂用量等因素对污泥残渣吸附性能的影响.结果表明,在700 ℃下热解1.0 h的污泥残渣的吸附性能最佳,吸附过程可以用准二级反应动力学方程描述;污泥残渣对Cr(VI)的吸附受多种过程(如化学吸附、颗粒内扩散等)反应速度的影响;Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地对试验数据进行拟合,相对而言,吸附行为更符合Langmuir模型;当吸附时间为24.0 h,初始溶液pH=4.0,吸附剂质量浓度为20 g/L时,污泥残渣对Cr(VI)的最大吸附质量比qmax为13.87 mg/g.研究表明,将污泥热解残渣作为廉价吸附剂处理含Cr(VI)废水有一定的应用前景.     

巯基修饰竹粉生物吸附剂对Cd(Ⅱ)的吸附性能

以楠竹竹粉(BP)为原料,经氢氧化钠预处理,再由巯基乙酸化学改性制备两种新型竹粉生物吸附剂SBP和TBP,对其结构进行了红外表征。考察了溶液pH值、温度、吸附剂量和吸附时间对SBP和TBP吸附Cd(Ⅱ)性能的影响,研究了其吸附动力学和等温吸附模型。结果表明,pH值和吸附剂用量对吸附率影响显著,温度降低更有利于吸附的进行。吸附动力学可用准二级动力学方程描述,吸附过程为化学吸附所控制。SBP和TBP对Cd(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir和Freundlich模型,其最大吸附量分别为81.30 mg/g和163.93 mg/g。     

水稻、油菜秸秆对水中镉的吸附特性

为了解水稻秸秆和油菜秸秆对废水中Cd2+的吸附特性,研究了吸附时间、初始离子质量浓度、秸秆投加量、初始pH值和振荡速率对溶液中Cd2+去除率与吸附量的影响,通过动力学、热力学模型拟合和扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析,探讨其吸附机理.结果表明:水稻和油菜秸秆具有良好的Cd2+吸附效果,pH值为4～7时,Cd2+吸附率均可达到50％以上;在投加量为10 g/L、初始pH值为6、振荡速率为150 r/min、温度为25℃的条件下,处理200 mg/L含Cd2+废水时,水稻和油菜秸秆对Cd2+的去除率分别达到66.5％和68.2％,吸附平衡时间约为90 min;其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好,等温吸附模型符合Langmuir方程,在25℃下油菜秸秆和水稻秸秆的最大吸附量理论值分别为14.28 mg/g和13.76 mg/g;结合SEM和FTIR分析推断,两种秸秆吸附Cd2主要发生在吸附剂表层,吸附过程以化学吸附为主.研究表明,油菜秸秆和水稻秸秆是具有潜在利用价值的Cd2+吸附剂.     

霉菌/膨润土复合吸附剂对Cr~(6+)的吸附研究

用霉菌/膨润土复合吸附剂吸附Cr6+,通过单因素试验探讨复合吸附剂对Cr6+的吸附条件,并对其吸附机理进行了研究。结果表明,在pH值为5、吸附剂投加量为0.9 g(即18 g/L)、搅拌时间为20min、静置时间为1 h的条件下,对Cr6+的去除率达93%以上。霉菌/膨润土复合吸附剂对Cr6+的吸附特性较好地符合Langmuir等温吸附模型,吸附剂对Cr6+的吸附过程容易进行,属于单分子层吸附,且吸附动力学数据符合准二级动力学模型。     

炭化小麦秸秆对水中氨氮吸附性能的研究

用直接炭化法制备了小麦秸秆吸附剂,并通过静态吸附试验研究了炭化小麦秸秆对氨氮的吸附性能和影响因素。结果表明:直接炭化法制备小麦秸秆吸附剂的最佳炭化温度为300℃;在试验的pH值范围内,pH=9时炭化小麦秸秆对氨氮的吸附去除最好;300℃时炭化小麦秸秆吸附不同质量浓度(ρ=30 mg/L、50 mg/L、100 mg/L)氨氮的动力学曲线符合准二级动力学模型,吸附常数k2分别为0.681 8g/(mg.min)、0.747 4 g/(mg.min)、1.025 0 g/(mg.min);直接炭化小麦秸秆吸附剂对氨氮吸附去除的最佳温度是30℃;不同温度下的吸附等温线可用Freundlich吸附等温方程进行拟合;由吸附热力学方程计算得到的等量吸附焓变ΔH>0,吸附自由能变ΔG<0,吸附熵变ΔS>0,表明炭化小麦秸秆对氨氮的吸附为吸热的和熵增加的自发过程,且属于物理吸附。     

磁性CoFe2O4/MgAl-LDH的制备及对水中刚果红的去除

采用水热法制备了CoFe_2O_4,采用化学共沉淀法将镁铝水滑石(Mg Al-LDH)覆盖在CoFe_2O_4上,制成磁性CoFe_2O_4/Mg Al-LDH复合材料,用于去除水中阴离子染料刚果红。考察了溶液p H值、吸附时间、共存阴离子等对吸附过程的影响,研究了CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红吸附动力学、吸附等温线。结果表明,溶液p H值、共存离子对CoFe_2O_4/Mg Al-LDH去除刚果红效果的影响较小。吸附剂对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型,且在吸附时间180 min内基本达到吸附平衡。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红的理论最大吸附容量为610.8 mg/g。     

聚磷菌协同生物炭对水中U(Ⅵ)的去除特性及机理研究

低浓度含铀废水中铀的高效去除是铀矿冶安全生产过程中亟待解决的问题。生物吸附法是处理较低浓度重金属废水的高效廉价的方法之一。采用生物炭负载聚磷菌,制备了一种新型吸附剂,通过对比分析普通生物炭与负载聚磷菌生物炭对水中U(VI)的去除特性,结合BET、SEM及XPS等检测手段,考察聚磷菌对生物炭去除水中U(VI)的协同作用,探究低浓度铀废水处理新方法。结果表明,通过负载聚磷菌,生物炭能够快速降低水中U(VI)的浓度,去除率可达99.86%。BET及SEM表征手段表明,聚磷菌被固定在生物炭表面,负载聚磷菌的生物炭比表面积大大减小,但对铀的去除率反而增加。结合XPS结果可知,吸附后沉淀产物为四价铀和六价铀的混合物,表明聚磷菌对水中铀进行了还原、微沉淀,具有协同生物炭除铀作用。吸附动力学试验表明,该吸附过程符合准二级动力学模型;Freundlich吸附等温线模型能更好地描述吸附剂对铀的吸附行为。     

Biosorption of Co(II) ions from aqueous solution using Chrysanthemum indicum: Kinetics,equilibrium and thermodynamics

The present study investigates the adsorption potential of Chrysanthemum indicum flower in its raw (CIF-R) and biochar (CIF-BC) form for the removal of cobalt ions from aqueous solution. The adsorbents were characterized for their surface area using BET analysis, surface morphology and elemental composition with SEM-EDAX and for the presence of functional groups by FTIR analysis. Batch adsorption experiments were carried out to evaluate the effect of process parameters, viz. pH, adsorbent dosage, initial metal ion concentration, contact time, stirring speed, presence of interfering ions and temperature on the adsorption of Co(II) ion using both the adsorbents. The optimum conditions for maximum removal of Co(II) ion was ascertained to be pH 5 for both adsorbents, adsorbent dose of 4 g/L and 3 g/L, equilibrium time of 60 min and 45 min, respectively, for CIF-R and CIF-BC. The maximum adsorption capacity of CIF-R and CIF-BC was found to be 14.84 mg/g and 45.44 mg/g, respectively, for the removal of Co(II) ion. The mechanism of adsorption was studied using different models of adsorption kinetics, isotherms and thermodynamics. It was inferred that Co(II) adsorption on both CIF-R and CIF-BC followed pseudo-second order kinetics and Langmuir isotherm model with the process being spontaneous and endothermic in nature.     

粉煤灰对水中酸性品红的吸附研究

以粉煤灰为吸附剂,研究了粉煤灰对酸性品红的吸附效果。选取了粒径、投加量、温度、时间、转速、染料浓度6个因素进行单因素实验,研究了各个因素对粉煤灰的影响,研究表明,粉煤灰对酸性品红的吸附效果很好,最高去除率可达99.63%;并且从热力学和动力学两方面对粉煤灰吸附酸性品红的过程进行拟合,结果表明,粉煤灰对酸性品红吸附的热力学过程比较符合模型Langmuir EXT1,动力学过程比较符合准一级吸附动力学方程Box Lucas1。     

Synthesis of CuO nanoparticles through green route using Citrus limon juice and its application as nanosorbent for Cr(VI) remediation: Process optimization with RSM and ANN-GA based model

In present investigation, an attempt has been made for the synthesis of cupric oxide nanoparticles (CuONPs) through a green route by utilizing lemon juice extract as a bioreductant. The synthesized CuONPs were characterized through UV–visible spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The CuONPs were utilized for Cr(VI) removal from water through adsorption method in batch mode at different initial Cr(VI) concentration, pH, temperature and CuONPs dosage. The maximum uptake capacity of CuONPs was found to be 16.63 mg of Cr(VI)/g at pH 4.0. Implementation of response surface methodology (RSM) followed by artificial neural network hybridized with genetic algorithm (ANN-GA) approach has resulted maximum Cr(VI) adsorption of 98.8% under the optimized conditions of initial metal concentration 22.5 mg/L, pH 3.81, CuONPs dose 1.28 g/L and temperature 37.1 °C. Under optimum conditions, adsorption isotherm study was conducted, which showed that the fitness of experimental data was well achieved with Langmuir isotherm model illustrating monolayer pattern of adsorption. Thermodynamic study revealed that the process was spontaneous and endothermic in nature, while adsorption kinetics was best explained by pseudo-second order kinetic model.     

Acid-enhanced limestone defluoridation in column reactor using oxalic acid

Acid enhanced limestone defluoridation of water has been studied in a crushed limestone column reactor using oxalic acid (OA). The defluoridation has been studied with varying initial fluoride concentrations of 5, 10, 15 and 20 mg/L and acid concentrations of 0.01, 0.05 and 0.1 M. The fluoride removal was found to increase with increase in the concentration of the acid, removing fluoride up to 95% with 0.1 M OA. The observed good fluoride removal has been attributed to a combination of two mechanisms of fluoride removal, viz., precipitation of calcium fluoride and adsorption of fluoride ions on limestone surfaces. While the removal by precipitation remains same on repeated use of the same limestone column, the adsorption is more with the fresh limestone and decreases gradually on repeated use of the same limestone column. The precipitate has been characterized using various analytical tools, viz., X-ray diffraction, IR spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The Ca²⁺ ions, formed due to dissolution of limestone by the acid, precipitate calcium fluoride along with precipitation of calcium oxalate. A good fluoride removal ability, low residual oxalate, acceptable final pH, low-cost and simplicity of the process make the present acid-enhanced limestone defluoridation process with OA a potential method for defluoridation of groundwater.     

活性炭对垃圾渗滤液中甲醛、苯酚和苯胺吸附规律的研究

本采用经过预处理的200目活性炭作为吸附剂进行吸附实验，研究了在不同的活性炭加入量、吸附pH值、吸附温度、初始质量浓度和吸附时间等条件下，活性炭吸附甲醛、苯酚和苯胺单组份溶液的规律。吸附实验中，甲醛、苯酚和苯胺的初始质量浓度控制在垃圾渗滤液的范围，同时，其它条件也按照吸附操作的常用条件进行。结果表明：活性炭对苯酚和苯胺的吸附量随着pH值的升高呈下降的趋势，而对甲醛的吸附量呈上升的趋势；初始质量浓度对吸附量的影响较小；随温度的升高，吸附量呈下降的趋势；活性炭对甲醛、苯酚和苯胺吸附达到饱和时，所需时间分别为120min、40mm和80min左右，饱和吸附量分别为0．0148mg／g、0．708mg／g和1.14mg／g左右；由吸附等温公式的拟合结果显示，吸附是一复杂的过程，不是单一的物理或化学吸附。此外，活性炭对垃圾渗滤液的吸附处理，有较好的效果，去除率为55％～65％。所得活性炭的吸附规律，既可以为活性炭吸附这些物质或近似物提供参考，又可以为新型吸附剂的研制提供参照标准。     

累托石对水中染料碱性桃红的吸附

采用累托石作为水中碱性桃红的吸附剂.考察了振荡时间、pH值、累托石用量、碱性桃红初始浓度等因素对吸附效果的影响.测定了吸附等温线,对吸附动力学规律进行了数学模拟.结果表明,振荡时间、累托石用量、碱性桃红初始浓度等因素对吸附效果有重要影响.对于初始质量浓度为50 mg/L的碱性桃红水溶液,最适宜吸附条件为:振荡时间30 min,累托石用量200 mg/100 mL,pH值为6.累托石对水中碱性桃红的吸附等温线呈"S"型,等温吸附规律可用Freundlich模式较好地描述,吸附动力学规律可用Bangham公式模拟.     

6种生物滞留填料对磷的吸附特性研究

为筛选出除磷效果更好的生物滞留填料,通过等温吸附、解吸附和动力学实验,分析沸石、石英砂、麦饭石、陶粒、无烟煤、铝污泥6种填料对磷的吸附特性。结果显示,6种填料均表现出较好的磷吸附性能。铝污泥对磷的吸附效率接近90%,解吸附率仅为12.78%,表现最为突出,其后依次为无烟煤和陶粒。6种填料的等温吸附过程符合Freundlich吸附模型,并均可采用准二级动力学模型描述其吸附动力学过程。     

改性松木锯末吸附富营养化水体中磷的研究

采用改性松木锯末作为吸附剂,对富营养化水体的模拟水样中的磷进行吸附去除研究。实验结果表明,改性松木锯末对磷的吸附作用主要发生在15 min内,吸附时间超过15 min吸附量趋于平衡状态;p H值由4.0上升到6.0,改性松木锯末对磷的去除率增长较快,由6.0上升到9.0,去除率基本处于稳定状态;磷浓度在0.5~5 mg/L的低浓度范围内,改性松木锯末对磷的去除率均可达到95%以上;改性松木锯末的最佳投加量为0.4 g/L。用Freundlich吸附等温线方程能准确地描述改性松木锯末对磷吸附的特征,吸附等温线方程为q=5.11 C~(1/0.523)。     

交联壳聚糖膜吸附直接染料的性能研究

以戊二醛为交联剂,采用流延法制备交联壳聚糖膜作为吸附剂,对3种不同直接染料水溶液进行吸附脱色处理,实验表明,刚果红的去除率可达96%,直接紫B、直接绿BE的去除率均可达81%。交联壳聚糖膜对刚果红的吸附符合Langmuir方程(R2=0.999),对直接绿和直接紫的吸附符合Freundlich方程,相关系数均大于0.99;吸附过程动力学符合二级反应,R2均为0.999。