一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂.研究了交联树脂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(Ⅵ)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(Ⅵ)影响较大.对初始质量浓度为120 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72 mg/g).用Langmuir 等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合.Fick扩散模型表明,树脂对Cr(Ⅵ)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(Ⅵ)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

改性柚皮对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以柚子皮为原料,经乙醇处理,得到改性柚皮吸附剂,并将其用于对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,研究了吸附剂用量、温度、水样初始p H值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间等对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,各因素中p H值对改性柚皮吸附Cr(Ⅵ)的影响较大。对初始质量浓度为20 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,改性柚皮投加量为20 g/L、温度为25℃、水样初始p H=1时,吸附420 min后,Cr(Ⅵ)的去除率达99%以上。Freundlich吸附等温模型和二级吸附动力学模型可以很好地对改性柚皮的吸附过程进行线性拟合,决定系数R2分别为0.975 1和0.996 6。     

不同条件下活性啤酒酵母对Cr(Ⅵ)吸附的研究

研究吸附时间、pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对活性啤酒酵母吸附Cr(Ⅵ)的影响及最佳条件.采用制备的啤酒酵母菌体吸附剂在摇床(145 r/min)中对Cr(Ⅵ)进行吸附试验,当吸附时间分别为5 min、10 min、20 min、30 min、60 min、120 min、180 min、240 min和300 min时,Cr(Ⅵ)去除率随吸附时间的增加而增加并趋于稳定;当吸附4 h时,去除率达到最大值94.33%,而当吸附1 h时,去除率可达到最大去除率的94.67%.当溶液pH值分别为0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9和10时,33 ℃下去除率随着溶液pH值的增加先增大后减小;当pH＝2时吸附效果最好,去除率达到99.31%.吸附温度为25 ℃、33 ℃和40 ℃时,去除率随着温度的升高而增加,但温度过高会使啤酒酵母失活且能耗较大,而常温吸附即可达到较高的去除率(78.19%).当Cr(Ⅵ)初始质量浓度分别为15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L和40 mg/L时,去除率总体上随着Cr(Ⅵ)质量浓度的增加而减小.本研究可为含Cr(Ⅵ)废水的生物吸附处理提供指导.     

聚丙烯酸/羟基磷灰石复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附行为

以部分中和的丙烯酸(AA)和羟基磷灰石(HP)为原料,通过自由基聚合反应合成聚丙烯酸/羟基磷灰石(PAA/HP)复合吸附剂,研究溶液pH值、吸附时间、Pb(Ⅱ)初始浓度及HP含量对PAA/HP吸附性能的影响.结果表明,PAA/HP复合吸附剂的吸附缝先随溶液pH值及Pb(Ⅱ)初始浓度的增加而增大,随后趋于恒定.30℃、pH=6.0、Pb(Ⅱ)初始浓度0.01 mol/L条件下,HP需6 h达到吸附平衡(平衡吸附量为99 mg/g).而PAA/HP复合吸附剂(HP质量分数为10%)只需15 min即可达到吸附平衡量(943 mg/g)的96%.当Pb(Ⅱ)初始浓度≥0.008 mol/L时,PAA/HP复合吸附剂的饱和吸附量随Hp含量的增加而减小,但此时复合吸附刑的饱和吸附量高于PAA和HP饱和吸附量的平均值.HP及PAA/HP复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附过程均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型.吸附机理分析表明,PAA/HP复合吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附主要是由于复合吸附剂中-COO-基团与Pb(Ⅱ)的相互作用.研究表明,PAA/HP复合吸附剂可用于含Pb(Ⅱ)废水的处理.     

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.     

铝盐改性活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附

采用铝盐浸渍法制备改性活性炭。研究了铝盐种类、浸渍液浓度和不同吸附条件对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:采用0. 1 mol/L Al_2(SO_4)_3浸渍法制得的改性PAC吸附效果最好,Cr(Ⅵ)的吸附量由0. 75 mg/g提高到4. 86 mg/g。当温度为30℃时,Al-PAC的最佳吸附条件为:投加量0. 2 g(每100m L),p H为4,吸附时间30 min,溶液中Cr(Ⅵ)浓度由10 mg/L降至0. 45 mg/L以下,低于排放限值。吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附过程为以离子交换为主要机制的化学吸附。     

镁铝水滑石的制备及其吸附Cr(Ⅵ)的性能

以尿素为沉淀剂,采用水热法合成Mg/Al型层状双氢氧化物(MgAl-LDH)。通过静态吸附试验,系统考察了焙烧温度、吸附时间、吸附温度、初始质量浓度、介质pH值等因素对MgAl-LDH吸附6价铬Cr(Ⅵ)性能的影响。在此基础上,进行吸附等温、吸附动力学和吸附热力学研究。结果表明,高温焙烧导致MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)吸附去除性能显著降低;MgAl-LDH吸附去除Cr(Ⅵ)的最佳pH值和吸附温度分别为pH=2.5和40℃。吸附等温和热力学研究表明,MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)吸附去除过程为放热过程,符合Langmuir等温模型且最大吸附容量为105.15 mg/g。MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)的吸附动力学符合准二级动力学、Bangham和Elovich模型,表明吸附过程为化学吸附主导。结合吸附性能和动力学、吸附前后介质的pH值变化及不同pH值下Cr(Ⅵ)的存在形式和数量,发现MgAl-LDH对Cr(Ⅵ)吸附初始阶段主要去除机理为MgAl-LDH表面位置的静电作用和离子交换,后阶段为层间离子交换,前者吸附速率较快,后者速率较慢。     

一种新型壳聚糖交联树脂的制备及对Cr(Ⅵ)吸附性能研究北大核心CSCD

采用改进的滴加成球法合成壳聚糖树脂,用环氧氯丙烷对树脂进行交联,制备新型壳聚糖交联树脂。研究了交联树脂对Cr(VI)的吸附效果,探讨了溶液pH值、吸附时间、温度、Cr(VI)初始质量浓度等因素对吸附性能的影响及吸附热力学和动力学。结果表明,各因素中pH值对壳聚糖交联树脂吸附Cr(VI)影响较大。对初始质量浓度为120mg/L的Cr(VI)溶液,壳聚糖交联树脂投加量为1 g/L,pH=3,温度为25℃,吸附2h时可达到最大吸附容量(72mg/g)。用Langmuir等温模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,R2分别为0.999 9和0.999 7,模型计算的饱和吸附容量qmax(73.53 mg/g)和平衡吸附量qe(29.23 mg/g)与试验结果(72.10 mg/g和27.73 mg/g)基本吻合。Fick扩散模型表明,树脂对Cr(VI)的吸附可分为3个阶段,说明Cr(VI)的去除是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。     

酸化油页岩灰吸附Ni(Ⅱ)的研究

采用质量分数为50%的HNO3制备酸化油页岩灰吸附剂,研究吸附时间、吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量和吸附剂粒径对酸化油页岩灰吸附性能的影响.结果表明,一定范围内,酸化油页岩灰吸附剂的吸附量(Qe)随吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量的增加而增加,随吸附剂粒径的增加而减小.吸附温度对吸附刺的最大吸附量Q有明显影响.当Ni(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L,溶液pH值为6.0,吸附剂粒径为53～75μm,吸附剂投加量为16.0 g/L,吸附搅拌速度为400 r/min时,25℃、30℃、35℃下酸化油页岩灰的最大吸附量Q分别为17.0 mg/g、33.2mg/g、42.9mg/g,且吸附主要以离子交换的化学吸附方式为主.酸化油页岩灰吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附符合Languir等温吸附方程,温度为25℃、30℃、35℃,溶液pH值为6.0,油页岩灰吸附剂投加量为16.0 g/L,油页岩灰吸附剂粒径为53～75μm条件下,酸化油页岩灰对Ni(Ⅱ)的最大吸附量Q分别为17.0mg/g、33.2 mg/g、42.9 mg/g.研究表明,油页岩灰经过酸化改性后可作为吸附荆处理含Ni(Ⅱ)废水,具有较好的市场应用前景.     

活性炭吸附处理含砷废水的研究

通过活性炭的静态吸附实验,研究溶液中砷的去除率与溶液初始pH值、溶液浓度、反应温度和时间、以及溶液中其他共存离子的关系,以确定活性炭吸附去除砷的最佳工艺条件.研究表明,质量浓度为10 mg/L的含砷溶液,在25 ℃,溶液初始pH值为4.5,反应300 min时,砷的去除率达最大值98.6%;若溶液中同时含有Cr(Ⅵ)离子,可提高活性炭对砷的吸附去除率至99%以上.由此可见,活性炭吸附法处理含砷废水的去除率较高,处理后砷含量能够达到国家规定的排放标准.     

单因素对复合固定化烟曲霉小球去除Cr(Ⅵ)的影响

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭粉末制作固定化烟曲霉小球,并以其为吸附介质,在30℃、120 r/min的培养条件下,考察了不同初始pH值、葡萄糖质量浓度、NaCl质量浓度和Cr(Ⅵ)质量浓度时固定化烟曲霉小球对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果.结果表明,固定化烟曲霉小球在中性偏酸环境中对Cr(Ⅵ)有更好的吸附效果,且吸附效率随葡萄糖初始添加量的增加呈增大趋势;NaCl在初始添加量较低时对Cr(Ⅵ)吸附效果影响不大,质量浓度较高时,则会对Cr(Ⅵ)的吸附效果产生显著影响;固定化烟曲霉小球对Cr(Ⅵ)的吸附效率随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递减趋势,而吸附量随Cr(Ⅵ)质量浓度的增加呈递增趋势.     

改性粉煤灰处理含Cr(Ⅵ)废水的研究

实验研究了工业废弃物改性粉煤灰对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,讨论了pH值、浓度、温度及时间对吸附量的影响。讨论了反应机理,计算反应热力学参数(焓、自由能、熵)。实验结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,反应温度303 K,pH=1时,吸附量最大为0.47 mg/g。吸附过程符合兰格缪尔等温吸附。吸附过程为自发进行的放热反应。反应温度为303 K时,反应过程的焓值为-3.529 kJ/mol,自由能-4.664kJ/mol,熵3.746 J/(mol.K)。反应动力学过程表明反应符合准二级动力学反应。     

壳聚糖吸附废水中Cr(Ⅵ)的工艺研究

利用模拟废水,探讨了壳聚糖吸附处理Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件,以及再生后对其吸附性能的影响,以便为实际应用提供参考.研究表明,壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件是pH值为2,温度25℃,吸附时间120 min,废水中Cr(Ⅵ)离子质量浓度≤60mg/L最大的吸附容量为8.6mg/g.再生后的壳聚糖对Cr(Ⅵ)吸附率可达96%...     

蔬菜废弃物基生物炭对铅的吸附特性

以蔬菜废弃物(芹菜)为原料,采用限氧裂解法制备了500℃下的蔬菜废弃物基生物炭,利用SEM扫描电镜、EDS能谱分析、CHN元素分析、FTIR红外光谱、比表面积及孔径分析等方法表征生物炭的物理化学性质,探究生物炭对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特性及其影响因素。结果表明,500℃下制备的废弃芹菜生物炭孔隙较少,具有较小的比表面积和丰富的官能团。废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附效果,在初始pH值为5、投加量为0.8 g/L、初始质量浓度为400 mg/L时,其最大吸附量为240.5 mg/g,且投加量、初始质量浓度和体系pH值的影响强烈。废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在5 min内达到平衡,吸附过程更符合准二级动力学模型(R~20.99),表明其吸附速率主要受化学作用控制。同时吸附速率还受初始质量浓度的影响,初始质量浓度越低,吸附过程越先达到平衡。在试验范围内,等温吸附Langmuir模型和Freundlich模型都适合描述废弃芹菜生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附过程。     

原位固化黑荆树皮对Cr(VI)吸附性能的研究

通过甲醛的交联作用使单宁分子在黑荆树树皮内形成相互交联的大分子,低成本地制成原位固化黑荆树皮,用于吸附溶液中的Cr(VI).结果表明,原位固化黑荆树皮对Cr(VI)的吸附量随体系pH值的增加而减小,随Cr(VI)初始浓度和温度的升高而增加.在284 K、吸附4 h条件下,pH＝1.96时原位固化黑荆树皮对Cr(VI)的吸附容量是pH＝5.10时的2.7倍; pH＝2.0时,Cr(VI)初始质量浓度从30 mg/L升高到120 mg/L,吸附容量由30.0 mg/g增大到100.1 mg/g; 溶液温度从284 K升高到298 K,吸附容量由76.2 mg/g增大到94.2 mg/g.原位固化黑荆树皮对Cr(VI)的吸附动力学可以用拟二级速度方程来描述.吸附前后的原位固化黑荆树皮红外谱图表明,Cr(VI)可能先被还原成Cr(Ⅲ),再与原位固化黑荆树皮中酚羟基螯合而被吸附.     

OTAC改性沸石对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

采用化学沉淀法用十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)改性天然沸石,研究了改性沸石(O-Z)对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性。O-Z表征结果显示:改性后其表面粗糙程度、孔隙度和比表面积均增大。吸附实验结果显示:在T=25℃、Cr(Ⅵ)初始质量浓度20 mg/L、O-Z投加量0. 1 g、吸附时间12 h、pH=2时,OZ对Cr(Ⅵ)吸附量达到3. 22 mg/g; O-Z对Cr(Ⅵ)的吸附数据与准二级动力学模型的线性相关性显著;与Langmuir等温方程拟合良好,说明该吸附是单分子层吸附;热力学分析反映吸附过程是自发的、吸热反应。     

高锰酸钾改性生物炭对U(Ⅵ)的吸附特性

选用农林剩余物加工制得生物炭,用强氧化剂(KMnO_4、H_2O_2、HNO_3)对生物炭进行化学改性,选择最佳改性方法。通过吸附试验得出用0.01 mol/L KMnO_4改性的生物炭除铀效果最佳。采用KMnO_4改性的生物炭对废水中的铀进行吸附,考察吸附剂投加量、溶液pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度等因素对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,当吸附剂投加量为0.3 g/L、U(Ⅵ)质量浓度为10mg/L、溶液pH=6、温度为25℃、吸附时间为120 min时,改性生物炭对U(Ⅵ)的去除效果最佳,吸附量达到32.57 mg/g,比未改性前提高了67.9%。对改性前后的生物炭进行了SEM、XRD、FTIR表征及表面含氧官能团测定、吸附动力学分析。结果表明,改性生物炭对U(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程及Langmuir等温吸附模型(决定系数R20.99)。这表明对溶液中铀的去除可能是化学沉淀作用的结果,改性后含氧官能团增加,对溶液中铀的去除也可能存在官能团络合作用与表面吸附,使吸附剂化学吸附能力增强,除铀能力提高。     

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.     

凹凸棒石负载壳聚糖吸附废水中Cr(Ⅵ)的研究

为得到合理有效、低成本的废水处理方法,利用凹凸棒石的离子交换特性和壳聚糖在酸性溶液中带正电荷的特点,以脱乙酰度90%的壳聚糖为原料,对用不同温度活化的凹凸棒石黏土作表面改性,制备了凹凸棒石黏土负载壳聚糖颗粒.壳聚糖包覆率的测定结果表明,活化温度为700 ℃时,凹凸棒石黏土的负载率达到最大值32.6%.凹凸棒石黏土负载壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件为常温、pH值=4～6、吸附时间为35 min、凹土-壳聚糖用量为12 g/L,此时,凹土-壳聚糖吸附剂对质量浓度为40 mg/L的Cr(Ⅵ)的吸附率可达90%.凹土-壳聚糖颗粒对Cr(Ⅵ)的吸附适合用Langmuir吸附等温方程来模拟.研究表明,凹凸棒石黏土经过改性制成的凹凸棒石－壳聚糖颗粒可用于含Cr(Ⅵ)废水的处理.     

球衣菌对Pb2+的吸附及其影响因素研究

采用球衣菌(Sphaerotilus natans)FQ32为生物吸附剂,研究了Pb2 初始浓度、吸附剂用量、菌龄、pH值、温度和吸附时间等理化因素对球衣菌吸附硝酸铅溶液模拟废水中Pb2 的影响.结果表明,球衣菌在Pb2 初始质量浓度为50mg,/L、吸附剂0.6g/L用量、菌龄32h、pH=7、温度30℃、吸附时间60min的条件下,对Pb2 的吸附率为89.98%,吸附量为74.98mg/g;该吸附过程是一个快速的过程,在吸附5mln时,吸附量已达总吸附量的94%,90min达到吸附平衡.球衣菌对Pb2 的吸附基本为细胞表面的被动吸附,吸附条件对吸附效率有较大影响.