层状双氢氧化物的合成及其对硼酸根的吸附

对不同层间阴离子类型的Zn-Al型层状双氢氧化物(Zn-Al-LDHs)进行了共沉淀合成,将合成的不同层间阴离子类型的Zn-Al-LDHs用于吸附模拟废水中的硼酸根。实验结果表明:当层间阴离子为NO_3~-时,Zn-Al-NO_3~--LDHs对硼酸根有最大的吸附量;在硼酸根初始质量浓度为100mg/L、废水pH为9、振荡时间为3 h时,Zn-Al-NO_3~--LDHs对硼酸根的吸附量为3.014 mg/g,吸附趋于饱和。     

氧化石墨烯负载纳米零价铁的制备及其对亚甲基蓝的吸附

采用液相还原法制备氧化石墨烯负载纳米零价铁吸附剂(Fe0/GO),并用于吸附去除溶液中的亚甲基蓝(MB)。考察了溶液p H、吸附温度、吸附时间、初始MB质量浓度对Fe0/GO吸附MB的影响。SEM等表征结果显示:Fe0以球形或短链形负载在GO上,增加了材料的反应活性位点;Fe0/GO的比表面积为158.32 m2/g,等电点为3。实验结果表明:在溶液p H为6、吸附时间5 h、吸附温度25℃的最佳条件下,加入400 mg/L的Fe0/GO,处理初始MB质量浓度为160 mg/L的MB溶液,MB去除率为89.26%,吸附量为125.5 mg/g;Langmuir等温吸附方程和Frenudlich等温吸附方程均能较好地描述Fe0/GO对MB的吸附过程;Fe0/GO对MB的吸附行为遵循准二级动力学方程;计算得出吸附温度为25℃、初始MB质量浓度为160 mg/L时的饱和吸附量为201.2 mg/g,平衡吸附量为124.3 mg/g。     

海藻酸钠-聚乙烯醇-聚乙二醇复合膜的制备及其对Cu~(2+)的吸附

采用聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)对海藻酸钠(SA)进行改性,制备了一种新型高效SA-PVA-PEG复合膜。研究了该复合膜对Cu2+的吸附效果。用IR和SEM等手段对复合膜进行了表征。表征结果显示,复合膜内部存在孔状结构,有利于吸附Cu2+。实验结果表明:在初始Cu2+质量浓度50 mg/L、复合膜加入量1 g/L、废水pH=5、吸附温度30℃、吸附时间60 min的最佳条件下,吸附率最高可达90.1%,吸附量达25.3 mg/g;复合膜吸附Cu2+的动力学过程可用二级动力学方程和Elovice方程进行拟合,吸附过程符合Langmuir单层吸附理论。采用浓度为1 mol/L的HCl溶液对吸附后的复合膜进行解吸,当解吸时间为2 min时,解吸率可达80.0%。     

生物质吸附剂处理活性艳红X-3B废水

采用城市污水处理厂二沉池的剩余活性污泥为原料，以浓度为3mol／L的ZnCl2溶液浸泡污泥，采用水蒸气为活化气和保护气，在600℃下活化污泥3h，制备出性能良好的生物质吸附剂，其碘吸附值为388．95mg／g，比表面积为447．79m^2／g，平均孔径为4．39nm，孔体积为0．31cm^3／g，微孔体积为0．09cm^3/g。实验结果表明，用该生物质吸附剂处理活性艳红X-3B废水，在废水（10mL）中活性艳红X-3B质量浓度为300mg／L、生物质吸附剂加入量为0．20g、吸附时间为30min的条件下，废水脱色率可达99．7％。活性艳红X-3B在生物质吸附剂上的吸附行为遵循Lagergren二级动力学规律，同时也可用一级吸附动力学方程描述。     

气相置换合成Zn-Cu-BTC及其吸附脱硫性能

采用气相置换法制备了Zn-Cu-BTC双金属有机骨架化合物,运用XRD,SEM-EDS,BET等技术对材料进行了分析表征,并以二苯并噻吩-正辛烷为模拟油（硫含量450 μg/g）,通过吸附脱除二苯并噻吩评价了材料的吸附脱硫性能。表征结果显示,Zn的引入改变了Cu-BTC特有的八面体结构。实验结果表明：在模拟油与吸附剂的质量比100∶1、吸附温度30 ℃的条件下,吸附90 min后Zn-Cu-BTC对硫的吸附达到平衡,吸附量可达38.8 mg/g,脱硫率为94.20%,而Cu-BTC吸附120 min后达到平衡,吸附量仅为26.6 mg/g;Langmuir等温吸附模型可有效描述Zn-Cu-BTC对硫的吸附过程。     

复合改性粉煤灰对磷的吸附性能

将粉煤灰（FA）与Na₂CO₃混合焙烧后浸渍负载Fe²⁺,制备了复合改性粉煤灰（CMFA）。通过多种手段对CMFA进行了表征,并将其用于含磷废水的吸附处理。表征结果显示：改性后的粉煤灰表面疏松多孔,比表面积增大了21倍,产生了金属盐类熔出物及羟基氧化铁和羟基官能团。实验结果表明：当初始磷质量浓度为50 mg/L、吸附温度为20 ℃、溶液pH为4.3、CMFA投加量为5 g/L、吸附时间为30 min时,磷去除率可达98.01%,较FA的50.10%大幅提升;20 ℃时,CMFA对磷的饱和吸附量可达22.15 mg/g;用拟二级动力学模型可较准确地描述CMFA对磷的吸附过程,该过程为自发的吸热过程,符合Langmuir等温吸附模型,为以离子交换为主的化学吸附。     

改性生物炭对Sb（Ⅲ）的吸附行为及机理

采用氯化铝和高锰酸钾对生物炭进行改性,研究生物炭表面Sb（Ⅲ）的吸附规律及吸附机理。实验结果表明,在固液比为2.5 g/L、pH为4、吸附温度为25 ℃、吸附时间为240 min、溶液初始质量浓度为10.0 mg/L时,BC、Al-BC和KMnO₄-BC对Sb（Ⅲ）的平衡吸附量分别为1.13,2.12,2.98 mg/g。KMnO₄-BC和Al-BC的吸附机理不同,KMnO₄-BC等温吸附曲线符合Langmuir等温模型,吸附动力学过程遵循拟二级动力学方程;Freundlich模型和拟一级动力学方程更适合描述Al-BC对Sb（Ⅲ）的吸附。3种生物炭的吸附过程都以物理吸附为主,同时有化学吸附的参与。BET比表面积与FTIR分析结果表明,Al-BC吸附量大主要得益于比表面积及孔体积的增大。     

木质素基聚合物的制备及亚甲基蓝的吸附

以木质素磺酸钠为原料单体、环氧氯丙烷为交联剂,采用反相乳液聚合法制备了木质素磺酸钠交联聚合物(SLCP),并将其用于水中有机染料的吸附。表征结果显示:SLCP基本保留了木质素磺酸钠的骨架和官能团,具有良好的热稳定性。实验结果表明:SLCP对亚甲基蓝(MB)有较好的吸附选择性,在加入量为0.5 g/L时就有较高的吸附效率;在溶液p H2~6范围内吸附量随溶液p H增大而迅速提高,溶液p H6后吸附量趋于稳定;最佳吸附温度为35℃;在SLCP加入量0.5 g/L、溶液p H 6.5、吸附温度25℃、初始MB质量浓度100.5 mg/L的条件下,吸附150 min基本可达平衡,吸附平衡时的吸附量和MB去除率分别为191.2 mg/g和95.1%;SLCP对MB的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合Lagergren拟二级动力学方程。     

玉米秸秆生物炭对苯胺的吸附

以玉米秸秆为原料制备生物炭吸附剂,研究了生物炭对水中苯胺的吸附性能。表征结果显示:制备的生物炭的比表面积为449.7 m2/g,体积平均粒径为103μm,主要以小粒径存在;制备的生物炭表面以碱性含氧官能团为主,含量为1.31 mmol/g。实验结果表明:在溶液p H 3、生物炭加入量10 g/L、吸附温度313 K、吸附时间3.0h的最佳反应条件下处理初始苯胺质量浓度为400 mg/L的苯胺溶液,苯胺去除率为94.0%,吸附量为37 mg/g;生物炭对苯胺的吸附过程符合拟二级动力学方程,吸附等温线满足Freundlich等温吸附方程;生物炭对苯胺的吸附是自发、吸热的过程;吸附过程中存在着水分子从生物炭表面的解吸。     

Ti-MCM-41分子筛对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以发烟硅胶为硅源、钛酸四丁酯为钛源,采用水热合成法制备了一系列不同n(Si)∶n(Ti)的Ti-MCM-41分子筛,采用XRD、UV-Vis、BET及ICP技术对其进行了表征,考察了其对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能及重复使用性能。结果表明:制备的Ti-MCM-41分子筛保持了MCM-41的介孔结构,但随着Ti含量的增加分子筛的比表面积、孔径和总孔体积均降低;在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg/L、Ti-MCM-41分子筛(投料n(Si)∶n(Ti)为40)投加量为1 g/L、吸附时间为60 min、吸附温度为323 K、溶液pH为6的条件下,Cr(Ⅵ)吸附率可达96.3%;Ti-MCM-41分子筛对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型;Ti-MCM-41分子筛的重复使用性能良好。     

Ti-MCM-41分子筛对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以发烟硅胶为硅源、钛酸四丁酯为钛源,采用水热合成法制备了一系列不同n（Si）∶n（Ti）的Ti-MCM-41分子筛,采用XRD、UV-Vis、BET及ICP技术对其进行了表征,考察了其对溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能及重复使用性能。结果表明：制备的Ti-MCM-41分子筛保持了MCM-41的介孔结构,但随着Ti含量的增加分子筛的比表面积、孔径和总孔体积均降低;在初始Cr（Ⅵ）质量浓度为100 mg/L、Ti-MCM-41分子筛（投料n（Si）∶n（Ti）为40）投加量为1 g/L、吸附时间为60 min、吸附温度为323 K、溶液pH为6的条件下,Cr（Ⅵ）吸附率可达96.3%;Ti-MCM-41分子筛对Cr（Ⅵ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型;Ti-MCM-41分子筛的重复使用性能良好。     

表面活性剂对土壤中石油污染物的解吸

采用4种表面活性剂解吸老化石油污染土壤中的污染物,对其解吸动力学特征及残油组分进行了分析。实验结果表明:在表面活性剂质量浓度相同(0.5 g/L)条件下,土壤中石油污染物解吸率的大小顺序为十二烷基硫酸钠(SDS)曲拉通X-100(TX-100)吐温-80(TW-80)十二烷基苯磺酸钠(SDBS);SDS的解吸率最高,经48 h累积解吸后土壤中石油污染物的解吸率为38.7%;表面活性剂对石油污染物的解吸动力学曲线用Elovich方程拟合,效果最好,相关系数为0.970 2~0.995 6;非离子表面活性剂(TX-100、TW-80)对石油污染物中饱和烃组分的解吸率优于阴离子表面活性剂(SDS、SDBS),而对芳香烃组分的解吸率不如阴离子表面活性剂。     

负载β-环糊精的矿物和生物炭对甲基橙的吸附性能

采用HCl溶液对沸石（F0）、蛭石（ZH0）、秸秆（J0）和棕榈生物炭（Z0）进行活化预处理,以环氧氯丙烷为交联剂,将β-环糊精（β-CD）负载到原始材料上,制备了4种新型吸附材料F2、ZH2、J2和Z2。采用FTIR、元素分析、SEM和TG等技术对吸附材料进行了表征,探讨了其对甲基橙的吸附性能。表征结果显示,β-CD被成功地负载到沸石、蛭石、秸秆生物炭和棕榈生物炭上。吸附实验结果表明：负载β-CD后的4种材料对甲基橙的平衡吸附量大小顺序为J2> F2> ZH2> Z2;溶液pH和吸附温度的提高可有效提升4种材料对甲基橙的吸附能力。吸附动力学和热力学研究表明,4种材料对甲基橙的吸附过程中物理吸附起着主导作用,且更趋向于单分子层吸附。4种材料均具有良好的重复使用性能。     

轻烃类VOCs在活性炭上的动态吸附行为

采用BET,XRD,FTIR技术对两类椰壳活性炭进行了表征,考察了空速和吸附温度对正戊烷和正己烷动态吸附穿透容量(DPC)及穿透时间的影响,并对正戊烷和正己烷的二元竞争吸附过程进行了研究。结果表明:两类活性炭材料的组成和官能团结构相似,具有大量微孔的片状活性炭(FAC)有利于轻烃类VOCs的吸附;采用FAC吸附正己烷时,DPC对空速和温度变化不敏感;二元竞争吸附过程中,开始阶段正戊烷和正己烷同时被吸附,随后已被吸附的正戊烷被强吸附质正己烷部分置换,直至正己烷吸附饱和,与一元吸附相比,正己烷的DPC和饱和吸附容量略有增加,正戊烷的DPC和饱和吸附容量大幅降低。     

玫瑰花状分级结构BiOCl的制备及其光降解罗丹明B的性能

以麦芽糖为表面活性剂,采用水热法制备了玫瑰花状分级结构的Bi OCl光催化剂。采用XRD、SEM、TEM、SAED、FTIR、UV-Vis DRS、MS、BET比表面积和ESR等技术对所合成的催化剂进行了表征。以罗丹明B(Rh B)为模拟污染物研究了Bi OCl光催化剂的Rh B降解性能。实验结果表明:可见光下,在0.485 07 g Bi(NO3)3·5H2O中添加0.5 g麦芽糖、加入10 m L 0.2 mol/L的KCl溶液所制备的Bi OCl的光催化性能最好,在200 min时Rh B降解率达94%;Rh B的降解过程主要为脱乙基反应,降解机理主要是光敏化降解;Bi OCl催化剂具有良好的循环稳定性。     

La_2O_3-TiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了La2O3-Ti O2光催化剂;运用XRD,UV-Vis DRS,BET技术对光催化剂进行了表征;并以太阳光为光源,研究了不同制备条件及光反应条件下La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解效果。实验结果表明:最佳制备条件为镧掺杂量(硝酸镧与钛酸丁酯的质量比)0.9%、焙烧温度500℃、焙烧时间2 h;该条件下制备的光催化剂为中孔结构(平均孔径3.867 nm),禁带宽度小(2.07 e V),Ti O2为锐钛矿相;在光催化剂投加量为2 g/L、溶液p H为3的最佳光反应条件下反应4 h,La2O3-Ti O2对罗丹明B的降解率达99.7%,远高于N-Ti O2的42.0%;重复使用5次的La2O3-Ti O2光催化剂仍对罗丹明B保持较高的降解率(98.5%)。     

并流加料沉淀法处理含铜锌废水同时形成类水滑石污泥

分别采用传统沉淀法和并流加料沉淀法处理含铜锌废水,考察了废水进样速率、废水pH、搅拌速率对重金属离子残留质量浓度的影响。采用FTIR、XRD和SEM表征了所得污泥的物相和形貌。实验结果表明:并流加料沉淀法所得滤液中Zn~(2+)、Cu~(2+)和Al3+的质量浓度远低于传统沉淀法;在废水进样速率1.0 mL/min、废水pH 9、搅拌速率500 r/min的最佳工艺条件下,滤液中Cu~(2+)和Zn~(2+)基本没有残留,Al3+质量浓度仅为0.2 mg/L,达到工业排放标准;所得污泥结晶度良好,为类水滑石Cu_3Zn_3Al_2(OH)_(16)CO_3·4H_2O(PDF#37-0629)结构。     

金属有机骨架材料Cu3(BTC)2对刚果红的吸附

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料Cu_3(BTC)_2(BTC为均苯三甲酸根),并对其进行了XRD表征。考察了刚果红初始质量浓度、溶液pH及Na~+浓度等工艺参数对Cu_3(BTC)_2吸附刚果红效果的影响,对其吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明:刚果红初始质量浓度增大,吸附量增大,脱色率逐渐降低;酸性条件下的吸附性能好于碱性条件;Na~+对吸附具有抑制作用,Na~+的浓度越高,抑制作用越明显;Cu_3(BTC)_2对刚果红的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力模型。