Fe_3O_4@SiO_2复合气凝胶的制备及其对刚果红的吸附

以Fe Cl_3·6H_2O和正硅酸四乙酯为原料,通过溶胶-凝胶法结合醇溶剂热法制备了Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶。采用XRD,FTIR,SEM,EDS等技术对Fe_3O_4@Si O_2的结构进行了表征。考察了Fe_3O_4@Si O_2对刚果红溶液的吸附性能。表征结果显示,Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶是由直径为10~20 nm的近球形颗粒组装而成的具有三维网络结构的纳米材料,比表面积为457.93 m~2/g,平均孔径为10.7 nm。在溶液p H为5、吸附时间为35 min的最佳工艺条件下,采用Fe_3O_4@Si O_2吸附处理质量浓度为10 mg/L的刚果红溶液,刚果红去除率为99.39%,此时溶液中刚果红的质量浓度仅为0.052 mg/L。Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶吸附刚果红后具有较好的解吸和再生能力。     

氨基改性二氧化硅气凝胶的制备及其对镍离子的吸附性能

以正硅酸乙酯为硅源、3-氨丙基三乙氧基硅烷为改性剂,采用溶胶-凝胶法制备了氨基改性二氧化硅气凝胶,采用FTIR、SEM、TEM和BET技术对其进行了表征,并将其用于对水中镍离子的吸附。表征结果显示,改性前后的气凝胶均具有三维多孔网络结构,比表面积分别为877.35 m²/g和357.76 m²/g,平均孔径分别为10 nm和12 nm。实验结果表明：溶液pH为4~7时改性气凝胶对镍离子均保持较高的吸附量,溶液pH为6左右时吸附量最高;Langmuir等温吸附模型能更好地描述镍离子在改性气凝胶上的吸附行为,其饱和吸附量为70.03 mg/g,改性前仅为29.05 mg/g;改性气凝胶重复使用5次后,仍保持较高的镍离子去除率,重复使用性能良好。     

改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶，考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂，V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5；当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时，模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%，剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L；采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水，吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

海藻酸钠-聚乙烯醇-聚乙二醇复合膜的制备及其对Cu2+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%。     

西瓜皮基碳气凝胶的制备及其吸附性能

以西瓜皮为碳源,通过水热处理结合冷冻干燥法制备了碳气凝胶。采用FTIR、拉曼光谱、XPS和SEM等技术对碳气凝胶的表面基团、形貌和结构进行了表征。考察了碳气凝胶对罗丹明B和孔雀石绿模拟染料废水的吸附性能。表征结果显示,碳气凝胶呈现典型的三维无序网状多孔结构,其表面存在大量的羟基、羰基、羧基等官能团。实验结果表明,在罗丹明B或孔雀石绿初始质量浓度为10 mg/L、碳气凝胶加入量为0.5 g/L、吸附温度为常温、初始废水p H为染料废水自然酸碱度、吸附时间为1 h的条件下,碳气凝胶对孔雀石绿的去除率为92.7%,对罗丹明B的去除率为67.2%;循环使用4次到6次,罗丹明B和孔雀石绿的去除率略有降低。     

核桃壳吸附剂对水中Pb2+的吸附

采用自制核桃壳吸附剂，利用静态吸附法，处理模拟含Pb²⁺废水。实验结果表明：当初始Pb²⁺的质量浓度20.00 mg/L、初始废水pH=5.5、吸附剂加入量12 g/L、吸附剂粒径1.60~2.50 mm、吸附时间120 min时，核桃壳吸附剂对Pb²⁺的去除率为91.7%；吸附剂对Pb²⁺的吸附行为满足拟二级吸附动力学方程，吸附等温线满足Langmuir等温方程，饱和吸附量达到3.903 mg/g；吸附饱和的吸附剂可用浓度 0.1 mol/L的硝酸解吸，经解吸后的吸附剂可重复利用3次。     

离子交换树脂处理三乙胺废水

采用离子交换树脂对废水中三乙胺进行吸附。探讨了静态及动态吸附三乙胺的影响因素,考察了树脂的脱附条件及其吸附稳定性。实验结果表明:RX01型树脂对三乙胺的吸附性能优于HD-81型和D155型树脂;在三乙胺初始质量浓度为1 500 mg/L、初始pH为11.5、吸附时间为2 h、吸附温度为298 K的静态吸附条件下,三乙胺去除率为96.3%,饱和吸附量为145 mg/g,等浓度条件下阳离子影响的大小顺序为Ca~(2+)Mg~(2+)K~(+)Na~(+);当三乙胺初始质量浓度为1 500 mg/L、废水流量为60 BV/h、动态吸附柱高径比为5.37时,穿透体积为70 BV,出水三乙胺质量浓度小于3 mg/L,三乙胺去除率高达99.5%;以2 mol/L的HCl溶液为脱附剂,脱附剂流量为1 BV/h、出水体积为4 BV时,三乙胺的脱附率达94.8%;在最优动态吸附-脱附条件下重复使用10次,树脂性能稳定。     

高比表面积介孔α-FeOOH的制备及其Sb（Ⅴ）吸附性能

采用水热合成的方法制备了高比表面积介孔α-FeOOH吸附剂,并探究其对水中Sb（Ⅴ）的去除效果。采用XRD、SEM、ATR-FTIR等方法对吸附剂进行了表征。考察了吸附剂投加量、溶液pH对Sb（Ⅴ）去除效果的影响,以及Sb（Ⅴ）吸附过程的动力学和热力学特性。表征结果显示：介孔α-FeOOH具有棒状结构,长度大约为50~100 nm,最可几孔径为20 nm,比表面积为137.6 m²/g。实验结果表明,当初始Sb（Ⅴ）质量浓度为10 mg/L、pH为7、介孔α-FeOOH投加量为0.25 g/L、吸附时间为2 h、吸附温度为25 ℃时,Sb（Ⅴ）去除率可达100%;pH为4~7时,Sb（Ⅴ）去除率受pH的影响较弱;Sb（Ⅴ）吸附过程符合拟二级动力学模型及Langmuir吸附模型。     

高比表面积介孔α-FeOOH的制备及其Sb(Ⅴ)吸附性能

采用水热合成的方法制备了高比表面积介孔α-FeOOH吸附剂,并探究其对水中Sb(Ⅴ)的去除效果。采用XRD、SEM、ATR-FTIR等方法对吸附剂进行了表征。考察了吸附剂投加量、溶液pH对Sb(Ⅴ)去除效果的影响,以及Sb(Ⅴ)吸附过程的动力学和热力学特性。表征结果显示:介孔α-FeOOH具有棒状结构,长度大约为50～100 nm,最可几孔径为20 nm,比表面积为137.6 m2/g。实验结果表明,当初始Sb(Ⅴ)质量浓度为10 mg/L、pH为7、介孔α-FeOOH投加量为0.25 g/L、吸附时间为2 h、吸附温度为25℃时,Sb(Ⅴ)去除率可达100%;pH为4～7时,Sb(Ⅴ)去除率受pH的影响较弱;Sb(Ⅴ)吸附过程符合拟二级动力学模型及Langmuir吸附模型。     

碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石及其对Cd2+的吸附

以粉煤灰为主要原料，采用碱熔融—微波晶化法合成粉煤灰沸石。采用XRD，SEM，TEM等技术表征了粉煤灰沸石的微观结构，并对其吸附Cd²⁺的性能进行了研究。表征结果显示，粉煤灰沸石主要由X型沸石、P型沸石和铝组成，粉煤灰沸石中有排列规则、呈蜂窝状的孔穴和孔道存在，其孔穴和孔道大小分布均匀，致密。粉煤灰沸石的比表面积为108.49 m²/g，平均孔径为3.779 nm，孔体积为0.221 mL/g。实验结果表明，在溶液pH为7、吸附时间30 min的最佳吸附条件下，Cd²⁺去除率均大于94%。粉煤灰沸石对Cd²⁺的吸附可很好地用二级动力学方程进行拟合，相关系数为0.999 99。可用Langmuir等温吸附模型描述该吸附过程，该吸附过程是单分子层吸附，主要是化学吸附，粉煤灰沸石对Cd²⁺的饱和吸附量为49.261 mg/g。     

亚铁氰化铜的制备及其对铯的吸附

以亚铁氰化钠和硝酸铜为原料,采用水热合成法制备出亚铁氰化铜(CuFC)吸附剂,对其进行了表征,并考察了CuFC对模拟放射性废水中铯的吸附性能。表征结果显示:产物的分子式为Cu2Fe(CN)6·7H2O,外观为具有清晰几何形状的颗粒物,粒径约为30 nm。25℃下的静态吸附实验结果表明:当初始铯质量浓度为98.01μg/L、CuFC加入量为0.08 g/L、吸附时间为90 min时,达到吸附平衡,铯的去污系数达到1.13×104;用拟二级动力学模型可准确描述CuFC对铯的吸附过程,相关系数为1.000 0;吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型。     

高炉渣对Cd~(2+)的吸附性能

采用包头钢铁集团炼铁厂的高炉渣为吸附剂(粒径0.154 nm)对Cd2+进行吸附,运用SEM技术对吸附剂进行了表征,研究了初始Cd2+质量浓度、吸附剂加入量、吸附时间、吸附温度和废水pH对Cd2+去除率的影响,并探讨了吸附机理。表征结果显示:高炉渣吸附剂具有疏松多孔的特点,表面十分粗糙,比表面积较大。实验结果表明:当吸附温度为室温(28℃)、废水pH为7、初始Cd2+质量浓度为10 mg/L、吸附剂加入量为8 g/L、吸附时间为60 min时,Cd2+去除率达到98.55%;高炉渣对Cd2+的吸附符合拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,且吸附反应易发生。     

活性炭纤维吸附模拟废气中的乙醇和乙醚

采用动态吸附法研究了5种活性炭纤维（ACF）对乙醇、乙醚及模拟混合废气中的乙醇和乙醚的吸附性能。实验结果表明：当ACF-1，ACF-2，ACF-3，ACF-4分别吸附乙醇和乙醚时，在室温、乙醇质量浓度12.0 mg/L、乙醚质量浓度13.0 mg/L的条件下，4种ACF对乙醇的穿透吸附量和饱和吸附量分别为60~70 mg/g和339~409 mg/g，对乙醚的穿透吸附量和饱和吸附量分别为50~65 mg/g和301~344 mg/g；在室温、模拟混合废气中乙醇和乙醚的质量浓度均为11.6 mg/L、吸附时间120 min的条件下，具有较大的比表面积和微孔体积的ACF-5对乙醇的吸附量为205 mg/g，对乙醚的吸附量为223 mg/g；在脱附真空度-0.95 Pa、脱附时间20 min的条件下，经17 次使用的ACF-5对模拟混合废气中乙醇和乙醚的穿透吸附量均为87 mg/g，穿透时间均为12 min。     

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。     

天然膨润土还原吸附Cr（Ⅵ）

以天然膨润土为吸附剂，还原吸附处理含Cr（Ⅵ）模拟废水。实验结果表明：以（NH₄）₂FeSO₄为还原剂吸附效果最佳；在还原剂加入量为理论值的0.8倍、膨润土加入量为6 g/L、吸附时间为30 min、吸附温度为30 ℃、初始Cr（Ⅵ）质量浓度为1 mg/L的条件下，Cr（Ⅵ）去除率可达99.6%，处理后模拟废水中总铬质量浓度低至0.003 mg/L。天然膨润土对Cr（Ⅵ）的还原吸附符合准二级动力学模型及Freundlich等温吸附模型。     

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。     

改性粉煤灰的制备及其对分散蓝的吸附

以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为改性剂,制备PDMDAAC改性粉煤灰。采用正交实验考察了制备条件对PDMDAAC在粉煤灰上的负载量的影响。实验结果表明:在反应温度为70℃、反应时间为3 h、PDMDAAC质量浓度为50 g/L、溶液pH为10的最佳条件下,PDMDAAC在粉煤灰上的负载量为0.98 mg/g;在吸附温度为30℃、初始分散蓝质量浓度为50 mg/L、PDMDAAC改性粉煤灰加入量为4 g/L的条件下,PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的去除率可达98%。PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的吸附符合Langmuir吸附模型。