As(V)在金红石TiO_2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As(V)初始浓度为10 mg/L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0.41 mg/g高于30℃时的吸附量0.31 mg/g,As(V)在金红石TiO2上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As(V)在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2+或Mg2+浓度为10 mmol/L时,As(V)吸附量分别为0.64和0.56 mg/g,Ca2+比Mg2+对As(V)吸附促进作用强。As(V)在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

煤泥对水溶液中Ca^2＋的吸附性能研究

在静态条件下，研究了Ca^2＋在煤泥表面的吸附动力学。考察了不同Ca^2＋初始浓度的吸附实验，并对实验结果进行了动力学方程的拟合，结果表明，煤泥对Ca^2＋的吸附过程较好地符合准二级动力学方程。研究了初始Ca^2＋浓度、溶液pH值、振荡速度和煤泥质量对Ca^2＋吸附量的影响，实验结果表明：（1）煤泥对Ca^2＋吸附量随着Ca^2＋溶液浓度的增加而增大Ca^2＋浓度大于3．828mmol／L时，吸附量基本保持不变；（2）溶液pH〈9时煤泥颗粒对Ca^2＋的吸附主要是静电吸附，pH〉9时Ca^2＋在煤泥表面主要是沉淀吸附和一羟基吸附；（3）Ca^2＋在煤泥表面吸附的最佳振荡强度为150r／min。     

天然和CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶（CPB）改性沸石和天然沸石对废水中Hg^2＋的吸附特性，探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明：Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg^2＋的吸附，CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附率得到显著提高。实验条件下，改性沸石对Hg^2＋的吸附率从67．5％提高到98．9％，吸附容量从0．521mg／g提高到3．07mg／g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合，发现2种沸石对Hg^2＋的吸附均满足假二级动力学方程，且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明：2种沸石对Hg^2＋的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附，吸附吉布斯自由能变（△G^0）、焓变（△H^0）、熵变（△S^0）均小于0，反应为自发的放热反应，低温有利于吸附的进行。     

不同硅铝比的ZSM-5型沸石分子筛吸附水中Cu2＋离子的研究

考察了3种不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛（25H、38H和50H，25、38和50为硅铝比）对水中Cu2＋的吸附过程及其影响因素。结果表明，3种材料均能有效吸附去除水中Cu2＋离子，动力学符合假二阶动力学模型，吸附等温线符合Langmuir吸附等温式。3种材料吸附速率及吸附容量顺序为：25H〉50H〉38H，其中，25H最大吸附容量达到12．83mg／g。投加量由0．8g／L增加至2．0g／L，材料对Cu2＋吸附去除率由87．0％增加至97．5％。考察水中常见阳离子对吸附的干扰作用，结果表明，干扰离子的影响顺序为：Pb2＋〉K＋〉Na＋〉Mg2＋；随着干扰离子浓度的增大，材料对Cu2＋的去除率显著下降。硅铝比及晶粒形貌均对沸石分子筛吸附Cu2＋有较大影响，小的孔径不利于Cu2＋的吸附，低硅铝比有利于Cu2＋在分子筛上的吸附。     

负载TiO_2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极（TiO2/ACF）,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱仪（XRD）、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响：电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

除氟活性铝氧化物（AlOxHy-Fn）的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象，考察其对三价砷（As（Ⅲ））和五价砷（As（Ⅴ））吸附去除性能，并对吸附机理进行了探讨。研究显示，AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构，比表面积为218．88m2／g，零电荷点pHZPC在pH为8左右；AlOxHy-Fn可快速吸附As（Ⅲ）和As（Ⅴ），且反应24h后的平衡吸附量分别为0．60和3．41mg／g，朗格缪尔模型可以很好地描述As（Ⅲ）和As（Ⅴ）在AlOxHy-Fn表面的吸附，且As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的最大吸附容量分别为13．63和63．27mg／g；AlOxHy-Fn在pH=4～10范围内对As（Ⅴ）去除率在90％以上，As（Ⅲ）在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好，但去除率仍在32％以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As（Ⅲ）与As（Ⅴ）的吸附有重要影响，电负性As（Ⅴ）较电中性As（Ⅲ）更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中，在pH为6时氟溶出量最低（0．40mg／g），过高或过低pH均会导致氟溶出量增大；氟溶出量与As（Ⅴ）吸附量之间有明显正相关关系（R2=0．97），但与As（Ⅲ）吸附量无相关关系；铝溶出量在pH为4～10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性，且将As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ）是提高去除效果的重要手段。     

纳米TiO2花式分层微球的合成及其对Pb（Ⅱ）的吸附性能

利用仿生合成的方法，以甘氨酸为模板剂、钛酸正四丁酯作钛源，水热合成一种新型纳米TiO2花式微球，并对其进行了表征。通过考察pH值、温度和Pb（Ⅱ）溶液的初始浓度对吸附效果的影响，研究了TiO2花式微球对水溶液中Pb（Ⅱ）的吸附性能及其吸附动力学特性。结果表明，纳米TiO2花式微球直径约2Ixm，平均孔径约56nm，比表面积约是270．3m。／g；当pH值为4．0时TiO2花式微球对溶液中Pb（Ⅱ）吸附率达到最高，210min时基本达到吸附平衡，20、30和40qE的最大吸附量分别为75．64、76．34和77．52mg／g。吸附过程遵循准二级速率方程，与Langmuir等温式拟合更好。     

Zr—Fe双组分复合除砷吸附剂的优化制备及性能评价

实验发现，铁氧化物或铁的羟基氧化物对As（V）有较好的吸附性能，而锆氧化物或锆水合氧化物则对As（Ⅲ）有优异的吸附选择性，但其使用的pH通常要在〉9的条件下。通过简单的共沉淀法制备了Zr-Fe双组分复合吸附剂，在制备过程中通过优化制备条件如：沉淀剂浓度、金属离子总浓度、金属离子配比、反应温度、反应时间及吸附剂价格等因素，最终合成出了对As（V）和As（Ⅲ）都具有良好吸附能力的吸附剂。这种吸附剂在中性条件下对As（V）和As（Ⅲ）的最大吸附量为62mg／g和118mg／g。     

核桃壳粉对水溶液中Pb2＋的吸附

实验通过间歇吸附方式研究了核桃壳粉对水溶液中Pb^2＋的吸附特性，探讨了核桃壳粉粒径及用量、溶液pH、Pb^2＋初始浓度等参数对吸附的影响，并讨论了吸附过程的热力学和动力学特征。结果表明，核桃壳粉对Pb^2＋吸附的最佳pH为5．0，去除率随吸附剂粒径的减小、用量的增加、Pb^2＋初始浓度的减小而增加。优化实验条件下，0～0．3mm15g／L的吸附剂在298K时，对pH=5的50mL50mg／LPb^2＋溶液的去除率达96．98％。核桃壳粉对Pb^2＋的吸附等温线符合Sips模型，在283、293和303K的最大吸附量分别为18．25、18．27和20．94mg／g。吸附过程是放热的、混乱度减小的自发过程，且符合准二级动力学模型。吸附速率常数随温度升高而减小，在293和303K时分别在90和120min基本达到平衡。结合FTIR和SEM手段发现核桃壳对Pb^2＋的吸附以物理吸附为主，同时包括离子交换、螯合等化学吸附以及颗粒内扩散步骤，是一个复杂的过程。     

多孔镁铝复合氧化物对水溶液中Cr（VI）的吸附性能

摘要以镁盐、铝盐、纯碱和烧碱为原料制备了一种多孔镁铝复合氧化物（P—Mg3.1AlO4.6），其比表面积、平均孔径和总孔容分别为206．3m2／g、8．961nm和0．4208cm3／g。研究了这种多孑L材料对水溶液中cr（VI）的吸附性能，在25～45qC时，静态吸附量为82．32～141．7mg／g；当初始浓度100mg／L、流速5mL／min、床层高度10cm和pH=6时，半穿透时间、半穿透吸附量和饱和吸附量分别为406rain、49．28ing／g和51．30Ing／g；拟合参数及误差分析表明，cr（Ⅵ）在P—M敬。AIO4.6上的静态吸附过程符合Freundlich等温方程式和伪二级动力学方程，Yoon·Nelson模型能很好地预测cr（Ⅵ）在P—Mg3.1A104.6上的动态穿透曲线。     

棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对Pb^2＋和Cd^2＋的吸附特征

为了研究棘孢曲霉（Aspergillus aculeatus）对溶液中Pb^2＋和Cd^2＋吸附过程的特征，分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验，同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下，棘孢曲霉对Pb^2＋和Cd^2＋最大吸附量分别为71．2mg／g和59．8mg／g；动力学实验数据很好的符合二级动力学方程，吸附达到平衡的时间为3h；热力学实验数据显示该吸附过程为自发的、吸热的过程。     

改性甘蔗渣对Cu^2＋和Zn^2＋的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）和乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）改性甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附性能，包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明，改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附容量有显著提高，对Cu^2＋和Zn^2＋吸附等温线均符合Langmuir方程，吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程，PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu^2＋的吸附量分别为60．21和33．45mg／g，对Zn^2＋的吸附量分别是70．53和36．53mg／g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30min内均可完成，用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu^2＋和Zn^2＋的改性甘蔗渣进行洗脱再生，再生的吸附剂可反复使用。     

非固定化和固定化啤酒酵母对Cd^2＋和Cu^2＋的吸附特性研究

对比了不同吸附剂对重金属的吸附效果，同时研究了啤酒酵母的固定化方法、菌体用量对吸附效果的影响、非同定化和固定化啤酒酵母吸附热力学特性。研究结果表明，非固定化死啤酒酵母对Cd^2＋的单位菌体吸附量是常用吸附剂活性炭的3倍；由1：3的海藻酸钠与碱处理啤酒酵母（w／w）制得的固定化颗粒吸附效果最好；菌体用量的增加会降低单位菌体对重金属的吸附量；啤酒酵母对重金属的吸附位点有限，Cd^2＋的实际最大吸附量为13．95mg／g，Cu^2＋为7．67μg／g。非固定化和固定化啤酒酵母对Cu^2＋和Cd^2＋的等温吸附过程均可用Linear方程、Langmuir方程和Freundlich方程来进行拟合，但非同定化啤酒酵母以Langmuir方程最优，其拟合计算的最大吸附量qmzxCd和qmxxCu分别为13．96mg／g和8．01mg／g；固定化啤酒酵母以Freundlich方程最优，实际最大吸附量Cd为75．41mg／g，Cu为66．58mg／g。     

厌氧颗粒污泥吸附去除废水中Hg^2＋的研究

在实验室条件下，以静态、序批的方法研究了厌氧颗粒污泥对废水中Hg^2＋的吸附特性及环境条件对其吸附能力的影响，并通过红外光谱和能谱对比手段，初步探讨了厌氧颗粒污泥吸附Hg^2＋的机理。结果表明，厌氧颗粒污泥对Hg^2＋的吸附过程符合准二级吸附动力学模型，其吸附等温线与Freundlich型拟合得较好（R^2=0．9933）；pH是影响吸附的重要因素，在pH值为3～8的范围内，吸附量较大，最大为64．64mg／g，当pH值大于8或小于3时，吸附量逐渐下降；温度对吸附也有一定的影响，但影响程度不明显。红外光谱和能谱分析表明，厌氧颗粒污泥表面功能基团对Hg^2＋的络合作用是吸附的主要机理，这些基团包括-CH、-CH2、-CH3、P—H、C=0、C-N、P=0、S=0及=C—H，同时在吸附过程中还存在一定的离子交换吸附。     

无定型纳米TiO2吸附去除饮用水中的低浓度As(Ⅲ)

研究了纳米无定型TiO2颗粒对饮用水中低浓度的三价砷As(Ⅲ)吸附行为。纳米TiO2颗粒吸附剂的BET表面积为205 m2/g,计算的BJH吸附平均孔径为4.02 nm(4 V/A)。对起始As(Ⅲ)浓度为150μg/L的模拟含砷水,经过5h的吸附处理后残余浓度不足4μg/L,As(Ⅲ)去除率达到97%。反应起始阶段吸附速率较快,84%的As(Ⅲ)能够在20min内去除。As(Ⅲ)吸附动力学较好地符合拟二级动力学模式。最佳As(Ⅲ)吸附pH为9.3,低于此值,随酸性增加吸附速率有所降低;而高于此值的强碱性pH对吸附有强烈抑制作用。在平衡浓度较低的情形下(10～220μg/L),Lang-muir,Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)吸附等温式均可较好拟合吸附行为,但中性和弱碱性条件下更符合Fre-undlich吸附等温式;平衡浓度大于220μg/L,吸附容量随平衡浓度增加而迅速增加,最大吸附容量在低浓度下达到4.79 mg/g。     

利用13X沸石分子筛净化含NH+4-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4^＋-N废水的吸附性能，包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4^＋-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明，pH值为6．5～7．5，吸附时间35rain，吸附温度20～30℃的条件下，沸石对50mL NH4^＋-N初始浓度（C0）为80mg／L的废水吸附效果最佳，吸附过程符合Langmuir型吸附等温式，饱和吸附量为8．61mg／g。动态条件下，随水力停留时间增加，沸石对NH4^＋-N的吸附量上升，最大饱和吸附量可达24．20mg／g，吸附过程符合Thomas吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明，利用13X沸石净化中低浓度含NH4^＋-N废水具有良好的工业化应用前景。     

聚酰胺胺-环糊精共聚物对水中2，4-二氯酚的吸附

采用新型聚酰胺胺一环糊精共聚物（PAMAM—CD）静态吸附模拟废水中的2，4-二氯酚（DCP）。通过单因素和正交实验，研究了吸附时间、pH值、PAMAM—CD投加量（W）、溶液体积（V）、吸附温度（T）、溶液初始浓度（C0）等因素对吸附的影响，初步探讨了PAMAM—CD对DCP的吸附机理。实验结果表明：吸附条件对吸附容量（qe）的影响顺序为：C0〉W〉V〉T。最佳吸附条件：Co=150mg／L，W=25mg，V=75mL，T=15℃。在此条件下的qe平均值达105．6mg／g，说明PAM-AM—CD对DCP吸附能力强，吸附机理主要是因PAMAM-CD对DCP的包合、氢键等作用。     

负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极(TiO2/ACF),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响:电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

改性白菜叶渣对重金属Zn2＋吸附性能

为了研究白菜叶渣对锌离子的吸附作用，采用静态吸附的方法，以酸碱处理后的废弃白菜渣为原材料，获得加人量（X1）、浓度（X2）、时间（X3）、pH（X4）和温度（X5）各单因素对Zn2＋的最佳吸附点，再通过二次回归正交旋转组合设计对白菜渣吸附Zn2＋的条件进行优化，并讨论了吸附过程中吸附等温线与动力曲线的相关特征。结果表明，当加入量0．2g、浓度2mg／L、吸附时间5h、pH为4以及温度20％时，吸附达到最大95．08％，验证所测最大吸附率93．89％，与预测值基本相符。对比实验说明白菜渣对Zn2吸附效果要优于活性炭。25℃和35℃时的等温线的拟合结果表明，白菜渣对Zn2＋是物理化学共同吸附的复杂过程。     

城市垃圾焚烧渗沥液中Ca2＋对厌氧EGSB处理效果的影响

研究了城市生活垃圾焚烧厂渗沥液中Ca2＋对厌氧颗粒污泥膨胀床反应器（EGSB）处理效果的影响，并采用静态实验方法考察了Ca2＋对厌氧颗粒污泥产甲烷活性的影响。实验结果表明，进水COD为17000mg／L的条件下，当Ca2＋浓度低于6000mg／L时，EGSB对COD去除率达93％以上；当Ca2＋浓度高于6000mg／L时，COD去除率随运行时间明显下降，并在污泥中形成大量沉淀。静态实验结果表明，废水中低浓度Ca2＋促进了厌氧颗粒污泥的产甲烷活性，但高浓度Ca2＋明显抑制了其产甲烷活性，这是导致高Ca2＋浓度条件下EGSB对COD去除率降低的主要原因。研究表明，颗粒污泥产甲烷活性恢复程度随Ca2＋浓度增加而减弱。