阴/阳离子有机膨润土制备及其对苯酚吸附性能的实验研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对辽宁黑山钙基膨润土进行不同工艺的阴/阳离子有机膨润土制备,并探讨其对被苯酚污染的地下水的吸附机理及其影响因素,为阴/阳离子有机膨润土在污染地下水修复新技术--渗透反应格栅(PRB)中应用的可行性提供必要的技术参数.研究结果表明,制备阴/阳离子有机膨润土的最佳工艺是加入3.0%(质量分数)的Na2CO3钠化,以120CTMAB/15SDS的投加量对其进行阴/阳离子有机改性;阴/阳离子有机膨润土对水中有机物具有协同去除效应;阴/阳离子有机膨润土Na-ACOMMT对苯酚吸附的最佳条件是投加60 g/L、80～100目的Na-ACOMMT,在温度20℃、pH为6～8、振荡转速200 r/min的条件下振荡30 min,此时苯酚的去除率高达78.74%,且吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程;Na-ACOMMT可通过多次吸附(累积吸附量为0.045 9 mg/g)达到降低成本的目的.但是Na-ACOMMT吸附被苯酚污染的地下水时,可能会有微量阴/阳离子表面活性剂的解吸.     

微波强化有机改性膨润土对磷的吸附特性研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)在微波辐射条件下对浙江临安膨润土进行改性,制得有机改性膨润土,利用其含磷模拟废水进行处理,考察了不同的工艺条件如有机改性剂用量、微波辐射强度、辐照时间、吸附时间、改性膨润土投加量、pH值对废水中磷去除效果的影响。结果表明:在有机改性剂用量为3 mmol/g,微波辐照强度为96 W/g,微波辐照时间8 min为最佳制备条件。改性膨润土用量为12 mg/L,反应时间为15 min,溶液pH为7及常温条件下,改性膨润土对浓度为50 mg/L的含磷废水去除率达到97.3%,吸附符合Freundlich吸附等温方程。     

核桃壳对模拟废水中Cu~(2+)的吸附性能研究

采用核桃壳作为吸附剂,对模拟废水中的Cu2+进行吸附去除,考察了吸附剂粒径、水样初始pH、吸附剂用量、Cu2+初始浓度、吸附时间等因素对Cu2+吸附效果的影响,确定最佳吸附参数,并进行了吸附动力学和吸附等温线分析。结果表明:最佳吸附参数为核桃壳吸附剂粒径1.25~1.60mm、水样初始pH 5.0、吸附剂用量2.5g,Cu2+初始质量浓度20mg/L、吸附时间360min,在此条件下100mL水样在200r/min、25℃条件下吸附的Cu2+去除率达70%以上,吸附量约为0.702mg/g;本实验过程采用伪二级动力学方程的拟合更好,R2均在0.9以上,Cu2+吸附速率与其浓度的二次方成正比;Langmuir方程可以较好地描述核桃壳吸附剂对Cu2+的吸附过程,此吸附过程是单分子层的吸附。     

柚子皮制备生物炭吸附苯酚的特性和动力学

廉价的柚子皮作为原材料制备生物炭吸附剂对含苯酚废水进行吸附研究。扫描电镜结果表明,柚子皮制备的生物炭具有较好表面吸附空间结构,比表面积测定为261.69 m2/g。此外,能谱对柚子皮生物炭元素分析发现,生物炭主要含有C、O、P、K,这些是生物质特点。红外对柚子皮生物炭分析发现生物炭含有羟基、氨基、羰基、羧基、磷酸酯或者硫酸酯等活性基团,这些是吸附苯酚的特性官能团。在初始浓度为100 mg/L,投加量为3 g/L,中性pH,30℃条件下吸附30 min后柚子皮生物炭对苯酚的去除率达到76.4%。伪二级动力学方程能很好地拟合柚子皮生物炭对苯酚的吸附过程。同时,Langmiur和Freundlich等温方程在整个温度都能较好地拟合数据,在30℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到49.75 mg/g。通过实际废水应用实验,表明柚子皮生物炭是一种有潜力可用于高浓度含酚废水的处理的有效材料。     

改性花生壳对苯酚的吸附

以花生壳为原料,使用环氧氯丙烷、二甲胺及吡啶,以N,N-二甲基甲酰胺为反应介质改性花生壳。结果表明:改性花生壳对苯酚的去除效果优于未改性花生壳。在实验条件下,吸附剂的吸附量在溶液pH为9,吸附时间为120 min时达到最大;溶液离子强度对吸附的影响较大。分析了该反应体系的动力学和热力学参数,改性花生壳吸附苯酚过程拟用准二级动力学模型处理,计算得出平衡吸附量与实验值相符。改性花生壳对苯酚的吸附符合Langmuir和Freundlich等温模式,R2均大于0.98,Qmax在84.49～108.76 mg/g之间,Freundlich模式的吸附强度n值在1.211～1.262之间,热力学参数△G、△H、△S表明改性花生壳对苯酚的吸附过程是自发、吸热过程。     

磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2的合成及对水中氟和砷的吸附性能

用共沉淀法将ZrOCl2·8H2O包裹在磁性纳米Fe3O4表面,合成了一种针对高浓度含砷含氟废水的高效新型磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2.研究考察了吸附剂对氟和砷的吸附容量、反应平衡时间以及pH对吸附效果的影响.实验表明,磁性纳米Fe3O4·ZrO(OH)2吸附剂对水中F-和As(Ⅲ/Ⅴ)等温吸附模型符合Langmuir和Freundlich模型.对溶液中总氟和总砷的吸附容量分别可达70.42 mg/g和133.33 mg/g.通过拟二级动力学方程可得知吸附过程在20 min左右即可达到平衡.随着pH的不断增加,吸附剂对氟的吸附容量逐渐降低,而对砷的吸附量则是先增加后减少.     

聚甲亚胺酰胺树脂对水中Cu~(2+)的吸附

制备了聚甲亚胺酰胺树脂,对其进行傅里叶变换红外光谱分析。采用批处理方法实验了pH、铜离子初始浓度、吸附时间、吸附剂用量对吸附量的影响,研究了等温吸附模型和吸附动力学模型。优化后的吸附条件为:在铜离子溶液体积50 mL、初始浓度为300 mg/L、pH为6.0时,吸附剂投放量50 mg、吸附时间60 min,此时吸附量达到269.1 mg/g,去除率达89.7%。25℃时在研究浓度范围内,铜离子吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型描述均可;与准一级动力学方程、Elovich方程及内扩散方程相比,准二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学过程。     

粉煤灰砖块对磷酸盐的吸附特性

以建筑废料粉煤灰砖块为吸附剂材料,通过静态吸附实验研究其对磷酸盐的吸附特征,以及磷酸盐初始浓度、吸附剂投加量、pH等因素对吸附反应的影响。Langmuir、Freundlich和Temkin等温模型的分析发现,Langmuir等温式方程最适合描述吸附过程,对磷酸盐的理论饱和吸附容量为44.62 mg/g。利用伪一级动力学模型、伪二级动力学模型和颗粒内扩散模型考察了吸附过程特征,其中伪二级动力学模型为最适于描述粉煤灰砖块对磷酸盐的吸附过程的动力学模型。通过颗粒内扩散模型、Bangham方程及Boyd模型对吸附动力学机理进行的探讨表明,颗粒内扩散速率不是粉煤灰砖块吸附磷酸盐反应的惟一速率控制步,膜扩散速率和颗粒内扩散速率共同影响着吸附反应速率。磷酸盐浓度较低时主要是膜扩散限制吸附反应速率,而磷酸盐浓度较高时则颗粒内扩散成为速率控制步。研究证明,粉煤灰砖块粉末作为湿地基质具有对磷酸盐很强的吸附能力,在减少了固体废弃物的数量的同时又可以实现水污染控制的目的。     

铁基膨润土对水中磷酸根的吸附热力学及动力学研究

采用铁盐改性制得铁基膨润土,研究了其对水中磷酸根的吸附性能及影响因素,结果表明,通过对膨润土的改性提高了磷的去除率,含磷废水初始pH值的大小对磷的去除率影响不大,初始浓度越低越有利于磷的去除。磷的去除率随改性膨润土的投加量增大而提高,随温度升高而增大。进一步研究表明,改性膨润土对磷的吸附是吸热反应,其吸附等温线可采用Langmuir等温吸附方程拟合;改性膨润土对磷的吸附是快速吸附,在20 min内,磷去除率达70%以上,符合准二级吸附动力学模型。     

煤质炭制备条件的优化及对酚类吸附性能与吸附动力学

KOH为活化剂,正交实验方法优化了煤质炭的制备条件。对2种酚类有机物苯酚、氯苯酚进行了静态吸附,观察了温度、时间、初始浓度及投加量对吸附性能的影响,优化了吸附条件。实验数据与Langmuir、Freundlich和Temkin吸附等温线进行了拟合,并对准一级、准二级动力学模型和内扩散模型拟合。结果表明,优化得煤质炭制备条件为:碱碳质量比3∶1,浸泡时间12 h,活化时间80 min,活化温度800℃。在温度为25℃,投加量为0.05 g时,苯酚的平衡时间为60 min,初始浓度为200 mg/L时的吸附量为58.89 mg/g;氯苯酚的吸附平衡时间为90 min,初始浓度为300 mg/L时的吸附量为84.32 mg/g。煤质炭对苯酚的吸附过程与Langmuir吸附等温线,氯苯酚的吸附过程与Temkin吸附等温线拟合得较好。二级动力学模型能够较好地描述这2个吸附过程,且颗粒内扩散不是唯一的速率控制步骤。     

Adsorption of phenol by bentonite

The potential of bentonite for phenol adsorption from aqueous solutions was studied. Batch kinetics and isotherm studies were carried out to evaluate the effect of contact time, initial concentration, pH, presence of solvent, and the desorption characteristics of bentonite. The adsorption of phenol increases with increasing initial phenol concentration and decreases with increasing the solution pH value. The adsorption process was significantly influenced by the solvent type in which phenol was dissolved. The affinity of phenol to bentonite in the presence of cyclohexane was greater than that in water and was lowest in the presence of methanol. Methanol was used to extract phenol from bentonite. The degree of extraction was dependent on the amount of phenol adsorbed by bentonite. X-ray diffraction analysis showed that the crystalline structure of bentonite was destroyed when cyclohexane was used. The ability of bentonite to adsorb phenol from cyclohexane decreased as the water to cyclohexane ratio was increased. Furthermore, hysteresis was observed in phenol desorption from bentonite in aqueous solutions. The equilibrium data in aqueous solutions was well represented by the Langmuir and Freundlich isotherm models. The removal of phenol from aqueous solutions was observed without surface modification.     

淀粉微球对苯酚的吸附性能研究

以可溶性淀粉为原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为交联剂,通过反相悬浮聚合得到淀粉微球作为吸附载体,研究了pH、吸附时间、温度对其苯酚吸附性能的影响,以及淀粉微球吸附苯酚的热力学和动力学特性,并利用扫描电镜仪、红外光谱仪对淀粉微球的结构进行了表征。结果表明,淀粉微球粒度分布均匀,表面粗糙多孔,具有相当大的孔容积和比表面积,具有较好的吸附性能;在20℃、pH为5.3时,吸附30 min后,淀粉微球对苯酚的吸附容量达到饱和,最大吸附量为18.71 mg/g;采用准二级吸附动力学方程能更好地描述淀粉微球对苯酚的吸附行为,淀粉微球对苯酚的吸附是以化学吸附为主控步骤的作用过程,淀粉微球对苯酚的吸附主要是通过氢键作用来完成的。     

木棉基活性炭纤维吸附性能的研究

采用浸渍(NH₄)₂HPO₄化学活化法650℃时制备得到3种新型木棉基活性炭纤维，即只浸渍不预氧化方法处理的AK1(activated kapok)，先浸渍后预氧化的AK-2和先预氧化后浸渍的AK-3。利用制备得到的活性炭纤维处理苯酚和亚甲基蓝的模拟废水，AK-2具有苯酚最大吸附量(137.00 mg/g)，AK-1具有亚甲基蓝最大吸附量(274.11 mg/g)。吸附苯酚时，在静态平衡实验中，更符合Freundlich吸附等温线；在动力学实验中，更符合准一级反应。吸附亚甲基蓝时，在静态平衡实验中，AK-1更符合Langmuir模型，AK-2 、AK-3更符合Freundlich吸附等温线；在动力学实验中，更符合准二级反应。     

粉末活性炭对三烯丙基异氰脲酸酯的吸附性能简

用静态吸附法考察粉末活性炭对水中三烯丙基异氰脲酸酯（CAIC）的吸附行为，采用单因素分析法对活性炭吸附化工废水中TAIC的工艺条件进行研究。实验结果表明，在TAIC模拟废水中，其TAIC初始浓度为800 mg/L，pH为7，在温度为298 K、转速为150 r/min的条件下，当活性炭的投加量达到4.4 g/L，吸附反应时间为50 min时，TAIC的去除效率最高为96.17%；对于实际废水，其TAIC初始浓度为1 500 mg/L，溶液pH为3，在温度为298 K、转速为150 r/min的条件下，当活性炭投加量达到10 g/L，吸附反应时间为2 h时，TAIC的去除效率最高为46.8%。这也是由于实际废水组分复杂，其他有机物存在一定的吸附竞争机制。     

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。     

改性膨润土对垃圾填埋场渗滤液吸附效果

通过制备不同组分改性膨润土,研究其对苯酚的吸附效果,结果表明,十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠+硫酸铝-改性膨润土>十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠-改性膨润土>十六烷基三甲基溴化铵-改性膨润土。通过改性膨润土对实际复杂组分渗滤液的吸附研究,结果表明,使用活性炭改性的膨润土吸附COD和NH4+-N最为理想,单位质量COD吸附量最高为26.8 mg/g,NH4+-N最高为3.92 mg/g,其中,COD最高去除率为77.3%,氨氮为28.9%;十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠+硫酸铝-改性膨润土对COD和NH4+-N均有去除效果,两者对于渗滤液实际处理工程具有应用价值。     

Preparation of activated carbon from dried pods of Prosopis cineraria with zinc chloride activation for the removal of phenol

Utilization of agrowaste materials for the production of activated carbon, as an excellent adsorbent with large surface area, is well established industrially, for dephenolation of wastewater. In the present work, dried pods of Prosopis cineraria—a novel and low-cost agrowaste material—were used to prepare activated carbons by zinc chloride activation. Batch adsorption experiments were carried out to study the effects of various physicochemical parameters such as initial phenol concentration, adsorbent dose, initial solution pH, and temperature. Pseudo-first-order second-order and diffusion kinetic models were used to identify the possible mechanisms of such adsorption process. The Langmuir and Freundlich equations were used to analyze the adsorption equilibrium. Maximum removal efficiency of 86 % was obtained with 25 mg?L^?1 of initial phenol concentration. The favorable pH for maximum phenol adsorption was 4.0. Freundlich equation represented the adsorption equilibrium data more ideally than the Langmuir. The maximum adsorption capacity obtained was 78.32 mg?g^?1 at a temperature of 30 °C and 25 mg?L^?1 initial phenol concentration. The adsorption was spontaneous and endothermic. The pseudo-second-order model, an indication of chemisorption mechanism, fitted the experimental data better than the pseudo-first-order Lagergren model. Regeneration of spent activated carbon was carried out using Pseudomonas putida MTCC 2252 as the phenol-degrading microorganism. Maximum regeneration up to 57.5 % was recorded, when loaded phenol concentration was 25 mg?L^?1. The data obtained in this study would be useful in designing and fabricating an efficient treatment plant for phenol-rich effluents.     

Phenol removal from wastewater by adsorption on zeolitic composite

It is well known that adsorption is an efficient method of removal of various pollutants from wastewater. The present study examines the phenol removal from water by adsorption on a new material, based on zeolitic volcanic tuff. This compound contains zeolitic tuff and cellulose, another known adsorbent, in a mass ratio of 4 to 1. The performances of the new adsorbent composite were compared with those of a widely used adsorbent material, zeolitic volcanic tuff. The adsorbent properties were tested on batch synthetic solutions containing 1–10 mg L^?1 (1–10 ppm) phenol, at room temperature without pH adjustment. The influence of the adsorbent dose, pH and contact time on the removal degree of phenol from water was investigated. The experimental data were modeled using the Langmuir, Freundlich, and Temkin adsorption isotherms. The Langmuir model was found to best represent our data revealing a monolayer adsorption with a maximum adsorption capacity between 0.12 and 0.53 mg g^?1 at 25 °C, for 2.00 g of adsorbent, depending on the initial phenol concentration. The adsorption kinetic study was performed using a pseudo-first- and pseudo-second-order kinetic models illustrating that phenol adsorption on zeolite composite is well described by pseudo-first kinetic equations. Our results indicated that phenol adsorption on the new adsorbent composite is superior to that on the classic zeolite.     

掺Al-TiO2改性膨润土去除微污染水中COD和NH4-N

采用掺Al-TiO2作为改性剂制备改性膨润土,考察了微波辐射功率、辐射时间、TiO2改性剂用量、铝盐掺杂量、pH值对微污染水中COD和NH4-N去除效果的影响。实验表明,微波辐射功率为460 W,辐射时间为8 min,TiO2改性剂用量为1.3 mmol/g,铝盐掺杂量为0.2 mmol/g为最佳制备条件。pH值为6.0,改性膨润土投加量为40 mg/L,沉淀时间为30min时,对微污染水中初始浓度15 mg/L的COD和5 mg/L的NH4-N去除率分别达到92%和59%以上。