季铵化改性木屑纤维素的制备及对氟离子的吸附研究

以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为醚化剂,对木屑纤维素进行了季铵化改性.探讨了季铵化改性木屑纤维素用量、pH、吸附温度、氟离子初始浓度和吸附时间对氟离子静态吸附率的影响,以及流速对氟离子动态吸附率的影响.结果表明:(1)静态吸附最佳工艺条件:季铵化改性木屑纤维素用量为3.0 g/L,pH为4.0～6.0,吸附温度为25 ℃,吸附时间为120 min.在此最佳工艺条件下,季铵化改性木屑纤维素对100 mL 50.00 mg/L氟离子溶液的吸附率最高可达90.11%.(2)在pH为5.0、25 ℃的条件下,将50.00 mg/L氟离子溶液以5 mL/min的流速流经装有3.0 g/L季铵化改性木屑纤维素的吸附柱,吸附率可达97.95%.(3)季铵化改性木屑纤维素对溶液中氟离子的吸附过程为放热过程,在吸附过程中存在着化学吸附.(4)木屑来源丰富、价格价廉,季铵化改性木屑纤维素对溶液中氟离子的吸附效果好,且吸附工艺简单、易于实现工业化,具有良好的应用前景.     

pH对活化前后废弃铁铝泥吸附不同种磷动力学的影响

实验研究了300℃热活化前后的给水厂废弃铁铝泥（R-FARs和H300-FARs）对正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷酸盐的吸附动力学特性,并考察pH对不同磷吸附动力学的影响。结果表明,pH对不同磷吸附动力学过程的影响趋势相似,即低pH有利于吸附。准二级动力学模型能够更真实地反映不同磷在R-FARs和H300-FARs的吸附动力学行为,由拟合结果可知焦磷酸盐和六肌醇磷酸盐的初始吸附速率相对较大,而甘油磷酸盐最小;且活化作用明显提高了不同磷的初始吸附速率,并减弱了pH对初始吸附速率的影响。不同磷的吸附速率受到液膜扩散、颗粒内扩散和吸附反应三者共同控制,其中吸附反应是主要的控制步骤。     

改性木屑对铜离子的吸附性能

用热解+Na OH浸泡的方法制备改性木屑,通过表征手段观察了改性后木屑表面结构的变化,并研究了改性木屑对水溶液中Cu2+的吸附性能。结果表明:改性木屑表面变光滑,羟基增多;与原木屑和活性炭相比,改性木屑的平衡时间缩短了60 min,吸附速率提高了50%;改性木屑对铜离子的吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附量为31.25 mg·g~(-1),是原始木屑吸附量的8倍,是活性炭的3倍。     

改性木屑对水中苯胺的动态吸附

采用β-环糊精对木屑改性用于吸附苯胺,通过固定床实验考察了吸附床高度(10~30 mm)、进水流速(2.7~8.1 m L·min-1)和苯胺初始浓度(50~200 mg·L-1)对穿透曲线的影响,同时使用BDST模型对吸附穿透曲线进行拟合。结果表明,改性木屑可以有效吸附苯胺,随着高度的增加,穿透时间延长,固定床对苯胺的去除率增大;随着苯胺进水流速和初始浓度的增加,穿透时间缩短,固定床对苯胺的去除率降低;BDST模型对穿透曲线的拟合效果较好(Ct/C0=0.7,R2=0.999 0),随着运行时间的增加,固定床的吸附速率常数(Ka)变小,对苯胺的吸附量(N0)增大;当改变流速时,运用该模型能较准确的预测吸附固定床的操作时间。     

磁性活性炭处理含铜废水

利用自制磁性活性炭对水中Cu(Ⅱ)的去除进行静态吸附研究,考察了吸附时间、Cu(Ⅱ)初始浓度以及磁性活性炭投加量对铜离子去除率的影响。结果表明,磁性活性炭投加量为3 g/L时,对铜离子的去除率达92.6%;磁性活性炭对铜离子的吸附在最初的20 min是一个快速吸附,去除率达到总去除率的90%以上;随着Cu(Ⅱ)初始浓度的增大,Cu(Ⅱ)的去除率逐渐减小,磁性活性炭吸附铜离子可用Langmuir吸附等温式和Freundlich方程描述;利用磁铁对溶液中磁性活性炭进行回收,回收率达到87%。     

一株有机浮选药剂--黄原酸盐降解菌的特性研究

从矿山废水中经富集分离到一株能以黄原酸盐为惟一碳源的黄原酸盐降解菌,初步鉴定为铜绿假单胞菌属.菌株降解黄原酸盐的最佳条件为:pH为8,温度30℃,振荡速率120 r/min.当黄原酸盐浓度达到1500 mg/L时,24 h后浓度降解率为95.7%,COD去除率为84.7%.黄原酸盐浓度越高,COD去除率越高.当加入0.2 g/L的葡萄糖时可大大提高菌对黄原酸盐的降解率.     

中空纤维吸附材料吸附去除水中铜离子

利用一种使用方便的绳状中空纤维作为吸附剂,考察了其吸附去除水中铜离子的过程,探讨了溶液pH、吸附时间、铜离子初始浓度和竞争离子等因素对吸附性能的影响,并初步评价了该纤维吸附剂的脱附性能。结果表明:该纤维对铜离子的最大吸附量为39.66mg/g;对初始质量浓度为50mg/L的铜离子吸附去除率可达99.9%,说明该纤维吸附材料可以有效地去除水中的铜离子。中空纤维对铜离子的吸附过程可以用Langmuir等温吸附模型很好地拟合,纤维表面分布的大量羧基是其吸附铜离子的主要贡献者。     

一株有机浮选药剂——黄原酸盐降解菌的特性研究

从矿山废水中经富集分离到一株能以黄原酸盐为惟一碳源的黄原酸盐降解菌，初步鉴定为铜绿假单胞菌属。菌株降解黄原酸盐的最佳条件为：pH为8，温度30℃，振荡速率120r／min。当黄原酸盐浓度达到1500mg／L时，24h后浓度降解率为95．7％，COD去除率为84．7％。黄原酸盐浓度越高，COD去除率越高。当加入0．2g／L的葡萄糖时可大大提高菌对黄原酸盐的降解率。     

液/固体系中硅藻土对Pb2+和Cd2+的吸附机制

为了提高硅藻土在重金属废水处理上的应用水平,采用静态吸附实验考察了液/固体系中硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附影响因素、吸附等温线和吸附动力学属性。结果表明,随着投加量的减少,离子初始浓度的提高,pH值的增大,吸附作用时间的延长,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋吸附量不断上升;硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的等温吸附都符合Langmuir模型,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋最大吸附量分别为10.428 mg/g和7.916 mg/g,硅藻土对Pb2＋具有更好的吸附能力;Pb2＋具有较低的水合自由能,更容易脱去水膜与硅藻土孔道内的活性基团发生吸附作用;双常数扩散方程可以很好地描述硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附动力学属性,硅藻土对Cd2＋有较快的吸附速率。     

酵母菌对不同液相体系中锌离子的吸附行为

主要对面包酵母菌在Zn2+和Zn2+-Pb2+两种离子体系中Zn2+的吸附行为进行了探讨。选择灭活面包酵母菌为吸附剂,对pH、菌体加入量等吸附影响因素进行了探讨并进行了吸附动力学过程和等温吸附效果的研究。结果表明,不同离子体系中相同初始浓度情况下,动力学研究显示实验所用面包酵母菌对溶液中Zn2+而言是一种快速高效的生物吸附剂,且在整个吸附过程中存在:qt(Pb2+)qt(Zn2+-Pb2+)qt(Zn2+)。实验条件下,以单离子体系中的Zn2+、Pb2+和双离子体系中的总离子为研究对象时,都能很好符合Langmuir等温吸附模型,计算获得面包酵母菌对不同离子体系的最大吸附量大小顺序为:qmax(Zn2+-Pb2+)qmax(Zn2+)qmax(Pb2+);然而通过对动力学吸附过程、实际平衡吸附量qeqex、吸附能力参数KL和EDS测试结果的综合分析,认为面包酵母菌对各体系中离子的吸附能力大小顺序为:Pb2(单+)(Zn2+-Pb2+)Zn(2单+)。同时认为Pb2+的存在对面包酵母菌吸附Zn2+的行为过程具有强烈抑制作用。     

改性甘蔗渣对Cu2+和Zn2+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Cu2+和Zn2+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Cu2+和Zn2+的吸附容量有显著提高,对Cu2+和Zn2+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Cu2+的吸附量分别为60.21和33.45 mg/g,对Zn2+的吸附量分别是70.53和36.53 mg/g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30 min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Cu2+和Zn2+的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

Cu2+、Zn2+对生物脱氮系统的影响

Cu²⁺和Zn²⁺是污水处理工艺中经常遇到的金属离子。在驯化好的活性污泥系统中，研究了金属离子Cu²⁺和Zn²⁺在0～100 mg/L浓度下对活性污泥生物脱氮系统的影响。试验发现Cu²⁺＞5 mg/L、Zn²⁺＞30 mg/L时，对硝化过程具有明显的抑制作用，在同样浓度的试验条件下Cu²⁺对硝化过程的抑制作用比Zn²⁺大。Cu²⁺≤0.5 mg/L时对反硝化过程具有一定的促进作用，有助于提高TN的去除效果；Cu²⁺＞0.5 mg/L时，对反硝化产生抑制作用，随着浓度的增加，TN去除率逐渐下降。Zn²⁺不影响反硝化过程，仅在大于30 mg/L时，对硝化过程产生抑制作用。重金属Cu²⁺对生物脱氮系统的影响明显强于Zn²⁺。     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

Effect of Ca2+-ions on the absorption of Pb2+, Cu2+, Cd2+ and Zn2+ by humic substances

Distribution coefficients for the sorption of Pb²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺ by peat were determined as a function of the Ca²⁺-content of peat as well as of the Ca²⁺-concentration in the solution. The amount of heavy metal ions taken up was measured for Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺ by atomic absorption spectrometry and for Pb²⁺ by using Pb-212 as a radioactive tracer.The results show that the distribution coefficients of the heavy metal ions increase, if one increases the initial ratio of the $\text{Ca}{}^{\mathrm{2+}}\text{H}{}^{\mathrm{+}}\text{-}\text{ions}$ in the peat phase. The distribution coefficients for the heavy metal ions decrease, however, if - at constant initial Ca²⁺-content of the peat - the Ca²⁺-concentration of the solution is increased.     

木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂对二元重金属离子溶液中Pb2+的吸附

采用自制木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂R1、R2、R3对二元金属离子Cu2 +/pb2和Zn2+/pb2+溶液中的吸附性能进行了较系统考察.pb2+离子溶液中存在竞争离子Cu2+、Zn2+时,随竞争离子浓度增加,3种吸附树脂R1、R2、R3对pb2+的吸附量明显下降,而竞争离子吸附量显著增加.二元溶液中各金属离子浓度相同时,3种树脂对竞争离子Cu2+、Zn2+的吸附量大于对pb2+的吸附量;各溶液中分别加入NaCl及NaNO3、尿素后,对pb2+离子的吸附量下降迅速.随吸附树脂用量增加,竞争离子Cu2+、Zn2+的吸附量逐渐减小,pb2+的吸附量在吸附树脂用量0.10 g/L(Zn2 +/pb2+溶液)或0.15 g/L(Cu2+/pb2+溶液)时出现最大值.溶液pH值对树脂吸附性能有显著影响.3.0＜pH＜5.O时,3种树脂对竞争离子和pb2+的吸附量快速增大;5＜ pH ＜9时,树脂对竞争离子和pb2+的吸附量基本不变;9＜pH＜ll时,树脂对pb2+的吸附量减小,而对竞争离子的吸附量或增大或减小.     

荔枝皮对重金属Ni~(2+)的吸附性能

采用批量实验研究了荔枝皮对水中重金属Ni2+吸附的影响因素(如接触时间、pH和吸附剂量)、吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学等,并讨论了其吸附机理。结果表明,未改性荔枝皮和改性荔枝皮对Ni2+的吸附平衡时间均为30min;最适pH为6.0~7.0;最佳吸附剂量均为20 g/L。吸附过程均能用Langmuir和Freundlich等温线模型来很好地描述,且均符合假二次动力学模型。改性荔枝皮和未改性荔枝皮对Ni2+的最大比吸附量分别为11.88和5.19 mg/g。此外,热力学研究结果表明,未改性荔枝皮和改性荔枝皮吸附Ni2+均属于非自发的放热过程。     

4种脂肪多胺修饰硅胶对铅离子的吸附

为了合成高效铅离子吸附剂,了解其对铅离子的吸附规律。采用(3-氯丙基)三甲氧基硅烷(CPTS)架桥法,以硅胶(SG)为载体,乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)为表面修饰剂,合成了4种胺化硅胶,测定了它们的红外光谱、热重等性质以及对Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附能力。结果表明,4种胺化硅胶对Pb2+的吸附量均大于Cu2+和Zn2+的吸附量,其中DETA修饰硅胶对Pb2+的吸附量较高。4种胺化硅胶对Pb2+的吸附过程较好地符合拟二级动力学模型以及Langmuir和Scatchart等温吸附热力学模型,其对Pb2+吸附的速率常数、饱和吸附量以及吸附位点数由大到小的顺序一致,均为SG-DETASG-TEPASG-EDASG-TETA。4种胺化硅胶对Pb2+的吸附速率和吸附量呈现"奇数胺"增强效应,亲和常数则依次减小。阐明了脂肪多胺修饰硅胶对Pb2+的吸附规律,并进一步讨论了Scatchart和Langmuir热力学模型的统一性。     

天然土壤对水溶液中Pb~(2+)的吸附

以天然土壤为吸附材料,处理水溶液中的Pb2+,研究3种土壤对水溶液中Pb2+的吸附过程并结合土壤的理化性质对吸附规律进行初步分析。结果表明,棕壤和钙层土对Pb2+的吸附能力远大于红壤,3种土壤对Pb2+的吸附动力学曲线与二次动力学方程有较好的拟合性;3种土壤吸附Pb2+的吸附等温线用Langmuir方程描述最为合适,其次是Temkin方程,再次是Frenudlich方程,钙层土对Pb2+的吸附受温度影响较为明显;由实验数据得出的反应热力学参数说明3种土壤对Pb2+的吸附是自发的吸热过程;Pb2+在饱和吸附的土壤表面覆盖率并不高;土壤对Pb2+的吸附能力受各种土壤理化性质的综合影响。     

改性玉米秸秆吸附Cu2+的动力学和热力学

本研究用ZnCl2作为活化剂,使用功率640 W的微波照射4 min的方法制备改性玉米秸秆。考察投加量、pH、吸附时间对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明:投加量为0.2 g,pH为6,改性玉米秸秆对Cu2+具有很好的吸附效果,吸附在8 h后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能△G<0,为自发反应过程。