鸡蛋壳废料对水体中Cr(Ⅵ)的吸附特征与机理

利用鸡蛋壳废料对水中的Cr(Ⅵ)进行吸附处理,研究溶液p H、振荡时间、投加量和温度对鸡蛋壳废料吸附水体中Cr(Ⅵ)的特征和吸附机理。结果表明,在含有1 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液的100 m L吸附体系中,鸡蛋壳废料可在30 min内完成吸附过程。溶液p H=2.5时,吸附量最大。鸡蛋壳投加量为1.0 g时,平衡吸附容量为0.0917 mg/g。利用鸡蛋壳去除水中Cr(Ⅵ)的最佳工艺参数为振荡时间30 min,初始p H为3.0,投加量2.0 g,体系温度35℃。鸡蛋壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程用Langmiur和Freundlich方程能较好拟合,其中理论饱和吸附量在20℃、30℃和40℃时分别为0.1944、0.2034和0.2096 mg/g。吸附的焓变为8.76×10-3k J/mol,熵变为-45.96 J/(mol·K),吉布斯自由能变均为正值,变化范围是4.357~9.693 k J/mol。鸡蛋壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程主要为物理性的单分子层和多分子层吸附。     

粉末活性污泥处理含铀废水的特性

以生活污水处理厂剩余活性污泥为原料,制备粉末活性污泥(PAS)作为生物吸附剂,考察p H值,PAS投加量,U(Ⅵ)初始浓度和吸附时间对PAS吸附U(Ⅵ)的影响,探讨了PAS吸附U(Ⅵ)的作用机理。实验结果表明,在U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,其最佳吸附p H值为3,去除率97.77%,吸附平衡时间120 min;吸附过程较好地拟合了准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);X射线能谱和离子交换实验分析表明,离子交换为其主要吸附方式,参与交换的主要离子为Ca2+;红外光谱分析表明,PAS吸附U(Ⅵ)后自身结构未发生改变。以0.1 mol/L的HCl溶液作为解吸液,初次解吸率达92.83%,循环利用3次仍具有较好的吸附效果。     

响应面法优化凹凸棒土吸附水中亚甲基蓝

以凹凸棒土为吸附材料,对亚甲基蓝模拟水样进行吸附研究。采用响应面方法(RSM)对吸附工艺进行优化,考察温度、初始p H、吸附剂投加量、染料初始浓度对脱色率的影响,提出采用该工艺的数学模型及优化后的最佳工艺参数。结果表明,各影响因子对脱色率影响显著性顺序为吸附剂投加量初始浓度温度初始p H。优化得到最佳的工艺参数:温度为55℃,p H为3.3,吸附剂投加量为0.15 g,染料初始浓度为100.02 mg·L-1,该条件下对亚甲基蓝模拟水样脱色率可达99.25%,与预测值98.68%接近。因此,建立的模型能真实地反映各主要因素的影响。     

磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂吸附Cu~(2+)

以膨润土、壳聚糖、Fe_3O_4为原料,制备了在外加磁场作用下能实现快速固液分离的磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂。利用SEM、XRD、VSM、FTIR等分析手段对复合吸附剂的形貌及微观结构进行了表征。通过静态吸附实验研究了复合吸附剂对Cu~(2+)的吸附性能,探讨了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等对Cu~(2+)吸附效果的影响。结果表明,壳聚糖和Fe_3O_4均已负载到膨润土上。复合吸附剂吸附Cu~(2+)的效果随溶液p H值和吸附剂投加量的增加而增加,并最终趋于稳定;当吸附剂投加量为7.2 g/L、p H值为6、Cu~(2+)初始浓度为30 mg/L时,Cu~(2+)的去除率可达98.5%。吸附动力学和吸附等温线数据分别较好地符合准二级动力学模型和Langmiur吸附等温模型。热力学参数表明,吸附是自发、吸热的过程。     

香蕉皮改性吸附剂对氨氮吸附特性

利用Na OH对香蕉皮进行改性,制备改性吸附剂,研究吸附时间、温度、p H等3个因素对其氨氮吸附性能的影响。实验结果表明,Na OH改性提高了该吸附剂对氨氮的吸附能力,在较广温度范围内,该改性吸附剂保持着较高的吸附效率,在吸附氨氮过程中氨氮去除率随着p H值增大呈上升趋势,水质呈中性和碱性时,改性吸附剂表现出较高的吸附效率。相同氨氮初始浓度条件下,在吸附剂投加量增加,氨氮去除率升高,在氨氮浓度为6 mg/L时,可达到96.78%。在20℃温度条件下,饱和吸附量理论值达到9.478 7 mg/g。改性香蕉皮吸附剂对氨氮的吸附符合伪二阶吸附动力模型,氨氮饱和吸附数据符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。     

发酵麸皮对酸性含铬废水中Cr(Ⅵ)的吸附与解吸研究

以发酵行业产生的发酵麸皮废弃物为生物吸附剂处理酸性含铬废水中的Cr(Ⅵ),研究了pH、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、发酵麸皮投加量对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,确定发酵麸皮吸附去除Cr(Ⅵ)的适宜条件。分别以NaOH、HCl、NaCl为解吸剂处理吸附饱和的发酵麸皮,利用正交实验研究解吸剂种类、解吸时间、解吸剂浓度、发酵麸皮投加量等因素对Cr(Ⅵ)解吸效果的影响。结果表明,在强酸条件下发酵麸皮对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,发酵麸皮吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件为pH=1,吸附时间90min,Cr(Ⅵ)初始质量浓度20mg/L,发酵麸皮投加量0.35g。发酵麸皮解吸Cr(Ⅵ)的正交实验结果表明,最佳解吸条件为以0.20mol/L NaOH为解吸剂,发酵麸皮投加量0.50g,解吸时间60min。各因素对Cr(Ⅵ)解吸效果的影响程度排序为解吸剂种类解吸时间解吸剂摩尔浓度发酵麸皮投加量。吸附饱和后的发酵麸皮可以通过解吸再生,但再生第4次已经失去了重复利用的价值。     

Fe_3O_4-TiO_2·nH_2O·Al吸附剂去除水中氟离子

以实验室制备的Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附剂处理模拟和实际含氟废水,探讨了吸附剂用量、体系p H、吸附温度和吸附时间等因素对F-吸附效果的影响。结果表明:在初始F-浓度16.1 mg/L,起始p H 8.0,吸附剂投加量5 g/L,室温(约25℃)下吸附15 min时,模拟和实际废水的出水F-均可达到10 mg/L的《电镀污染物排放标准》和《污水综合排放标准》,且吸附剂的容量都在1.6 mg/g左右,显示Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al具有一定的实际应用价值。含氟水溶液初始p H对Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附F-性能影响较大。在p H介于3.0~5.0时,吸附容量较大,过高或过低都会导致吸附容量降低。Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附F-的过程为放热反应,升温不利于F-的吸附。该吸附剂吸附F-的过程为化学吸附,符合准二级动力学模型,等温线拟合接近Freundlich吸附等温线。     

磁性海泡石吸附Cr(VI)特性及动力学

采用化学共沉淀法合成磁性海泡石,通过静态吸附实验研究磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附特性及其动力学。结果表明,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附在90 min内即可达到平衡;体系的初始pH是影响磁性海泡石吸附Cr(Ⅵ)性能的重要因素;当废水中Cr(Ⅵ)的初始浓度为50 mg/L时,磁性海泡石的适宜投加量为10 g/L;随反应温度的升高,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的吸附量增加;温度为25、35和45℃时,磁性海泡石对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量分别为3.32、3.72、4.08 mg/g;吸附动力学曲线可以用拟二级反应动力学模型拟合;内扩散和液膜扩散联合控制Cr(Ⅵ)在磁性海泡石上的吸附过程,其中内扩散的控速作用大于液膜扩散。     

改性膨胀石墨对含铅废水吸附特性

采用微波法在1 000 W下微波膨胀60 s制备了膨胀石墨,以乙醇为分散剂,采用超声沉淀法制备了纳米氢氧化镁,同时将纳米氢氧化镁负载到膨胀石墨孔隙中,制备出一种新型吸附剂,并采用静态吸附的方法研究了该吸附剂对铅离子的吸附效果,实验证明当改性膨胀石墨的用量为0.035 g,铅溶液的pH=4,铅溶液初始浓度为300 mg/L,吸附温度为25℃时,该吸附剂对铅离子的去除率能达到48%,吸附容量能达到105 mg/g左右。同时该吸附反应能够较好地符合Lang-muir吸附等温式以及二级动力学模型。     

胺化麻黄废渣生物吸附剂对水中阳离子染料的吸附

以麻黄废渣为原料,采用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对其进行化学改性,得到麻黄废渣的改性产物。将其应用到中性红和亚甲基蓝2种染料模拟废水的吸附实验,并研究了p H值、吸附剂用量、吸附时间等因素对吸附的影响。结果表明,在p H值为5.5,吸附温度为25℃的条件下,用4 g/L的胺化麻黄废渣生物吸附剂吸附初始浓度为1 000 mg/L的中性红溶液0.5 h,去除率为99.89%;用10 g/L的胺化麻黄废渣生物吸附剂吸附初始浓度为500 mg/L的亚甲基蓝溶液1 h,去除率为99.38%。改性吸附剂对中性红和亚甲基蓝的吸附可以用准二级动力学方程描述,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,根据Langmuir方程,25℃时胺化麻黄废渣生物吸附剂对中性红和亚甲基蓝的最大吸附量分别为362.3 mg/g和152.7 mg/g。实验结果显示,胺化麻黄废渣生物吸附剂是一种吸附性能优异的吸附剂,用于处理染料废水有较好的应用前景。     

粉煤灰对水溶液中磷的吸附性能及机理

以粉煤灰为吸附剂去除溶液中的磷,考察了其吸附除P动力学特征、热力学特征以及溶液初始pH和粉煤灰投加量对吸附除P效果的影响,并对其吸附除P机理做了初步探讨。结果表明,在给定实验条件下,粉煤灰对P具有较好的去除效果,随着初始P浓度从10 mg/L升高到80 mg/L,平衡吸附量为0.46～2.44 mg P/g粉煤灰,吸附效率从92.2%降低至61.1%;对不同浓度的含P溶液,粉煤灰最适用量为0.6～1.5 g粉煤灰/mg P;相同反应条件下,当温度由25℃升高到45℃时,P初始吸附速率提高了3倍;粉煤灰对P的吸附过程能够较好地拟合Langmuir、Freundlich及D-R吸附等温模型,相关系数均在0.98以上。通过对吸附饱和的粉煤灰进行解析实验发现,初始P浓度较低(<50 mg/L)时,以化学吸附为主,而在初始P浓度较高(>80 mg/L)时,则以物理吸附为主。     

烟秸杆生物碳对铬(Ⅵ)废水的吸附动力学和热力学

以农业废弃物烟秸杆为原料,以KH2PO4为活化剂,制备了烟秸杆生物碳(简称TSC500),通过静态吸附实验研究了TSC500对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能。采用比表面积分析仪对TSC500进行了测试,实验考察了p H值、吸附剂用量、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度和温度对Cr(Ⅵ)吸附的影响,深入研究了TSC500对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,在p H=3、温度313 K条件下,0.2 g TSC500吸附100 mg/L Cr(Ⅵ),去除率和吸附容量分别达到91.32%和45.66 mg/g,Langmuir和Freundlich比Temkin等温模型更好地拟合吸附实验数据;准一级和准二级动力学模型均能较好地描述该吸附行为,相关系数高达0.99;计算得到热力学参数ΔGθ、ΔHθ和ΔSθ值表明该吸附过程为自发吸热过程。     

麦秆对水中扑草净的吸附性能研究

农业秸秆富含纤维素、木质素等组分,是良好的吸附材料。采用麦秆作为吸附剂,其对浮油及溶解油具有良好吸附效果。选用麦秆为吸附剂,探究其对扑草净的吸附效果。主要考察麦秆粒径、投加量、振荡频率、扑草净初始质量浓度4种因素对吸附的影响,研究麦秆对扑草净的吸附等温线和吸附动力学过程,并采用正交实验对影响吸附的因素进行优化。结果表明:(1)麦秆可有效降低废水中扑草净浓度,在振荡频率150r/min、麦秆粒径250~500μm、投加量0.500 0g、吸附300min时,扑草净初始质量浓度由5.20mg/L降至3.22mg/L,去除率为38.08%。(2)单因素吸附平衡实验表明,随麦秆粒径增加(150~4 000μm),其比表面积减小,平衡吸附量随之减小,麦秆粒径150~250μm时平衡吸附量为0.192 0 mg/g,显著大于1 700~4 000μm时的平衡吸附量(0.059 3mg/g);随麦秆投加量增加(0.100 0~1.000 0g),去除率随之提高,平衡吸附量与之相反,0.100 0g投加量时平衡吸附量为0.222 0mg/g;随着振荡频率加剧,麦秆在水中扩散增强,与扑草净碰撞几率增加,振荡频率250r/min时平衡吸附量为0.191 0mg/g;随扑草净初始质量浓度增加(1.03~6.18mg/L),平衡吸附量随之增加,初始质量浓度为6.18mg/L,平衡吸附量为0.226 0mg/g。(3)分别以Henry型、Langmuir型、Freundlich型吸附等温式进行拟合,资料表明,以Henry型吸附等温式较适宜描述该吸附过程。(4)采用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、Elovich经验方程、颗粒内扩散方程分析吸附动力学过程,以伪二级动力学方程较符合。(5)在振荡频率为150r/min、初始质量浓度为2.00mg/L、麦秆粒径为250~500μm、投加量为0.700 0g时,扑草净最佳去除率为47.80%。     

改性玉米秸秆对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

对经碱处理和醚化接枝的改性玉米秸秆吸附剂进行了结构表征、吸附条件优化、吸附动力学及吸附等温线研究。结果表明,对于200mg/L的Cr(Ⅵ)废水,改性玉米秸秆吸附剂最佳吸附条件:吸附剂投加量为1.0g,反应温度为40℃,pH=3,反应时间为300min。吸附过程服从准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型。     

壳聚糖包覆介孔微孔分子筛去除水中的氨氮

以壳聚糖包覆介孔-微孔复合分子筛(CS/MCM-41-A)为吸附剂去除水中的氨氮,研究了反应时间、溶液p H、溶液氨氮初始浓度、CS/MCM-41-A投加量、竞争离子对吸附的影响,分析了CS/MCM-41-A的吸附动力学和热力学特征。结果表明,298 K下,当CS/MCM-41-A投加量为5 g/L,溶液氨氮初始浓度50 mg/L,p H为7,吸附时间为40 min时,溶液中氨氮的去除率达到74.35%,CS/MCM-41-A对离子的选择吸附顺序为Mg2+K+Ca2+Na+。CS/MCM-41-A吸附氨氮符合拟二级动力学方程,吸附等温线更好地符合Freundlich方程,CS/MCM-41-A对氨氮的去除有良好的吸附性能。     

磁性介孔碳吸附模拟废水中的结晶紫

以磁性介孔碳吸附处理结晶紫染料模拟废水,考察了吸附剂投加量、溶液p H、结晶紫初始浓度以及温度对吸附平衡的影响。结果表明,该吸附不受溶液p H的影响,符合拟二级动力学方程(R20.996)。在不同温度下,吸附过程更符合Langmuir等温方程(R20.997),在45℃时其最大吸附量是151.52 mg/g。该吸附的活化能Ea介于21.93和24.17k J/mol之间,表明该吸附的机理是以化学吸附为主。热力学参数计算结果表明,该吸附是一个熵增的自发吸热过程,提高温度有利于吸附的进行。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附去除水中Cr(Ⅵ)

采用共沉淀法合成磁性复合材料NiFe_2O_4/ZnAl-LDH,通过静态吸附试验考察复合材料去除水中Cr(VI)的性能,系统地研究了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和温度等因素对Cr(VI)去除效果的影响。结果表明,当溶液初始p H值为2、初始Cr(VI)浓度为50 mg·L-1、吸附剂投加量为4 g·L-1时,吸附过程在240 min内达到平衡,此时Cr(VI)的去除率为89.5%。动力学和吸附等温式的研究表明:NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附Cr(VI)的过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为自发、放热的反应过程,低温有利于吸附剂对Cr(VI)的吸附。吸附剂经4次再生后对Cr(VI)仍有83.1%的去除率,且其在外加磁场的作用下能快速与水溶液分离,因此NiFe_2O_4/ZnAl-LDH可作为去除水中Cr(VI)的良好吸附剂。     

腐殖酸修饰凹凸棒对U(VI)的吸附性能及机理

采用腐殖酸(HA)修饰凹凸棒(ATP)制备得到腐殖酸/凹凸棒(HA/ATP),用于去除废水中的U(VI)。通过静态吸附实验,研究了溶液初始p H、投加量、吸附时间和初始浓度对吸附的影响,并用扫描电镜(SEM),X射线能谱图(EDS),傅里叶红外光谱仪(FITR)分析吸附机理。实验结果表明,去除率随时间的增大而增大,在120 min内可以达到平衡;吸附剂投加量越大,溶液p H=6左右时越有利于U(VI)的去除;HA/ATP能多次重复使用,且经过5次吸附解吸后对U(VI)的去除率仍能达到96%。吸附过程均符合Langmuir和Frendlich等温方程。较之准一级动力学,准二级动力学模型能更好地拟合实验数据。SEM-EDS、FITR分析结果表明,U(VI)被成功地吸附到了HA/ATP的表面,吸附机理为络合作用。     

改性玉米秸秆对水中砷的吸附

以玉米秸秆做原材料,筛选出异丙醇-氢氧化钠-草酸作改性剂,利用改性后的玉米秸秆吸附水体中的三价砷;探讨了其吸附过程的热力学和动力学行为;研究了p H及吸附剂量对吸附效果的影响。实验结果表明,改性玉米秸秆对水中砷具有很好的吸附能力,当进水浓度为1.25 mg/L、吸附剂投加量为0.25 g、温度为25℃、p H值为9时,60 min达到吸附饱和;在此条件下,改性玉米秸秆对三价砷的吸附去除率为94.28%;吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附规律能够同时满足Langmuir和Freundlich吸附等温吸附模型。