巯基改性活性炭对水溶液中汞的吸附性能研究

利用活性炭与巯基乙酸间的酯化反应，制备了巯基改性活性炭AC-SH，并通过静态吸附实验研究了该材料对水溶液中汞的吸附性能。研究结果表明，该改性方法可以在活性炭上嫁接2.31 mmol/g的巯基，AC-SH对汞的最大吸附容量高达556 mg/g；AC-SH的适用pH值范围非常广，在pH 1.5～10.5范围内其对汞的吸附去除率均达到90％以上，最佳吸附pH值范围为3～7；氯离子对AC-SH的吸附性能具有一定的抑制作用，原因在于它能和汞离子络合形成一系列吸附性能较差的Hg-Cl络合物。     

硝酸改性对不同介孔结构生物质炭铅吸附的影响

在通过成功制备2种不同介孔结构的生物质炭AC-1与AC-2的基础上,研究了硝酸氧化改性对不同介孔结构生物质炭铅吸附特性的影响与等温吸附特性。低温氮吸附测试表明,生物质炭AC-1与AC-2的微孔孔容相近,而介孔孔容相差较大,分别为0.319和0.535 cm3·g-1。改性后AC-2-HNO3的介孔孔容与表面含氧酸官能团含量均高于AC-1-HNO3。吸附数据表明,硝酸改性可增强介孔生物质炭对水中铅的吸附去除能力,特别是改性前吸附量较低的AC-2,由于具有较大的介孔孔容和介孔尺寸,经硝酸改性后对铅的吸附性能与去除率均高于微孔孔容相近的生物质炭AC-1,这表明增大介孔孔容与介孔尺寸不仅有利于在介孔炭上接枝活性吸附位,并可缩短被吸附重金属铅离子到吸附活性点的路径,增大硝酸改性生物质炭活性位点对水中铅离子的捕捉机率,从而增大改性生物质炭对铅的吸附性能。Freundlich模型能很好地描述改性前后4种炭对铅的吸附行为,说明上述生物质炭的吸附位主要是非均匀孔隙或表面。     

改性竹活性炭去除汞离子

采用溴化钾、碘化钾和硫磺对竹活性炭掺杂改性,利用电感耦合等离子体发射光谱仪测定滤液中汞离子浓度,用除汞效率和吸附容量评价活性炭对溶液中汞离子的吸附性能,探讨其吸附机理。结果表明,掺杂改性明显提高了竹活性炭的除汞性能。原竹活性炭的除汞效率为78.6%,吸附容量为2.210 mg/g;经碘化钾、溴化钾和硫磺掺杂改性后的竹活性炭除汞效率分别为94.3%、93.8%和88.8%,吸附容量分别为2.830、2.813和2.663 mg/g;经溴化钾(碘化钾)和硫磺联合改性的竹活性炭对水溶液中汞离子的吸附性能性能又有提高,其中以先载硫后载溴化钾的方法除汞效果最好,除汞效率达96.6%,吸附容量为2.898 mg/g。     

氧化碳纳米管对水体中汞的吸附性能研究

采用H2SO4-HNO3混酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行氧化处理，并详细研究了氧化后碳纳米管(OCNTs)对水中汞(Ⅱ)的吸附性能。结果表明，经氧化后的OCNTs对汞(Ⅱ)的最大吸附容量从氧化前的16.7 mg/g增至147 mg/g；溶液pH值对OCNTs的吸附性能有显著影响，最佳吸附pH值范围为3～6，较低或...     

烷基功能化磁性介孔硅的制备及其对氟喹诺酮类抗生素的吸附

为了提高介孔硅材料对抗生素的吸附性能和简化材料合成步骤,在纯介孔硅(UMS)的基础上,使用"一锅法"合成了烷基改性介孔硅(FMS)和核壳磁性烷基改性介孔硅(MMS),并系统地研究了这3种吸附剂对恩诺沙星(ENR)、培氟沙星(PEF)和环丙沙星(CIP)3种氟喹诺酮类抗生素(FQs)的吸附性能。批次吸附实验结果表明,改性材料的吸附容量是未改性材料的5倍,且对氟喹诺酮类抗生素具有更高的吸附容量和吸附效率,对CIP、PEF和ENR的最大吸附容量分别为201.52、275.46和286.35 mg·g~(-1),并且在10 min内可以达到90%以上的去除率。溶液的pH、腐殖酸浓度和离子强度对吸附过程的影响实验结果表明,MMS在pH为中性时可以达到最大吸附容量,且在高腐殖酸浓度下仍保持较高的吸附容量。回收再生实验结果表明,MMS具有良好的稳定性且吸附剂易于与溶液分离。进一步分析可知,静电作用和疏水作用是3种抗生素与MMS之间吸附的主要驱动力,使得MMS对抗生素具有优异的吸附性能。以上研究结果可为吸附去除污水中抗生素提供参考。     

介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素锎、铈的吸附性能

以介孔纳米γ-Al2O3为吸附材料，重点研究了吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间及温度对介孔纳米γ-Al2O3吸附稀土元素镧、铈的影响。通过正交实验优选出介孔纳米γ-Al2O3对稀土元素镧铈吸附的最优参数，采用10mg／L的La^3＋、Ce^4＋标准溶液，选择投加量、pH、吸附时间为影响因素，进行3因素3水平的正交实验。通过正交实验与单因素实验综合分析表明最佳实验方案为：投加量为0．20g，pH为7，吸附时间为15min。在初始浓度为10～100mg／L时，介孑L纳米γ-Al2O3对La^3＋、Ce^4＋的吸附符合Langmuir等温吸附式。拟合得到的理论饱和吸附量分别为22．32mg／g和23．75mg／g。     

负载铁铈氧化物的HNO_3改性介孔炭低温选择性催化还原脱硝性能研究

以铁铈硝酸盐为原料,采用等体积浸渍法制备出一系列负载铁铈氧化物的HNO3改性介孔炭(Fe-Ce/MC-HNO_3)用于低温NH3选择性催化还原(SCR)脱硝。结果表明:(1)与载体HNO3改性介孔炭相比,Fe-Ce/MC-HNO_3的脱硝性能更优,且负载率为20%(质量分数)的Fe-Ce/MC-HNO_3(20%Fe-Ce/MC-HNO_3)脱硝性能最好。(2)在170~270℃低温区间时,气体流量为51.0L/h下的20%Fe-Ce/MC-HNO_3脱硝率可达83%~98%。(3)200~230℃时,20%Fe-Ce/MC-HNO_3脱硝率在60h内仍能保持很好的稳定性。(4)当SO_2为262mg/m~3时,20%Fe-Ce/MC-HNO_3在230℃时具有良好的抗硫、脱硝性能。     

磁性介孔锰铁复合氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以复合金属草酸盐为前驱体制备了纳米晶构筑的介孔锰铁氧化物材料,采用透射电镜、X射线衍射仪和固体比表面测定仪等对产物进行了表征.并研究了其对水体Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了pH及离子强度对吸附容量的影响、吸附动力学、吸附等温线以及碱液对Cr(Ⅵ)的洗脱率。结果表明,获得的锰铁氧化物为纳米晶构筑的介孔材料,比表面达277.4 m2/g,对Cr(Ⅵ)在酸性条件下有较强的吸附性能。在初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg/L,pH值在2时,10 min内能使溶液中的Cr(Ⅵ)去除率达96.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附容量Qm为40 mg/g。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg2+的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性，利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性，制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg²⁺浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg²⁺的影响，并进一步研究了吸附机理。结果表明，巯基改性沸石吸附Hg²⁺受pH值、温度的影响较小，吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg²⁺的化学反应。而天然沸石对Hg²⁺的吸附主要是离子交换作用，受温度、pH值等的影响较大，随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1 h、巯基改性沸石在0.5 h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明，巯基改性沸石对Hg²⁺的吸附能力得到了很大的提高，吸附容量由8.06 mg/g 提高到19.88 mg/g，提高了146.65%。     

响应面法优化磷酸改性秸秆生物炭的制备

以秸秆为原料,磷酸为活化剂制备改性生物炭,利用基于Box-Behnken中心组合的响应面法对生物炭制备条件进行优化。根据响应面分析,热解温度、保留时间和磷酸质量分数对生物炭的吸附性能有显著影响,浸渍比影响不显著;保留时间与浸渍比、磷酸质量分数与浸渍比的交互作用对生物炭吸附能力也有显著影响。根据响应面法获得生物炭制备的最优条件为:热解温度884.32℃、保留时间82.61min、磷酸质量浓度40.74%、浸渍比1.74,此时生物炭最大碘吸附预测值为1 099mg/g,与验证实验实测结果(1 063mg/g)仅相差3.28%,表明响应面回归模型预测结果可靠。响应面法优化后制得的生物炭具有更高比表面积与总孔容,因此具有更高的吸附性能。     

温度对改性矿物吸附剂脱除气态汞影响

以蛭石、丝光沸石、膨润土及经改性后各物质为吸附剂，N2气氛下，在固定床实验台上进行了对烟气中单质汞脱除的实验研究，主要考察了温度的改变对改性矿物吸附剂脱除气态汞的影响。研究结果显示，膨润土、蛭石对汞的吸附基本不受温度的影响；未改性的吸附剂对汞的吸附能力均比较差；温度的提高有利于改性吸附剂对单质汞的脱除，说明改性后的吸附剂的脱汞过程以化学吸附为主；真正起作用的活性组分CeO2占据了丝光沸石的大部分表面积和空隙；丝光沸石经CuO改性前后吸附能力几乎未发生变化。     

尿素改性生物质炭吸附水中氨氮研究

利用尿素对小麦秸秆生物质炭进行改性,用于吸附水中氨氮。研究了尿素添加量、pH、改性生物质炭投加量、共存阳离子等因素对改性生物质炭吸附氨氮的影响,并研究了吸附的热力学和动力学机制。结果表明,1.00g未改性生物质炭中添加2.4g尿素时制备得到的改性生物质炭UBC-4对氨氮吸附能力最好,零电荷点相比改性前明显降低。处理20mL 60mg/L的氯化铵溶液,UBC-4最佳投加量为0.20g,最适pH为8。实际废水处理中应考虑Na+、Mg2+等共存阳离子对UBC-4吸附氨氮的竞争吸附作用。Langmuir方程能较好地拟合UBC-4对氨氮的吸附等温过程,准二级动力学模型能较好地描述其动力学过程。吸附为自发的吸热过程,主要机制是物理吸附。     

废弃轮胎制备中孔炭吸附材料工艺及性能研究

为了解决废弃轮胎造成的资源浪费和环境污染的问题,对以废弃轮胎橡胶为碳的前驱体原料,制备具有高吸附性能中孔炭材料工艺进行了系统的研究。通过XRD、扫描电镜以及比表面积分析,对制备的中孔炭微观结构和性能进行表征,讨论了炭化温度、碱炭比,以及活化温度和活化时间等工艺条件对制备中孔炭的产率、结构和性能的影响。结果表明,通过改变工艺条件制备的中孔炭的孔径分布可以在2~80 nm范围内进行调控。在500℃炭化温度,碱炭比为4∶1,900℃活化1 h的工艺条件下,制备的中孔炭的比表面积为473 m2/g,对甲基橙的最大吸附量达到254 mg/g。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg^2＋的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性，利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性，制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg^2＋浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg^2＋的影响，并进一步研究了吸附机理。结果表明，巯基改性沸石吸附Hg^2＋受pH值、温度的影响较小，吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg^2＋的化学反应。而天然沸石对Hg^2＋的吸附主要是离子交换作用，受温度、pH值等的影响较大，随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1h、巯基改性沸石在0．5h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明，巯基改性沸石对Hg^2＋的吸附能力得到了很大的提高，吸附容量由8．06mg／g提高到19．88mg／g，提高了146．65％。     

铁改性海泡石除锑的影响因素研究

选择廉价海泡石, 用氯化铁对其改性。研究铁改性海泡石对锑的吸附特性。结果表明，氯化铁浓度、吸附时间、初始锑浓度以及温度等因素对锑的吸附影响较大，溶液初始pH影响不明显。在初始锑浓度50 mg/L，pH 6.8，5%氯化铁改性海泡石投加量为2 g/L，吸附90 min, 温度35℃下，吸附量可达21.6 mg/g。海泡石对吸附锑具有缓冲特性，溶液的初始pH值在3.1～10.1范围时，吸附后溶液的最终pH值为8～8.5。IMS吸附锑是放热过程。改性后海泡石比表面积增大，表面羟基数量增加，导致其吸附能力增强。通过XRD谱图并未发现铁晶体的存在。     

改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd~(2+)的吸附

对玉米秸秆和花生壳炭化制备的生物炭,运用高锰酸钾进行改性,研究其对Cd~(2+)的吸附效果。通过批次吸附实验,考察了两种改性生物炭对Cd~(2+)吸附的初始浓度、pH值、接触时间等因素的影响。结果表明,在pH为6.0,Cd~(2+)浓度为100 mg·L~(-1),温度为20℃,吸附时间为12 h,吸附剂投加量为1.0 g·L~(-1)条件下,改性玉米秸秆炭和花生壳炭对Cd~(2+)的去除率分别为67.03%和46.10%,与未改性的生物炭相比,吸附率分别提高了3.8倍和6.2倍。改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd~(2+)的吸附均符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,最大吸附量分别为68.97和55.55 mg·g-1。两种改性生物炭的吸附行为均符合准二级吸附动力学模型,说明其吸附以化学吸附为主。改性玉米秸秆炭和花生壳炭吸附Cd~(2+)后,可用NaOH溶液进行解吸,解吸4次后,对Cd~(2+)仍有较好的吸附效果,吸附量分别为31.40和24.10 mg·g~(-1)。这说明,高锰酸钾改性玉米秸秆炭和花生壳炭是一种吸附性能高且能够重复利用的去除溶液中Cd~(2+)的吸附材料。     

SDS改性沸石吸附结晶紫简

以表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）对沸石进行改性，改性后的沸石对结晶紫溶液进行吸附，以紫外可见分光光度计分析最佳吸附条件。实验结果表明，在30℃，SDS改性沸石投入量为0.25 g；吸附平衡时间为1 h；pH为8的条件下，对含50 mg/L结晶紫染料的去除率可达到92.6%，吸附量达到4.63 mg/g。SDS改性沸石吸附结晶紫的等温吸附曲线与Henry型和Freundlich型均拟合较好。热力学参数计算结果表明，吸附符合自发吸热过程。     

改性活性炭纤维吸附脱除气态汞

采用浸渍法对活性碳纤维(ACF)改性,所制得的吸附剂在固定床上进行汞吸附评价。Boehm滴定表明,浓HNO3和H2O2改性后的ACF表面含氧官能团有所增加,含氧官能团的增加有利于汞的吸附。XRF结果表明,ACF经硝酸银浸渍后,银离子被还原成单质银,使其对汞的吸附性能得到改变,并随着硝酸银浓度的增大而增大。ACF经活性MnO2和KMnO4浸渍后,吸附效果均有所提高,穿透时间大大加长,穿透吸附量也大大提高,两者均可达到170μg/g。     

磷酸低温活化蔗渣基中孔生物炭及其影响因素

以甘蔗渣为原料,磷酸为活化剂,采用低温活化法制备蔗渣基中孔生物质炭.采用L9(34)4因素3水平正交实验,探讨制备蔗渣基中孔生物质炭的实验方案与工艺条件;分析了浸渍比、烘干时间、活化温度、活化时间在3个不同水平下,对蔗渣基生物质炭碘吸附值、亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,对蔗渣基生物质炭孔结构和得率影响最大的因素是活化温度,影响最小的因素是烘干时间;实验范围内,提高活化温度有利于材料中孔结构的形成;最佳条件下制备的蔗渣基生物质炭其低温氮气等温吸附线有明显的回滞环,BET比表面积和总孔容分别为939 m2/g和1.35 mL/g,中孔占总孔容比例为89％,亚甲基蓝吸附值高达240 mg/g,远高于木质净水用活性炭国家一级标准(135 mg/g),属于典型的中孔炭.     

载硫活性炭微观结构和表面形态研究

为了增强活性炭脱除燃煤电厂烟气中汞的能力，利用汞和硫可以生成稳定的HgS的性质，研究了通过热沉淀增加了活性炭中的硫含量的改性方法，并以SEM、BET、TGA等方法，研究了改性对活性炭表面形貌、硫在活性炭中的分布、活性炭比表面积等性能的影响。结果表明，热沉淀改性方法可以增加活性炭中的硫含量；硫粘附在活性炭的炭链上量较多，孔壁较少；改性工艺降低了活性炭的比表面积，且改性活性炭的比表面积随着温度的升高而增大；载硫后，活性炭中元素硫和炭的结合被增强。