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12.83 mg/g。投加量由0.8 g/L增加至2.0 g/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。     

巯基功能化13X分子筛对Pb(Ⅱ)的吸附

用3-巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）对13X分子筛表面进行修饰，采用XRD和FT—JR测试方法对功能化前后的分子筛结构进行表征，结果表明，功能化后分子筛在保持原有结构同时表面还接枝了对Ph^2＋离子有吸附能力的巯基基团。吸附实验表明，巯基功能化分子筛对水中Ph^2＋离子比原分子筛具有更强的吸附去除效果，饱和吸附容量和去除率提高近一倍。SH-13X对Ph^2＋离子的等温吸附符合Langmuir模型，最大吸附容量为47．01mg／g，吸附强度b为2．26。动力学分析表明SH-13X对Ph^2＋离子的吸附过程更符合准二级动力学模型，而且粒内扩散不是该吸附过程的主要吸附机制。溶液中的Ph“与嫁接在分子筛表面及孔口位置的-SH功能团形成配位络合物而去除。     

MCM-41介孔分子筛的合成及其对铜离子的吸附性能

以微硅粉为硅源，CTAB和PEG-6000为模板剂，合成MCM-41介孔分子筛。采用XRD、N2吸附-脱附曲线、FT—IR以及TEM表征了其结构、比表面积、孔径分布及晶体形貌，并且以该样品为吸附剂，对含Cu2＋的溶液进行了静态吸附实验。结果表明，以微硅粉为硅源成功合成了具有典型六方排列孔道结构的MCM-41，其比表面积为869．5m。／g，孔容为0．97cm3／g，平均孔径为3．3nm；溶液pH为5—6时，MCM-41对Cu2＋的去除效果最好；MCM-41对Cu3＋的最大吸附吸附容量36．3mg／g；MCM-41对Cu2＋的吸附性能符合Langmuir吸附方程的特征。动力学研究表明，该过程符合准二级动力学模型。     

4A沸石去除水中Pb2＋的研究

在静态条件下，研究了4A沸石对废水中Pb2＋的吸附性能，并探讨了影响吸附的因素。实验表明：当温度为30℃，废水pH为5～6，0．01g4A沸石对100mg／LPb2＋溶液10mL吸附20min，Pb2＋的去除率可达到99％以上。在实验研究条件下，4A沸石对Pb2＋的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程，相关系数为0．9819和0．9998。经计算，4A沸石对Pb2＋的饱和吸附量为125mg／g。4A沸石吸附水中Pb2＋达到吸附平衡的时间较短；溶液pH值的变化对吸附效果影响不显著；温度从室温略微升高，Pb2＋的去除率略有增大。吸附在4A沸石上的Pb“可回收利用，处理后的4A沸石可以再生，且重复使用性能较好。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料，采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在，其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力，增加对模拟废水氨氮的去除率，实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响，同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明，最佳工艺条件为，碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g，在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后，废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛，在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

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。     

天然沸石吸附氨氮的影响因素

对比研究了沸石对生活污水和人工配制氯化铵溶液中氨氮的吸附特性，考察了沸石投加量、反应时间、悬浮物、阳离子和阴离子对沸石吸附氨氮的影响。结果表明，沸石对生活污水中氨氮的吸附能力明显低于人工配制氯化铵溶液，氨氮去除率随着沸石投加量的增加而增加，但单位质量沸石的氨氮吸附量却随之减小，吸附过程呈现快速吸附，缓慢平衡的特点。生活污水中悬浮物的存在，会削减沸石对氨氮的吸附能力。不同类型的阳离子和阴离子的加入都能导致人工配制氯化铵溶液中氨氮在沸石上的吸附量存在差异。阳离子的影响趋势主要为价态的影响，即价态越高，对氨氮吸附阻碍作用越显著，当阳离子当量浓度〉2meq／L时，影响吸附强弱的顺序为Ca2＋〉Mg2＋ 〉Na＋；阴离子影响沸石吸附强弱的顺序受初始氨氮的浓度影响较大。Langmuir等温方程式较Freundich、DubininRadushkevich、KobleCorrigan和Temkin等温方程式更好地描述沸石吸附氨氮的行为。     

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。     

新型硅镁胶（MgO·2SiO2）对模拟放射性废水中CO2＋的吸附性能

以泡花碱和氯化镁为原料合成出了一种新型硅镁胶（MgO-2SiO2）吸附材料，用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征，并对模拟放射性废水中的Co2＋进行吸附实验。结果表明，控制合成pH在10．50～11．00，可以得到目标硅镁胶（MgO·2SiO2），在460cm-1处出现了较强的吸收峰，这是由Mg-O伸缩振动和si—Mg-O弯曲振动引起。在500℃焙烧4h后，可以得到吸附性能良好的硅镁胶，随着溶液pit的升高，去除率增大，在pH为4～8时达到最大。25％时，最大吸附量可达135．5mg／g，吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程。重复使用4次，对Co2＋的吸附量仍然达到130mg／g，说明硅镁胶是一种可重复利用的吸附剂。     

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％。     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料,采用碱熔-水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在,其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力,增加对模拟废水氨氮的去除率,实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响,同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明,最佳工艺条件为,碳酸钠与煤矸石质量比为0.9、活化温度为800℃、活化时间1.5 h、晶化温度90℃和晶化时间3 h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310 mg/g,在pH为6的100 mL模拟氨氮废水中加入6 g 4A沸石分子筛吸附40 min后,废水中氨氮的去除率达到86%。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛,在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

复合分子筛去除水中氟化物的研究

通过使用复合分子筛对模拟含氟水进行静态吸附实验,研究了复合分子筛对水中氟化物的吸附性能,并分析了吸附过程中温度、pH值和停留时间等因素对分子筛除氟效率的影响。结果表明,用80 g粒径0.9 mm的分子筛处理150 mL浓度为5 mg/L的模拟含氟水,分子筛的除氟效率达到90%以上,而同样条件下天然沸石和改性涂铁沸石的去除率分别为23.35%和80.69%。分子筛的除氟效率随着温度呈现先上升后下降的趋势,50℃时去除效率达到最高,为92.7%;在弱酸性条件下的去除率比碱性条件要高,在pH=4时去除率最大,为91.8%;停留时间初始阶段与去除率保持正相关,在45 min后反应达到平衡。分子筛的吸附速率符合二级动力学方程dqe/dt=k(qe-qt)2,吸附等温线符合Langmuir方程。     

制备条件及水中常见离子对Pd-Cu／AC催化还原去除硝酸盐的影响

以浸渍法制备Pd—Cu／AC催化剂，以氢气为还原剂对催化还原硝酸盐进行研究，考察了制备条件及水中常见离子对催化还原的影响。结果表明，在200～500℃、30—240min焙烧条件下，适宜的焙烧温度为300℃，时间为2h；在100～300W，1～5min的微波条件下，微波功率引起的催化剂活性变化比微波照射时间显著，微波处理综合效应不利于催化性能的提高。活性炭经0．01～0．1mol／LEDTA处理后催化剂的活性随EDTA浓度增加，氨氮生成率没有明显变化。反应过程中氨氮的生成受No；的浓度影响明显，较高N2-浓度有利于选择性的提高。在初始NO3^-浓度100mg／L的条件下，Pd—Cu／AC催化还原硝酸盐的反应为一级反应。水中共存离子影响研究表明，CO3^2-、HCO／的存在不仅会硝酸盐的去除效率明显降低，同时导致氨氮生成率明显增加，S^2-存在使催化剂中毒，催化效率极低，Cl^-、SO4^2-的存在对硝酸盐的去除影响较小；水中阳离子存在时催化活性大小顺序为K＋〈Na＋〈Ca^2＋〈Mg^2＋〈Al^2＋，氨氮的生成率大小顺序为K^＋〉Na^＋〉Ca^2＋〉Mg^2＋〉Al^2＋。     

离子液体负载型分子筛的制备及对染料的吸附

为了有效地处理活性黑染料废水,对离子液体负载型分子筛去除水中的活性黑染料进行了研究。首先制备了离子液体负载型吸附材料,分别考察了分散剂种类、离子液体加入量、浸渍时间3种因素对离子液体负载率的影响,确定负载工艺条件为:二氯甲烷作为分散剂、[OMim]BF4离子液体与分子筛质量比1∶2,浸渍时间12 h。其次研究了负载型吸附材料对染料废水的处理效果,考察了吸附材料添加量、溶液pH值、吸附时间对模拟废水活性黑染料去除率的影响,确定吸附工艺条件为:[OMim]BF4离子液体为最佳离子液体、吸附材料添加量0.40 g、pH=6、吸附时间12 h。在此最佳工艺条件下,染料去除率达98.23%。     

活性炭和沸石分子筛处理非稳定排放VOCs气体的性能比较

通过对活性炭和沸石分子筛的表征和动态吸附/脱附实验,探索2类吸附材料固定床工艺用于非连续、非稳定类型的大风量、低浓度挥发性有机物(VOCs)排放控制的应用前景。结果表明:沸石分子筛孔径分布较为集中,约在0.8 nm,比表面积为393.76 m~2·g~(-1);活性炭孔径分布具有广谱性,微孔集中在1~2 nm之间,比表面积为1 026.71 m~2·g~(-1)。活性炭对二甲苯的平衡吸附量总体高于沸石分子筛,其平衡吸附容量随气相平衡浓度和温度的波动要大于沸石分子筛。动态吸附穿透实验结果显示沸石分子筛单位传质区长度的平均传质速率是活性炭的约1.42~1.66倍。相同吸附和脱附温度条件下,活性炭的工作容量要大于沸石分子筛。沸石分子筛在210℃时基本脱附彻底,且可得到48倍以上的浓缩脱附气体。50次的吸附、脱附重复实验对沸石分子筛的性能影响不大。沸石分子筛作为吸附材料脱附单位质量的二甲苯所需能耗是活性炭的2.9~4.2倍。活性炭和沸石分子筛可采用不同的工艺方式应用于低浓度、大风量、非稳定排放的VOCs气体的净化。     

SDS改性沸石吸附结晶紫

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0．25g；吸附平衡时间为1h；pH为8的条件下，对含50mg／L结晶紫染料的去除率可达到92．6％，吸附量达到4．63mg／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。     

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。     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

微孔分子筛的合成及其去除水中氨氮的实验研究

以廉价的天然矿物岩石作为主要原料,采用水热晶化法合成了微孔分子筛。分子筛有效孔径约为0.9 nm,BET比表面积583m2/g,阳离子交换容量(CEC)316 meq/100 g。将其用于水体中氨氮的去除,实验结果表明,分子筛对氨氮的吸附速率较快,吸附时间为20 min时,吸附基本达饱和;分子筛对氨氮的最大吸附量可达11.6 mg/g,其吸附规律很好地符合Fruendlich吸附等温式;在有干扰离子如Ca2+、Mg2+、Al3+和Fe3+等存在的情况下,仍能优先选择吸附NH4+,且吸附率几乎没有变化。动态吸附柱实验的效果好于静态实验,出水12 h内去除率均>85％;饱和了氨氮的分子筛,用氢氧化钠溶液洗脱再生,解吸率达92％,再生后的分子筛与原分子筛相比吸附率几乎没有降低。     

膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3，属于Ca基膨润土，BET表面积为50．83m^2／g。在恒温及恒定pH条件下，用静态吸附法研究了膨润土对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋的吸附特性，结果表明其较好地符合Lagergren二级吸附速率方程，对这3种离子的吸附速率为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Cr^3＋。利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合，发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋试验数据最为吻合。膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr^3＋〉Cu^2＋〉Pb^2＋。