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。     

沸石负载淀粉对Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附性能

将淀粉负载到沸石表面得到新型重金属离子复合吸附剂ZLS。分别从沸石与淀粉质量比、吸附温度、吸附时间、pH与重金属初始浓度不同方面考察了复合吸附剂ZLS吸附 Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺的影响。实验结果表明:当沸石与淀粉质量比为10:1,pH为6,吸附温度在30℃时,复合型吸附剂ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺ 3种重金属离子的吸附效果最好;吸附动力学研究发现,ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的吸附行为均符合准二级动力学以及颗粒内部扩散模型;等温吸附数据符合Freundlich模型,吸附状态属于多层吸附。     

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。     

花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+和Ni2+的吸附研究

采用农林废弃物花生壳、大豆壳、柚子皮对重金属离子Cr3+、Cu2+和Ni2+进行吸附研究,探讨反应时间、吸附剂用量、pH、重金属离子初始浓度以及温度对吸附的影响.结果表明:柚子皮对Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附效果优于花生壳和大豆壳,其在20℃、pH 5.00、10.0 mg/kg条件下,反应360 min,Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附率分别可达83.20％、84.50％、59.10％;花生壳、大豆壳和柚子皮对Ni2+的吸附率远低于Cr3+和Cu2+；花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述；吸附率随初始重金属离子浓度增加而降低,其吸附等温线可以用Langmuir方程描述；在一定范围内,吸附率随吸附剂用量增加而增加；溶液初始pH在2～5时,吸附率随pH增大而增加；Cu2、Ni2+的吸附量随温度的上升而逐渐减少,但Cr3+的吸附量随着温度的上升而略增加.     

分子筛对水中Pb2+的吸附行为及回收利用

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察了分子筛投加量、废水pH值、Pb2+初始浓度和吸附时间对去除率的影响。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16 g/L,废水pH为5,Pb2+初始浓度为30 mg/L时,吸附10 min后Pb2+去除率达到95%以上。通过吸附等温线和吸附动力学方程拟合,4A和13X分子筛对Pb2+的吸附过程均符合Langmuir吸附模型和Lagergren二级速率方程,计算出的饱和吸附容量Q0分别为714.3 mg/g和684.9 mg/g,二级反应速率常数k2分别为8.9×10-4g/(mg·s)和7.1×10-5g/(mg·s)。4A分子筛沉降性能较好,适宜回收;经过4次吸附-解吸仍保持88.7%的Pb2+去除率和493.2 mg/g的吸附容量,经解吸后的浓缩液中富含铅离子720.3 mg/L,富集倍数3.78,加入Na2S生成硫化物沉淀能够达到回收金属铅的目的。     

膨润土对Pb2+、Cu2+、Cr3+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50.83 m2/g.在恒温及恒定pH条件下,用静态吸附法研究了膨润土对Pb2 、Cu2 、Cr3 的吸附特性,结果表明其较好地符合Lagergten二级吸附速率方程,对这3种离子的吸附速率为Pb2 ＞Cu2 ＞Cr3 .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Pb2 、Cu2 、Cr3 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Cr3 ＞Cu2 ＞Pb2 .     

柿粉树脂的制备及其吸附Cu2+和Pb2+的效应

以柿粉为原料通过甲醛交联固化制备出柿粉树脂(PPR);利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位、热变性温度、比表面积等对其进行表征,并探讨其吸附Cu2+和Pb2+的效应。结果表明,(1)PPR对Cu2+和Pb2+的吸附效果显著高于柿粉与活性炭;(2)p H值对吸附平衡影响较大,最佳p H值范围为5.0~6.0;(3)PPR对Cu2+和Pb2+的吸附在180 min内可达到吸附平衡,提高吸附温度可提高吸附速率,其吸附动力学数据可用拟二级速率方程良好拟合;(4)提高金属离子初始浓度可增加平衡吸附量,Freundlich和Langmuir方程可分别拟合PPR对Cu2+(R2>0.98)和Pb2+(R2>0.99)的吸附等温线;(5)PPR(2.0 g/L)可吸附混合重金属溶液中83.73%的Cu2+和98.63%的Pb2+;(6)PPR可循环使用5次以上;(7)PPR对Cu2+与Pb2+的吸附效应可能是静电吸附与配位反应共同作用的结果。该研究结果表明,PPR是一种有应用前景的处理含重金属废水的备选材料。     

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。     

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。     

微波辅助（NH4）2S2O8改性竹炭对Cu2+的吸附性能

以竹炭为原料,采用(NH4)2S2O8作为改性药剂,通过微波辅助加热的方法对竹炭进行改性;运用Boehm滴定、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDAX)和傅里叶红外光谱(FTIR)对改性竹炭进行表征;考察了pH、时间、温度和离子强度等对改性竹炭吸附Cu2+的影响。结果表明,微波辅助(NH4)2S2O8改性使得竹炭表面的酚羟基、内酯基、羧基等酸性含氧官能团的数量有所增加;改性竹炭对Cu2+吸附更符合Langmuir等温方程,吸附为自发的吸热过程;吸附动力学符合准二级动力学方程;溶液离子强度增大不利于其对Cu2+的吸附。     

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.     

木屑黄原酸盐对双离子体系中铜镍的吸附

利用木屑制备木屑黄原酸盐吸附剂,对其进行FTIR、XRD和BET分析,并考察了对双离子体系中铜镍离子的吸附情况,重点研究了木屑黄原酸盐吸附量的预测和吸附初始速率的计算。结果表明,在铜镍双离子体系中,利用扩展的Langmuir模型能很好地预测木屑黄原酸盐对铜镍离子的吸附;吸附之初,吸附速率很快,并且随着干扰离子的浓度增大,所考察离子的初始速率逐渐减小。吸附情况说明,木屑黄原酸盐是一种具有良好吸附性能的吸附材料。     

三乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂制备的高吸水树脂对重金属的吸附

以前期工作中合成的树脂PAANa-TE为吸附剂进行重金属吸附测试,考察吸附剂用量、丙烯酸中和度、吸附时间、溶液pH、初始浓度和吸附温度对树脂吸附重金属离子Cu2+、Pb2+、Cr3+和Co2+性能的影响,用原子吸收分光光度计测定了树脂吸附Cu2+、Pb2+、Cr3+和Co2+后的残留浓度,树脂对4种金属离子的吸附容量分别为21.59、2.39、5.66和4.98 mmol/g,吸附容量大小为Cu2+Cr3+Co2+Pb2+,吸附速率顺序为Cr3+Pb2+Cu2+Co2+。结果表明,该树脂对高浓度重金属离子有较快速,高效率的吸附,吸附过程在100 min左右吸附容量达到最大,并用不同浓度的酸对吸附重金属离子的树脂进行脱附处理,脱附量很小,据此可考虑进一步对金属离子进行回收处理。且脱附率较低,因此,可对工业化和城市化进程所产生的各种化学形态的重金属水体污染物造成的生态环境和质量问题起到重要的改善作用。     

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.     

Removal of heavy metal ions from wastewater by a novel HEA/AMPS copolymer hydrogel: preparation, characterization, and mechanism

This study aims to synthesize 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) and 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic (AMPS) acid-based hydrogels by gamma radiation and to investigate their swelling behavior and heavy metal ion adsorption capabilities. The copolymer hydrogels prepared were characterized via scanning electron microscopy, Fourier transformed infrared spectra, thermal gravimetric analysis, and X-ray photoelectron spectroscopy. The research showed that the copolymer hydrogel was beneficial for permeation due to its porous structure. In addition, the experimental group A-2-d [70 % water volume ratio and (n (AMPS)/n (HEA))?=?1:1] was an optimal adsorbent. The optimal pH was 6.0 and the optimal temperature was 15 °C. Pb²⁺, Cd²⁺, Cu²⁺, and Fe³+ achieved adsorption equilibriums within 24 h, whereas Cr³⁺ reached equilibrium in 5 h. Pb²+, Cd²⁺, Cr³⁺, and Fe³⁺ maximum load capacity was 1,000 mg L^?1, whereas the Cu²⁺ maximum capacity was 500 mg L^?1. The priority order in the multicomponent adsorption was Cr³⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>Cd²⁺>Pb²⁺. The adsorption process of the HEA/AMPS copolymer hydrogel for the heavy metal ions was mainly due to chemisorption, and was only partly due to physisorption, according to the pseudo-second-order equation and Langmuir adsorption isotherm analyses. The HEA/AMPS copolymer hydrogel was confirmed to be an effective adsorbent for heavy metal ion adsorption.     

改性荞麦壳对水溶液中Cu~(2+)离子吸附效果及机理

以柠檬酸对荞麦壳进行化学改性,改性后荞麦壳吸附剂对Cu2+的吸附量增加。研究了不同pH、吸附剂投入量、浓度和时间对吸附效果的影响。在pH值为5.5,Cu2+初始浓度50 mg/L,吸附剂投入量为1 g,吸附时间为120 min的条件下,Cu2+的吸附量达到较大值。通过用改性荞麦壳吸附剂对Cu2+的热力学吸附过程的分析,结果表明,改性荞麦壳吸附剂符合Langmuir吸附等温模式,改性荞麦壳吸附剂对Cu2+的吸附存在化学吸附,改性荞麦壳的最大吸附量可以达2.26 mg/g。研究改性荞麦壳吸附剂吸附Cu2+的动力学特性,吸附动力学行为可用准二级速率方程进行很好的描述,准二级吸附速率常数随温度升高而增大。准一级速率方程和颗粒扩散模型可以较好地描述吸附初始阶段,Cu2+浓度较高,颗粒内扩散;吸附后期,Cu2+浓度较低,受到颗粒外扩散的控制。总之,整个吸附过程可能是多种动力学机理共同作用的结果。     

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⁺。     

Antifungal activities against toxigenic Fusarium specie and deoxynivalenol adsorption capacity of ion-exchanged zeolites

Zeolites are often used as adsorbents materials and their loaded cations can be exchanged with metal ions in order to add antimicrobial properties. The aim of this study was to use the 4A zeolite and its derived ion-exchanged forms with Zn²⁺, Li⁺, Cu²⁺ and Co²⁺ in order to evaluate their antifungal properties against Fusarium graminearum, including their capacity in terms of metal ions release, conidia germination and the deoxynivalenol (DON) adsorption. The zeolites ion-exchanged with Li⁺, Cu²⁺, and Co²⁺ showed an excellent antifungal activity against F. graminearum, using an agar diffusion method, with a zone of inhibition observed around the samples of 45.3 ± 0.6 mm, 25.7 ± 1.5 mm, and 24.7 ± 0.6 mm, respectively. Similar results using agar dilution method were found showing significant growth inhibition of F. graminearum for ion-exchanged zeolites with Zn²⁺, Li⁺, Cu²⁺, and Co²⁺. The fungi growth inhibition decreased as zeolite-Cu²⁺>zeolite-Li⁺>zeolite-Co²⁺>zeolite-Zn²⁺. In addition, the conidia germination was strongly affected by ion-exchanged zeolites. With regard to adsorption capacity, results indicate that only zeolite-Li⁺ were capable of DON adsorption significantly (P < 0.001) with 37% at 2 mg mL^?1 concentration. The antifungal effects of the ion-exchanged zeolites can be ascribed to the interactions of the metal ions released from the zeolite structure, especially for zeolite-Li⁺, which showed to be a promising agent against F. graminearum and its toxin.