Investigation in the sorption mechanism and behavior of nano γ-Al2O3 for the removal of fluorine ions

研究了纳米γ-Al2O3吸附剂对氟离子的吸附行为,考查了吸附平衡时间、温度、溶液的pH等对吸附过程的影响.结果表明,在室温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的吸附在3min基本达到平衡;在pH3～9范围内,吸附率达95%以上;吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能（Ea）为10.99kJ.mol-1;颗粒内扩散过程是吸附的主要控制步骤,而颗粒外扩散过程对吸附也有影响;吸附过程符合Langmuir、D-R等温模型,常温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的平均吸附能为11.15kJ.mol-1.吸附反应的ΔGθ〈0,ΔHθ〉0,说明该吸附过程是自发的吸热反应.共存阴离子HCO3-和PO43-、阳离子Cu2＋对氟离子的吸附影响较大.纳米γ-Al2O3在动态和静态吸附实验中的除氟效果相近.     

表面改性Fe3O4去除水中酸性红B的研究

采用氢氧化铁沉淀法对商品Fe3O4细粉进行了表面改性,以酸性红B(ARB)为模型化合物研究了改性Fe3O4的吸附性能,并对Fenton氧化法再生吸附饱和的吸附剂进行了初步探索.结果表明,改性后的Fe3O4磁性基本不变,而其比表面积增加到原来的5倍.酸性条件有利于对ARB的吸附,最大吸附容量较改性前增大了近3倍,并且吸附速率快,20min即可达到平衡.对平衡吸附实验数据进行线性拟合,表明它们均能很好地符合Langmuir吸附模型.Fenton试剂可以有效的将被吸附的染料完全氧化,同时再生吸附剂,再生后吸附剂的吸附能力有所提高.因此,经表面改性的Fe3O4具有较好吸附性能、易于用磁分离法回收、并可再生循环使用.     

功能性磁性纳米复合材料的制备及应用

采用水热法制备了Fe3O4磁性纳米微球,进而用腐殖酸(HA)修饰,成功制备了功能性磁性纳米复合材料(Fe3O4-HA)。并通过紫外可见分光光度计对含有有机染料亚甲基蓝(MB)废水中Fe3O4-HA磁性纳米复合材料的吸附行为进行研究。Fe3O4-HA磁性纳米复合材料的结构和性能用透射电子显微镜、光学接触角测量仪、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射仪、振动样品磁强计等手段进行表征。结果表明:Fe3O4-HA磁性纳米复合材料结构均匀,平均粒径约为300 nm,饱和磁化强度为75.3 emu/g。Fe3O4-HA磁性纳米复合材料具有良好的超顺磁性,较高的吸附效率和可重复使用性。     

石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究

建立了一种超声辅助共沉淀法制备磁性Fe3O4/氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米粒子.透射电镜和磁滞回线研究表明,该复合物具有小的颗粒尺寸和超顺磁性.该磁性纳米材料可以吸附废水中的染料亚甲基蓝,实验研究了溶液pH值、吸附剂的用量、时间和温度对亚甲基蓝去除率的影响.结果表明,pH值在6~9范围内,Fe3O4/GO都能高效地吸附亚甲基蓝.反应过程在前25 min反应速率很快,到180 min内达到吸附平衡.该磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程,吸附过程是一个自发和吸热过程.该吸附材料对亚甲基蓝吸附容量高,在313 K时Fe3O4/GO的饱和吸附量为196.5 mg·g-1.另外,可以方便地通过外部磁场分离回收吸附剂,利用过氧化氢可以再生重复使用,是一种优良的吸附染料废水的材料.     

磁性埃洛石复合材料的制备及其对十八烷胺吸附性能研究

采用共沉淀法制备磁性埃洛石复合材料,并对其吸附十八烷胺的行为进行研究.利用红外光谱(FT-IR)、透射电子显微电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)对磁性埃洛石进行表征,研究吸附剂浓度、吸附时间、溶液p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上吸附的影响,采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合.结果表明:Fe3O4纳米粒子成功的负载到埃洛石的表面;p H值和温度对十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附影响较大;十八烷胺在磁性埃洛石上的吸附符合二级动力学模型;热力学符合Langmuir等温线方程,并且高温利于十八烷胺的吸附.     

纳米结构Fe3O4/Y2O3磁性颗粒的制备、表征及磷吸附行为研究

采用共沉淀法制备了一种新型铁钇氧化物(Fe3O4/Y2O3)磁性吸附剂,并对其表面特性及磷吸附行为进行了初步研究.扫描电镜(SEM)与X-射线衍射仪(XRD)表征结果表明,此吸附剂具有纳米结构,初级粒子平均粒径为15.2nm.振动样品磁强计(VSM)测得比饱和磁化强度为38.7emu·g-1,磁性较强,可方便地实现固液分离.吸附剂的等电点为6.8.磷吸附实验表明,25℃时,Langmuir吸附等温线可较好地拟合Fe3O4/Y2O3对溶液中磷的吸附(R2=0.989),最大吸附量(pH=5.0)为60.6mg·g-1(以P计);吸附速率较快,在120min内可完成吸附容量的80%以上,符合准二级动力学模型(R2=0.997);溶液pH对Fe3O4/Y2O3吸附磷的影响较为明显,离子强度则影响不大;共存阴离子对吸附影响的大小顺序为Cl-相似文献   

壳聚糖季铵盐磁性颗粒的制备及其对甲基橙的吸附效果

首先在甘氨酸盐酸盐离子液体([Gly]Cl)水溶液中制备了不同取代度的壳聚糖季铵盐,采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4.进而以Fe3O4为核,戊二醛作交联剂,通过反相悬浮法制备交联壳聚糖季铵盐磁性颗粒,考察了反应条件对吸附效果的影响.并采用静态吸附法研究了磁性颗粒对甲基橙(MO)的吸附效果.结果表明,在25℃,pH=3的条件下,甲基橙初始浓度从20 mg.L-1增加到150 mg.L-1时,平衡吸附量从37.45 mg.g-1增加到277.5 mg.g-1.运用相关数学模型拟合实验数据得出,该吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合拟二级动力学模型.经4次重复使用后磁性颗粒对甲基橙的吸附率仍高于90%.     

纳米γ-Al2O3去除氟离子的机理及行为研究

研究了纳米γ-Al2O3吸附剂对氟离子的吸附行为,考查了吸附平衡时间、温度、溶液的pH等对吸附过程的影响.结果表明,在室温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的吸附在3min基本达到平衡;在pH3～9范围内,吸附率达95%以上;吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能(Ea)为10.99kJ.mol-1;颗粒内扩散过程是吸附的主要控制步骤,而颗粒外扩散过程对吸附也有影响;吸附过程符合Langmuir、D-R等温模型,常温下,纳米γ-Al2O3对氟离子的平均吸附能为11.15kJ.mol-1.吸附反应的ΔGθ<0,ΔHθ>0,说明该吸附过程是自发的吸热反应.共存阴离子HCO3-和PO43-、阳离子Cu2+对氟离子的吸附影响较大.纳米γ-Al2O3在动态和静态吸附实验中的除氟效果相近.     

纳米Fe3O4负载的浮游球衣菌去除重金属离子的工艺研究

以纳米Fe3O4负载浮游球衣菌(Sphaerotilus natans)制备复合生物吸附剂,对此吸附剂进行表征并考察了其吸附水中重金属离子的性能.红外光谱分析表明,此复合生物吸附剂表面的主要活性基团为酰胺基(-CONH-)和羟基(-OH).吸附性能研究表明,菌含量和流量是影响复合生物吸附剂吸附重金属离子的主要因素,在Cu2 初始浓度c0＜20 mg/L,菌含量1.5 g/L(菌/Fe3O4=3:2),流量0.96 L/h时吸附剂对Cu2 的吸附效果最好;用稀盐酸对复合生物吸附剂进行再生,吸附剂可重复使用10次以上,再生液可重复使用3次;吸附选择性为:Pb2 ＞Cu2 ＞Zn2 ＞Cd2 .     

纳米磁性颗粒Fe3O4用于吸附水相中酸性红73及其机理研究

利用纳米磁性颗粒处理含酸性红73废水以利于进一步降低其色度.实验以酸洗废液制备的纳米磁粉Fe3O4作为吸附剂,并通过单因素实验和吸附动力学及热力学的分析探讨其对酸性红73的表面吸附的吸附机理.结果表明:纳米磁粉Fe3O4对酸性红73的表面吸附符合假二级动力学方程,其反应活化能为49.05 kJ·mol-1.磁粉对酸性红73的吸附是快速的表面物理吸附,其表面吸附行为符合Langmuir等温吸附式,是放热和熵减的自发过程.在温度T为303 K的条件下,20 min内的饱和吸附量能可达到40.1 mg·g-1.因此,用纳米磁粉Fe3O4吸附处理含偶氮染料废水,吸附平衡可在很短的时间内实现.     

SBR活性污泥系统去除模拟废水中Pb2+的研究

为了考察不同Pb2+浓度(3、5、10 mg/L)下,SBR活性污泥系统对模拟含铅废水中Pb2+的去除效果,分析了活性污泥去除Pb2+的影响因素,并采用动力学模型、红外光谱及X射线能谱对活性污泥吸附Pb2+的机理进行了研究. 结果表明:①Pb2+浓度分别为3和5 mg/L时,SBR活性污泥系统对模拟含铅废水中Pb2+的去除率均在98%以上,该系统中活性污泥的Pb2+吸附量为6.2 mg/g;Pb2+浓度为10 mg/L时,SBR活性污泥系统运行后期Pb2+的去除率有所下降,这与该系统Pb2+累积量(351.6 mg)过高有关. ②在Pb2+长期作用下,SBR活性污泥系统各试验阶段的MLSS均会经历先下降再恢复的过程,且该系统中生物多样性和物种丰富度明显下降,可逐渐筛选出对Pb2+耐受性较强的微生物. ③SBR活性污泥系统去除Pb2+的适宜pH范围为6~7,最佳温度为25 ℃. ④活性污泥对Pb2+的吸附机理主要表现为化学吸附作用,包含表面有机络合、离子交换等过程. 研究显示,SBR活性污泥系统更适用于处理低浓度(3、5 mg/L)的含Pb2+废水.      

铁屑/焦炭/H_2O_2法预处理焦化废水的试验研究

采用铁屑/焦炭/H2O2法对焦化废水进行处理,通过单因素试验法考察了铁炭比、铁炭用量、H2O2用量、废水pH以及反应时间对处理效果的影响,并确定了最适工艺条件。结果表明,铁屑/焦炭/H2O2法与常规的铁屑内电解法相比,可显著提高焦化废水的预处理效果,并缩短反应时间。铁屑/焦炭/H2O2法处理焦化废水的最适条件为:铁炭比为4,铁炭用量为300mg/L铁屑+75mg/L焦炭,H2O2用量为1000mg/L,pH为3,反应时间20min。在此条件下,COD、色度、NH3-N和CN-的去除效率分别可达61.2%、74.0%、56.2%和74.3%,B/C比由处理前的0.189提高到0.387,处理水可生化性良好。铁屑/焦炭/H2O2可作为焦化废水的一种有效的预处理方法。     

Fenton法处理水中4,4’-二溴联苯及动力学研究

多溴联苯是一类具有持久性有机物特性的难降解物质对环境造成很大危害。应用H2O2/Fe2+对水中的4,4’-二溴联苯(4,4’-DBB)去除效果及影响因素进行研究。结果表明:pH值对4,4’-DBB的去除率的影响很大,反应时间、起始质量浓度以及H2O2/Fe2+的摩尔比对DBB的去除率的影响也较大。当H2O2和Fe2+的摩尔比为10:1,pH=1.4￣2.4时,处理初始浓度为2mg/L 4,4’-DBB的水溶液2h,4,4’-DBB去除率最高可达到99%以上,说明Fenton试剂可将4,4’-DBB基本完全去除。研究还发现4mg/L绝对去除率>2mg/L,说明该方法有利于处理较高浓度的4,4’-DBB,具有一定的工业应用价值。经拟合发现4,4’-DBB的降解符合拟一级反应规律,并推导出动力学方程。     

浮游球衣菌去除废水中Pb2+的研究

以浮游球衣菌为生物吸附剂,考察了菌铅比、pH、温度和时间等因素对Pb²⁺吸附的影响.结果表明,浮游球衣菌对Pb²⁺有很好的吸附效果,该过程10min内即可达到吸附平衡,且温度对吸附效果影响不大.当pH5.5,菌含量0.6 g/L,铅离子初始浓度不大于20 mg/L时,Pb²⁺去除率近100%,浮游球衣菌最大单位吸附量为2.1 mmol/g干菌体.浮游球衣菌对0～60 mg/LPb²⁺的吸附符合Freundlich方程.HCl和EDTA溶液可有效地将Pb²⁺从菌体上解吸下来并可重复使用.     

Fenton法深度处理腈纶废水的特性

研究Fenton法深度处理难降解腈纶废水的影响因素及其优化反应条件,应用紫外和三维荧光光谱探讨腈纶废水生化出水中污染物的去除规律. 研究表明:初始pH由1.5升至6.0时,COD_Cr去除率由20.0%快速升至61.8%后再缓慢降至51.0%;c(Fe2+)由0.8 mmol/L增至10.8 mmol/L时,COD_Cr去除率先由2.5%增至58.0%再缓慢降至55.5%;c(H₂O₂)和反应时间对COD_Cr去除率影响较小. 正交试验极差表明,COD_Cr去除率的影响因素为初始pH>c(Fe2+)>c(H₂O₂)>反应时间,最优条件〔c(Fe2+)为7.20 mmol/L、c(H₂O₂)为0.16 mol/L、初始pH约为3、反应时间为90 min〕下腈纶废水生化出水ρ(COD_Cr)由308 mg/L降至103 mg/L,去除率为66.5%. 紫外和三维荧光光谱显示,腈纶废水生化出水中的类蛋白类物质完全被去除,大部分可见腐殖质类物质以及UV腐殖质类物质也被分解.      

厌氧好氧一体生物滤池处理选矿废水的研究

采用上流式厌氧好氧一体化生物滤池处理模拟选矿废水中的黄药和重金属Zn2+、Pb2+。以乙基钾黄药为唯一碳源配置滤池进水,在HRT为6 h,DO为3 mg/L,进水中不含重金属离子的情况下,滤池的COD平均去除率能达到89.2%,D平均浓度为43 mg/L。滤池较为适应中性偏弱碱性的进水,过高或过低的进水pH都将对滤池运行造成负面影响。滤其出水CO池对Zn2+的去除效果要好于Pb2+。当进水中Zn2+和Pb2+浓度分别在30.0 mg/L和3.0 mg/L以下时,出水中的Zn2+、Pb2+浓度分别在1.5 mg/L和0.5 mg/L以下,符合《铅锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)中相关要求。进水中存在重金属Zn2+、Pb2+时,会对滤池降解黄药的能力产生负面影响。其中,Pb2+的影响要大于Zn2+。     

混凝-Fenton氧化预处理抗生素废水的研究

实验采用混凝-Fenton氧化预处理抗生素废水,筛选出最佳的混凝条件及氧化条件,同时对经混凝-Fenton试剂预处理后的废水与未经处理的废水按同样反应条件开展好氧生化试验。实验发现,采用聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)复合混凝处理该废水,在pH为8,PAC与PAM的用量分别为400mg/L和12mg/L时混凝效果较好。混凝后的废水再用芬顿体系氧化,当pH为3,FeSO·47H2O投加量为0.01mol/L,H2O2/Fe2+摩尔比4:1下,反应30min时,取得了满意的结果。实验表明,采用混凝-芬顿氧化法预处理抗生素废水后,明显改善了其可生化性,为后续生化处理打下了良好的基础。     

化学除磷中混凝剂对活性污泥活性的影响

从污水处理厂运行实践出发,研究了混凝剂对活性污泥活性的直接和间接影响。结果表明：混凝剂对微生物的影响程度：PAC〉三价铝盐〉三价铁盐,混凝剂用于生化段除磷时,铁盐投加量宜小于20 mg/L,PAC、三价铝盐宜小于10 mg/L。反冲洗污水排入生化系统对微生物无直接的抑制作用,但造成活性污泥中的无机组分比例增加,北区厂V...     

纳米Fe3O4负载的浮游球衣菌去除重金属离子的工艺研究

以纳米Fe₃O₄负载浮游球衣菌（Sphaerotilus natans）制备复合生物吸附剂,对此吸附剂进行表征并考察了其吸附水中重金属离子的性能.红外光谱分析表明,此复合生物吸附剂表面的主要活性基团为酰胺基（—CONH—）和羟基（—OH）.吸附性能研究表明,菌含量和流量是影响复合生物吸附剂吸附重金属离子的主要因素,在Cu²⁺初始浓度c₀<20 mg/L,菌含量1.5 g/L（菌/ Fe₃O₄＝3∶2）,流量0.96 L/h 时吸附剂对Cu²⁺的吸附效果最好;用稀盐酸对复合生物吸附剂进行再生,吸附剂可重复使用10次以上,再生液可重复使用3次; 吸附选择性为：Pb²⁺ > Cu²⁺ > Zn²⁺>Cd²⁺.     

城市景观水体中腐殖酸的臭氧氧化去除

以南京师范大学德风园池底泥中提取的腐殖酸(HA)为研究对象,采用臭氧氧化技术对其进行去除,对初始pH值、混合气体流量、腐殖酸(HA)初始浓度以及水中常见离子等因素对去除效果的影响进行了研究。实验结果表明:腐殖酸(HA)的去除率随初始pH值的升高而提高,随混合气体流量减少而提高;当腐殖酸(HA)初始浓度为5 mg/L时,反应过程中溶液的UV254升高,紫外扫描结果发现,溶液在200~220 nm内出现杂乱的吸收峰,表明有新物质生成;水中常见的无机阴离子(CO32-、HCO3-)和二价金属离子(Ca2+、Cu2+)的存在会降低臭氧对腐殖酸(HA)的去除率。