板栗壳吸附Cu2+的平衡与动力学研究及工艺设计

研究了板栗壳吸附Cu2+的平衡、动力学和热力学特征并对吸附工艺进行设计.采用Langmuir和Freundlich等温线对静态吸附平衡数据进行了拟合,同时采用准一级动力学和准二级动力学模型对静态吸附动力学数据进行了拟合,并计算了吸附过程的热力学参数自由能变（ΔGo）、焓变（ΔHo）和熵变（ΔSo）.结果表明,平衡实验数据符合Langmuir等温吸附模型,分离因子RL值在0~1之间,为有利吸附;动力学实验数据符合准二级动力学方程,平衡吸附量随Cu2+起始浓度增大而增大;ΔHo和ΔSo分别为12.206kJ·mol-1和21.534J·mol-1·K-1,ΔGo为负值,表明板栗壳吸附Cu2+为放热过程,可以自发进行,吸附过程增加了固液界面的混乱度.基于Langmuir等温吸附模型推导出的板栗壳用量计算公式可用于预测将一定体积一定起始浓度Cu2+溶液经过吸附降至所需浓度的板栗壳用量.     

玉米棒对Cu~(2+)的吸附特性研究

以玉米棒为原料,进行了吸附去除水溶液中Cu2+的试验。研究了玉米芯吸附水溶液中Cu2+时多种因素对吸附过程的影响。实验结果显示在pH3~4间吸附率随pH升高而增加,pH=5时达到平衡。在其它条件一定的情况下玉米芯的吸附性能随着温度的升高而增强,且吸附动力学过程能很好地遵循准二级动力学模型。热力学数据用Langmuir方程可较好的拟合,吸附过程的热力学参数(G<0,表明吸附过程为自发的吸热过程。     

自然水体生物膜对铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)的吸附研究

以董铺水库为水源、天然纯棉绳为人工基质培养生物膜,研究了附着在棉绳表面上的自然水体生物膜吸附Cu和Cd的热力学和动力学特征及pH对吸附性能的影响.通过对实验数据进行非线型拟合,发现生物膜对2种重金属的吸附均符合Freundlich(F)和Langmuir(L)吸附等温式,对2种金属的吸附能力顺序是:Cu＞Cd.生物膜对Cu和Cd的吸附在数小时内可达到平衡,吸附过程符合二级动力学特征.通过调节吸附液的pH值,研究了不同pH对吸附效果的影响.结果表明,随着pH的升高,2种金属的吸附量明显增加.     

蒙脱石对Pb^2＋的吸附行为特征实验研究

利用批实验方法在293 K下研究了蒙脱石时水溶液中Pb2+的吸附行为.对吸附平衡时间、溶液酸碱度和初始浓度等吸附条件进行了研宛.对实验数据分别采用Langmuir,Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型进行了拟合,结果表明Langmuir吸附等温方程拟合效果最好,相关系数R为0.998 9.通过Langmuir等温吸附模型得出在293 K时,蒙脱石对铅离子的理论饱和吸附容量为133 mg/g.通过D-R等温吸附模型得到吸附自由能为2.43 kJ/mol,表明此吸附过程主要为物理吸附.利用准二级动力学方程拟合实验数据得到了相关系数为1.     

以废菌体为填料的连续流反应器对Pb【sup】2+【/sup】的吸附特性

研究了非活性固定化啤酒酵母废菌体对废水中重金属离子Pb2 的动态吸附特性,考察了动力学方程、热力学方程对试验的拟合效果,了解吸附过程的规律性.结果表明:Langmuir和Freundlich模型都能较好地拟合试验过程,但以Langmuir模型的拟合效果更好,相关系数达0.996 8,其最大吸附量为7.788 mg/g;拟合试验过程同时符合Thomas动力学模型,相关系数达0.954 7;当溶液中的初始ρ(pb2 )(C0)和流速(Q)分别控制在20 mg/L和2 mL/min左右时,处理效果最好.通过对重金属废水的处理,可以达到以废治废的效果.     

脱硫石膏基羟基磷灰石对Cu2+吸附性能的研究

以燃煤电厂废弃物脱硫石膏(FGD)为主要原料,利用水热合成法制备羟基磷灰石(FGD-HA),利用XRD和SEM对FGD-HA的物相组成和微观形貌进行了分析和观察.通过静态吸附实验研究了吸附动力学、吸附等温线以及吸附热力学.结果表明,伪二级动力学模型相关系数为0.9998,是描述FGD-HA吸附Cu2+的最佳动力学模型,Cu2+在FGD-HA上的吸附平衡符合Langmuir等温线模型(R2=0.9846),热力学表明此吸附是自发吸热的过程.利用响应面分析法对Cu2+的吸附条件进行优化,得出投加量3.11g/L、pH值4.96、温度22.09℃、Cu2+初始浓度24.75mg/L为最佳吸附条件,此条件下Cu2+去除率预测值为100%,相同条件下开展的验证实验结果为97.4%,与预测值相接近说明模型的选择是实际可行的.     

锯末对Cu~(2+)的吸附特性研究

以工业废弃物锯末为吸附剂,研究其对水中Cu2+的吸附特性.结果表明,锯末对Cu2+的吸附速度较快,1 h后基本达到平衡.准二级速率方程很好地模拟了吸附反应的动力学方程(R20.99).锯末对Cu2+吸附主要机制是离子交换,吸附量随pH升高而升高.离子强度对吸附反应有一定影响:Cu2+和锯末一部分是内层结合,一部分是外层结合.经过酸碱处理的锯末在吸附能力上有了一定程度的提高.Langmuir模型对原始锯末的吸附等温线拟合最好,Langmuir-Freundlich模型对经过酸碱处理的锯末拟合最好.热力学分析显示吸附反应具有自发性、放热、熵增特性.     

酸甲醛改性花生壳吸附Pb2+的动力学和热力学研究

以花生壳为原料,甲醛为改性剂,对花生壳进行改性制备吸附剂,并对其吸附水溶液中Pb2+的动力学和热力学特性进行了研究.结果表明.在298 K温度下,花生壳对Pb2+的吸附符合拟二级动力学方程,颗粒内扩散过程为吸附的主要速率控制步骤.在实验温度下,改性花生壳对Pb2+的吸附平衡符合Langmuir等温方程,热力学研究表明,...     

壳聚糖吸附酸性大红及Cu2+对吸附的增强作用

采用壳聚糖去除水中酸性大红,对壳聚糖吸附酸性大红的动力学、热力学以及溶液pH、盐浓度、外来Cu2+对吸附的影响进行了研究.准二级吸附动力模型、Langmuir、Freundlich及Dubinin-Radushkevich (D-R)方程分别用来对吸附动力学和等温线进行分析.结果表明,酸性大红在壳聚糖上的吸附是一个化学吸附控制的准二级动力学过程.Langmuir、Freundlich和D-R方程都能较好地描述吸附等温线.溶液pH和温度对吸附有较大影响,而氯化钠浓度对吸附的影响较小.对吸附热力函数的计算结果显示ΔH0<0,表明吸附是一个放热过程.由D-R方程计算的吸附自由能E为9.5~10.7 kJ.mol-1,表明吸附过程为离子交换化学吸附.Cu2+对吸附的影响结果显示Cu2+能显著提高壳聚糖对酸性大红的吸附容量,另外建立了Cu2+浓度与吸附量增加之间的数学模型.     

SBA-15表面修饰及其对水中Cu~(2+)的吸附行为

以3-氨基丙基三甲氧基硅烷为修饰剂,利用修饰方法,制备出氨基修饰SBA-15,并命名为N-SBA-15。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附对样品进行表征,批量实验研究吸附剂对水中Cu2+的吸附性能,动力学实验数据采用拟一阶动力学方程、拟二阶动力学方程和内扩散方程进行分析。研究结果表明:N-SBA-15对Cu2+的吸附遵循液膜扩散和颗粒内扩散机理,且整个吸附过程更符合拟二阶动力学方程,45℃时Cu2+的最大吸附量达到0.812 mmol/g。Langmuir等温模型可较好地描述Cu2+在N-SBA-15上的吸附行为。热力学研究表明该吸附过程是一个自发、吸热过程,高温有利于吸附。     

阿维菌素发酵废菌丝体对Cu~(2+)吸附机制的研究

文章对阿维菌素发酵的废菌丝体对Cu2+进行吸附的机制进行了研究。结果表明,吸附过程可分为快速吸附和缓慢吸附至平衡两个阶段,第一阶段为被动吸附,5min接近平衡,第二阶段菌丝单位吸附量增加缓慢,反应时间相对较长。吸附过程能很好的用准二级动力学方程描述,相关系数达0.9998。采用Langmuir方程与Freudlich方程对数据拟合,Langmuir方程比Freudlich方程更好的描述对Cu2+吸附平衡行为,表现为单分子层吸附。在pH5.0下的相关系数为0.9771,得到的最大吸附量可达28.82mg/g。通过对吸附前后的红外光谱研究表明,本吸附质含有羟基(-OH)、氨基(-NH)2、酰胺基(-CONH)2、亚甲基(-CH2-)等基团。羟基、氨基、亚甲基吸收峰发生较大变化,推测其与金属离子发生了反应,酰胺基峰形变化较小,参与反应的基团较少。     

氧氟沙星在碳纳米管上的吸附机制研究

碳纳米管吸附氧氟沙星(OFL)是控制其在水体中归趋的一种有效方法.本研究讨论了多壁碳纳米管及其共混酸处理产物(MWCNTs和MWCNTs-O)对于氧氟沙星的吸附过程.考察了吸附动力学、吸附等温线、pH的影响和解吸过程.结果表明,吸附动力学曲线符合准二级动力学模型,OFL在MWCNTs-O上的平衡吸附量较大;Langmuir模型和Freundlich模型都能很好拟合吸附过程;pH在6.0~10.0时,平衡吸附量下降很快;解吸过程出现了解吸滞后现象,在MWCNTs-O上更为明显.吸附热力学分析表明OFL在碳纳米管上的吸附作用力为分子间作用力,MWCNTs-O上较多含氧官能团的引入为OFL分子的吸附提供了较多的吸附点,有利于OFL分子和碳纳米管之间形成相对作用力较强的氢键,该作用力主导了OFL在碳纳米管上的吸附,解释了试验现象.     

聚偏氟乙烯共混改性膜对Cu2+吸附性能的研究

应用热诱导聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚偏氟乙烯(PVDF)共混改性膜,采用XPS、XRD、SEM和FTIR表征了PVDF改性膜的结构和组成,分析了PVDF共混改性膜对水溶液中Cu²⁺的吸附性能,研究了PVDF共混改性膜对Cu²⁺的吸附热力学和吸附动力学 .结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型.吸附过程的平均吸附能为8～16　kJ/mol,表明该吸附过程为离子交换反应.热力学参数ΔG⁰<0、ΔH⁰>0、ΔS0>0,证实了吸附过程为自发的吸热过程.PVDF共混改性膜经吸附/脱附4次循环后,对模拟废水中Cu²⁺和城市污水中Cu²⁺的吸附量分别大于0 .025 mg/cm^２和0 .015 mg/cm^２,脱附率超过95%.PVDF共混改性膜具有优良的吸附/脱附性能、良好的稳定性和潜在的应用前景.     

聚丙烯酸-聚偏氟乙烯共混膜对Cu^2＋吸附特性的研究

应用热诱导聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚丙烯酸-聚偏氟乙烯（PAA—PVDF）共混膜,采用XPS和SEM表征了PAA—PVDF共混膜的结构和组成,分析了PAA—PVDF共混膜对水溶液中Cu^2＋的吸附性能,研究了共混膜对Cu^2＋的吸附热力学和吸附动力学．结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型．吸附过程的平均吸附能为8—16kJ／mol,表明该吸附过程为离子交换反应．热力学参数△G^0〈0、△H^0〉0、△S^0〉0,证实了吸附过程为自发的吸热过程。PAA—PVDF共混膜经吸附／脱附4次循环后,对废水中Cu^2＋的吸附量大于0．025mg／cm^2,脱附率超过95％。PAA—PVDF共混膜具有优良的吸附／脱附性能,良好的稳定性和潜在的应用前号。     

水合氧化铁对废水中磷酸根的吸附-解吸性能研究

以FeCl₃为原料制备水合氧化铁吸附剂,研究其对废水中磷酸根的吸附-解吸性能.结果表明,随着溶液pH的降低,水合氧化铁对磷酸根的吸附能力不断提高,其吸附动力学曲线符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附模型.被吸附的磷酸根在50 g/L的NaOH溶液中进行解吸,解吸率>98%.解吸率与单位水合氧化铁的吸附饱和程度没有相关性.利用水合氧化铁对城市某污水处理厂污泥浓缩池上清液进行磷的吸附和解吸实验,结果表明该工艺对磷的回收率>90%.根据实验结果设计了城市污水中磷去除和回收工艺流程,该流程包括：吸附过程、解吸再生过程、富磷解吸液中磷回收等过程.     

双酚S在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为研究

采用批平衡实验方法研究了双酚S（BPS）在两种典型地带性土壤中的吸附/解吸行为.结果表明,吸附动力学曲线符合拟二级动力学方程.吸附等温线呈非线性,且同时符合Freundlich和Langmuir方程.相比而言,BPS更易吸附在高有机质含量的黑土中,298 K反应温度下BPS在黑土和红壤上的最大吸附容量分别为497.8和156.6 mg·kg^-1.吸附到两种土壤中的BPS存在解吸滞后现象,这可能是由于BPS以化学吸附和微孔扩散的形式存在于土壤中的缘故.溶液pH与BPS在土壤中的吸附容量呈负相关关系,即中性形态的BPS比阴离子形态的BPS具有更高的吸附容量.与结构类似物双酚A（BPA）的吸附相比,BPS在土壤中的吸附量更低,因此具有更高的迁移能力,可能会引起更高的环境健康风险.本研究结果为了解BPS在土壤中的迁移规律提供了数据支持.     

水合氧化铁对含磷废水的吸附特性研究

以Fe(NO3)3为前驱物,制备了水合氧化铁吸附剂样品,以NaOH为解吸剂,研究了样品对模拟废水中磷酸根的吸附和解吸性能。结果表明,水合氧化铁对磷酸根有较好的吸附效果;随着pH的降低,水合氧化铁对磷酸根的吸附能力增强,在pH为2时吸附达92.5%;吸附前15 min吸附速率较快,约150 min达到平衡,吸附动力学曲线符合二级动力学模型;用水合氧化铁对初始浓度为50~100 mg/L模拟含磷废水吸附,随着初始浓度的增大,磷的去除率下降;水合氧化铁对磷酸根的吸附等温线较符合Langmuir吸附模型;用NaOH对水合氧化铁行解吸,浓度为40 g/L有最好的解吸率,60 min时达到解吸平衡。     

熟污泥改性黄土对铜的吸附解吸特征

为探明熟污泥改性黄土对重金属的容纳能力,以熟污泥改性黄土为供试土样,采用序批实验法研究了供试土样对铜(Cu)的吸附解吸特征,并分析了供试土样对铜的固定能力及影响因素.供试土样对铜的吸附量在铜添加浓度小于100mg/L时急剧增加,在铜添加浓度大于100mg/L时增加缓慢,而解吸量的变化趋势则恰恰相反.Langmuir型吸附等温式是描述供试土样对铜的吸附过程的最佳模型,而吸附量与解吸量的关系可以很好的用指数函数来描述.供试土样对铜的固定吸附量随熟污泥含量的增加而增加,有机质含量是决定性因素.     

Impacts of soil organic matter, pH and exogenous copper on sorption behavior of norfloxacin in three soils

Norfloxacin (Nor) sorption and the factors (soil organic matter (SOM), pH, and exogenous copper (Cu) influencing the sorption were investigated in a black soil (soil B), a fluvo-aquic soil (soil F), and a red soil (soil R). With increasing of Nor concentrations, sorption amount of norfloxacin increased in both the bulk soils and their SOM-removed soils, but the sorption capacity in SOM-removed soils was higher than that of their corresponding bulk soils, indicating that the process of norfloxacin sorption in soil was influenced by the soil properties including SOM. The sorption data in all bulk soils and SOM-removed soils were fitted to Freundlich and Langmuir models. The correlation coefficients suggested that the experimental data fitted better to Freundlich equation than to Langmuir equation. Furthermore, the data from soil F and SOM-removed F could not be described by Langmuir equation. The norfloxacin sorption amount decreased in soil B and soil F, whereas it increased in soil R as solution pH increased. The maximum KD and KOC were achieved in soil R when the equilibrium solution pH was 6. And the norfloxacin sorption was also influenced by the exogenous Cu2+ ions, which depended on the soil types and Cu2+ concentrations. With increasing of Cu2+ concentrations in solution, generally, sorption amount, KD and KOC for norfloxacin in soils increased and were up to a peak at 100 mg/L Cu2+, and then the sorption amount decreased regardless of norfloxacin levels.