功能化凹凸棒吸附材料的制备及其对重金属废水中Pb2+的吸附行为

重金属离子废水会对人体健康和环境造成严重威胁,吸附法是去除重金属废水中重金属离子的重要方法.对凹凸棒土（ATP）接枝磁性Fe₃O₄纳米粒子,再使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）进行改性,制备了具有良好吸附性能的凹凸棒复合纳米材料吸附剂（ATP-Fe₃O₄-APTES）,并将其用于重金属离子废水的处理.利用FT-IR、XRD、SEM及TEM、BET吸脱附法、Zeta电位和VSM分析等方法对材料的结构和表面性质进行了分析表征.研究了所制备材料对重金属离子Pb²⁺的吸附行为,考察了溶液pH、吸附时间、吸附温度和Pb²⁺初始浓度等因素对材料吸附性能的影响作用,探讨了吸附过程的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学行为.结果表明,材料对Pb²⁺的最大吸附容量为129.32 mg·g^-1.吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式,表明材料对Pb²⁺的吸附是单分子层化学吸附;吸附热力学分析表明,吸附过程是一个自发的吸热过程,吸附驱动力主要来自吸附材料表面-NH₂与Pb²⁺之间的配位作用.综上,所制备功能化磁性凹凸棒吸附材料对重金属离子具有良好的吸附性能,有望用于重金属离子废水的处理.     

Preparation of porous adsorbent via Pickering emulsion template for water treatment: A review

Porous materials as emerging potential adsorbents have received much more attention because they are capable of capturing various pollutants with fast adsorption rate, high adsorption capacity, good selectivity and excellent reusability. In order to prepare porous materials with decent porous structure, Pickering emulsion template method has been proved to be one of the most effective technologies to create pore structure. This paper reviewed comprehensively the latest research progress on the preparation of porous materials from various Pickering emulsions and their applications in the decontamination of pollutants (e.g., heavy metal ions, organic pollutants) and in the oil/water separation. It was expected that the summaries and discussions in this review will provide insights into the design and fabrication of new efficient porous adsorbents, and also give us a better understanding of the subject.     

硅藻土在废水处理中的应用

硅藻土由于其具有独特的表面结构和良好的吸附性能,适合作为吸附材料应用于各种污水处理中。在此简单介绍硅藻土的基础上．综述了近年来国内外硅藻土应用在水处理中去除有机物、重金属离子以及有色染料等各方面的研究进展。     

柚子皮吸附剂的物化特性研究

柚子皮对染料具有一定吸附作用。文章为进一步探讨柚子皮吸附机理,对与吸附染料相关的柚子皮物化特性进行了研究,主要包括:柚子皮的基本化学元素含量、化学基团、含水量、灰分、挥发分、综纤维素含量、等电点(pHpz)c、比表面积(BET)、表面显微结构等,并检测了柚子皮及其浸出液中重金属含量。结果显示柚子皮具有丰富的多孔结构,平均孔径约为2～20μm,该孔隙结构有利于吸附染料大分子。柚子皮综纤维素含量非常高,并含有大量可与染料分子结合的羟基和羰基基团。在柚子皮及其浸出液中未检出砷、镉、钴、铬、铅等常见的有毒重金属,所以将柚子皮做为吸附剂应用在废水处理中,不会带入有毒金属物质。     

Construction of MoS2 nanoarrays and MoO3 nanobelts: Two efficient adsorbents for removal of Pb（Ⅱ）, Au（Ⅲ） and Methylene Blue

Toxic heavy metal ions, valuable noble metal ions and organic dyes are significant concerns in wastewater treatment. In this work, MoO₃ nanobelts（MoO₃ NBs） prepared by solvothermal method and MoS₂ nanoarrays（Mo S₂ NAs） constructed using MoO₃NBs precursor were proposed to effectively remove heavy/noble metal ions and organic dyes, such as Pb^（Ⅱ）, Au^（Ⅲ）and Methylene Blue（MB）. The two adsorbents exhibited the excellent adso...     

改性秸秆材料对高盐废水中染料和重金属的吸附性能研究

高盐印染废水是一种难处理的工业废水,其盐度高、色度高,含有染料、重金属等多种污染物.本文针对高盐印染废水中污染物的特点,设计了一种制备过程简单、成本经济的柠檬酸/丙烯酰胺改性秸秆材料(WA-CA-AM),并通过SEM、FI-IR和DTG等表征手段分别观测材料形貌、测定表面官能团和热稳定性.同时在不同盐度下,考察了单元/多元污染物体系中WS-CA-AM对4种污染物亚甲基蓝(MB)、甲基橙(MO)、铜离子(Cu~(2+))和铬离子(Cr~(6+))的吸附效果.结果表明:在单元污染物体系中,WS-CA-AM对污染物的吸附量随盐度的升高而降低;在多元污染物体系中同时存在竞争吸附和协同吸附;通过二元体系得出4种污染物的吸附受盐度影响大小顺序为MOCu~(2+)Cr~(6+)MB.在高盐度下,四元混合体系中MB和Cu~(2+)的吸附量均比染料/重金属二元混合体系的要大,Cr~(6+)的吸附量虽受到一些抑制但依然可观,表明改性秸秆材料在高盐印染废水的处理中具有巨大的应用潜力.     

共价有机骨架复合材料去除水体中重金属离子的研究进展

共价有机骨架复合材料（covalent organic framework composites,COFs）是由轻元素C、O、N、B等以强共价键结合而成的一类具有二维或三维晶体结构的新兴多孔聚合物材料.由于它们具有孔道有序可调、比表面积大、孔隙率高、结构稳定及官能团丰富可进行后修饰等优点,在污染物吸附去除领域受到了广泛关注.本文总结了COFs复合材料的最新合成策略（"自下而上"、合成后修饰和混合合成策略）和COFs复合材料在水体中去除重金属离子方面的研究进展,并对其应用前景进行了展望.近年来,运用吸附方式从环境水体中去除重金属离子在环境治理领域颇受关注.COFs复合材料作为一种新型多孔结晶材料,具有优异的吸附性能,可从水溶液中有效去除重金属离子,因此具有广阔的应用前景.COFs复合材料吸附重金属离子的方式由化学吸附和物理吸附组成,且化学吸附占主导地位.现有的COFs复合材料合成方法因其存在时间较长、成本较高及产率较低等缺点,阻碍了其在环境分析领域中的实际应用,为增加效率、节约成本及实现工业化生产,迫切需要进一步开发合成COFs及复合材料的更多新方法.      

Dye removal from wastewater using the adsorbent developed from sewage sludge

Introduction Adsorptionisrelevantinenvironmentalpollutionandprotectionwithreferencetowaterandwastewatertreatment(Bowen,1992).Toxicmaterials,hazardousionsanddyes fromindustrialeffluentsbythewayofadsorptionareofgreatsignificantinconnectionwithenvironmentala…     

石墨烯材料去除重金属及放射性核素的研究

石墨烯及其改性材料具有比表面积大、吸附能力强、抗辐射性能好、耐高温、耐酸碱等优点,近年来在去除重金属和放射性核素领域得到了广泛关注.本文简要介绍了石墨烯的合成及改性方法,综述了石墨烯材料去除水中重金属离子和放射性核素的研究进展,包括吸附容量、影响因素、吸附动力学、吸附热力学模型和吸附机理,分析了该研究领域目前存在的问题,探讨了今后的研究方向.     

碳基吸附剂原位吸附底泥重金属离子研究进展

本文综述了碳基吸附剂去除湖泊底泥中重金属离子的研究进展,具体介绍了生物炭基吸附剂、碳纳米管基吸附剂以及氧化石墨烯基吸附剂在修复湖泊重金属污染底泥中的应用,分析了影响重金属污染底泥修复的影响因素.结果表明,生物炭基吸附剂,碳纳米管基吸附剂,氧化石墨烯基吸附剂以及改性碳基吸附剂均能够有效修复底泥重金属,抑制重金属的生物有效性,同时上覆水pH值、氧化还原电位、有机质和水体扰动会影响重金属修复效果.最后针对碳基吸附剂在修复底泥重金属方面的局限性,展望了未来碳基吸附剂修复湖泊重金属污染底泥的发展方向.     

MOFs材料在废水污染物吸附治理中的应用研究进展

介绍了国内外MOFs材料吸附去除废水中各种污染物的研究进展,主要针对重金属离子(Hg²⁺、U⁶⁺、Cr⁶⁺、Cd²⁺、Pb²⁺、Co²⁺、Sb⁵⁺、Sr²⁺)及类金属离子(As³⁺、As⁵⁺)、有机污染物(染料分子、芳香化合物)等的去除,分析了MOFs及改性MOFs材料对废水中污染物的吸附性能;展望了MOFs材料在废水污染物吸附治理中的应用前景,提出高稳定性及具有催化性质的MOFs材料是用于废水中污染物吸附治理的理想材料。     

污灌水重金属污染阻控材料与技术研究

文章综述了具有纳米结构的粘土矿物(高岭土、蒙脱土和海泡石)、硫化物材料和纳米复合材料的制备及其从水中吸附去除重金属离子机理的研究进展。此外,还比较了多种可应用于重金属源头阻控的技术方案,讨论了适用于农业灌溉重金属阻控的装置组成和净化材料类型等。最后对有待进一步解决的问题和阻控技术发展方向进行了展望。     

硫掺杂氮化硼的制备及其对气相重金属的吸附特性研究

目前对焚烧烟气中重金属的控制以活性炭烟气喷射技术为主,然而该吸附剂高温（>150℃）下性能较差,吸附温度窗口较窄,因此开发耐高温非碳基吸附剂对于焚烧烟气中重金属的控制意义较大.以硼酸及三聚氰胺作为前驱体原料,将硫脲作为硫源掺杂进前驱体,经高温扩散后制备得到一种新型硫掺杂改性氮化硼（S-BN）吸附剂,并进行气相重金属高温吸附试验研究.结果表明:①S-BN吸附剂表面呈棱状结构,内部孔隙结构明显,不同S掺杂摩尔比下的形貌结构有一定差异.S-BN吸附剂内部孔体积范围为0.17~0.39 cm3/g,孔径分布范围为0.85~284.39 nm,平均孔径为2.95~4.19 nm,属于典型的中介孔多孔吸附剂.②当S掺杂摩尔比为0.50且1 300℃下煅烧5 h时,获得的S-BN吸附剂比表面积最大,达524.17 m2/g.S-BN吸附剂对气相重金属的最佳吸附温度为150~200℃.吸附过程中前5 min的吸附速率较快,并且在10 min内基本达到吸附饱和状态.③吸附过程动力学拟合分析发现,低温下S-BN吸附剂对重金属的吸附过程以物理吸附为主导,随着温度的升高,吸附过程逐渐转变为以化学吸附为主导.研究显示,该试验制得的新型S-BN吸附剂拥有较高的比表面积,其对气相重金属的饱和吸附量可以达到54.15~74.13 mg/g,对于气相重金属锌的吸附能力是活性炭的1.9~10.0倍,并且在相对高温（300℃）的吸附条件下仍可以保持较好的吸附能力.      

挥发及半挥发性有机物污染场地异位修复技术的二次污染及其防治

欧洲和美国的污染场地修复实践表明:60%~90%的被污染场地存在有机物污染问题,其中挥发与半挥发性有机物(VOC/SVOC)是常见的土壤污染物。针对VOC/SVOC污染场地,采用异位修复技术符合现阶段的中国国情,但污染场地修复工程实践中可能存在二次污染问题。主要介绍了土壤气提、土壤机械通风、热脱附、土壤淋洗、生物堆和水泥窑协同处置6种污染土壤异位修复技术的原理,重点讨论了异位修复技术过程中共通的土壤挖掘、清运、堆放等中间环节产生的以及不同技术自身可能存在的二次污染问题,并给出了相应的防治措施,以期能够为中国和其他发展中国家的VOC/SVOC污染场地修复提供参考和建议。     

新型三维多孔光热材料制备及其高盐废水处理应用

高盐废水处理存在处理难度大和能耗成本高等问题.近年来发展的界面光蒸汽水处理技术以绿色、高效和低能耗等特点成为了目前水资源回收利用领域的研究热点.本研究以纤维状结构的碳化氮（h-CN）修饰石墨烯（r-GO）,通过水热反应制备了新型三维多孔石墨烯复合材料（3D h-CN/r-GO）,并以硝基苯和苯酚作为模拟污染物,考察了其光热蒸发处理高盐废水的性能.研究结果表明,所制备的3D h-CN/r-GO材料具备宽光谱吸收范围和多级孔道结构,并呈现出快速热响应的特点.在模拟太阳光照条件下,光蒸汽转化效率可达90.4%.并且在处理过程中可实现硝基苯和苯酚等常见挥发性污染物的吸附,其吸附容量分别为67.6 mg·g^-1和57.5 mg·g^-1.而且,3D h-CN/r-GO可实现长时间稳定的光热水体蒸发回收,且对污染物及盐分截留率高达98%左右,冷凝水体达到污水处理的排放标准.因此,本研究为高盐废水的低能耗和低成本处理提供了一种新的技术.     

石墨烯类材料在水处理和地下水修复中的应用

作为一种性质优异的吸附材料,石墨烯类材料对有机物和重金属等多种水污染物均有出色的吸附能力,因此其在水处理和地下水修复工作中的应用前景在近几年备受关注.当前的研究总体上尚停留在实验室模拟阶段,在提高材料饱和吸附量的同时,研制出低成本、稳定性强、易于再生利用且环境友好的石墨烯类材料是今后的发展趋势.本文对石墨烯类材料的种类及制备方法进行了归纳总结,对他们在水处理和地下水修复中的应用研究情况进行了综述,对当前研究中存在的问题进行了分析,最后对未来的研究和应用前景进行了总结和展望.     

改性硅酸盐矿物吸附剂在污水处理中的应用

国内外许多学者对硅酸盐吸附剂进行了改性研究,通过增大吸附剂的比表面积、改变表面化学性质、增强离子交换能力以及扩大层间间距等来提高吸附剂对污染物的吸附量。研究发现改性硅酸盐吸附剂在染料脱色、去除重金属离子、有机毒物以及氮磷等方面有很好的效果。     

BiOAc/BiOX(X＝Cl,Br)复合材料的制备及其对混合染料的去除

铋系半导体光催化剂虽然光响应范围广、催化性能稳定,但光生电子和空穴复合率高、光催化效率低,形成二元异质结是解决该问题的有效途径.该研究在室温下,采用化学沉淀法制备花球状BiOAc,然后通过离子交换法与BiOX(X=Cl,Br)复合形成BiOAc/BiOX二元异质结光催化材料.利用XRD、SEM、TEM、N₂吸附解吸等温线、UV-vis DRS、EIS等技术表征材料的晶体结构、光学性质及光生载流子复合情况.以阳离子混合染料〔罗丹明B(RhB)、亚甲基蓝(MB)〕和阴离子混合染料〔靛红(Isatin)、达旦黄(Titan yellow)〕作为目标污染物评定样品的光催化性能及重复使用性;通过捕获试验对BiOAc/BiOX光催化体系中的反应活性物种进行检测,并对光催化机理进行了推测.结果表明:①通过离子交换过程,BiOAc和BiOX成功地复合在一起形成异质结结构.②BiOAc与BiOX的摩尔比为6∶1时,复合材料具有最佳的光催化性能.③BiOAc/BiOBr比BiOAc/BiOCl对阳离子染料的吸附能力更强,有利于染料的光催化降解.④重复试验表明该方法合成的BiOAc/BiOX复合材料具有较好的稳定性.⑤光催化反应过程中起主要作用的活性物种是·O₂-和h+,光生电子在BiOAc和BiOX导带间的传输抑制了电子空穴对的复合,提高了光催化效率.以上研究结果表明,该BiOAc/BiOX复合材料在染料废水的深度处理方面具有潜在的应用前景.      

固体添加剂对污泥焚烧过程中重金属迁移行为的影响

利用高温固定管式炉研究了4种固体添加剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)对污泥焚烧过程中6种重金属(Pb、Cd、Cu、Cr、Ni、Zn)在底渣中的迁移行为与固化残留特征的影响.结果表明,污泥焚烧过程中4种固体添加剂(CaO、Al2O3、粉煤灰和高岭土)的加入有利于重金属固定并且残留在焚烧底渣中,并且随着固体添加剂添加比例的增多,重金属的残留率也逐渐增加.焚烧温度对固体添加剂吸附重金属的效果有很大影响,其中重金属自身熔点、沸点及重金属在污泥中的赋存形态是决定其挥发性的一个重要因素.不同固体添加剂对不同重金属迁移的抑制效果有很大差异,从控制重金属挥发角度来看,固体添加剂高岭土和CaO要优于其他固体添加剂.固体添加剂活性中心与重金属化合物分子的相互作用取决于这些活性位的分布及重金属的化学性质.     

活性炭吸附法去除废水中重金属的研究进展

总结了活性炭吸附法去除废水中重金属的机理和规律进行了,其吸附机理有离子交换、络合、化学吸附等,吸附平衡模式除了有Langmuir模式和Freundlich模式之外,还有表面络合模式;分析了pH、溶液的离子强度和初始浓度对单组分溶液吸附去除率的影响;论述了多个金属离子共存时活性炭对金属离子的吸附影响以及金属离子与有机物共存时活性炭对金属离子的吸附影响;最后展望了活性炭在重金属废水处理中的应用前景,提出了一些建议。