Pb~(2+)、Ni~(2+)在核桃壳上的竞争吸附研究

以核桃壳为吸附剂研究Pb2+、Ni2+在吸附剂上的动力学方程、吸附等温线及竞争吸附行为。研究表明,Pb2+、Ni2+在吸附剂上的吸附均满足拟二阶动力学方程,线性相关系数均高达0.99;Pb2+、Ni2+吸附平衡浓度满足Langmuir吸附等温方程。Pb2+、Ni2+竞争吸附表明吸附剂对Pb2+的吸附能力比Ni2+强。     

经丁二酮肟修饰的改性皂土对废水中镍的吸附

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对皂土改性,用丁二酮肟(DMG)对其表面修饰,并制备了新型固态吸附剂.研究了该吸附剂对水中Ni2+的吸附行为.结果表明,该固态吸附剂对水中Ni2+具有较强的吸附能力.吸附量受介质pH值、温度和吸附时间的影响.其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程,吸附焓变(△H)为58.759kJ/mol,各温度下,吸附自由能变(△G)均＜0,熵变(△S)均＞0,该吸附反应为吸热的自发过程.吸附了Ni2+的丁二酮肟修饰改性皂土,可用0.1mol/L的HNO3溶液洗脱再生.     

蒙脱石对溶液中镍和铜的吸附特性研究

本研究采用镍和铜作为溶液中的吸附质,探讨了蒙脱石对这2种重金属的吸附性能。通过实验研究了pH值、吸附剂用量、反应时间、浓度等因素对吸附Ni2+和Cu2+的影响。根据实验结果可知,蒙脱石对金属离子的吸附效率随溶液pH值、吸附剂用量、反应时间的增加而增加,但随着金属离子浓度的增加而降低。吸附动力学研究表明蒙脱石对Ni2+和Cu2+的吸附过程符合准2级动力学模型特征。     

黑曲霉（Aspergillus niger）对Pb2+的吸附特性研究

以黑曲霉菌丝体作为吸附剂,通过静态吸附实验研究了各种因素对其吸附去除废水中Pb2+的影响。结果表明：当Pb2+初始浓度为50 mg/L,吸附剂用量为1．0 g/L,吸附时间为45 min,pH为5．0时,吸附效果最佳。此时吸附量为44．1 mg/g,去除率为90．86%。使用准二阶动力学方程可较好的拟合黑曲霉对Pb2+的吸附,表明该吸附过程以化学吸附为主。等温吸附过程可用Freundlich方程描述,说明该吸附为多分子层吸附。傅立叶红外光谱分析表明,黑曲霉吸附剂表面的酯羰基(-COO-)、羧基(-COOH )和羟基(-OH )在吸附Pb2+的过程中发挥主要作用。     

菌株Dyella ginsengisoli LA-4吸附Ni~(2+)的条件优化及特性研究

主要考察了菌株Dyella ginsengisoli LA-4对重金属Ni2+的吸附性能,同时,利用表面响应法对菌株Dyella ginsengisoli LA-4吸附Ni2+的条件(接种量、pH、Ni2+浓度等)进行了优化,并考察了其动力学及吸附等温曲线特性.实验结果表明,菌株Dyella ginsengisoli LA-4吸附Ni2+的最优条件为:接种量10.64 g.L-1,pH为6.50,Ni2+浓度为19.20 mg.L-1,此时的Ni2+最大去除率为99%.动力学分析表明,吸附平衡时间约为30 min,吸附可分为表面快速吸附和缓慢重金属积累两个阶段.利用Langmuir吸附模型能较好地描述菌株Dyella ginsengisoli LA-4对Ni2+的等温吸附行为,最大吸附量为25.81 mg.g-1.     

β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物的制备及其对双酚S的吸附特性

BPS（双酚S）用途广泛,但存在水环境污染问题,容易引起类似于双酚A的雌激素反应,因此需要寻求高效的吸附剂从水溶液中将其脱除.在NaOH水溶液中,以环氧氯丙烷为交联剂,合成了β-CDP（β-环糊精/环氧氯丙烷聚合物）,用于吸附水溶液中的BPS.基于此,考察了吸附时间、pH、初始ρ（BPS）、β-CDP用量对吸附性能的影响以及β-CDP的再生性能,探讨了吸附动力学、等温吸附模型和吸附机理.结果表明:①在温度为298 K、pH为5.4、β-CDP用量为0.05 g、初始ρ（BPS）为100 mg/L、BPS溶液体积为50 mL、吸附时间为60 min的条件下,BPS吸附量为69.7 mg/g,吸附率为69.7%;②吸附动力学符合准二级动力学模型,表明化学吸附为速率控制步骤;③Langmuir吸附等温模型的成功拟合表明,吸附BPS在β-CDP表面上形成了单分子层覆盖;④β-CDP吸附BPS为放热过程,低温有利于吸附的进行;⑤与初始吸附量（69.7 mg/g）相比,β-CDP连续再生6次,BPS吸附量仍可达68.1 mg/g;⑥吸附机理是通过BPS的羟基与β-CDP形成氢键作为推动力,并借助β-CD（β-环糊精）空腔内部的疏水作用,使得BPS进入空腔形成包结物.研究显示,β-CDP对水溶液中的BPS具有良好的吸附性能,再生循环使用稳定性高,具有较高的性价比.      

松果去除水体中左氧氟沙星的研究

以松果为原料制备生物吸附剂,通过等温吸附模型和吸附动力学模型对吸附过程进行拟合,分析松果对左氧氟沙星的吸附特征,并考察了左氧氟沙星的最佳吸附条件.结果表明,最佳的吸附条件为pH为8,温度为40℃,吸附剂用量为0.8 g/L,最大吸附量为104.17 mg/g.吸附过程能较好被准二级动力学方程(R2＞0.99)和Langmuir等温吸附模型(R2 ＞0.99)拟合.以农业废弃物松果制备出价廉、高效的新型生物吸附剂,为水体中抗生素的处理提供了一种新的方法.     

铝改性粉煤灰漂珠材料吸附水中氟的性能研究

采用湿法+干法制备铝改性漂珠材料,借助静态吸附实验研究吸附剂用量、pH值、共存离子、反应时间和反应温度对去除水溶液中氟离子性能的影响,并对实验数据进行吸附等温线和动力学拟合。结果表明:铝改性漂珠材料吸附水中氟离子的最佳pH值为3;最佳吸附剂用量2.5 g/L;共存离子影响由强到弱的顺序为H2PO4-,SO42-和NO3-的混合物﹥H2PO4-﹥SO42-﹥NO3-;在温度298 K、吸附剂用量2.5 g/L、pH值为3和反应时间24 h的条件下,最大吸附容量约10.2 mg/g;吸附等温线符合Langmuir单层吸附模型;动力学过程符合准二级动力学模型。     

高效耐镍寡养单胞菌的分离鉴定及除Ni~(2+)特性研究

从含镍污水中筛选出一株高耐受Ni2+的菌株,并对该菌株进行了16S rDNA鉴定。同时,以该菌株作为生物吸附剂去除水中低浓度的Ni2+,考察了菌体投加量、pH、镍初始浓度、吸附时间和温度等因素对菌株去除Ni2+的影响。结果表明:经16S rDNA鉴定,筛选得到的高耐受Ni2+的菌株为一株寡养单胞菌属(Stenotrophomonas sp.)的菌株,该菌株对Ni2+表现出良好的吸附性能,在pH为6.0~8.0,温度为25~40℃的范围内,质量浓度为1.5 g/L菌体吸附10 mg/L的Ni2+120 min后,去除率均达90%以上。动力学和等温吸附分析表明,整个吸附过程更符合准二级动力学模型(R2=0.999 9),Langmuir模型相比Freundlich模型而言,有着较好的拟合效果,揭示菌株对Ni2+的吸附以单分子层吸附为主,并且分离因子RL值均在0~1之间,说明Ni2+在菌株上的吸附为有利吸附。     

糠醛渣对水中甲基橙的吸附性能

为了探究糠醛生产中的废料糠醛渣对水体中甲基橙的吸附性能和吸附机制,利用FT-IR（傅里叶变换红外光谱）和SEM（扫描电镜）对糠醛渣的结构特性进行表征,浅析糠醛渣对甲基橙的吸附机制;通过模拟试验,考察了吸附剂用量、pH、吸附时间和温度等因素对糠醛渣吸附甲基橙过程的影响;采用吸附动力学模型和吸附等温模型,进一步探讨了糖醛渣吸附机制.结果表明:①糠醛渣结构疏松多孔,表面具有丰富的官能团,有利于吸附.②糠醛渣能高效吸附水中甲基橙,在温度为293 K、pH为4~9、吸附剂用量为0.2 g时,糠醛渣对400 mg/L的甲基橙吸附效果最好;吸附过程在60 min左右达到平衡,并且较好地符合准二级动力学模型（R2=0.999 9）;吸附量随温度的升高而减少,表明该吸附过程为放热过程;在293 K时最大理论吸附量为54.35 mg/g,吸附数据更符合Langmuir吸附等温模型（R2=0.993 3）,表明糠醛渣对甲基橙的吸附主要为单层吸附.③糠醛渣可再生重复利用,吸附甲基橙后的糠醛渣用0.1 mol/L氢氧化钠溶液进行解吸再生试验,第5次使用时对甲基橙仍然具有较好的吸附效果.研究显示,糠醛渣在室温条件下、较宽的pH范围内能快速高效地吸附水中的甲基橙,并且重复利用性好,是一种在偶氮染料废水处理中具有发展前景的廉价、可再生生物质吸附材料.      

Using a novel adsorbent macrocyclic compound cucurbit[8]uril for Pb~(2+) removal from aqueous solution

In this study, cucurbit[8]uril(CB[8]) was utilized as a kind of new adsorbent to remove Pb~(2+) ions from aqueous solution. With the solution p H increased from 2 to 6, the removal efficiency of adsorption increased from 55.6% to 74.5%correspondingly. The uptake of Pb~(2+) increased rapidly in the initial 30 min, and then the adsorption rate became slower. The Pseudo-second order model could be used to interpret the adsorption kinetics satisfactorily;and the rate determining step in Pb~(2+) adsorption onto CB[8] was the external mass transfer step. Equilibrium isotherm study reveals that the Langmuir model gave a better fitting result than Freundlich model. The maximum adsorption capacity calculated by the Langmuir model was 152.67 mg/g for 298 K, 149.70 mg/g for 313 K and 136.42 mg/g for 323 K, respectively.The adsorption is a spontaneous process of exothermic nature. The effect of the adsorbent dosage and the influences of solution p H and co-existing cations were also investigated.The CB[8] was synthesized and characterized by ~(1)H NMR, IR, ESI-MS spectra, SEM-EDAX,Zeta-potential and BET-analysis. The adsorption mechanism was due to the coordination between CB[8] molecule and Pb~(2+) ions.     

污泥与煤共热解制备吸附剂及其对活性艳红X-3B的吸附性能

以污水处理站脱水污泥和煤为原料共热解制备吸附剂,将其用于活性艳红X-3B模拟染料废水的吸附处理.考察了吸附时间,温度,pH及吸附剂投加量对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨.结果表明:所制备吸附剂的碘吸附值为321.62 mg/g,产率为44.85%,比表面积为189.23 m2>/sup>/g,浸出液中未检测出重金属;吸附剂对活性艳红X-3B的去除率随吸附时间、温度和吸附剂投加量的增加均增大,并逐渐趋于平衡,而随pH的增加而减小;吸附剂对活性艳红X-3B的吸附动力学比较符合伪二级吸附动力学方程和二阶段吸附动力学方程,颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤;Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述该吸附行为;吸附焓变(ΔH0>/sup>)>0,吸附是一个吸热过程,提高温度有利于吸附的进行,吸附自由能变(ΔG0>/sup>)<0,吸附过程为自发进行,吸附熵变(ΔS0>/sup>)>0.      

Ni2+生物吸附动力学及吸附平衡研究

研究了金属离子Ni²⁺在酿酒酵母上的生物吸附特性,内容包括生物吸附动力学和吸附等温线.生物吸附动力学结果表明,当Ni²⁺初始浓度为65.6 mg/L时,Ni²⁺在酿酒酵母上的生物吸附可以分为2个阶段,第1阶段为物理吸附,在10　min内快速达到平衡.Ni²⁺在酵母上的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程来描述 （R²=0.999）,动力学参数k₂为0.018 4 g/(mg·min),q_e为5.96 　mg/g.吸附等温线结果表明,Ni²⁺在酿酒酵母上的生物吸附可以用Langmuir和Freundlich方程来描述,最大吸附量q_max为6.32 　mg/g.酿酒酵母可用于处理低浓度的含Ni²⁺废水.     

壳聚糖-g-聚丙烯酸/海泡石复合物对Pb2+的去除性能研究

制备了一种壳聚糖接枝聚丙烯酸/海泡石复合吸附剂,考察了吸附剂对Pb2+吸附的pH依赖性、吸附等温线、吸附动力学以及吸附剂的重复使用性能.结果表明,聚丙烯酸成功接枝到壳聚糖骨架上,形成有机-无机复合吸附剂.吸附剂表面呈现粗糙多孔、凹凸不平的形貌,有利于吸附体系更快达到吸附平衡.在pH=6.00、吸附时间30 min、Pb2+溶液初始浓度0.02 mol.L-1和吸附剂用量0.10 g的条件下,复合吸附剂对Pb2+的平衡吸附量达到638.9 mg.g-1,约为海泡石的3倍.重复吸附-脱附5次,复合吸附剂对Pb2+的吸附量下降到489.2 mg.g-1,仍可达初始吸附量的76.6%,而海泡石使用3次之后即对Pb2+丧失吸附性能.与海泡石相比,复合吸附剂具有更高的吸附容量、更快的吸附速率和更好的重复使用性能.     

Using a novel adsorbent macrocyclic compound cucurbit[8]uril for Pb removal from aqueous solution

In this study, cucurbit[8]uril (CB[8]) was utilized as a kind of new adsorbent to remove Pb^2 + ions from aqueous solution. With the solution pH increased from 2 to 6, the removal efficiency of adsorption increased from 55.6% to 74.5%correspondingly. The uptake of Pb^2 + increased rapidly in the initial 30 min, and then the adsorption rate became slower. The Pseudo-second order model could be used to interpret the adsorption kinetics satisfactorily; and the rate determining step in Pb^2 + adsorption onto CB[8] was the external mass transfer step. Equilibrium isotherm study reveals that the Langmuir model gave a better fitting result than Freundlich model. The maximum adsorption capacity calculated by the Langmuir model was 152.67 mg/g for 298 K, 149.70 mg/g for 313 K and 136.42 mg/g for 323 K, respectively. The adsorption is a spontaneous process of exothermic nature. The effect of the adsorbent dosage and the influences of solution pH and co-existing cations were also investigated. The CB[8] was synthesized and characterized by ¹H NMR, IR, ESI-MS spectra, SEM-EDAX, Zeta-potential and BET-analysis. The adsorption mechanism was due to the coordination between CB[8] molecule and Pb^2 + ions.     

聚烯丙基磺酸钠接枝空心玻璃微珠的制备及其吸附性能研究

通过将烯丙基磺酸钠（SAS）和硅烷偶联剂接枝到空心玻璃微珠表面,制备出新型空心玻璃微珠基吸附剂（KNH-g-PSAS）并采用扫描电子显微镜,能量分散光谱,X射线光电子能谱,傅里叶变换红外光谱,热重分析和X射线衍射仪等对其进行了充分的表征,显示了SAS的成功接枝.此外,系统地研究了溶液的pH值,接触时间,初始浓度和温度对KNH-g-PSAS吸附阳离子染料的影响.准二级动力学模型和Langmuir等温线模型分别很好地描述了吸附动力学和吸附等温线,表明吸附是发生在吸附剂表面且均匀的单层吸附.吸附实验表明,在最佳条件下,KNH-g-PSAS对碱性品红、金胺O、结晶紫和孔雀石绿的吸附能力分别为2247.19mg/g,2317.46mg/g,2557.54mg/g,2808.98mg/g.KNH-g-PSAS具有出色的自上浮性能和回收表现.     

A green method to synthesize flowerlike Fe(OH)3 microspheres for enhanced adsorption performance toward organic and heavy metal pollutants

Dyestuffs and heavy metal ions in water are seriously harmful to the ecological environment and human health.Three-dimensional(3 D) flowerlike Fe(OH)_3 microspheres were synthesized through a green yet low-cost injection method,for the removal of organic dyes and heavy metal ions.The Fe(OH)_3 microspheres were characterized by thermal gravimetric analysis(TGA),Fourier transform infrared(FT-IR),and transmission electron microscopy(TEM) techniques.The adsorption kinetics of Congo Red(CR) on Fe(OH)_3 microspheres obeyed the pseudo-second-order model.Cr~(6+) and Pb~(2+) adsorption behaviors on Fe(OH)_3 microspheres followed the Langmuir isotherm model.The maximum adsorption capacities of the synthesized Fe(OH)_3 were 308,52.94,and 75.64 mg/g for CR,Cr~(6+),and Pb~(2+) respectively.The enhanced adsorption performance originated from its surface properties and large specific surface area of 250 m~2/g.The microspheres also have excellent adsorption stability and recyclability.Another merit of the Fe(OH)_3 material is that it also acts as a Fenton-like catalyst.These twin functionalities(both as adsorbent and Fenton-like catalyst) give the synthesized Fe(OH)_3 microspheres great potential in the field of water treatment.     

响应曲面法优化Fe(Ⅲ)改性卡氏变形杆菌吸附去除Sb(Ⅴ)及其机理

水环境中过量Sb（Ⅴ）所引起的环境危害受到越来越多的关注.为了考察工艺参数对铁盐改性生物吸附剂吸附Sb（Ⅴ）效果影响、交互作用及其机理,以Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌吸附剂（简称“FMPAs”）为研究对象,采用Box-Behnken响应曲面法对FMPAs吸附处理合成含Sb（Ⅴ）废水的吸附时间、FMPAs投加量、pH、温度及Sb（Ⅴ）初始浓度等因素进行优化,确定了最优吸附条件,并对吸附过程的等温模型、动力学模型及吸附机理进行了研究.结果表明:①FMPAs吸附Sb（Ⅴ）的最优条件为吸附时间3.0 h、FMPAs投加量1 910.04 mg/L、pH 2.31、温度45.0℃、Sb（Ⅴ）初始浓度24.80 mg/L,且最优条件下Sb（Ⅴ）的去除率高达97.03%.②FMPAs对Sb（Ⅴ）的吸附符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量（q_max）为60.506 mg/g,其吸附动力学过程可采用准一级动力学模型拟合,属于单层吸附和化学吸附.③FMPAs吸附Sb的机理主要为Fe（Ⅲ）改性卡氏变形杆菌生成了Fe—O—OH、Polyose—Fe、Polyose—O—Fe（OH）₂等化合物,这些物质中羟基被Sb（Ⅴ）取代生成新的配合物Fe—O—Sb,使Sb（Ⅴ）得到吸附去除.研究显示,FMPAs对Sb（Ⅴ）具有较高的吸附容量,是一种极具潜在应用价值的绿色生物质吸附剂,可用于处理含Sb（Ⅴ）废水.      

铁纳米线对水中Cu2+的吸附性能及机理

为研究nZVI（纳米零价铁）材料对水中Cu2+的吸附性能,采用液相还原法合成核壳结构的nZVI,即FSCNs（铁纳米线,Fe@Fe₂O₃ core-shell nanowires）.通过批处理吸附试验研究pH、离子强度、FSCNs投加量、反应时间、初始ρ（Cu2+）、反应温度等因素对Cu2+去除率的影响,运用动力学模型、等温吸附模型和吸附热力学模型分析FSCNs对Cu2+的吸附特性,并利用SEM（扫描电镜）、XRD（X射线衍射）和XPS（X射线光电子能谱）等表征手段探讨FSCNs对Cu2+的吸附机制.结果表明:①在pH为5、离子强度为0.01 mol/L、FSCNs投加量为0.5 g/L、反应温度为318 K条件下,FSCNs对Cu2+产生的吸附容量最大,为387.6 mg/g.②FSCNs对Cu2+的吸附反应在30 min内达到吸附平衡,此时的最大吸附率可达96%;FSCNs对Cu2+的吸附更符合准二级动力学模型（R2≥0.992）,表明化学吸附可能为该反应的限制步骤;Langmuir和Freundlich等温吸附模型均能较好地拟合吸附结果（R2≥0.992）;该吸附过程是自发的吸热反应〔ΔG0（吉布斯标准自由能） < 0,ΔH0（标准焓变）>0〕.③大部分Cu2+在加入FSCNs后转化为Cu、Cu₂O和CuO,被吸附在FSCNs表面,吸附、还原与共沉淀可能是FSCNs去除水中Cu2+的主要机理.研究显示,FSCNs对Cu2+的最大吸附容量为387.6 mg/g,能快速高效吸附水中的Cu2+,应用前景良好.      

两种不同硅铝比的ZSM-5型分子筛去除水中Pb~(2+)的研究

考察硅铝比不同的ZSM-5两种分子筛(25H和50H,25和50为硅铝比:SiO2/Al2O3)对水中Pb2+离子的吸附去除效能。两种材料均可有效吸附去除水中Pb2+离子,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,25H的最大吸附容量达22.22mg/g,吸附动力学符合假二阶动力学模型,吸附速率及吸附容量顺序为:25H>50H。随着投加量的增加,分子筛对Pb2+的去除率呈上升趋势。常见共存阳离子均对分子筛吸附去除Pb2+产生影响。