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相似文献
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1.
为实现废弃水稻秸秆资源化利用及其治理水环境中Cd2+的污染问题,用KMnO4、KOH、H2O2、KOH+H2O2、酒石酸、柠檬酸、TiO2对水稻秸秆进行改性,制成不同的水稻秸秆吸附剂来吸附溶液中的Cd2+,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱仪、比表面积及孔径分析仪和Zeta电位仪对改性前后的水稻秸秆进行表征分析,吸附过程采用准一级动力学方程、修正一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散模型进行拟合.结果表明:在Cd2+初始浓度100mg/L,pH7,水稻秸秆添加量为10g/L,25℃条件下,7种改性水稻秸秆吸附Cd2+的效果不同,其中经KMnO4改性的水稻秸秆对Cd2+的吸附效果最好,吸附量达10.024mg/g,对Cd2+的去除率达到99.24%,比未改性水稻秸秆提高了99.44%,其次是KOH和KOH+H2O2改性处理的水稻秸秆,吸附量分别达到了9.302和9.189mg/g,对Cd2+的去除率分别达92.62%和90.82%,比未改性水稻秸秆分别提高了85.07%和82.83%.改性处理水稻秸秆吸附Cd2+的效果顺序为:KMnO4 > KOH > KOH+H2O2 > TiO2 > H2O2 > 柠檬酸 > 酒石酸.对于Cd2+的吸附过程,准一级速率方程只能较好地描述吸附初始阶段,准二级动力学方程则能很好地描述吸附的整个过程.经KMnO4,KOH和KOH+H2O2改性的水稻秸秆是具有潜在利用价值的废水中Cd2+吸附剂.  相似文献   

2.
从广西某硫化尾矿中分离出一耐镉菌群,将其固定在生物炭上制成固定化菌剂.同时,探究了生物炭种类、添加量、溶液pH、Cd2+初始浓度对固定化菌剂吸附Cd2+性能的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、16S rDNA、SEM、FTIR、XPS等分析测试手段研究了固定化菌剂对Cd2+的吸附过程和作用机制.结果表明,竹生物炭制备的固定化菌剂(ZBCM)对Cd2+的吸附效果最佳,在Cd2+浓度为20 mg·L-1、pH=6、生物炭投加量为3 g·L-1的条件下,ZBCM对Cd2+的吸附率达89.49%,较生物炭和单菌群的吸附率分别提高了54.6%和53.51%.从属水平上看,菌群主要由梭状芽孢杆菌、毛梭菌和产己酸菌构成,ZBCM吸附Cd2+后优势菌变为副梭菌、毛梭菌和贪铜菌,贪铜菌丰度的增长增强了ZBCM对Cd2+的络合和生物积累作用.ZBCM对Cd2+的吸附...  相似文献   

3.
微塑料影响土壤对重金属的吸附,改变重金属在土壤中的迁移转化。该文采用批量实验研究了3种粒径(13、48、150μm)聚乙烯微塑料(PE-MPs)存在时土壤对Cd的吸附解吸行为,同时借助扫描电子显微镜-X射线能谱、X射线衍射、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱等测试方法探究了相关机理。结果表明,PE-MPs对土壤吸附Cd2+的影响表现为:抑制Cd2+的吸附,促进Cd2+的解吸,且当PE-MPs剂量较高或粒径较大时,这种影响更明显。无论是否存在PE-MPs,土壤对Cd2+的吸附过程均更符合准二级动力学和Freundlich模型,说明其过程均为受化学吸附控制的多层吸附。土壤对Cd2+的吸附机制主要为表面络合和沉淀作用,PE-MPs能覆盖土壤表面的活性位点,干扰Cd2+与土壤中含氧官能团相互作用,进而减弱土壤对Cd2+的化学吸附。PE-MPs能增强土壤中Cd的流动性,增加Cd对土壤生态系统污染的风险。  相似文献   

4.
利用聚乙烯醇和戊二醛通过化学交联对壳聚糖进行改性,制备了壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)微球,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对CS/PVA微球进行了表征,考察了pH值、吸附时间和重金属离子(Cu2+、Fe3+、Pb2+、Cd2+)溶液初始浓度对CS/PVA微粒吸附性能的影响,并进行了吸附动力学研究。结果表明:CS/PVA微球吸附溶液中重金属离子的最佳pH值为7;准二级动力学模型较好地拟合了4种重金属离子的吸附试验数据,表明其吸附过程以化学反应为主,其中金属螯合作用占主导作用;利用Langmuir等温线模型拟合得到的CS/PVA微球对溶液中Cu2+和Cd2+的最大吸附容量分别为52.33 mg/g和57.81 mg/g,CS/PVA微球对溶液中Fe3+、Pb2+的吸附更符合Freundlich等温吸附模型,其对Pb2+的吸附率最大。  相似文献   

5.
酸性紫色水稻土颗粒有机质对镉的吸附特性   总被引:1,自引:0,他引:1  
采集典型的酸性紫色水稻土(APPS),从中分离出颗粒有机质(POM),通过批量试验研究POM及其来源土壤Cd2+的吸附动力学、等温吸附和热力学特征,通过扫描电镜-能谱仪、傅里叶红外光谱仪等手段及吸附前后镉的形态变化的测定,研究了POM对Cd2+的吸附机制.结果表明:POM对Cd2+的亲和力远高于其来源土壤.POM及土壤对Cd2+的吸附动力学最优模型均为准二级动力学.Langmuir、Freundlich方程均能较好地描述其等温吸附特征,其中对POM,以Freundlich方程更优,表明POM对Cd2+的吸附属于多分子层的非均质吸附.吸附热力学参数△Gθ均小于0、△Hθ和△Sθ均大于0,表明吸附属于自发吸热过程.根据△Hθ值及解吸试验判定POM对Cd2+的吸附以化学吸附为主,土壤对Cd2+的吸附过程以物理吸附为主.吸附平衡后,土壤中可交换态镉比例提高,而POM中交换态和络合态镉比例增加.综上及吸附前后POM的表征结果说明,POM对Cd2+的吸附机制包括含氧官能团的络合、离子交换、阳离子-π键、沉淀作用和静电吸附.  相似文献   

6.
以高炉水淬渣(WBFS)为吸附剂,对水体中的对硝基苯酚(p-NP)和重金属进行单一吸附和竞争吸附的研究,从吸附等温线、吸附动力学和热力学等方面分析其吸附特性和机理.结果表明:相对于p-NP,重金属离子在竞争条件下居优势地位,重金属离子对p-NP的竞争吸附作用依次为Cu2+ >Cd2+ >Zn2+.高炉水淬渣对p-NP的吸附符合Freundlich模型,而重金属离子的吸附与Langmuir吸附模型拟合较好,D-R模型计算的p-NP在各系统中吸附能量分别为-7.53、-7.07、-7.96以及-7.86kJ/mol,表明高炉水淬渣吸附p-NP的过程中以物理吸附为主,而重金属离子则以化学吸附和离子交换为主.动力学曲线显示在二元体系下p-NP的吸附速率下降,吸附达到平衡的时间延长,而竞争组分的存在对Cu2+、Cd2+、Zn2+达到平衡的时间基本无影响.高炉水淬渣对Cu2+、Cd2+、Zn2+表现出更高的亲和力和选择性.无论是单一吸附还是竞争吸附,p-NP和Cu2+、Cd2+、Zn2+均符合伪二级动力学方程.△G值随着温度的升高而逐渐降低,说明高炉水淬渣对p-NP和Cu2+、Cd2+、Zn2+吸附的自发性与温度成正比,属于吸热熵增的过程.  相似文献   

7.
以氧化石墨烯(GO)为原料制备MnO2@Fe3O4/石墨烯(RGO),考察吸附过程中MnO2@Fe3O4/RGO投加量、溶液pH值、初始浓度和吸附时间等因素对Pb(Ⅱ)的去除率和吸附量的影响,并运用BET比表面积测试法计算MnO2@Fe3O4/RGO的比表面积和平均孔径,采用扫描电子显微镜(SEM),振动样品磁强计(VSM),X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行表征.结果表明:MnO2@Fe3O4/RGO的比表面积为89.164m2/g,孔容为0.284cm3/g;随着pH值在2~10范围内增加,复合材料对Pb(Ⅱ)的去除率先增大后减小,pH=6时达到最大值.通过4种等温吸附模型(Langmuir、Freundlich、Temkin、D-R模型)和4种吸附动力学模型(伪一级动力学、伪二级动力学、Elovich、颗粒内扩散模型)拟合发现,MnO2@Fe3O4/RGO对Pb(Ⅱ)吸附符合伪二级动力学模型.吸附等温线更符合Langmiur模型,属于典型的单分子层吸附,以化学吸附为主,最大吸附量为265.3mg/g.  相似文献   

8.
不同生物炭对磷的吸附特征及其影响因素   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了实现植物生物质资源化利用,选择5种生物质材料制备生物炭,通过比较5种生物炭材料的磷吸附能力,筛选出了2种磷吸附效果较佳的材料,并探明了筛选生物炭材料的理化性质及其对磷的吸附特征.结果表明,5种生物炭材料中,仅水稻秸秆和玉米秸秆生物炭对磷具有吸附能力.Langmuir等温吸附曲线表明,水稻秸秆生物炭对废水中磷的吸附能力强于玉米秸秆生物炭,理论最大吸附量为:水稻秸秆生物炭(9.78 mg·g-1)>玉米秸秆生物炭(0.39 mg·g-1).水稻秸秆生物炭的比表面积(148.30 m2·g-1)和总孔体积(0.11 cm3·g-1)远高于玉米秸秆生物炭8.26 m2·g-1和0.03 cm3·g-1,同时水稻秸秆生物炭有更高的Mg、 Ca、 Fe和Al元素含量.水稻秸秆生物炭和玉米秸秆生物炭对磷吸附的最佳pH为酸性;在不同的pH范围内(3.0~11.0),水稻秸秆生...  相似文献   

9.
考察壬基酚(NP)对一株从重金属污染场地筛选出的铜绿假单胞菌X吸附镉(Cd)的影响,在NP浓度分别为0、1.0、10.0mg/L条件下,通过优化吸附条件,研究X菌的Cd2+吸附效果.结果表明,NP与Cd2+共存时,在Cd2+初始浓度为1.0mg/L的溶液中,菌体的最佳投菌量和pH值为1.0g/L和7.0,吸附2h,吸附率可达90.0%左右.失活菌与活菌的吸附结果表明失活菌的吸附能力较活菌强.NP浓度对吸附的影响结果表明,低浓度NP对菌株吸附Cd2+的抑制作用较小,高浓度NP时抑制作用较大.通过分析X菌处理单一Cd2+及Cd2+-NP复合污染后的红外光谱图可知,菌体表面的羟基O-H键、酰胺C-N键和N-H键和氨基均参与吸附反应,并且高浓度NP对菌体表面基团活性影响较大,从而影响其对Cd2+的吸附.  相似文献   

10.
给水厂铝污泥特性分析及吸附氮磷性能试验   总被引:1,自引:1,他引:0  
对典型给水厂铝污泥的元素组成及含量、比表面积和孔径结构、结构基团等特性进行了系统分析。利用静态试验对其吸附水溶液中氨氮和磷酸盐的性能进行考察,确定了其吸附等温线、吸附速率模型及参数。分析表明:铝污泥中铝、铁、硅等元素含量较多,污泥本身以无定形的非晶体物质为主,具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,孔径处于介孔范围,红外光谱分析表明铝污泥中含有大量的铝羟基络合物(Al—OH)和Si—O—Si键。铝污泥对磷和氨氮的吸附等温线可分别用Langmuir和Freundlich等温式描述,吸附动力学符合拟二级动力学模型,铝污泥对氨氮的吸附存在快速吸附后并解吸至稳定的现象。  相似文献   

11.
研究了改性MCM-41材料对污水中重金属铅、镉离子的吸附行为。在MCM-41材料中加入Al、Ti两种诱因金属离子来合成新的Al-Ti-MCM-41及Ti-Al-MCM-41改性材料,通过氮气吸附-脱附等温线对Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=1∶1)及Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=2∶1)样品进行了表征,并采用改性后的MCM-41材料为吸附剂对含有二价铅、镉离子的溶液进行吸附实验,考察了吸附剂投加量,Pb2+、Cd2+初始质量浓度和吸附温度对吸附的影响。结果表明:改性Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=1∶1)材料的最可几孔径和比孔容分别为16.68 nm和0.046 cm3/g,由BJH计算得到的平均孔径为17.02 nm;Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=2∶1)的最可几孔径和比孔容分别为16.88 nm和0.083 cm3/g,由BJH计算得到的平均孔径为17.08 nm。Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=1∶1)对Cd2+的吸附率为99.8%;Al-Ti-MCM-41(Al/Ti=2∶1)对Pb2+的吸附率为99.96%;Pb2+和Cd2+的吸附容量随吸附剂投加量的增加而降低,随离子初始浓度的增大而增加;温度越高越有利于吸附。该研究重点考察改性MCM-41材料在重金属铅镉离子污染治理中的性能,从而为解决重金属铅镉的污染,加强环境保护提供理论支撑和技术支持,具有明确的现实意义。  相似文献   

12.
王继勇  肖挺  何伟 《中国环境科学》2018,38(11):4255-4260
为减轻酸性矿山废水引起的环境污染,为矿山废水处理提供潜在的菌种资源,从土壤中分离出一株耐酸的硫酸盐还原菌SRB1并探讨了该菌株的还原硫酸盐和除镉特性.结果表明该菌株具有较强的脱硫除镉能力,其最低耐受pH值,最适温度,最大耐Cd2+浓度分别为3.7,35℃和40mg/L.在COD/SO42-≥2,Cd2+浓度≤30mg/L条件下,除镉率可达99%以上.在高浓度Cd2+和SO42-的体系中,该菌对Cd2+有较强的吸附作用,能将Cd2+从50mg/L降至15.5mg/L,吸附率达58%,采用二次培养能将SO42-从1.5g/L降至0.04g/L,脱硫率达97.3%,Cd2+浓度几乎降为零.TEM、FTIR、SEM表征显示,在镉胁迫下,该菌株的细胞形态发生改变,吸附前后,红外吸收峰改变明显,沉淀颗粒含有结晶CdS.  相似文献   

13.
农业废弃物基生物炭对水溶液中镉的吸附效果与机制   总被引:3,自引:2,他引:1  
龚沛云  孙丽娟  宋科  孙雅菲  秦秦  周斌  薛永 《环境科学》2022,43(6):3211-3220
以畜禽粪便(牛粪、鸡粪、猪粪)为原料分别在300℃和700℃下制备生物炭,以作物秸秆(小麦秸秆、水稻秸秆、玉米秸秆)为原料分别在300℃和500℃下制备生物炭,利用比表面积和孔径分析仪、扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和CHN分析仪等对农业废弃物基生物炭的理化性质、表面结构和元素组成进行表征,研究生物炭理化性质差异和其对镉吸附效果和机制.结果表明,不同农业废弃物基生物炭对Cd2+的等温吸附符合Langmiur方程,拟合结果发现随着热解温度的升高,牛粪、鸡粪和猪粪基生物炭对Cd2+的最大吸附量分别从83.40、19.65和96.74 mg·g-1增加至106.54、 268.89和164.53 mg·g-1;而不同热解温度下制备的秸秆基生物炭对Cd2+的最大吸附量差异不显著.农业废弃物基生物炭呈碱性,除牛粪生物炭外,灰分含量随热解温度上升而增加.随着热解温度的上升,生物炭孔隙结构变丰富,含氧官能团增加,出现芳香结构.通过定量分析,发现生物炭Cd2+总...  相似文献   

14.
王冕  赵龙  侯红 《环境科学研究》2023,36(4):794-804
为明确巯基改性坡缕石(MPAL)作为修复材料对Cd的吸附机制以及其在修复Cd污染土壤中的应用潜力,以坡缕石(PAL)为原料,通过高速剪切凝胶法制备MPAL作为钝化剂开展吸附试验与土壤钝化试验,研究MPAL对Cd的吸附效果.通过X射线衍射(XRD)、BET孔结构分析、傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对吸附前后的样品进行表征,探讨其吸附机制.结果表明:PAL和MPAL均能有效吸附水溶液中的Cd2+,MPAL吸附效果优于PAL.拟二级动力学模型更适合描述Cd2+在PAL和MPAL上吸附量的动态变化过程,MPAL约90 min达到吸附平衡,相比于PAL能更加迅速达到吸附平衡. Freundlich等温吸附模型能够更好地描述吸附数据特征,在试验条件下,MPAL的饱和吸附容量为44.41mg/g,明显高于PAL的饱和吸附容量(33.65 mg/g). MPAL在投加量为0.1%~0.3%时可使土壤DTPA提取态Cd含量降低53.45%~78.43%. XRD衍射峰分析、FTIR官能团振动模式分析以及XPS...  相似文献   

15.
采用电絮凝法对水中微量的叔丁醇(TBA)进行去除,分别考察了电极材料、极板间距、电流密度、溶液初始pH值对叔丁醇去除效果的影响.结果表明,以铝为阳极、不锈钢为阴极,极板间距为1.4cm,电流密度为20mA/cm2,溶液初始pH值为8时,电解120min后叔丁醇的去除率为80.4%,此时铝阳极实际损耗量(1.93kg/m3)大于理论损耗量(1.61kg/m3).同时,叔丁醇的去除过程可用准一级反应动力学方程进行预测.絮体特性分析表明,在电絮凝去除叔丁醇的过程中除AlO(OH)、Al(OH)3絮体吸附、絮凝作用外还存在阳极氧化过程,使得叔丁醇被氧化为醛、酮等小分子物质.  相似文献   

16.
利用磷溶菌(PSB)对稻壳(RB)和污泥(SB)生物炭进行不同时间的改性,研究了其对水体中Pb2+和Cd2+(1000mg/L)的修复机制.主要通过测定改性生物炭的理化特性和重金属含量,并利用结构方程模型研究了微生物改性生物炭对重金属的吸附机理.结果表明,PSB显著改善生物炭的孔径结构、比表面积BET (增加了12.5%~175.0%)和表面官能团.特别是还增加了生物炭中C和P元素的释放,促进了生物炭表面的生物矿化机制.PSB改性显著提高了生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附作用(RB提高:Pb2+=9.5%~34.5%,Cd2+=34.7%~219.9%,SB提高:Pb2+=65.3%~101.3%,Cd2+=106.6%~248.6%).通过Pb和Cd的修复差异,发现不同重金属对微生物的胁迫是导致改性生物炭对重金属的修复反应路径相反的原因.此外,结构方程模型证实6~12h的PSB改性效果最好,且BET不是主要影响因素.不同的生物质炭改性后的修复机制也存在明显差异,孔径结构(Rmax2=0.99)是改性RB的主要吸附途径,化学沉淀(Rmax2=0.99)是改性SB的主要吸附途径.  相似文献   

17.
选用水稻秸秆作为原料,采用强氧化剂和氢氧化物(KMnO4、KOH和H2O2)进行改性.通过静态吸附试验,研究了改性秸秆的表面特性以及初始镉(Cd)浓度、pH值和固液比等因素对其吸附性能的影响.同时,运用电位滴定、等温吸附模型和吸附动力学模型来深入探讨其吸附机制.结果表明,KMnO4为最佳改性试剂,改性后显著增强了秸秆对Cd2+的吸附性能,较原始秸秆提高了1.19~3.46倍.KMnO4改性导致秸秆表面负载更多的锰氧化物,增加了其表面的羧基、羟基、氨基及总官能团数量.原始秸秆和KMnO4改性秸秆对Cd2+的吸附过程均符合准二级动力学方程和Langmuir模型,这表明秸秆吸附以单分子层化学吸附为主导.此外,KMnO4改性秸秆对Cd2+的吸附性能受pH影响较小,且具备出色的抗离子干扰性能,在不同pH值和复杂离子共存条件下,能够高效去除重金属污染废水中的Cd2+  相似文献   

18.
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。  相似文献   

19.
采用水热法和溶剂热法制备了金属有机骨架材料——MIL-100(Fe)和MIL-100(Fe)-DMA.利用FTIR、XRD、SEM、XPS和N2吸附/脱附对材料结构进行了表征.通过静态吸附实验,探究了初始Sr2+浓度、吸附时间、溶液pH值和不同共存阳离子对材料吸附性能的影响,研究了两种材料对Sr2+吸附过程的吸附动力学和吸附等温线模型.表征结果表明:两种材料基本骨架一致,吸附Sr2+对材料骨架影响均可忽略;虽然MIL-100(Fe)-DMA比表面积小于MIL-100(Fe),但由于晶粒尺寸小,堆积形成的介孔结构更有利于Sr2+的扩散.吸附实验结果表明:随着反应时间和初始Sr2+浓度的增加,两种材料对Sr2+的吸附量先迅速增大再逐渐达到平衡;随着pH值的增大,两种材料对Sr2+的吸附量增大,且碱性条件下吸附效果好;两种材料吸附过程均符合准二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温模型;采用三价铁盐作为铁源以及DMA作为有机溶剂可提高MIL-100(Fe)材料对Sr2+的吸附效果.  相似文献   

20.
文章采用碱熔融水热法合成了X型粉煤灰沸石,通过XRD、XRF、SEM、氮气吸附等手段研究了该沸石的结构组成特点,考察了初始浓度、吸附温度和空速对X型粉煤灰沸石吸附丙酮的影响机制,在此基础上,进一步研究了X型粉煤灰沸石对丙酮的吸附动力学及吸附机理。结果表明:合成的X型粉煤灰沸石品质较高,平均粒径为0.83μm,平均孔径为3.2 nm,比表面积为165.8 m2/g,总孔容积为0.133 8 cm2/g,总孔容积为0.133 8 cm3/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m3/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m3,空速为75 h3,空速为75 h(-1)时,X型粉煤灰沸石对丙酮具有最高的吸附量;Bangham模型和准一阶模型能更好地拟合丙酮在X型粉煤灰沸石上的吸附过程,说明丙酮在X型粉煤灰沸石表面的吸附更符合以物理吸附为主的孔道吸附。  相似文献   

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