废酵母菌吸附水中铜离子热力学及动力学研究

研究了应用低成本吸附剂废酵母菌经微波改性后去除溶液中的重金属铜离子.并研究了在pH值、温度、初始浓度、酵母菌吸附量等因素的影响下,废酵母菌对水中铜离子的吸附效率.研究结果表明,在pH为7.0、温度为328 K、Cu2+初始浓度为40 mg/L时,微波改性酵母菌的最大吸附容量为41.84 mg/g.吸附过程符合Langmuir吸附等温模式.吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0分别为-3.512 54 kJ/mol,3.290 96 kJ/mol和20.181 46 J/(mol·K).表明废酵母菌对Cu2+的吸附是自发的、吸热反应.微波改性废酵母菌对Cu2+的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程.     

微波酸活化粉煤灰吸附酸性大红染料废水实验研究

以微波酸活化改性后的粉煤灰为吸附剂,对酸性大红染料废水进行吸附脱色处理,考察了吸附时间、pH值、吸附剂投加量等对吸附脱色效果的影响。在酸性大红染料溶液初始浓度为100 mg/L、pH=5、活化粉煤灰投加量为10 g/L吸附1 h时,活化粉煤灰对酸性大红的脱色效果较好,去除率可达96%。对实验数据进行相关数学模型拟合,结果表明微波酸活化改性后的粉煤灰吸附去除酸性大红的等温吸附平衡符合Langmuir吸附等温式,改性前后的吸附过程动力学符合准二级吸附动力学模型,线性相关系数良好。     

菜籽粕对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以菜籽粕为吸附剂去除水溶液中Pb2+,考察了pH值、吸附剂投放量、反应时间对吸附性能的影响,研究了不同温度下菜籽粕对溶液中Pb2+吸附热力学和动力学。当Pb2+溶液浓度为100 mg/L时,吸附剂投放量为4 g/L,pH值3~5.5,吸附时间120 min,Pb2+去除率达到95%以上。铅吸附等温线很好地符合Langmuir等温方程,293 K时饱和吸附量达31.9 mg/g。对吸附热力学参数ΔGθ,ΔHθ,ΔSθ的计算表明,吸附过程属于熵驱动型的吸热自发过程。Pb2+在菜籽粕上动力学吸附符合准二级速率方程,表观吸附活化能Ea=49.6 kJ/mol。结合吸附前后红外光谱(FTIR)分析,Pb2+在菜籽粕上吸附主要发生在蛋白质的酰胺结构、-NH2、-C-S-上,具有化学吸附的显著特征。菜籽粕作为一种廉价的生物质吸附剂,对低浓度Pb2+溶液吸附量大,吸附速度快,具有良好的开发应用前景。     

改性木薯秸秆对磷酸根的吸附性能研究

研究以环氧氯丙烷、乙二胺、三乙胺对木薯秸秆化学改性制备的吸附剂对磷酸根的去除效果,考察了吸附剂投加量、溶液初始pH值、浓度、接触时间等对磷酸根吸附效果的影响。结果表明,改性木薯秸秆可以有效吸附磷酸根。改性木薯秸秆的投加量为4 g/L时,对磷酸根的去除率达到95%;吸附效果受溶液初始pH影响较大,去除率随pH的增大而不断增大,当pH为3.0~8.0范围时,改性木薯秸秆对磷酸根的吸附效果较好,去除率均为95%左右;改性木薯秸秆对磷酸根的吸附均符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程,最大吸附量为2.58 mmol/g;改性木薯秸秆对磷酸根的吸附为快速吸附,30 min即可达到吸附平衡。二级动力学方程可以很好地反映该吸附过程,且平衡吸附量Qe的实验值与拟合值非常接近。颗粒内扩散是控制吸附速度的因素之一。     

改性树脂吸附硼的动力学和热力学研究

通过接枝法成功制备了酚羟基型改性树脂,选用典型的动力学方程、热力学方程以及非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的试验数据进行拟合,从动力学和热力学角度分析并揭示改性树脂对硼的吸附特征和吸附机理。结果表明:伪二级动力学吸附模式可较好地描述改性树脂对硼的动力学吸附过程;在3种不同温度下的自由能变(ΔG)分别为-5.44 kJ/mol、-6.32 kJ/mol、-4.01 kJ/mol,焓变(ΔH)为-6.43kJ/mol,均小于零,活化能(E)为11.06 kJ/mol,说明该吸附过程为可自发进行的放热反应,是基于树脂表面试钛灵的邻羟基与硼酸分子发生配位反应的、以化学吸附为主的物理化学吸附过程;非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的吸附试验数据拟合结果显示该吸附过程最符合Langmuir等温吸附模式,且在25℃条件下改性树脂对硼的吸附量最高达20.87 mg/g。     

胡敏素对Pb~(2+)吸附的响应面优化及机理

采用Box-Behnken响应面优化实验设计对胡敏素吸附去除水中Pb~(2+)的过程进行了优化,设定吸附时间、吸附剂用量、pH值、温度和Pb~(2+)初始浓度5个影响因素,建立了吸附率与上述因素之间的二次多项式模型,确定了最优吸附条件,对吸附过程的等温模型、热力学特性及吸附机理进行了研究.研究表明吸附剂用量、pH值、温度和Pb~(2+)初始浓度为显著因素.胡敏素对Pb~(2+)吸附的最优条件为:吸附时间85min、投加量1.2g/L、pH=4.7、温度44.5℃、Pb~(2+)初始浓度202mg/L.最优条件下,实测Pb~(2+)吸附率可达92.59%.胡敏素对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir等温线方程,最大吸附量为170.28mg/g;计算得知胡敏素吸附Pb~(2+)的热力学状态函数ΔG~0、ΔS~0和ΔH~0分别为-29.30~-24.21k J/mol、126.70J/(mol·K)和13.59k J/mol,吸附过程为吸热过程.胡敏素表面的羰基、羟基、氨基和羧基等活性基团可以和Pb~(2+)发生配位络合作用,Ca、Na和Mg等离子与Pb~(2+)发生离子交换作用.研究结果表明,胡敏素作为一种极具潜力的绿色廉价吸附剂,可用于处理含Pb~(2+)废水.     

Mg/CTS/FA复合材料对弱酸性深蓝5R的有效吸附

以粉煤灰(fly ash,FA)为原材料,通过负载壳聚糖(CTS)及镁离子制备新型吸附材料-Mg/CTS/FA,探察了pH、吸附剂的添加量、转速、接触时间及温度等吸附条件,探讨了吸附动力学和热力学。结果表明:当吸附剂的量为4 g/L,pH值为4,振荡时间1 h时,Mg/CTS/FA对弱酸性深蓝5R(Weak acid dark blue 5R,WADB 5R)的去除率达到91.77%,相应吸附量为504.73 mg/g(25℃)。Mg/CTS/FA对WADB 5R在不同温度下的吸附动力学能用拟二级吸附速率方程描述。该吸附能用Langmuir等温模型描述,同时也较好地符合D-R方程,由D-R方程所得E值、由Arrhenius方程得E_a值、动力学及热力学研究均表明该吸附是由化学和物理吸附及氢键共同控制。焓变ΔH值和ΔG值的结果表明该吸附是一个自发的放热过程。     

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。     

改性凹凸棒土对磺胺甲噁唑的吸附研究

凹凸棒土是一种廉价并具有良好应用前景的材料。为进一步提高凹凸棒土对磺胺类抗生素的去除能力,该文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和预处理过的凹凸棒土(ATP)为原材料对其进行改性处理,制得改性凹凸棒土,标记为CTMAB/ATP。以磺胺甲噁唑为研究对象,研究了CTMAB/ATP对水中磺胺甲噁唑的吸附性能和效果,通过间歇吸附实验,考察了吸附时间、初始浓度、pH、温度和腐殖酸等共存时对吸附过程的影响。研究结果表明,CTMAB/ATP对水中磺胺甲噁唑的吸附过程能较好地符合拟二级动力学模型,拟合结果qe为0.174 8 mg/g,与实验测试结果0.175 mg/g基本吻合。Langmuir方程比Freundlich方程更能较好地描述其吸附行为,温度的升高对磺胺甲噁唑的吸附去除率有一定的不利影响;pH对磺胺甲噁唑的吸附去除基本没有影响,腐殖酸的存在使磺胺甲噁唑的吸附效果略有下降。以上结果为处理水中磺胺甲噁唑提供重要的参考数据。     

硫酸改性麻黄草废渣生物吸附剂对Pb~(2+)的吸附

以麻黄草废渣(ER)为原料,经硫酸改性制备了改性麻黄草废渣生物吸附剂(SER),并将其用于水溶液中Pb2+的吸附。考察了溶液pH值、吸附时间、Pb2+初始浓度和温度对SER吸附性能的影响,研究了SER对Pb2+的吸附动力学和吸附热力学特性。结果表明:Pb2+离子在该吸附剂上吸附速率快,吸附过程符合准二级动力学方程;随溶液中Pb2+离子浓度增加,吸附量增大,等温吸附过程符合Langmuir模型,根据Langmuir模型计算SER在298K时对Pb2+的饱和吸附量为1.85 mmol/g,高于改性前(1.0 mmol/g)。热力学参数ΔG0,证实了吸附过程为自发的放热过程。SER对Pb2+的吸附性能优良,具有潜在的应用前景。