不同部位梧桐生物质炭对水溶液中镉吸附的机理

为了探究梧桐不同部位废弃物所制备的生物质炭(皮、枝、叶)对Cd²⁺的吸附效率和稳定修复的机理,以此为园林废弃物炭化利用在重金属污染修复方面的应用提供科学依据.利用实验室模拟法,通过高温煅烧法制备梧桐不同部位生物质炭,采用元素分析仪、比表面积及孔隙分析(BET)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜/能谱(SEM/EDS)及衰减全反射红外光谱(ATR-IR)等技术研究不同反应时间、重金属浓度和溶液初始pH条件下生物质炭对Cd²⁺吸附效果的影响,并运用四步萃取法和脱附实验分析生物质炭上Cd²⁺的吸附形态和稳定性.3种生物质炭都在8 h左右达到吸附平衡,最终吸附量依次为树皮炭>枝条炭>叶片炭;溶液初始浓度为0.5—2 g·L^-1时Cd²⁺的吸附量呈增长趋势,在2.5—3g·L^-1时逐渐平缓;生物质炭Cd²⁺吸附量均随着pH的升高而升高,但在pH值为5—8时,吸附的趋势逐渐平稳;树皮炭的酸溶态和非生物利用态的稳定Cd形态要高于枝条炭和叶片炭;比表面积不是影响梧桐生物质炭吸附Cd²⁺的主要影响因素,吸附动力学,ATR,XRD和重金属形态萃取均证实Cd碳酸盐类矿物生成是主导吸附机理;3种生物质炭的脱附量在4 h后逐渐趋于平衡,其中脱附量最大为叶片炭,最小为树皮炭.梧桐不同部位的初始性质对生物质炭吸附Cd²⁺具有明显的影响,其中梧桐皮具备更高的吸附量和重金属稳定形态,并且相比其他种类生物质炭有明显优势.因此,从吸附效果和生产成本的角度,本研究建议以梧桐皮为主,枝条和叶片为辅的生物质炭对重金属Cd进行修复治理.     

酚类化合物在矿化垃圾中吸附性能的研究

研究了苯酚、2-氯酚、4-氯酚、2,4-二氯酚在矿化垃圾中的吸附性能.酚在矿化垃圾中的吸附是一个比较迅速的过程,经过6h的吸附即可达到平衡.pH值对酚吸附容量的影响较大,低pH值有利于矿化垃圾对酚的吸附.四种酚在矿化垃圾中的吸附容量大小顺序为:4-氯酚＞2,4-二氯酚＞2-氯酚＞苯酚.在实验浓度范围内,酚在矿化垃圾中的吸附符合Freundlish等温吸附方程.四种酚在矿化垃圾中的吸附是酚在矿化垃圾有机质的分配作用和化学吸附作用共同作用的结果.     

氧化石墨烯纳米颗粒对抗生素类污染物吸附特征及影响因素

本文通过吸附动力学和吸附等温线探究了氧化石墨烯(GO)纳米颗粒对3种典型的四环素类抗生素(即四环素(TC)、土霉素(OTC)和金霉素(CTC))吸附特征.结果表明,伪二级动力学模型可以很好的拟合吸附动力学的结果,吸附速率可能受化学吸附控制.吸附等温线的结果显示GO对3种抗生素均有较高的吸附能力,且吸附能力依次为：CTC>OTC>TC.这主要是由于四环素类抗生素可以通过π-π作用、阳离子-π键、疏水作用以及静电作用等机制与GO产生结合.此外,四环素类抗生素在GO上的吸附行为与背景溶液的水化学条件(如pH、离子强度和二价金属离子)密切相关.总体来讲,由于静电斥力的增强,抗生素在GO上的吸附量随着背景溶液pH值的升高或离子强度(NaCl)的增加而降低,这主要是由于静电引力和吸附点位的减少所致;二价阳离子(Cu²⁺)可以通过表面桥连作用,显著促进抗生素在GO上的吸附.本研究结果清楚地表明抗生素本身的化学性质和背景溶液的水化学条件在GO去除抗生素的过程起着重要作用.     

电化学沉积法制备ZIF-8及其对四环素的吸附

ZIF-8的常用合成方法包括水/溶剂热法、机械研磨法、微波辅助法和超声法等.本实验采用"绿色"、批量、快速的电化学沉积法制备ZIF-8,同时研究导电盐十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)质量浓度对ZIF-8形貌及其吸附降解四环素性能的影响.研究结果显示,当2-甲基咪唑(2-MI)与DTAB质量浓度比为10∶3时制得的ZIF-8对四环素吸附效果最好,可达到340.8 mg·g~(-1),其吸附过程符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线模型.根据Langmuir等温线模型,计算Gibss自由能变(ΔG~00)、焓变(ΔH~00)和熵变(ΔS~00),说明吸附过程为吸热、趋于无序的自发过程,并且是一个以物理吸附为主的物理化学吸附.本文利用金属有机骨架材料的光催化性能,实现了紫外光照射下ZIF-8对四环素的光催化降解.同时,通过3次循环实验,对ZIF-8的重复利用性进行了探究,其吸附量分别为175.44、165.83、139.19 mg·g~(-1),结果表明ZIF-8具有良好的重复利用性.探讨了不同pH对吸附效果的影响,当4pH8时,其吸附效果最佳,而当pH 4或pH8时都会使其吸附效果变差.通过对ZIF-8进行PXRD、TGA、BET、FTIR、Zeta电位等表征,提出ZIF-8对四环素的吸附机理包括但不限于静电相互作用、氢键作用以及π-π堆积作用. ZIF-8在吸附去除水体中的四环素方面具有很大的应用潜力,同时ZIF-8可利用紫外光照射进行再生,表现出其优越的可持续循环利用性.     

邻苯二甲酸及丙二酸对方解石吸附四环素的影响

通过批量平衡法,研究丙二酸及邻苯二甲酸对方解石吸附四环素的影响.结果表明,初始pH值为7.7时,随丙二酸和邻苯二甲酸浓度升高,它们的吸附竞争作用逐渐增强,四环素的吸附率不断下降.初始pH值为8.3时,丙二酸浓度为0—0.001 mmol·L~(-1)时,它的竞争作用较弱,而溶液pH值的变化(8.3—8.5)有利于四环素吸附,所以四环素吸附率上升;丙二酸浓度为0.001—0.03 mmol·L~(-1)时,它的竞争作用较强,且溶液pH值的变化(8.5—8.9)不利于四环素吸附,所以四环素吸附率下降.邻苯二甲酸浓度为0—1.8 mmol·L~(-1)时,它的竞争作用较弱,而溶液pH值的变化(8.3—8.5)有利于四环素吸附,因而四环素吸附率不断上升.初始pH值为8.9时,丙二酸与邻苯二甲酸大部分都参与到溶液中的配位络合反应,对四环素的吸附影响不大.以上两种二羧酸在不同的实验条件下对四环素吸附分别产生了不同的影响结果,为今后研究其他二羧酸对四环素吸附的影响提供借鉴作用.     

普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附特征

主要研究了pH、离子强度、腐殖酸和沉积物有机质对普萘洛尔在太湖沉积物上吸附行为的影响.结果表明,沉积物对普萘洛尔具有一定的吸附能力.在强酸环境下,由于H⁺与带正电荷的普萘洛尔之间的竞争作用使得普萘洛尔的吸附量较小,随着pH的增大,吸附量逐渐增大至基本稳定,但当pH>9时,吸附量明显下降.K⁺、Na⁺和Ca²⁺的存在会减少普萘洛尔在沉积物上的吸附.在pH 5.8—6.0的情况下,随着腐殖酸浓度的增加,普萘洛尔在沉积物上的吸附量逐渐增加,而后逐渐到达平台期.有机质对普萘洛尔在沉积物上的吸附起到一定作用,普萘洛尔在天然水体中更倾向于吸附到沉积物的无机矿物成分上.普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附等温线符合Freundlich吸附模型,拟二级动力学方程能较好地描述普萘洛尔在太湖沉积物上的吸附过程.     

氮改性对生物炭理化性质的影响及其对废水中铜离子的吸附特性

原状生物炭对废水中污染物的去除效果有限,改性是提高其吸附能力的重要途径.本文以水稻秸秆为对象,尿素为改性剂,在700℃无氧热解条件下分别制备了原状秸秆生物炭（RSBC）和氮改性秸秆生物炭（N-RSBC）,采用扫描电子显微镜（SEM）、比表面积分析仪（BET）、元素分析仪（EA）、Zeta电位、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）以及X射线光电子能谱（XPS）对RSBC和N-RSBC的形貌、比表面积、元素组成、矿物类型和官能团进行表征,考察溶液初始pH值、离子类型和离子强度对生物炭吸附Cu²⁺的影响,并结合吸附等温线和吸附动力学实验、吸附后表征结果探究生物炭对废水中Cu²⁺的吸附性能和机理.结果表明,氮改性导致了生物炭的比表面积和孔体积的降低,而生物炭的官能团类型却更加丰富,特别是含氮官能团.当溶液初始pH值从2.0增加到6.0,生物炭对于Cu²⁺的去除率逐渐增加.对RSBC而言,Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg2+的存在能略微增加其对Cu^...     

黄麻固定化漆酶去除水中Cd2+和刚果红

本文通过酶固定化技术合成漆酶-黄麻复合材料(L-SJ)，以Cd²⁺和刚果红(CR)为模型污染物，通过批处理法研究了黄麻和复合材料对Cd²⁺和CR的等温去除规律，考察了漆酶浓度、温度、pH和离子强度对Cd²⁺和CR去除的影响，并结合红外光谱图探讨其去除机制.研究发现，黄麻和复合材料对Cd²⁺和CR的去除曲线均符合Langmuir等温吸附模型，复合材料对Cd²⁺的去除高于黄麻，增大约1.71—1.96倍，但降低了对CR的去除.黄麻与复合材料对Cd²⁺的去除均表现为放热反应；随pH的增大，黄麻对Cd²⁺的去除先增大后趋于平稳，而复合材料则不断增大；随离子强度的增大，黄麻与复合材料对Cd²⁺的去除不断下降.黄麻与复合材料对CR的去除随温度、离子强度的升高而增大，随pH的增大呈现先增加后降低的趋势.漆酶效能实验发现，NaOH预处理、戊二醛改性和漆酶负载均增大了复合材料对Cd²⁺的去除，NaOH预处理和...     

电化学驱动水钠锰矿高效吸附去除混合重金属离子

锰氧化物被广泛用作重金属离子吸附剂,电化学调控其氧化还原反应程度可提高重金属吸附容量.然而,多种重金属离子共存时的电化学吸附过程及相互影响机理尚不清楚.本工作采用多周恒流充放电方式研究了水钠锰矿对Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺与Ni²⁺单独及共存时的电化学吸附性能及机理,同时考察了氧化还原程度对吸附性能的影响.结果表明,重金属离子的电化学吸附容量明显高于断路条件下的物理化学吸附容量.在0.5 mmol·L^-1单一及多种重金属离子混合溶液中,水钠锰矿电化学吸附容量大小顺序均为Pb²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺.在单一重金属离子溶液中,Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺和Ni²⁺的去除率分别为41.8%、37.2%、85.6%与31.3%.多重金属离子共存时,Pb²⁺的去除...     

氨基化氧化石墨烯(AGO)的制备及其对六价铬的吸附机制

以乙二胺盐酸盐(EDH)为改性剂改性氧化石墨烯(GO),水热法制备氨基化氧化石墨烯(Amino-functionalized;graphene;oxide,AGO).SEM、XRD、FTIR和Zeta电位表征分析发现,AGO表面含有羟基、羧基及氨基基团,Zeta电位为pH=10.14.以水中低浓度六价铬Cr(Ⅵ)为污染物,探讨了乙二胺盐酸盐(EDH)用量、pH、AGO用量、Cr(Ⅵ)初始浓度以及常见干扰离子对AGO吸附Cr(Ⅵ)影响.结果表明,在pH=6.0、7-AGO用量为0.8;mg·L^-1和Cr(Ⅵ)初始浓度为2.0;mg·L^-1,7-AGO对Cr(Ⅵ)去除率可达95.1%;SO₄^2-会明显抑制AGO对Cr(Ⅵ)的吸附.AGO对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合二级动力学模型,吸附机制主要为静电作用.     

水热法制备榴莲碳对水体中四环素的去除性能

本文利用榴莲壳和氯化高铁水热法制备具有磁性的榴莲碳,利用XRD、FTIR和SEM对榴莲碳进行结构表征,并研究榴莲碳对水体中四环素的吸附性能,以及水热反应温度、溶液p H和盐浓度等对榴莲碳吸附去除四环素性能的影响.结果表明,在水热温度170℃加热10 h条件下制备的榴莲碳D170具有明显的纳米片状和颗粒状结构,随着温度的升高,制备的榴莲碳XRD衍射峰增强,形成的结晶更好.吸附实验表明,随着水热制备温度的升高,制备的榴莲碳对四环素的吸附去除率呈降低趋势.榴莲碳对四环素的吸附热力学模型拟合表明:D170、D180和D200对水体中四环素的最大吸附容量分别为153.97 mg·g~(-1)、80.26 mg·g~(-1)和34.14 mg·g~(-1),其中D170对四环素的吸附效果最好,最佳吸附溶液p H值约为6.0,吸附热力学过程符合Freundich模型,吸附动力学过程符合假二级动力学模型.溶液中添加Na Cl能促进榴莲碳对四环素的吸附作用,当Na Cl浓度高于0.1 mol·L~(-1),榴莲碳对四环素的去除率达到100%;而添加Ca(NO_3)_2可降低榴莲碳对四环素的吸附能力,当Ca(NO_3)_2浓度从0.1 mol·L~(-1)增加到1.0 mol·L~(-1)时,水溶液中四环素的去除率从93%降低到78%.     

水环境中天然有机物对纳米颗粒吸附铅和镉的不同作用

为阐明天然有机物(NOM)在纳米颗粒(NPs)吸附重金属中的作用,研究了蛋白质(牛血清白蛋白,BSA)、碳水化合物(海藻酸钠,NaAlg)和腐殖酸(HA)对二氧化钛纳米颗粒(TNPs)和氧化铈纳米颗粒(CNPs)聚集沉降和吸附Cd²⁺和Pb²⁺的影响.结果表明,当Pb²⁺和Cd²⁺在20—120 mg·L-1范围内,HA和NaAlg显著促进了TNPs和CNPs对这些金属离子的吸附(P<0.05),而BSA对这些金属吸附的影响甚微.TNPs-HA和TNPs-NaAlg对Pb²⁺的吸附分别提高了14%—41%和16%—57%,对Cd²⁺的吸附分别提高了12%—112%和22%—143%.与CNPs相比,CNPs-HA和CNPs-NaAlg对Pb²⁺的吸附增加了21%—71%和23%—65%,对Cd²⁺的吸附增加了26%—45%和45%—91%.并且NPs和NPs-NOM对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附符合Freundlich吸附模型.离子强度的增加抑制了NPs-HA/NaAlg和NPs对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附,而pH的增加对NPs-HA/NaAlg和NPs吸附Pb²⁺和Cd²⁺起促进作用.     

可见光/亚甲基蓝/抗坏血酸活化分子氧氧化水中的As(Ⅲ)

本文研究了可见光/亚甲基蓝(MB⁺)/抗坏血酸(H₂A)活化分子氧体系(可见光/MB⁺/H₂A体系)氧化水中三价砷(As(Ⅲ))的过程与机理.考察了光照、pH、H₂A浓度、MB⁺浓度、As(Ⅲ)初始浓度及水中常见阴离子和有机质的对As(Ⅲ)氧化效率的影响,通过自由基抑制实验和溶液光谱变化鉴定了体系中的活性物种及其生成机理.实验结果表明,光照对As(Ⅲ)的氧化有明显促进作用;在pH=8.0—9.5范围内,As(Ⅲ)的氧化随着pH的升高而加快;pH=9.5条件下,H₂A剂量的增加对As(Ⅲ)的氧化呈现先促进后趋于稳定的趋势,H₂A最佳投加量为300μmol·L^-1;MB⁺最佳投加量为5 mg·L^-1.机理研究表明,H₂A和分子氧之间的双电子反应产生的H₂O₂是可见光/MB⁺     

钾改性蒙脱石磁性微球对铯的吸附性能

本研究以钙基蒙脱石(Ca-MMT)为原料,通过K⁺作用制得改性蒙脱石粉(K-MMT),经海藻酸钠交联作用,将改性蒙脱石与永磁体(BaFe₁₂O₁₉)结合,制成钾改性蒙脱石磁性微球(KMBC).对比了Ca-MMT、K-MMT、KMBC对Cs+的吸附差异,并通过SEM-EDS、FTIR、XRD、XPS分析了K-MMT的微观结构及理化性质.试验结果表明,K⁺对蒙脱石的改性以离子交换为主,改性后晶体层间距变小,吸附量K-MMT>KMBC>Ca-MMT,分别为57.08、45.13、45.05 mg·g^-1;K-MMT对Cs⁺的吸附属于吸热反应,反应在2 h内可达到平衡,35℃时KMBC的最大吸附量为136.08 mg·g^-1;随着pH的增加,KMBC对Cs+的吸附量呈先增大后减小的趋势;吸附机理主要包括离子交换和内层扩散.     

微塑料对普萘洛尔在针铁矿上吸附的影响

本实验研究了微塑料对新兴污染物普萘洛尔在针铁矿上吸附行为的影响,探讨了针铁矿、微塑料及微塑料共存时针铁矿对普萘洛尔的吸附动力学、吸附等温线,考察了pH、腐殖酸浓度、离子强度对普萘洛尔吸附行为的影响.结果表明,普萘洛尔在3种吸附剂上的吸附动力学均符合伪二阶动力学模型,吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型.对比发现,普萘洛尔的吸附效率顺序为微塑料>微塑料+针铁矿>针铁矿.溶液pH值在2—6时,微塑料对普萘洛尔在针铁矿上吸附的影响较弱,当溶液pH值大于6时,微塑料能显著影响普萘洛尔在针铁矿上吸附.普萘洛尔在3种吸附剂上的吸附量随着腐殖酸浓度的增加而增加,且对普萘洛尔在针铁矿上吸附的促进作用最强.同时,Ca²⁺的加入对普萘洛尔的吸附抑制较强.本文的研究结果可为全面认识微塑料共存时污染物在环境中的迁移行为提供基础数据.     

铁改性酵母粉对锑酸盐的吸附机理

采用氯化铁(FeCl3)制备了铁改性酵母粉，测试其对溶液中锑酸盐(Sb(V))的吸附性能，考察了FeCl3浓度、溶液pH以及酵母粉投加量对Sb(V)去除的影响，研究了Sb(V)在铁改性酵母粉表面的吸附动力学、吸附等温线特征，并用SEM-EDS、ATR-FTIR、XRD、XPS等方法对改性酵母粉进行表征以探究其吸附机理.结果表明，改性酵母粉吸附Sb(V)的最佳条件为：FeCl3浓度0.5 mol·L^-1、酵母粉投加量2 g·L^-1、pH 3.0.5 mol·L^-1 FeCl₃改性酵母粉(0.5 Fe-Y)对溶液中Sb(V)的最大去除率为91.2%，吸附容量达68.15 mg·g^-1.0.5 Fe-Y对Sb(V)的吸附符合伪二级动力学和Langmuir等温线模型，该吸附过程属于化学吸附，涉及络合反应和静电吸附. FeCl₃改性能显著增强酵母粉对Sb(V)的吸附能力，酵母粉表面羟基等官能团增多、电位增加、晶形结构更加无序以及表面羟基铁与Sb(V)形成内层络合物是...     

风化煤提取的不溶腐殖质对铅的吸附性能及应用潜力

以不同絮凝方法从风化煤中提取的不溶性腐殖质为研究对象,表征其理化性质和表观形态结构,通过吸附和钝化试验探究不溶性腐殖质对铅（Pb）的吸附、钝化性能.结果表明,传统“碱溶酸析”法制备的腐殖质（记为HA）具有较低pH和灰分含量,较高的碳和羧基含量;碱性条件下采用CaCl₂和CaCl₂-阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）絮凝制备的腐殖质（分别记为Ca-HA和Ca-CPAM-HA）具有较高pH和灰分含量,较低的碳和羧基含量. HA、Ca-HA和Ca-CPAM-HA对铅离子（Pb2+）的吸附分别在6、3、6 h达到吸附-解吸平衡,吸附量随着Pb²⁺浓度增加而增大.准二级动力学方程较好地描述整个动力学吸附过程,结合傅立叶变换红外吸收光谱谱图（FTIR）,表明吸附过程以化学吸附为主且羧基是主要作用官能团.采用热力学方程对吸附数据进行拟合发现,HA、Ca-HA和Ca-CPAM-HA对Pb²⁺的吸附方式存在差异.利用Langmuir方程对数据拟合量化,表明HA、Ca-HA和Ca-CPAM-HA对Pb²⁺     

纳米有机蒙脱土对六六六(HCHs)的吸附解吸特性

研究了α-、γ-、δ-HCH在纳米有机蒙脱土中的吸附/解吸行为及体系中Ca2+浓度变化对吸附解吸的影响.结果表明,24 h吸附/解吸均达到完全平衡,吸附动力学符合伪二级动力学方程.等温吸附实验表明,吸附机理复杂,为多分子层吸附,不能简单地采用Freundlich模型和Langmuir模型拟合;吸附等温线受体系中Ca2+浓度变化影响.解吸实验表明,HCHs初始浓度增加,纳米有机蒙脱土对HCHs的保持量呈上升趋势,对δ异构体的保持量最稳定;解吸滞后系数H小于0.7,吸附属于不可逆吸附,H也随Ca2+浓度变化而变化,但是3种异构体H的变化并不遵循单一的线性规律.     

氢氧化钠改性生物炭/凹凸棒石复合材料对铅、镉的吸附机理研究

利用水稻秸秆与凹凸棒石在缺氧条件下热解制备稻秆生物炭/凹凸棒石复合材料(BA),并通过氢氧化钠改性提升其吸附性能。通过吸附动力学、等温吸附及改变初始pH等吸附试验研究复合材料在Cd、Pb一元及二元污染体系中的吸附行为,并结合扫描电镜能谱(SEM-EDS)、比表面积及孔径分析(BET)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱分析(XPS)等表征手段深入分析改性后复合材料对溶液中重金属Cd、Pb的吸附机理。试验结果表明氢氧化钠改性复合材料(NBA)对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附容量分别为117.05和274.65 mg·g^-1,其去除效率比BA分别增加31.2%和51.7%。在二元金属体系中NBA吸附能力也明显优于BA,准二级动力学模型和Langmuir等温模型能更好地用于模拟吸附结果,表明该吸附主要为单分子化学吸附过程。此外,竞争吸附分析表明在Cd、Pb共存溶液中,与Cd²⁺相比,Pb²⁺更易被复合材料吸附。通过SEM-EDS、FTIR、XRD和XPS...     

改性柚子皮吸附剂对模拟废水中pb2+的吸附性能

以废柚子皮为原料,经ZnCl2浸泡-加热的化学改性手段制备改性柚子皮生物吸附剂,并通过模拟试验研究该吸附剂对废水中pb2+的去除.考察了模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和pb2+初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂去除pb2+的影响,并研究柚子皮吸附剂对pb2+的吸附动力学及吸附特征.结果表明,模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和pb2+初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂吸附废水中pb2+均有显著影响.适宜的吸附条件为pH5.3～6.5,吸附时间1.5h,吸附剂用量10g· L-1,pb2初始质量浓度100 mg·L-1,温度30℃.在该条件下,废水中pb2+去除率在90％以上.柚子皮吸附剂对废水中pb2+的吸附符合动力学二级反应方程,等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述.