污泥-谷壳吸附剂对混合染料吸附机理的研究

污泥和谷壳为原料制备了污泥-谷壳吸附剂（SCA）。采用SCA处理酸性大红和碱性嫩黄模拟混合染料废水。通过动力学分析、FTIR表征和SEM表征对SCA吸附混合染料的机理进行了研究。实验结果表明：在吸附温度25 ℃、混合溶液中酸性大红和碱性嫩黄的质量浓度均为100 mg/L、SCA加入量0.5 g/L、吸附时间400 min的条件下，酸性大红的吸附量为125 mg/g，碱性嫩黄的吸附量为170 mg/g；SCA对混合染料的吸附行为符合拟二级反应动力学方程，液膜扩散为吸附的主要控制过程。表征结果显示：SCA孔隙发达且丰富，以中孔和细密的微孔为主，说明SCA具有较高的吸附能力； SCA中包含C—H，C—OH，C—C，CC等主要官能团，SCA对混合染料的吸附为物理吸附。     

含油浮渣制备含碳吸附剂并用于含油污水的处理

以含油浮渣为原料制备含碳吸附剂,并用于含油污水的处理。用比表面分析仪和SEM技术对吸附剂进行表征。通过正交实验和单因素实验考察吸附剂加入量、吸附时间及温度、污水pH对污水处理效果的影响。表征结果显示,含碳吸附剂碳元素含量高达90%(w)以上,表面粗糙,孔径分布以中孔为主,比表面积477.5 m2/g,碘吸附值376.48 mg/g。实验结果表明:在吸附温度30℃及时间60 min、含碳吸附剂加入量20 g/L、污水pH为7的最佳实验条件下,处理初始COD为502.12 mg/L、石油类质量浓度45.31 mg/L.的含油污水,COD和石油类的去除率分别为91.51%和87.1%,处理后的COD和石油类质量浓度分别为42.62 mg/L和5.83 mg/1,达到GB 8978—1996《污水综合排放标准》中的二级排放标准;含碳吸附剂的污水处理效果优于术质活性炭。     

利用滩涂污灌土壤制备吸附剂

研究了滩涂污灌土壤吸附剂的制备方法。通过正交实验,比较了氯化锌、磷酸、氢氧化钾、盐酸几种活化剂在不同秸秆加入量、活化剂浓度、活化时间、活化温度的情况下制备的吸附剂,对水中邻硝基甲苯的吸附效果影响。实验结果表明,选择盐酸活化法制备吸附剂,在秸秆加入量为15%,经2 mol/L的盐酸按液固比为1∶1浸泡处理滩涂污灌土壤后,用氮气做保护气在400℃的条件下碳化1 h,制备的土壤吸附剂对水中邻硝基甲苯的吸附效率可以达到90%以上。     

碳纳米管-海藻酸钠复合吸附材料的制备及其对高浓度Cr（Ⅲ）的吸附

以碳纳米管（CNTs）和海藻酸钠（SA）为主要原料，制备了环境友好型的复合吸附材料——CNTs-SA。采用TEM和FTIR技术对吸附材料进行了表征，并采用静态法考察了溶液pH、吸附时间、原料固液比（m（CNTs）∶V（SA））等因素对CNTs-SA吸附Cr（Ⅲ）的影响。表征结果显示，CNTs-SA表面引入了更多的—COOH和—CO基团，导致其吸附Cr（Ⅲ）的效果较CNTs有了显著的提高。实验结果表明：在室温、初始Cr（Ⅲ）质量浓度4 000 mg/L、CNTs-SA加入量21 mg/mL、溶液pH 5、吸附时间3 h、m（CNTs）∶V（SA）=1.0 mg/mL的条件下，CNTs-SA对Cr（Ⅲ）的吸附量为120 mg/g，Cr（Ⅲ）去除率为61.5%;Freundlich等温吸附方程适合描述CNTs-SA对Cr（Ⅲ）的吸附行为。     

介孔材料在水处理中的应用

介孔材料由于具有一系列独特的性质，如较高比表面积、较大且连续可调的孔径等，使其在化工、医药、环境保护、纳米功能材料等领域得到了广泛的研究和应用。本文从介孔材料作为吸附剂和催化剂两个方面综述了其在水处理中的应用，并对应用中存在的问题和前景作了分析。     

Decoupling the adsorption mechanisms of arsenate at molecular level on modified cube-shaped sponge loaded superparamagnetic iron oxide nanoparticles

In this study, a commercial cube-shaped open-celled cellulose sponge adsorbent was modified by in-situ co-precipitation of superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPION) and used to remove As(V) from aqueous solutions. Fe K-edge X-ray absorption spectroscopy (XAS) and TEM identified maghemite as the main iron phase of the SPION nanoparticles with an average size 13 nm. Batch adsorption experiments at 800 mg/L showed a 63% increase of adsorption capacity when loading 2.6 wt.% mass fraction of SPION in the cube-sponge. Experimental determination of the adsorption thermodynamic parameters indicated that the As(V) adsorption on the composite material is a spontaneous and exothermic process. As K-edge XAS results confirmed that the adsorption enhancement on the composite can be attributed to the nanoparticles loaded. In addition, adsorbed As(V) did not get reduced to more toxic As(III) and formed a binuclear corner-sharing complex with SPION. The advantageous cube-shape of the sponge-loaded SPION composite together with its high affinity and good adsorption capacity for As(V), good regeneration capability and the enhanced-diffusion attributed to its open-celled structure make this adsorbent a good candidate for industrial applications.     

高分子改性黄原胶/羟基磷灰石复合水凝胶的制备及其吸附金属离子性能

以黄原胶为接枝骨架,丙烯酸为单体,羟基磷灰石为无机组分,通过氧化还原聚合反应,制备了高分子改性黄原胶/羟基磷灰石复合水凝胶(XG-g-PAA/HAP).红外光谱和扫描电镜表征发现,在低温条件下(50℃)成功制备了XG-g-PAA/HAP.将XG-g-PAA/HAP用作水体重金属离子吸附剂,结果表明:当pH1时,XG-g-PAA/HAP吸附容量较小,随着pH增大,吸附容量快速增大,当pH4时,吸附容量达到平衡;90%以上的金属离子在30 min内可被清除.当[Cu~(2+)]=300 mg·L~(-1)和[Pb~(2+)]=600 mg·L~(-1)时,XG-g-PAA/HAP吸附容量达到最大值.重复吸附-脱吸附5次后,吸附容量仍可保持初始的80%,所制备的XG-g-PAA/HAP有望成为一种有效的水体重金属离子吸附剂.     

壳聚糖/聚乙二醇/丙烯酸吸附剂对Cu2+、Co2+和Ni2+的吸附选择性和重复利用性

采用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FT-IR)对辉光放电电解等离子体(GDEP)技术引发制备的壳聚糖/聚乙二醇/丙烯酸(CS/PEG/AA)聚合物吸附剂的形貌和结构进行了表征.研究了该吸附剂对Cu~(2+)、Co~(2+)和Ni~(2+)的吸附选择性、重复利用性和解吸动力学行为,同时结合X射线光电子能谱(XPS)探讨了可能的吸附机理.结果表明,CS、PEG和AA发生接枝共聚形成聚合物,其表面呈现疏松、多孔的三维网络结构;吸附最佳pH为4.8;在含有Cu~(2+)、Co~(2+)和Ni~(2+)的混合溶液中,CS/PEG/AA对Cu~(2+)有较好的吸附选择性;在EDTA-4Na洗脱液中CS/PEG/AA具有优异的再生和重复利用性,解吸动力学符合解吸准二级模型;Cu~(2+)在CS/PEG/AA上的吸附是由离子交换、配位螯合等共同作用的复杂的物理化学过程.     

高效磷吸附剂Mg/Al-LDO的制备及除磷机制

针对污水中磷的去除问题,采用优化后的恒定pH值共沉淀法制备了Mg/Al-layered double hydroxides(Mg/Al-LDHs),经高温焙烧得到高效磷吸附剂Mg/Al-layered double oxide(Mg/Al-LDO);在对其吸附特性研究的基础上,并结合Zeta电位、XRD、FTIR分析吸附前后材料等电点、晶体结构及层间阴离子的变化,探讨Mg/Al-LDO吸附除磷机制.结果表明,采用优化后的共沉淀法,在Mg/Al比为2∶1,焙烧温度450℃,焙烧时间2 h条件下制备出的Mg/Al-LDO对磷酸根吸附性最好,最大吸附容量可达到176.94 mg·g-1,与理论吸附容量191.57 mg·g-1基本一致,远高出Mg/Al-LDHs及其它磷吸附剂.实验数据对准二级反应动力学模型的拟合结果较好,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型.结合Zeta电位、XRD、FTIR的结果推测,Mg/AlLDO吸附除磷主要是通过静电引力、阴离子插层、离子交换、表面配位这4种作用协同完成.     

From illite/smectite clay to mesoporous silicate adsorbent for efficient removal of chlortetracycline from water

A series of mesoporous silicate adsorbents with superior adsorption performance for hazardous chlortetracycline(CTC) were sucessfully prepared via a facile one-pot hydrothermal reaction using low-cost illite/smectite(IS) clay,sodium silicate and magnesium sulfate as the starting materials.In this process,IS clay was "teared up" and then "rebuilt" as new porous silicate adsorbent with high specific surface area of 363.52 m~2/g(about 8.7 folds higher than that of IS clay) and very negative Zeta potential(- 34.5 mV).The inert Si- O- Si(Mg,Al) bonds in crystal framework of IS were broken to form Si(Al)- O~- groups with good adsorption activity,which greatly increased the adsorption sites served for holding much CTC molecules.Systematic evaluation on adsorption properties reveals the optimal silicate adsorbent can adsorb 408.81 mg/g of CTC(only 159.7 mg/g for raw IS clay) and remove 99.3%(only 46.5%for raw IS clay) of CTC from 100 mg/L initial solution(pH 3.51;adsorption temperature 30℃;adsorbent dosage,3 g/L).The adsorption behaviors of CTC onto the adsorbent follows the Langmuir isotherm model,Temkin equation and pseudo second-order kinetic model.The mesopore adsorption,electrostatic attraction and chemical association mainly contribute to the enhanced adsorption properties.As a whole,the high-efficient silicate adsorbent could be candidates to remove CTC from the wastewater with high amounts of CTC.