氧化石墨烯对亚甲基蓝和铜离子的共吸附行为研究

氧化石墨烯(GO)具有高比表面积和丰富的含氧官能团,表面存在着大量的吸附点位,被认为是去除水体污染物的高效吸附剂,而其在有机物-重金属复合污染环境中的吸附行为却鲜有报道.因此,本文采用改良Hummers法制备出GO,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)和X射线衍射(XRD)等物理表征方法对GO的形貌结构和表面官能团进行了表征.随后,侧重研究了GO对有机物及重金属污染物的单独和共吸附行为,选取亚甲基蓝(MB)与Cu(Ⅱ)作为复合污染水体的特征污染物,探讨了不同浓度Cu(Ⅱ)对MB及不同浓度MB对Cu(Ⅱ)的吸附性能的影响.结果表明,不同类型的污染物单独存在时,GO对MB和Cu(Ⅱ)的吸附量分别为29.13和424.16mg·g-1;而当上述两种污染物共存时,GO对MB和Cu(Ⅱ)的吸附性能均明显下降,这说明MB与Cu(Ⅱ)在GO表面的吸附点位存在着竞争吸附关系,并且MB对Cu(Ⅱ)吸附的抑制作用明显高于Cu(Ⅱ)对MB吸附的影响.     

桉树叶提取液还原石墨烯电极提高微生物燃料电池产电性能的研究

将桉树叶提取液绿色还原氧化石墨烯(G-rGO)电极和微生物还原氧化石墨烯(B-rGO)电极依次作为微生物燃料电池(MFC)阳极,采用红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对所制备的电极进行表征,并采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)对比2种电极的电化学性能.结果发现,G-rGO阳极的内阻为243.87Ω,应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为18.77 W·m~(-3)和760 mV,对照组B-rGO电极的内阻为299.11Ω,将其应用于MFC时最大功率密度和最大输出电压分别为13.16 W·m~(-3)和635 mV,对照组未修饰阳极的内阻为375.21Ω,最大功率密度和最大输出电压分别为8.97 W·m~(-3)和480 mV.研究表明,G-rGO电极电阻更小,导电性能更优越.     

几种印染助剂对壳聚糖稳定纳米铁去除酸性品红的影响

以氯化铁为铁源，硼氢化钠为还原剂，壳聚糖为稳定剂，采用液相还原法制备壳聚糖稳定纳米铁（CS-nZⅥ）；研究了印染废水中常见助剂NaNO₃、Na₂SO₄、NaH₂PO₄、K₂Cr₂O₇、EDTA二钠盐存在下，超声波辅助CS-nZⅥ对酸性品红（AF）降解的影响。结果表明，反应15 min，0.01 g CS-nZⅥ对25 mL、100 mg/L AF的去除率高达99.9%；各种助剂的存在使得纳米铁表面不同程度失活，阻碍反应的进行，使得AF的去除率下降。NaNO₃、K₂Cr₂O₇、EDTA二钠盐与纳米铁发生反应，与AF存在明显的竞争作用。重复利用实验表明，CS-nZⅥ重复利用7次仍具有一定的反应活性。此外，CS-nZⅥ对加标（50 mg/L）实际废水中AF的去除率达到99%以上，表明CS-nZⅥ是一种潜在的环境修复材料。     

有机膨润土对溶液中阿莫西林的吸附性能研究

应用膨润土吸附阿莫西林,探讨了4种吸附剂的吸附效果,并以改性十六烷基三甲基铵盐(DK1)为试验材料,研究了吸附时间、溶液pH值、投加量、初始质量浓度和温度等因素对有机膨润土吸附溶液中阿莫西林效果的影响。结果表明,在自然pH值条件下,DK1的吸附剂效果最佳,且吸附在15min内快速达到平衡。吸附过程符合伪二级动力学方程,同时符合Freundlich、Langmuir和Temkin型等温吸附方程,是个吸热的过程,Langmuir理论最大吸附容量在30℃时可达27.86mg/g。对等温方程的研究表明,DK1对阿莫西林的吸附呈单分子层形式,吸附性能良好,易于进行。     

沸石处理亚甲蓝的动态实验研究

研究了沸石对亚甲蓝的动态吸附,探讨了流速、亚甲基蓝初始浓度、沸石用量以及溶液中离子浓度的干扰等因素对吸附的影响。结果发现,在层析柱规格为2.6 cm×20 cm、蠕动泵转速为7.0 mL/min、沸石用量20 g、填料高度为7 cm、亚甲蓝质量浓度为100 mg/L的实验条件下,沸石对亚甲蓝的动态吸附效果最好。此时,亚甲蓝溶液的穿透时间为13 h,穿透吸附量达27.3 mg/g,沸石的饱和时间30 h,饱和吸附量达42.12 mg/g。     

响应面法优化纳米铁活化过二硫酸盐降解17β-雌二醇

17β-雌二醇(E2)作为典型的内分泌干扰物(EDCs)普遍存在于废水和地表水中，可引起潜在水环境风险。利用绿色合成纳米铁(Fe NPs)活化过二硫酸盐(PDS)去除E2，并采用响应面优化法探究最佳的实验条件。实验结果表明：响应面二次多项式模型显著，失拟项不显著，模型合理且拟合性较好。当E2初始浓度3 mg·L^-1时，Fe NPs投加量0.09 g·L^-1、氧化剂PDS浓度6 mmol·L^-1、体系pH为3、反应温度30℃的条件下E2去除率达到99.3%；电子顺磁共振(EPR)技术和淬灭实验表明SO₄^·-和^·OH是体系中主要的自由基；Fe NPs循环使用4次时体系对E2的降解效率仍达到90.0%，表明绿色合成Fe NPs是一种有效的类芬顿催化剂。     

纳米有机膨润土对苯酚的吸附性能研究

通过对天然膨润土改性,制备纳米有机膨润土并用于吸附苯酚,探讨了吸附时间、溶液pH、纳米有机膨润土投加量等因素对苯酚吸附的影响。结果表明,吸附在5 min内快速达到平衡,溶液pH可以影响苯酚在溶液中的状态,是影响苯酚吸附性能的重要因素。纳米有机膨润土吸附苯酚的过程可用伪二级反应动力学方程来描述,伪二级吸附速率常数为1.3 g/(mg.min)。吸附等温线符合Langmuir等温方程,在25℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到536.32 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是自发的、放热的物理吸附过程。     

超声波辅助壳聚糖/零价纳米铁降解酸性品红

用液相还原法制备的壳聚糖/零价纳米铁处理废水中染料——酸性品红,并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)和紫外可见光谱(UV-vis)等不同表征手段对颗粒物进行晶体结构、形貌与尺寸表征分析.结果发现,壳聚糖可与纳米铁形成稳定的包裹体,从而降低了纳米铁的团聚性并提高了纳米铁的反应性能及抗氧化性.在超声波辅助下,发现壳聚糖稳定纳米铁粒子对酸性品红有降解作用,置于空气中65 d后壳聚糖稳定纳米铁仍具有反应活性.在25℃、壳聚糖稳定纳米铁投加量0.4 g·L-1、溶液pH =4.96、酸性品红初始浓度100 mg·L-1的条件下,反应20 min内对酸性品红的脱色率超过99％,其降解过程符合表观一级反应动力学规律,反应的活化能为55.34kJ·mol-1,说明降解过程是化学控制过程.     

海藻酸钙包覆纳米Ni/Fe颗粒用于同时去除水中铜离子和氯苯

基于纳米铁系材料易团聚、使用寿命短等缺点,本文利用"绿色"、可降解的海藻酸钙包覆Ni/Fe纳米颗粒(CA-Ni/Fe NPs)同时去除水溶液复合污染物铜离子和氯苯.结果发现,降解120 min后,CA-Ni/Fe NPs对混合液中初始浓度为50 mg·L-1铜离子的去除率为85.9%,而对于50 mg·L-1氯苯的去除率则为95.7%.这说明由于纳米Ni/Fe催化剂的高反应活性,CA-Ni/Fe NPs可以用于同时去除复合污染物.实验同时发现,铜离子和氯苯的去除率均随着体系温度、投加量、pH值的升高而增大.动力学和热力学实验研究表明,铜离子和氯苯的同步去除符合伪一级动力学,并且是化学吸附占主导的反应,提出了CA-Ni/Fe NPs对氯苯脱氯降解和还原铜离子的机理.将CA-Ni/Fe NPs用于处理废水,经过3次使用之后同时去除水溶液中铜离子和氯苯的效率分别维持在83.8%和91.7%.     

用稻米壳吸附去除废水中的铜离子和铅离子

稻壳是一种廉价的生物质吸附剂,用于从废水中去除铜、铅离子。研究了吸附时间、pH值、加入量与粒径、金属离子初始浓度等因素对吸附去除水中铜、铅离子的影响。实验结果表明：在最佳吸附条件下,稻壳对初始浓度为4mg/L铜离子、10m班铅离子的吸附量分别为0．62和2．09mg／g,去除率分别为63％和83％。同时,Cu^2＋和Pb^2＋在天然稻壳上吸附的热力学行为与Langmuir吸附等温式吻;动力学数据研究表明,吸附满足;隹二级动力学模型。稻壳将是去除废水中Cu^＋和Pb^2＋有潜质的材料。