Mg/Al水滑石对水中痕量邻苯二甲酸酯的吸附动力学和热力学

研究了Mg／A1水滑石对水中痕量邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二（2一乙基己基）酯（DEHP）和邻苯二甲酸二辛酯（DnOP）的吸附动力学和热力学特性。结果表明,在所研究的浓度范围内,3种邻苯二甲酸酯的吸附动力学曲线均符合准二级速率方程,DMP、DEHP和DnOP分别在600、200和200min基本达到吸附平衡;3种邻苯二甲酸酯的吸附等温线基本符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程;在283～308K范围,pH=6．36,3种邻苯二甲酸酯初始浓度均为50μg／L时,吸附过程△H为负值且绝对值为5～12kJ／mol,表明吸附为放热过程,以表面物理吸附为主,邻苯二甲酸酯在Mg／Al水滑石上的吸附是色散力、诱导力、取向力和氢键力等多种作用力协同作用的结果。     

Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子

通过共沉淀法制备了Mg/AUFe型类水滑石(MgAlFe-HTLCs)并在500℃下焙烧得焙烧产物(HTLCs-500),利用HTLCs-500吸附去除水中的硫酸根离子,并用X射线衍射对MgAlFe-HTLCs及HTLCs-500吸附硫酸根离子前后的结构进行了表征,研究了环境中其他因素对HTLCs-500吸附硫酸根离子的影响.结果表明,实验数据对准二级动力学模型的拟合结果最好;吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,通过实验得到HTLCs-500对硫酸根离子的最大吸附量为157.73 mg/g,和Langmuir等温线得到的理论最大吸附量161.29 mg/g相差不大,对硫酸根离子具有良好的吸附性能;硫酸根溶液的初始pH值对HTLCs-500吸附硫酸根离子的性能影响不大,最佳pH值为3;X射线衍射结果表明,HTLCs-500吸附去除硫酸根离子的机理之一为HTLCs-500通过吸附硫酸根离子来恢复层状结构.     

磁性水滑石/生物炭复合材料的制备及其对水溶液中磷的吸附性能

以芦苇秸秆生物炭为基体,制备了磁性水滑石/生物炭复合材料(Fe3O4-Mg/Al-LDH/BC)。考察不同pH、Fe3O4-Mg/Al-LDH/BC投加量、初始磷浓度、吸附时间以及反应温度对Fe3O4-Mg/Al-LDH/BC吸附磷的影响。结果表明:Fe3O4-Mg/AlLDH/BC对磷的吸附符合准二级动力学模型和Freundlich模型,吸附过程是自发的吸热反应。在最佳的实验条件下(Fe3O4-Mg/Al-LDH/BC投加量为5.0g/L,磷初始质量浓度为20 mg/L,pH为6.0,温度为30℃,吸附时间为120 min),Fe3O4-Mg/AlLDH/BC对磷的去除率可达99.24%,该材料是一种新型高效的磷吸附材料。     

聚合氯化铝污泥对磷的吸附动力学及热力学

聚合氯化铝污泥（polyaluminium chloride sludge,PACS）是指以聚合氯化铝（PAC）为混凝剂的城镇给水厂在生产过程中所产生的污泥。采用批量吸附实验考察了PACS对磷的吸附动力学及热力学行为。结果表明,吸附反应发生1 h后,PACS对磷的吸附量达到平衡吸附量的75%～90%,随后PACS对磷的...     

铁基膨润土对水中磷酸根的吸附热力学及动力学研究

采用铁盐改性制得铁基膨润土,研究了其对水中磷酸根的吸附性能及影响因素,结果表明,通过对膨润土的改性提高了磷的去除率,含磷废水初始pH值的大小对磷的去除率影响不大,初始浓度越低越有利于磷的去除。磷的去除率随改性膨润土的投加量增大而提高,随温度升高而增大。进一步研究表明,改性膨润土对磷的吸附是吸热反应,其吸附等温线可采用Langmuir等温吸附方程拟合;改性膨润土对磷的吸附是快速吸附,在20 min内,磷去除率达70%以上,符合准二级吸附动力学模型。     

改性长石对磷的吸附热力学和动力学研究

在500℃下对甘肃长石进行2 h煅烧,得到改性长石。通过批平衡实验,研究了改性长石对磷的吸附热力学和动力学性能。结果表明：改性长石对磷的吸附等温线符合Freundlich方程,且温度越高,吸附量越大。同时,在60 min内即可对10 mg/L磷溶液达到吸附平衡,改性长石对磷的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,主要是以化学吸附为主。     

有机海泡石吸附水中刚果红的动力学和热力学研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂制备有机海泡石,研究有机海泡石对水相中刚果红的吸附行为,并从热力学和动力学方面探讨了其吸附机制.X射线衍射、傅里叶红外光谱分析结果表明,CTAB对海泡石有良好的修饰作用.吸附实验结果表明,刚果红在有机海泡石上的吸附符合Langumir模型,吸附焓变和熵变分别为8.25 kJ/mol、40.70 J/(mol·K),表现为自发的物理吸附,且吸附过程遵循准二级动力学方程,吸附活化能为7.7 kJ/mol.     

焙烧态锂铝水滑石对水中氟离子吸附性能研究

采用尿素水热法合成了不同摩尔比的锂铝水滑石(Li/Al LDHs),经480℃煅烧后制备出焙烧态锂铝水滑石(Li/AlLDOs)。研究了Li/Al LDOs对水中氟离子的吸附性能,分别考察了吸附时间、吸附温度和pH等因素对吸附效果的影响,并对吸附机制进行了探讨。结果表明,Li/Al LDOs吸附水中氟离子的行为符合准二级动力学方程,吸附等温数据符合Freundlich吸附等温方程,pH对吸附效果影响较大。X射线衍射分析表明,水滑石样品经历了物相转变及重构过程,Li/Al LDOs可有效去除水体中的氟离子。     

Mg/Al/Fe复合氧化物吸附去除水体中氟化物的研究

采用水热法合成了不同铁掺杂量的Mg/Al/Fe型类水滑石(MAF),根据X射线衍射(XRD)的测定结果,铁存在一个最佳投加量,铁的掺杂量过大则会导致水滑石的层状结构被破坏。通过扫描电镜(SEM)和比表面分析仪(BET)研究了MAF焙烧后的复合金属氧化物(CMAF)的结构和性能,并考察了CMAF对水中氟离子的吸附性能。与CMA相比(铁掺杂量为零),CMAF对氟离子的吸附去除效率明显提高(最大吸附容量75.2 mg/g),整个吸附过程可以用Langmuir吸附等温线更好地描述。通过XRD测定和晶格参数计算,CMAF的结构由吸附前的复合氧化物恢复到层状水滑石结构,表明氟离子在水滑石重构过程中作为层间阴离子进入到水滑石内部,从而达到较高的除氟效率。     

石英砂负载氧化铁吸附除磷的热动力学研究

通过吸附动力学实验及等温吸附实验,考察了在10～40℃的温度条件下石英砂负载氧化铁(IOCS)吸附磷的热动力学性质.结果表明:准二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述IOCS对磷的吸附动力学及吸附等温线实验结果(R2≥0.98);吸附速率及吸附容量随温度的增加而增加.吸附速率k从0.0095增加到0.0173,吸附容量从0.06 mg/g增加到0.08 mg/g.根据标准吉布斯自由能变(△G0＜0)和标准反应焓变(△H0＞0)值判断,IOCS对磷的吸附是自发的、吸热的化学吸附反应.     

碳酸根型镁铝水滑石对铬酸根和磷酸根离子的吸附性能

为研究水滑石类材料对水体中铬酸根和磷酸根离子的同时吸附去除性能,采用共沉淀法合成碳酸根型镁铝水滑石(Mg-Al-CO3 LDHs),利用傅立叶转换红外光谱、X射线晶体衍射、表面积、X光吸收近边结构等手段对合成材料进行表征,并研究Mg-Al-CO3 LDHs在不同初始浓度、pH、吸附时间、阴离子干扰条件下同时去除铬酸根和磷酸根离子的性能。结果表明,Mg-Al-CO3 LDHs对铬酸根和磷酸根离子最大吸附量分别为0.042 mmol/g和0.146 mmol/g。吸附动力学实验数据的拟合结果以Elovich为最佳。竞争实验表明,溶液中含有少量磷酸根离子即可抑制铬酸根离子的吸附,但铬酸根离子对磷酸根离子的吸附影响不大。X光吸收近边结构结果表明,铬与构造中心的铝产生键结而吸附。     

丢状氢氧化镁铝对偶氮染料酸性黑10B的脱色性能研究

分别用层状氢氧化镁铝（LDH）和焙烧层状氢氧化镁铝（CLDH）作为吸附剂吸附脱除水溶液中偶氮染料酸性黑10B。考察了脱色时间、pH值、吸附剂的投加量、温度、染料初始浓度和焙烧温度等因素对脱色率的影响。结果表明，LDH及CLDH对酸性黑10B染料具有良好的脱除效果，室温下，10g／L LDH和1g／L的CLDH对浓度为100mg／L的染料的脱色率分别达95．93％和99．97％。pH值是影响吸附能力的关键因素，吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用。LDH及CLDH对酸性黑10B吸附结果符合Langmuir吸附等温式。饱和吸附后的LDH及CLDH用高温热解法再生，吸附性能良好，随再生次数增多，脱色率下降。     

层状氢氧化镁铝对偶氮染料酸性黑10B的脱色性能研究

分别用层状氢氧化镁铝(LDH)和焙烧层状氢氧化镁铝(CLDH)作为吸附剂吸附脱除水溶液中偶氮染料酸性黑10B.考察了脱色时间、pH值、吸附剂的投加量、温度、染料初始浓度和焙烧温度等因素对脱色率的影响.结果表明,LDH及CLDH对酸性黑10B染料具有良好的脱除效果,室温下,10g/L LDH和1g/L的CLDH对浓度为100mg/L的染料的脱色率分别达95.93%和99.97%.pH值是影响吸附能力的关键因素,吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用.LDH及CLDH对酸性黑10B吸附结果符合Langmuir吸附等温式.饱和吸附后的LDH及CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降.     

污泥基层状双氧化物/生物炭复合材料的原位制备及吸附机理

针对市政污泥中金属资源化程度低的问题,以富含铝的市政污泥为原料制备得到污泥基镁铝层状双氧化物/生物炭 (MgAl LDO@biochar) 复合材料。结合结构表征,静态吸附和动态吸附实验系统探讨LDO@biochar的吸附性能和吸附机理。结果表明,铝镁摩尔比为1∶2时,所制备LDO@biochar的比表面积和晶粒尺寸最大,其对模式污染物刚果红的吸附容量最高。在吸附过程中LDO通过“记忆效应”重构层状双氢氧化物 (LDH) 结构从而对阴离子产生吸附作用,biochar的共轭碳环和含氧官能团也可以作为污染物结合位点。污染物与吸附剂之间可通过离子交换、π-π共轭、氢键作用和静电吸引等方式结合。与阳离子型染料罗丹明B (11.30 mg·g⁻¹) 和具有单一共轭环结构的磺胺 (20.25 mg·g⁻¹) 相比,阴离子型染料酸性橙II (181.30 mg·g⁻¹) 和具有多共轭环结构的四环素 (39.49 mg·g⁻¹) 的平衡吸附容量更大,而具有多共轭环结构的阴离子型染料刚果红的平衡吸附容量高达477.46 mg·g⁻¹。本研究结果可为综合利用市政污泥制备高附加值环境功能材料提供参考。     

MgAl型层状化合物对六价铬的吸附性能

尿素-水热法制备层状双金属氢氧化物MgAl-LDH,系统考察了焙烧温度、pH值、初始Cr（VI）浓度、吸附时间和吸附温度对样品的吸附性能的影响。并对其吸附热力学、动力学和吸附机理进行研究。采用傅里叶红外光谱（FT-IR）对吸附Cr（VI）前后的MgAl-LDH进行表征。MgAl-LDH的最佳吸附条件为pH=2.5,吸附过程符合Langmuir等温模型,最大吸附容量为105.15 mg·g-1,其对Cr（VI）的吸附为放热过程,并遵守准二级动力学模型,化学吸附为主导。MgAl-LDH对Cr（VI）的吸附主要在酸性条件下进行,吸附机理主要为静电作用和离子交换：在酸性条件下,MgAl-LDH表面带正电荷,并通过静电作用吸附Cr（VI）阴离子,同时MgAl-LDH的层间CO32-和NO3-与溶液中的Cr（VI）阴离子进行离子交换。     

层状氢氧化镁铝对直接冻黄的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的磷酸二氢根型层状氢氧化镁铝,考察了层状氢氧化镁铝及其焙烧产物对直接冻黄染料模拟废水的脱色效果。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3制得的层状氢氧化镁铝对直接冻黄溶液的脱色效果最好;在最佳处理条件下,层状氢氧化镁铝及其焙烧产物的脱色率可分别达到99.68%和99.87%;处理直接冻黄染料模拟废水时在较宽的pH值范围内,二者均具有良好的脱色效果;焙烧态的层状氢氧化镁铝在脱色时用量更少,脱色反应更迅速,脱色性能更好。     

Mg—Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs）,经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3：1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,最佳反应时间分别为60min和30min;在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定,且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为263．77mg／g和875．23mg／g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

磁性Ca/Al水滑石对挥发性脂肪酸的吸附性能

污水脱氮除磷处理过程中使用的液态碳源存在投加量难以控制以及容易影响出水水质、增大处理费用等缺点。针对此现状,采用超声辅助法以超顺磁性铁氧体材料对制备的Ca/Al水滑石进行复合改性合成磁性Ca/Al水滑石,研究以其作为载体对挥发性脂肪酸(VFA)的吸附提取性能,考察了磁性Ca/Al水滑石吸附剂剂量、吸附时间和转速对VFA吸附效果的影响,并通过均匀实验设计,采用响应面法优化吸附提取参数。结果表明：当吸附剂剂量为16 g·L-1,吸附时间为50 min,转速为70 r·min-1时,该材料对VFA的理论最大吸附效率为95.7%。由于材料自身具有磁性特性,经提取后的混合液在外加磁场的作用下,能够实现磁性Ca/Al水滑石的快速回收。同时,将回收再生后的磁性Ca/Al水滑石对VFA的吸附提取性能进行了研究,发现在吸附解吸3次循环后仍然有很好的吸附效果。表明利用该磁性Ca/Al水滑石提取VFA是可行的,为后续将其作为固态可控外加碳源的研究奠定了基础。