黄原胶辐射接枝共聚物对Cd^2＋的吸附研究

利用^60Co-γ为辐射源,在氮气保护下对黄原胶（XG）和丙烯酰胺（AM）进行共辐射,制备黄原胶/丙烯酰胺接枝共聚物（XG-g-AM）。研究了XG-g-AM对Cd^2＋的吸附行为,利用红外光谱（IR）、热重分析（TGA）、X射线衍射仪（XRD）对接枝共聚物及吸附产物进行表征。结果表明：XG-g-AM对Cd^2＋离子吸附等温线符合Freund lich等温方程,吸附Cd^2＋使XG-g-AM结晶结构被进一步破坏,结晶度下降。25℃下,Cd^2＋浓度20 mmol/L时,吸附时间100 m in,平衡吸附量为0.835mmol/g。     

高分子絮凝剂SSXA的合成工艺及其在含Cu2+ 废水处理中的应用

以淀粉(ST)、丙烯酰胺(AM)、NaOH、CS2为原料,以硝酸铈铵(CAN)为引发剂合成一种新型的高分子絮凝剂--可溶性淀粉基黄原酸酯-聚丙烯酰胺接枝共聚物(SSXA).以SSXA去除Cu2+性能为依据确定最佳合成条件.结果表明,AM:ST=4:1(摩尔比),ST:NaOH:CS2=2:4:3(摩尔比),黄原酸酯化反...     

胺基树脂的合成及对水中重金属离子的吸附特征

研究了使用氯甲基化聚苯乙烯交联微球为前驱体与二乙烯三胺经回流反应合成胺基树脂及其对水中Cd2+和Ni2+的吸附特征。结果表明,胺基官能团成功地嫁接到树脂表面,胺基含量为5.6 mmol/g。胺基树脂对Cd2+和Ni2+的吸附等温线表明,温度的升高有利于吸附,且吸附等温线都符合Langmuir模型。pH值对吸附的影响较大,最佳吸附pH值范围为4~6。2种金属离子在胺基树脂上的吸附都符合准二级动力学方程。     

以芦苇灰为硅源制备三胺改性SBA-15及其对溶液中Cd2+的吸附

为探究以芦苇灰为硅源制备有序多孔SBA-15的潜力,并弄清所获得的SBA-15对溶液中Cd2+离子的吸附性能。采用水热-后期接枝的合成方法,制备出三胺基改性SBA-15吸附剂(3N-SBA-15),通过批实验的方法讨论了吸附时间、体系pH、温度和离子强度等因素对水溶液中Cd2+吸附的影响及其再生研究,最后对Cd2+吸附机制进行了探讨。结果表明,合成的材料均具有高度规则的多孔特征,其对Cd2+的吸附受体系pH控制;胺基改性可以显著增强SBA-15对Cd2+的吸附能力。3N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附过程可用Langmuir模型描述,298 K时Cd2+的最大吸附量可达1.07 mmol/g,升温有利于吸附进行。0.01 mol/L EDTA和0.1 mol/L HCl溶液是3N-SBA-15较为合适的再生剂;3N-SBA-15对Cd2+的吸附机制可能为包含物理吸附、离子交换和络合反应等过程的复杂吸附过程。研究表明,3N-SBA-15是一种对水体Cd2+具有良好吸附能力的吸附材料,芦苇灰是制备SBA-15的一种潜在硅源。     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/膨润土/腐植酸钠三维网络凝胶吸附剂对Cd2+吸附性能研究

制备了一种聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/膨润土/腐植酸钠三维网络凝胶吸附剂,重点考察了吸附剂对Cd2+吸附的pH依赖性、吸附动力学和吸附等温线.结果表明,Cd2+溶液pH值对吸附容量有较大影响.在pH=8、吸附时间30 min、Cd2+溶液初始浓度0.02 mol/L和吸附剂用量0.10 g的条件下,吸附剂对Cd2+的饱和吸附量可达294.7 mg/g.与膨润土相比,三维网络凝胶吸附剂具有更高的吸附容量和更快的吸附速率.     

麦秆黄原酸酯对水中Cu(II)的吸附

采用农业废弃物麦秆为原料制备黄原酸酯,通过傅立叶变换红外光谱FT-IR、扫描电子显微镜SEM等技术对麦秆黄原酸酯物理化学性质进行表征,并对水中Cu2+进行吸附特性研究,考察了不同条件对Cu2+吸附效果的影响,并将其应用于跌水式吸附法对含重金属沼液进行处理,为麦秆黄原酸酯应用于实际污水处理提供理论参考。结果表明,麦秆黄原酸酯对Cu2+的吸附行为符合伪二级动力学吸附模型与Langmuir等温吸附方程,298 K时,Cu2+的饱和吸附量为28.33 mg/g,溶出率为4.97%,对Cu2+的固持能力较强;黄原酸酯跌水吸附法对于含量为50 mg/L以下的Cu2+废水去除率达到80%以上,对实际沼液中Pb、Zn、Cd、Cu的去除率为44.42%~90.16%,去除顺序为Cd>Pb>Cu>Zn。     

7种改性硅藻土对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附性能对比

首次系统地研究了硅藻土经热活化、锰氧化物、Mg(OH)2改性、聚丙烯酰胺、氨丙基三乙氧基硅烷、微乳液和Cu2等7种方法改性后,在不同pH下对Cd2+、pb2+、Cu2+的吸附效果及其主要机理.在实验条件下,重金属吸附效果最佳的是锰氧化物和Mg(OH)2改性硅藻土.对于pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附,前者的最大吸附量分别为98、84和78 mg/g,后者是79、76和91 mg/g.SEM、BET、XRD、FTIR结果显示,这2种改性硅藻土的比表面积大大增加,且拥有更多能提高其吸附性能的Si-O-H基团.Mg(OH)2改性硅藻土对Cd2+吸附等温线研究表明,其符合Langmuir等温吸附模型.提供的改性方法和实验结果,为硅藻土处理水体重金属污染提供了新的技术手段和理论依据.     

一株产絮酵母菌废菌体对Cd2+的吸附特性

将一株产絮酵母菌(编号B-02号)发酵后的废菌体制成生物吸附剂,研究该生物吸附剂对废水中Cd2+的生物吸附特性。结果表明:(1)pH值对Cd2+会产生较大的影响,偏酸性(pH=4～6)条件利于吸附;该吸附剂对Cd2+吸附速率较快,8～10 min就可达到吸附平衡;(2)吸附剂的吸附动力学符合二级动力学模型,吸附Cd2+的实验数据对Langmuir等温式的拟合情况良好,吸附剂吸附Cd2+的最大吸附量为70.752 mg/g。用0.5 mol/L HNO3对吸附Cd2+的酵母菌进行解吸,解吸率可达89.7%。     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

草炭对Cd~(2+)的吸附及其用于Cd污染土壤修复的实验研究

通过室内模拟实验研究了草炭对Cd2+的典型吸附特征,以及添加草炭对Cd污染土壤中其浸出毒性和存在形态的影响。结果表明,溶液pH为3~6时,草炭对Cd2+的吸附量随着pH升高而增加,pH为6~8时草炭对Cd2+的吸附量趋于平稳;当溶液体系Cd2+初始质量浓度不超过800mg/L时,草炭对Cd2+的吸附未达到平衡,其吸附率随Cd2+初始浓度的增大而由98.60%降低至88.53%;草炭对Cd2+的等温吸附行为可用Langmuir、Freundlich方程拟合,r均达到极显著水平;添加草炭能降低轻污染(总Cd为3.0mg/kg)土样中Cd2+浸出量,Cd2+钝化率随草炭添加量增加而增加;相对较低(1%~2%,质量分数,下同)的草炭添加量对重污染(总Cd为6.0mg/kg)土样中的Cd2+表现出活化效果,导致Cd2+浸出量增加;但较高(4%)的草炭添加量下,重污染土样中Cd2+的钝化率要明显大于轻污染土样;添加草炭能影响土样中Cd的存在形态。在2种污染程度的土样中添加草炭后,有效态、无机结合态和残留态Cd所占比例均降低,而有机结合态Cd所占比例均增加。     

蛭石在非缓冲与缓冲体系中的Zn~(2+)、Cd~(2+)吸附行为研究

探讨了蛭石分别在非缓冲体系与缓冲体系中的Zn2+、Cd2+吸附行为,比较了2个体系中Zn2+、Cd2+的平衡吸附量(qe),qe与平衡液相离子浓度(ce)、qe与ce和吸附剂浓度(W0)之比(ce/W0)的对应关系。结果表明,在非缓冲体系与缓冲体系中,在3个W0水平上,Zn2+、Cd2+都具有其独立的qe—ce等温吸附曲线,而qe与ce/W0具有良好的相关性,在3个W0水平上的qe—ce/W0等温吸附曲线基本拟合在一起,即在qe—ce/W0等温吸附曲线中均基本消除了吸附剂浓度效应;加入缓冲溶液的传统方法并不能消除W0对离子吸附效果的影响;缓冲体系中,大量的其他阳离子参与Zn2+、Cd2+的竞争吸附,从而使得Zn2+、Cd2+的qe相对降低;缓冲体系的qe—ce、qe—ce/W0等温吸附曲线与非缓冲体系相比,线性形式更为明显,缓冲体系的qe—ce/W0等温吸附曲线中,qe与ce/W0的对应关系没有非缓冲体系中的好。     

叉鞭金藻对微量锌、镉的吸附效应研究

研究了叉鞭金藻对微量Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附及其机理。结果表明,叉鞭金藻对Zn^2 ,Cd^2 的生物吸附主要经历了快速的吸附和缓慢的吸附两个步骤。pH为6～7时,叉鞭金藻对Zn^2 ,Cd^2 有较好的吸附作用,且死体藻细胞比活体藻细胞能富集更多的Zn^2 ,Cd^2 。吸附符合Freundlich等温吸附模型。     

壳聚糖联合碱改性粉煤灰对重金属离子的吸附特性

采用浸渍法将壳聚糖负载在经NaOH改性的粉煤灰上,制备了联合改性的粉煤灰。随粉煤灰上壳聚糖负载量的增加,粉煤灰对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附率均提高。当负载壳聚糖的质量分数为8%,吸附温度为30℃,吸附时间为120 min时,粉煤灰对Pb²⁺的吸附率最高（为98.9%）,对Cd²⁺的吸附率也最高（为91.5%）。其吸附行为符合Freundlich等温吸附模型,但表现为2个线性区。粉煤灰负载壳聚糖的改性机理是粉煤灰与带正电荷的壳聚糖的化学键合作用。     

3种草本植物对Pb-Cd污染水体的修复研究

采用水培实验方法,研究3种水生草本植物对Pb-Cd污染水体的生长反应及对重金属离子的修复效果。结果表明,在去除率实验中3种植物对Pb2+-Cd2+的去除率均有提高,对Pb2+的去除率分别为浮萍47.88%,水蕹菜63.89%,凤眼莲77.27%,Cd2+的去除率分别为浮萍48.32%,水蕹菜58.96%,凤眼莲76.87%。植物各器官对Pb2+-Cd2+的富集规律为:Pb2+Cd2+,根茎叶,凤眼莲水蕹菜浮萍。     

针铁矿对Pb~(2+)的吸附特征及影响因素研究

通过恒温振荡平衡法研究了Pb~(2+)在针铁矿上的等温吸附和吸附动力学特征,探讨了吸附的影响因素.结果表明:(1)随Pb~(2+)平衡浓度和pH的增大,针铁矿对Pb~(2+)的吸附量逐渐增大.(2)针铁矿对Pb~(2+)的等温吸附可用Freundlich和Langmuir方程较好地拟合.(3)在相同温度和pH下,随离子强度的提高,针铁矿对Pb~(2+)的吸附量增大.(4)在相同离子强度和pH下,针铁矿对Pb~(2+)的吸附量总体随温度升高而增大.针铁矿对Pb~(2+)的吸附是自发进行的吸热反应.(5)针铁矿吸附Pb~(2+)的过程可分为初始的快吸附和随后的慢吸附2个阶段.pH影响吸附反应快慢,随pH增大吸附速率增大;随着pH的增大,达到平衡吸附的时间缩短.吸附动力学方程用Elovich方程拟合最佳.     

水体中常见无机阳离子对TiO_2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响

选择了6种水体中常见的阳离子(Na+、Mg2+、Ca2+、Al3+、Cu2+、Ni2+),分别考查了其对TiO2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的影响;从光吸收、无机离子本身的性质对光生电子的捕获及传递等讨论了上述离子影响TiO2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的反应速率的原因。结果表明:由于其不能捕获光生电子,Na+、Mg2+、Ca2+本身对TiO2薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的反应速率影响不大;Al3+吸引电子能力较强,成为光生电子和Cr(Ⅵ)之间的桥梁,促进了Cr(Ⅵ)的还原;浓度为1 mmmol/L时,Cu2+显著地促进了Cr(Ⅵ)的光催化还原,其主要原因是Cu2+捕获光生电子的能力很强,起到了催化剂的作用,而浓度大于10 mmol/L时,Cu2+形成单质Cu以及对紫外光的吸收都使促进作用降低;Ni2+未充满的d轨道具有获得并传递光生电子的能力,也促进了Cr(Ⅵ)的还原;在浓度同为1mmol/L时,对Cr(Ⅵ)光催化还原的促进作用依次为:Cu2+Al3+Ni2+Na+、Ca2+、Mg2+。     

固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制及热力学研究

以聚乙烯醇和海藻酸钠作为载体,制备了固定化啤酒酵母菌颗粒。研究了固定化啤酒酵母菌对锶的吸附机制和吸附热力学。结果表明:(1)吸附Sr2+后的固定化啤酒酵母菌的内部结构更松散,更有利于固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附。(2)固定化啤酒酵母菌吸附Sr2+后,部分-OH参与了吸附,使形成的氢键部分断开,振动峰发生蓝移。另外,由于-NH2和-CO-NH-中的N原子可提供孤对电子与有空轨道的Sr2+配位,从而改变了基团的极性。(3)当Sr2+初始质量浓度为10～200mg/L时,固定化啤酒酵母菌对Sr2+的吸附同时符合Freundlich和Langmuir吸附模型,但符合Langmuir吸附模型的程度更优,这说明固定化啤酒酵母菌与Sr2+之间主要通过分子间引力产生吸附,是以单分子层吸附为主的物理吸附。     

Adsorption and redox reactions of heavy metals on synthesized Mn oxide minerals

Several Mn oxide minerals commonly occurring in soils were synthesized by modified or optimized methods. The morphologies, structures, compositions and surface properties of the synthesized Mn oxide minerals were characterized. Adsorption and redox reactions of heavy metals on these minerals in relation to the mineral structures and surface properties were also investigated. The synthesized birnessite, todorokite, cryptomelane, and hausmannite were single-phased minerals and had the typical morphologies from analyses of XRD and TEM/ED. The PZCs of the synthesized birnessite, todorokite and cryptomelane were 1.75, 3.50 and 2.10, respectively. The magnitude order of their surface variable negative charge was: birnessite> or =cryptomelane>todorokite. The hausmannite had a much higher PZC than others with the least surface variable negative charge. Birnessite exhibited the largest adsorption capacity on heavy metals Pb(2+), Cu(2+), Co(2+), Cd(2+) and Zn(2+), while hausmannite the smallest one. Birnessite, cryptomelane and todorokite showed the greatest adsorption capacity on Pb(2+) among the tested heavy metals. Hydration tendency (pK(1)) of the heavy metals and the surface variable charge of the Mn minerals had significant impacts on the adsorption. The ability in Cr(III) oxidation and concomitant release of Mn(2+) varied greatly depending on the structure, composition, surface properties and crystallinity of the minerals. The maximum amounts of Cr(III) oxidized by the Mn oxide minerals in order were (mmol/kg): birnessite (1330.0)>cryptomelane (422.6)>todorokite (59.7)>hausmannite (36.6).