秸秆及磁性秸秆吸附剂对废水中亚甲基蓝的去除行为及机理

以水稻秸秆(RS)为对象,通过化学沉淀法负载Fe_3O_4以制备秸秆负铁(RS-Fe)复合材料.同时,采用MBET、SEM、FTIR、XRD、XPS、VSM技术对RS、RS-Fe进行表征,研究了秸秆及复合材料对溶液中亚甲基蓝(MB)的去除效果,考察了固液比、溶液初始pH值对亚甲基蓝吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、仪器表征及官能团封闭实验探究其作用机理.结果表明,吸附剂投加量为4.0 g·L~(-1)较合适;pH在3.0～11.0内,RS对MB去除率均在90%以上,碱性条件下有利于亚甲基蓝的高效去除.RS和RS-Fe对亚甲基蓝的吸附符合拟二级动力学模型.RS对亚甲基蓝的去除符合Langmuir模型,而RS-Fe对亚甲基蓝的去除更适合用Freundlich模型描述.FTIR、XPS和官能团封闭实验分析表明,秸秆表面官能团能在亚甲基蓝吸附过程中发挥重要作用,其中,羧基和氨基更为重要.秸秆对亚甲基蓝的吸附机理包括静电作用、氢键和π-π作用.Fe_3O_4的引入减少了秸秆官能团数量,降低了对亚甲基蓝的吸附量,但能实现快速固液分离.因此,RS具有作为亚甲基蓝染料废水吸附剂的潜力.负铁RS有利于提升固液分离效果.     

高吸附量有机聚合物的合成及其对亚甲基蓝吸附性能研究

为开发高效染料吸附剂,以丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体,N,N''-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）为偶联剂合成了一种新型有机聚合物（KAA）,并以红外光谱（FTIR）与扫描电镜（SEM）对其进行表征.选用典型阳离子染料亚甲基蓝（MB）为研究对象,研究KAA对MB的吸附动力学、吸附热力学以及溶液pH值和不同阳离子对吸附的影响.结果表明,实验浓度范围内KAA对亚甲基蓝的最大吸附量为1558 mg·g^-1,能够在1.5 h内达到吸附平衡,吸附动力学符合准一级动力学模型,吸附等温线符合通用等温模型（a general model）,吸附热力学数据表明吸附过程为自发、放热的熵减过程.KAA对亚甲基蓝的吸附具有较宽的pH适用范围,吸附剂具有良好的pH缓冲能力,阳离子对吸附具有较强的抑制作用,抑制作用大小为Al³⁺ > Ca²⁺ > Na⁺.研究表明吸附的主要驱动力为静电作用和π-π相互作用.与其他吸附剂相比,KAA对亚甲基蓝具有超高的吸附量以及酸碱耐受能力,更符合实际应用需求.     

活化煤矸石对水中亚甲基蓝吸附行为的研究

采用批量吸附实验,研究了活化煤矸石对水中亚甲基蓝的吸附行为。结果表明,活化煤矸石能有效地吸附水中的亚甲基蓝。利用Freundlich等温吸附方程和Langmuir等温吸附方程对其吸附进行描述,表明活化煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附,吸附过程是放热反应;用颗粒内扩散方程、准二级吸附动力学方程和准一级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力学方程能更好地描述亚甲基蓝在活化煤矸石上的吸附;根据Arrhenius方程得出该吸附的表观活化能为88．14kJ／mol。     

榕树树叶对废水中亚甲基蓝的吸附研究

本研究以榕树树叶为吸附剂,考察了在投加量、p H、温度、吸附时间不同因素下对亚甲基蓝去除率的影响。建立正交实验,结果表明榕树树叶粉末吸附亚甲基蓝的最佳条件是当初始浓度为100mg/L,投加量为0.5g、p H为8、温度为35℃、吸附时间为75min时,去除率最高,达到99.05%。吸附动力学过程可用准一级反应动力学方程来描述,等温吸附过程可由Freundlich吸附等温式来描述,榕树树叶粉末对亚甲基蓝的吸附过程是一个吸热过程。实验证明榕树叶是一种具有潜力的亚甲基蓝吸附剂。     

石墨烯基磁性复合材料吸附水中亚甲基蓝的研究

建立了一种超声辅助共沉淀法制备磁性Fe3O4/氧化石墨烯(Fe3O4/GO)纳米粒子.透射电镜和磁滞回线研究表明,该复合物具有小的颗粒尺寸和超顺磁性.该磁性纳米材料可以吸附废水中的染料亚甲基蓝,实验研究了溶液pH值、吸附剂的用量、时间和温度对亚甲基蓝去除率的影响.结果表明,pH值在6~9范围内,Fe3O4/GO都能高效地吸附亚甲基蓝.反应过程在前25 min反应速率很快,到180 min内达到吸附平衡.该磁性纳米材料对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程,吸附过程是一个自发和吸热过程.该吸附材料对亚甲基蓝吸附容量高,在313 K时Fe3O4/GO的饱和吸附量为196.5 mg·g-1.另外,可以方便地通过外部磁场分离回收吸附剂,利用过氧化氢可以再生重复使用,是一种优良的吸附染料废水的材料.     

坡缕石黏土污泥对水相中亚甲基蓝吸附研究

利用坡缕石黏土污泥(从木质素磺酸钠废水中得到)和酸化的坡缕石黏土(1mol/L盐酸)作为吸附剂对水相中的亚甲基蓝进行吸附研究,并利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)及Zeta电位分析对两种吸附剂的结构及表面电性进行了表征.结果表明:当吸附剂用量为10mg,温度为30℃时,1mol/L盐酸酸化的坡缕石黏土最大吸附量为97.50mg/g,坡缕石黏土污泥最大吸附量为98.7mg/g.选取坡缕石黏土污泥作为最佳吸附剂,对污泥吸附亚甲基蓝的吸附等温线、吸附热力学及吸附动力学模型进行了研究,结果显示:此吸附过程为自发吸热过程,吸附等温线更符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学模型.     

坡缕石黏土污泥对水相中亚甲基蓝吸附研究

利用坡缕石黏土污泥(从木质素磺酸钠废水中得到)和酸化的坡缕石黏土(1mol/L盐酸)作为吸附剂对水相中的亚甲基蓝进行吸附研究,并利用透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)及Zeta电位分析对两种吸附剂的结构及表面电性进行了表征.结果表明:当吸附剂用量为10mg,温度为30℃时,1mol/L盐酸酸化的坡缕石黏土最大吸附量为97.50mg/g,坡缕石黏土污泥最大吸附量为98.7mg/g.选取坡缕石黏土污泥作为最佳吸附剂,对污泥吸附亚甲基蓝的吸附等温线、吸附热力学及吸附动力学模型进行了研究,结果显示:此吸附过程为自发吸热过程,吸附等温线更符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学模型.     

改性沸石/羟基氧化铁复合材料对亚甲基蓝的吸附性能

以改性沸石/羟基氧化铁复合材料作为吸附剂,通过静态吸附实验,研究了不同因素影响下复合材料对废水中亚甲基蓝的吸附性能.研究结果表明:改性沸石/羟基氧化铁复合材料对亚甲基蓝有很好的去除效果,当废水pH值为13.0,吸附平衡时间为20min时,向电解质(NaNO3)浓度为0.01mol/L的含亚甲基蓝50mg/L的废水中投加5g/L改性沸石/羟基氧化铁复合材料,亚甲基蓝去除率达到94.65％.Langmuir型方程比Freundlich型方程对等温吸附实验数据拟合效果更好,D-R方程分析表明,该吸附以物理吸附为主.分别用拟一级、拟二级动力学方程和颗粒内扩散模型对吸附动力学过程进行拟合.结果表明,拟二级动力学方程对实验数据拟合效果较好,扩散过程以膜扩散为主.     

改性贻贝壳对亚甲基蓝的吸附去除研究

对改性贻贝壳吸附去除亚甲基蓝的效果进行了研究,考察了改性温度、吸附剂投加量、溶液盐度、吸附剂粒径、吸附温度等条件对亚甲基蓝吸附去除效果的影响。在200~1 060℃条件下对贻贝壳进行了温度改性优化,结果表明,最佳改性温度为550℃。当改性贻贝壳投加量为0.6 g/L时,对亚甲基蓝的去除率达到87%;亚甲基蓝的吸附去除效果随着贻贝壳粒径变小吸附能力略有上升,当粒径小于60目时,吸附能力趋于稳定,对亚甲基蓝的去除率在90%左右;盐度对吸附效果影响较大,亚甲基蓝去除效果受离子强度效应影响随盐度的增加先减小后增大最后到达稳定;而吸附温度对改性贻贝壳的吸附能力的影响较小。     

改性硅藻土对三种有机染料的吸附作用研究

以天然硅藻土分别负载十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)、四甲基溴化铵(TMAB)和壳聚糖,制得一系列改性硅藻土,研究了改性硅藻土吸附水中的阴离子染料(活性红120)、阳离子染料(亚甲基蓝)、酸性染料(玫瑰红B)的适宜条件及吸附机理.结果表明,天然硅藻土对亚甲基蓝、四甲基溴化铵改性硅藻土对玫瑰红B和壳聚糖改性硅藻土对活性红120的饱和吸附量分别为51.15、49.56、56.64mg.L-1,效果良好,可被直接利用.延长吸附时间、增大吸附剂用量、控制溶液的pH值(<6)都能提高改性硅藻土吸附剂的吸附效果;3种染料在各自吸附剂上的平衡吸附量Qe与平衡浓度Ce之间的关系均符合Freundlich等温吸附方程,表明改性硅藻土吸附染料以分配作用、弱的溶质吸收为主.改性剂的引入可以改变硅藻土的表面电性,从而对不同类型染料的吸附能力产生不同影响.     

水热法制备玉米叶基生物炭对亚甲基蓝的吸附性能研究

以农业废弃物玉米叶和玉米秆为原材料,采用水热法制备生物炭,通过批试验方法考察了接触时间、污染物初始浓度、生物炭投加量、反应体系温度及溶液p H值等因素对2种生物炭吸附亚甲基蓝的影响,并对吸附规律进行了探讨.吸附动力学拟合结果发现,准二级动力学能更好地拟合吸附过程(R~2=0.9986~0.9999);颗粒内扩散方程拟合结果表明,2种生物炭对亚甲基蓝的吸附由液膜扩散和颗粒内扩散2个过程控制.玉米叶基生物炭对亚甲基蓝的吸附可以通过Freundlich方程来进行拟合(R~2=0.9898),说明吸附在生物炭表面是多分子层吸附过程;而玉米杆基生物炭对亚甲基蓝的吸附更符合Langmuir方程(R~2=0.9825),说明吸附在生物炭表面是单分子层吸附过程.与玉米杆基生物炭相比,玉米叶基生物炭具有更好的吸附性能,拟合理论最大吸附量为玉米杆基生物炭的1.25倍.     

富含中、微孔稻壳活性炭的表征及液相吸附性能

对采用CO2-NaOH联合活化新工艺制备的稻壳活性炭的孔结构进行了表征,并用探针分子亚甲基蓝、苯酚考察了它对大、小分子的液相吸附性能.结果表明:所得活性炭同时富含中孔与微孔,中、微孔容积均达到0.32cm3/g,各占总孔容的50%;它对苯酚及亚甲基蓝均显示出优越的吸附性能,脱除效率分别达到94%和99%,超过或接近所用优质商业活性炭的相应值;对这2种污染物的吸附皆较好地符合Langmuir等温式.     

壳聚糖吸附溴酚蓝的动力学及热力学研究

研究了pH值、时间及温度对壳聚糖吸附溴酚蓝的影响.结果表明,pH值是影响壳聚搪吸附溴酚蓝的重要因素,适宜pH值范围是3.2～5;初始吸附过程非常快,30 min时即达到最大吸附量的97%左右,其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型,随着温度增加,平衡吸附量减少.吸附过程的表观活化能(Ea)为4.3...     

新型环糊精聚合物对Zn2+的吸附研究

以β-环糊精(β-CD)和聚酰胺-胺(PAMAM)为原料,合成了新型环糊精聚合物(PAMAM-CD),并用元素分析、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征.提出了PAMAM-CD与Zn2+最可能的5种配位方式,研究了PAMAM-CD对Zn2+的吸附动力学及等温吸附特性.结果表明:吸附平衡时间为300min,最佳pH值为5~6.5,吸附量达0.78mmol/g.吸附过程符合伪二级动力学模型,速率控制步骤为粒内扩散控制,吸附等温线符合Freundlich模型.在288,298,303,308K时,ΔG分别为-2.139,-2.417,-2.188和-2.218 kJ/mol,表明PAMAM-CD对Zn2+的吸附是一个自发过程.     

腈氯纶吸附纤维对亚甲基蓝和铅离子的共吸附行为研究

采用无机活性炭与丙烯腈-偏氯乙烯共聚体共混,以二甲基甲酰胺为溶剂纺制了腈氯纶吸附纤维,并用水合肼控制预交联过程,通过碱性水解制得羧酸钠型离子交换吸附纤维,着重考察了该纤维在染料亚甲基蓝和重金属Pb2 混合共存条件下对2种物质的共吸附行为.结果表明,混合条件下,该纤维对亚甲基蓝和Pb2 的吸附量可分别达到9.5 mg·g-1和487.8 mg·g-1;活性炭对亚甲基蓝的物理吸附与改性纤维对Pb2 的离子交换过程同时发生,离子交换的发生对物理吸附的影响较大;Langmuir模式比Freundlich模式更适于描述Pb2 的等温吸附过程;随着温度的升高,纤维的物理吸附能力增强,而对Pb2 的离子交换性能变化不大;pH为中性条件时,纤维对Pb2 和亚甲基蓝的吸附量均达到最大.     

水蒸气法制备污泥质活性炭的实验研究

以污泥和木屑为原料,采用管式炉水蒸气活化法,对流化床热解炉制得的热解炭进行制备活性炭的研究,分析了活化因素对活化效果的影响、亚甲基蓝在活性炭上的吸附平衡和动力学、污泥活性炭浸出液中重金属的含量及其孔结构等性能.实验结果表明:随着活化温度的升高、活化时间的延长和水蒸气流量的增加,活性炭的得率不断降低,亚甲基蓝的吸附值先升高后降低;污泥中添加20%木屑时制得的活性炭的吸附性能是纯污泥质活性炭的一倍多; Langmuir吸附等温线模型、准二级反应模型能够比较准确地描述亚甲基蓝在污泥活性炭上的吸附相平衡及吸附过程,平衡时活性炭对亚甲基蓝单层最大吸附量为71.43mg/g;污泥质活性炭的孔结构以过渡孔为主;浸出液中只有少量的重金属.     

Thermodynamics and kinetics of cadmium adsorption onto oxidized granular activated carbon

Cadmium sorption behavior of granular activated carbon oxidized with nitric acid was systematically studied by sets of the equilibrium and time-based experiments under various conditions.The cadmium adsorption capacity of oxidized granular activated carbon enlarged with an increase in pH,and reduced with an increase in ionic strength.Experimental data were evaluated to find out kinetic characteristics.Adsorption processes were found to follow pseudo-second order rate equation.Adsorption isotherms correlate well with the Langmuir isotherm model and the maximum sorption capacity of cadmium evaluated is 51.02μmol/g.Thermodynamic parameters were calculated based on Van't Hoff equation.Equilibrium constant Kd was evaluated from Freundlich isotherm model constants,Langmnir isotherm model constants,and isotherms,respectively.The average change of standard adsorption heatΔH~0 was -25.29 kJ/mol.NegativeΔH~0 andΔG~0 values indicate the adsorption process for cadmium onto the studied activated carbon is exothermic and spontaneous.The standard entropyΔS~0 was also negative,which suggests a decrease in the freedom of the system.     

Removal of phosphate ions from aqueous solution using Tunisian clays minerals and synthetic zeolite

Phosphate ions are usually considered to be responsible for the algal bloom in receiving water bodies and aesthetic problems in water. From the environmental point of view, the management of such contaminant and valuable resource is very important. The present work deals with the removal of phosphate ions from aqueous solutions using kaolinitic and smectic clay minerals and synthetic zeolite as adsorbent. The pH effect and adsorption kinetic were studied. It was found that phosphate could be efficiently removed at acidic pH (between 4 and 6) and the second order model of kinetics is more adopted for all samples. The isotherms of adsorption of phosphate ions by the two clays and the zeolite samples show that the zeolite has the highest rate of uptake (52.9 mg P/g). Equilibrium data were well fitted with Langmuir and Freundlich isotherm.     

毒死蜱和三唑磷在膨润土和腐殖质上的热力学吸附及影响因素

采用平衡法研究膨润土和腐殖质对毒死蜱和三唑磷的吸附规律及影响因素.结果表明,腐殖质对2种农药的吸附能力均大于膨润土,毒死蜱和三唑磷在腐殖质上的吸附行为均可用Freundlich模型和Langmuir模型描述,相关系数分别为:R2(毒死蜱)0.9964和0.9963;R2(三唑磷)0.9989和0.9924;膨润土对2种农药的等温吸附线可用Langmuir模型拟合,相关系数为:R2=0.9957(毒死蜱)、R2=0.9989(三唑磷).pH条件、吸附时间和温度均对吸附有影响.腐殖质、膨润土混合吸附剂对2种农药的吸附平衡时间分别为:毒死蜱12h,三唑磷6h.腐殖质﹕膨润土质量比分别达12%和14%时对三唑磷和毒死蜱的吸附最为强烈并趋于饱和.通过计算不同温度各热力学参数ΔG、ΔH和ΔS,理论上证实该吸附为一自发的放热过程,在pH=6.0,温度为15℃时,吸附效果最佳.