天然土壤对水溶液中Pb~(2+)的吸附

以天然土壤为吸附材料,处理水溶液中的Pb2+,研究3种土壤对水溶液中Pb2+的吸附过程并结合土壤的理化性质对吸附规律进行初步分析。结果表明,棕壤和钙层土对Pb2+的吸附能力远大于红壤,3种土壤对Pb2+的吸附动力学曲线与二次动力学方程有较好的拟合性;3种土壤吸附Pb2+的吸附等温线用Langmuir方程描述最为合适,其次是Temkin方程,再次是Frenudlich方程,钙层土对Pb2+的吸附受温度影响较为明显;由实验数据得出的反应热力学参数说明3种土壤对Pb2+的吸附是自发的吸热过程;Pb2+在饱和吸附的土壤表面覆盖率并不高;土壤对Pb2+的吸附能力受各种土壤理化性质的综合影响。     

改性玉米淀粉对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的吸附特性研究

以玉米淀粉为原料,经过交联、醚化、胺化和亲核加成等步骤合成了一种新型重金属吸附剂——二硫代氨基甲酸改性淀粉(DTCS)。改性淀粉的结构采用红外光谱和扫描电镜进行表征。DTCS是一种性能优良的重金属吸附剂,对Cu2+、Pb2+和Zn2+的饱和吸附容量随着pH(pH=2~6)的增加而增大。在有EDTA络合剂存在和酸性废水pH小于3的情况下,DTCS对Cu2+、Pb2+和Zn2+仍有较高的去除率,分别达到90%、75%和50%以上,说明DTCS在含重金属离子的实际废水体系具有一定的实用价值。     

锰矿尾渣改性壳聚糖对Pb~(2+)的吸附

将工业废弃物锰矿尾渣与壳聚糖混合制得一种高效吸附剂,并应用扫描电镜、X射线衍射对其结构进行了表征.采用正交表设计试验,分别考察了 pH值、吸附时间、温度、复合吸附剂的投加量等4个影响因素对Pb2+吸附的影响,最伟吸附条件为:pH值为7,吸附时间为40 min,温度为20℃,复合吸附剂的投加量为0.10 g.处理后的水符合国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中的一级标准.复合吸附剂时Pb2+的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程.     

新型材料淀粉微球对Cu~(2+)、Cr~(3+)和Pb~(2+)的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球(cross-linked starch microsphere,CSMs)对Mn+(Cu2+、Cr3+、Pb2+)的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明:308K时,Cu2+、Pb2+和Cr3+的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2+离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn+,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

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.     

表面活性剂对多壁碳纳米管吸附Pb~(2+)的影响

多壁碳纳米管(MWNT)在吸附有毒气体和重金属离子方面具有极高的应用价值.针对MWNT对水溶液中Pb2+的净化吸附进行了研究,从吸附量,吸附速率、动力学角度考察了表面活性剂、Pb2+浓度对MWNT吸附Pb2+的影响.结果表明,司班-60、吐温-20、阿拉伯树胶等表面活性剂的加入,促进了MWNT在溶液中的分散,导致在Pb2+摩尔浓度为3～18 mmol/L的Lang-muir和Freundlich等温吸附方程中的吸附常数(K)变大,使得MWNT对Pb2+的吸附速率和平衡吸附量都得到提高;随着溶液中Pb2+浓度的增大,MWNT对其吸附量渐至饱和,随后由于Pb2+的位阻作用.吸附量下降;在这3种表面活性剂中,由于司班-60具有相对较小的分子量,其分散的MWNT在Pb2+摩尔浓度为14 mmol/L时,吸附量最大,为230 mg/g.     

棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附特征

为了研究棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)对溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附过程的特征,分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验,同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下,棘孢曲霉对Pb~(2+)和Cd~(2+)最大吸附量分别为71.2 mg/g和59.8 mg/g;动力学实验数据很好的符合二级动力学方程,吸附达到平衡的时间为3 h;热力学实验数据显示该吸附过程为自发的、吸热的过程。     

羧基化小麦秸秆对Pb~(2+)的吸附及再生性能研究

利用作物秸秆治理环境污染具有很好的环境效益。用氯乙酸对小麦秸秆进行羧基化改性,制得羧基化小麦秸秆,对其结构进行了表征,并考察其对水中Pb~(2+)的吸附和再生性能。结果表明,羧基化小麦秸秆与改性前相比,活性位点得到暴露,比表面积增大,其对Pb~(2+)吸附的最适pH为4.5。Ca~(2+)会竞争羧基化小麦秸秆上的活性位点,降低Pb~(2+)的平衡吸附量,但与商用阳离子交换树脂D001相比,羧基化小麦秸秆对Pb~(2+)具有更高的选择吸附性。羧基化小麦秸秆对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir吸附模型,R2=0.92,最大吸附量为166.11mg/g。经过7次循环再生实验,羧基化小麦秸秆对Pb~(2+)去除率无明显下降,证明该吸附剂再生性能良好,具有很好的应用潜力。     

醋酸改性纳米黑碳对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附能力的研究

用醋酸对黑碳进行改性,通过改性纳米黑碳(MBC)对Cu2+、Cd2+的吸附/解吸试验,探究MBC对Cu2+、Cd2+的吸附特性及吸附稳定性。结果表明,Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附动力学过程可分为快吸附和慢吸附两个阶段,且MBC对Cu2+的吸附效率大于Cd2+。Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附等温线均能用Langmuir和Freundlich方程拟合,Cu2+和Cd2+在MBC上的最大吸附量分别为13.513、11.364mg/g,且MBC对Cu2+和Cd2+均为优惠吸附。MBC上Cu2+和Cd2+的解吸量均随着吸附量的增加而增大,易解吸态Cu2+在MBC上的解吸率为6.12%~10.25%,Cd2+为9.58%~11.81%,MBC对Cu2+的吸附稳定性大于Cd2+。将醋酸改性与已有改性方法对比,表明醋酸改性条件温和、能耗低、经济环保,将有很大的研发前景。     

氧化石墨烯改性淀粉复合吸附剂的制备及对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯,再与淀粉进行反应制得了氧化石墨烯改性淀粉复合吸附剂(GO-Starch)。利用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜等技术手段对GO-Starch的结构和官能团进行表征,研究GO-Starch对水中Cu~(2+)、Pb~(2+)吸附性能,探讨吸附时间、温度、吸附剂用量、初始浓度、pH等因素对吸附率的影响。结果表明:(1)在30℃、pH为5、Cu~(2+)初始质量浓度为40mg/L的条件下,GO-Starch对Cu~(2+)的吸附在90min达到吸附平衡。在30℃、pH为4、Pb~(2+)初始质量浓度为20mg/L的条件下,GO-Starch对Pb~(2+)的吸附在120min达到吸附平衡。(2)GO-Starch对Cu~(2+)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,对Pb~(2+)的吸附符合Freundlich等温吸附模型;对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学特性均符合准二级动力学模型。     

乙二胺四乙酸络合纳滤对Pb~(2+)去除率影响的研究

对含Pb2+模拟土壤酸性沥出液进行乙二胺四乙酸(EDTA)络合纳滤工艺处理,探究了pH、EDTA浓度和操作压力对Pb2+去除率和膜通量的影响,采用正交实验进行优化。结果表明,EDTA络合纳滤最优条件为pH=3.0,EDTA摩尔浓度为0.24mmol/L,操作压力为1.4 MPa。     

氨基修饰介孔分子筛SBA-15对水中Pb~(2+)吸附性能

以二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,利用后修饰方法,制备出氨基修饰SBA-15。利用傅立叶红外光谱仪,N2-吸附脱附对样品结构进行表征,并讨论了吸附动力学特性及吸附等温特性。结果表明,修饰后的SBA-15吸附水中Pb2+时在120 min内可以达到吸附平衡,吸附过程符合拟二阶动力学方程。Langmuir模型及Dubinin-Radushkevich(DR)模型很好地描述了Pb2+在修饰后SBA-15上的吸附行为,其中基于Langmuir模型计算得出的25℃时最大吸附量为84.25 mg/g。D-R模型计算得出的平均吸附自由能在25℃、35℃和45℃时分别为-13.9、-14.4和-16.0 kJ/mol,表明吸附可能属于表面络合作用,可以归为化学过程。     

热改性蛇纹石对Pb~(2+)的吸附平衡及动力学研究

采用等温吸附法比较了天然的蛇纹石和700℃热改性处理的热改性蛇纹石对含铅废水的吸附效果,并采用Langmuir、Freundlich方程及Lagrange假二级动力学方程、粒内扩散方程对实验数据进行了拟合,研究了pH对吸附效果的影响,并对2种蛇纹石做了X衍射。结果表明:Pb2+质量浓度大于50mg/L时,热改性蛇纹石吸附效果更好,吸附率在92%以上;天然蛇纹石对Pb2+的吸附符合Freundlich方程和Lagrange假二级动力学方程,以化学吸附为主,有多个控速步骤,热改性蛇纹石对Pb2+的最大吸附量为78.13mg/g;在pH6的条件下,天然蛇纹石对Pb2+的吸附效果更好。     

4A沸石去除水中Pb~(2+)的研究

在静态条件下,研究了4A沸石对废水中Pb2+的吸附性能,并探讨了影响吸附的因素。实验表明:当温度为30℃,废水pH为5~6,0.01 g4A沸石对100 mg/LPb2+溶液10 mL吸附20 min,Pb2+的去除率可达到99%以上。在实验研究条件下,4A沸石对Pb2+的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数为0.9819和0.9998。经计算,4A沸石对Pb2+的饱和吸附量为125 mg/g。4A沸石吸附水中Pb2+,达到吸附平衡的时间较短;溶液pH值的变化对吸附效果影响不显著;温度从室温略微升高,Pb2+的去除率略有增大。吸附在4 A沸石上的Pb2+可回收利用,处理后的4A沸石可以再生,且重复使用性能较好。     

CaCl_2改性生物炭的制备及其对Pb~(2+)的吸附作用

以柳木屑和花生壳为原料,采用预浸渍—热解法制备原始柳木屑生物炭(FMC)、原始花生壳生物炭(PSC)、CaCl_2改性的柳木屑生物炭(Ca-FMC)和CaCl_2改性的花生壳生物炭(Ca-PSC)。在对生物炭的结构和组成进行表征的基础上,研究了CaCl_2改性和pH对生物炭吸附Pb~(2+)的影响,并研究了Ca-FMC和Ca-PSC吸附Pb~(2+)的吸附等温模型和动力学过程。结果表明,CaCl_2改性可显著提高原始生物炭对Pb~(2+)的吸附能力。Ca-FMC和Ca-PSC对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量可分别达到54.32、32.80mg/g。Ca-FMC和Ca-PSC对Pb~(2+)的吸附动力学过程遵循准二级动力学方程,准二级动力学速率常数分别为0.01、0.03g/(mg·h)。     

化学滴液电极对废水中Pb~(2+)测定的初步研究

利用自制的滴液电极,运用循环伏安和方波伏安法,对Pb~(2+)在水/甲基异丁基酮(MIBK)界面上通过双硫腙(HDz)促迁移的反应机制进行了研究.结果表明,该迁移过程为不可逆过程,Pb~(2+)的迁移峰电位为0.122 V,且当Pb~(2+)摩尔浓度为5.0×10~(-7)～4.0×10~(-5)mol/L时,峰电流和Pb~(2+)浓度呈线性相关关系;水相中常见的Na~+等金属离子浓度比Pb~(2+)浓度大百倍时,或水相中常见的Mg~(2+)、Ni~(2+)浓度与Pb~(2+)浓度相同时,对峰电流测定结果产生的干扰都较小(相对误差小于10.0%),但当水相中有Zn~(2+)、Cu~(2+)、Fe~(3+)存在时,即使其浓度都与Pb~(2+)浓度相同,也会对峰电流测定结果产生明显干扰(相对误差分别为-12.2%、-28.7%、-60.3%);以方波伏安法取代循环伏安法进行峰电流测定,以新型绿色溶剂室温离子液体(RTILs)取代四苯硼四丁基铵作为有机相电解质,能极大提高Pb~(2+)浓度测定的灵敏度.     

新型TCAS吸附树脂对水中Cd~(2+)的吸附去除研究

通过静态吸附试验,研究一种由超分子受体化合物磺化硫杂杯芳烃(TCAS)与树脂结合的产物--新型TCAS吸附树脂对重金属Cd2+的吸附去除性能,并初步探讨了吸附机理.试验研究结果表明,TCAS吸附树脂对Cd2+的饱和吸附量为14.45 mg/g.当温度为20℃,0.5 g TCAS吸附树脂对10 mL浓度为5 mg/L的Cd2+溶液吸附60 min时,Cd2+的去除率可达到99%以上.pH值是影响TCAS吸附树脂吸附效果的重要因素,在pH=5～9时,Cd2+的去除率随着pH值的升高而增大.在试验范围内,TCAS吸附树脂对Cd2+吸附符合Freundlich方程.吸附在TCAS吸附树脂上的Cd2+可洗脱回收,TCAS吸附树脂也可再生利用.TCAS吸附树脂对重金属Cd2+的吸附机理主要归因于TCAS对Cd2+的络合作用.     

煤泥对水溶液中Ca~(2+)的吸附性能研究

在静态条件下,研究了Ca2+在煤泥表面的吸附动力学.考察了不同Ca2+初始浓度的吸附实验,并对实验结果进行了动力学方程的拟合,结果表明,煤泥对Ca2+的吸附过程较好地符合准二级动力学方程.研究了初始Ca2+浓度、溶液pH值、振荡速度和煤泥质量对Ca2+吸附量的影响,实验结果表明:(1)煤泥对Ca2+吸附量随着Ca2+溶液浓度的增加而增大,Ca2+浓度大于3.828 mmol/L时,吸附鼍基本保持不变;(2)溶液pH<9时煤泥颗粒对Ca2+的吸附主要是静电吸附,pH>9时Ca2+在煤泥表面主要是沉淀吸附和一羟基吸附;(3)Ca2+在煤泥表面吸附的最佳振荡强度为150 r/min.     

棉花秸秆黑炭对Cd~(2+)的吸附特性研究

以棉花秸秆黑炭(以下简称黑炭)为吸附剂,通过吸附动力学、吸附热力学以及等温吸附实验研究了黑炭对Cd~(2+)的吸附特性。结果表明,Cd~(2+)在黑炭上的吸附动力学更加符合准二级动力学方程,其吸附可分为快速吸附和慢速吸附两个过程,在60min就可以达到饱和吸附量的92%。颗粒内扩散并不是控制吸附速率的唯一步骤,同时受到液膜扩散和表面吸附的作用。吸附等温线拟合发现Langmuir方程能更好地描述Cd~(2+)在黑炭上的吸附行为,Cd~(2+)在炭变化时间为3.0、4.5h的黑炭上的最大吸附量分别为36.36、38.61mg/g。吸附热力学研究结果表明,黑炭对Cd~(2+)的吸附是自发的吸热过程。     

硫酸改性麻黄废渣对Cu~(2+)的吸附研究

用硫酸对麻黄废渣进行化学改性,制备改性麻黄废渣,并用于模拟废水中Cu2+的吸附。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和官能团滴定等方法对改性麻黄废渣进行表征;采用静态吸附实验,考察了溶液pH、吸附剂用量、吸附时间等对吸附效果的影响。结果表明,麻黄废渣改性后,酸性基团数量明显增加,羟基和羧基也均有大幅度的增加,表面比改性前变得粗糙和疏松多孔,表面积增大,更有利于对Cu2+的吸附。室温(25℃)下改性麻黄废渣吸附Cu2+的较佳条件为:溶液pH 5.0、吸附时间60min、改性麻黄废渣用量4g/L。改性麻黄废渣对Cu2+的吸附可以用准二级动力学方程描述,Cu2+的饱和吸附量为2.20mmol/g,与改性前(1.49mmol/g)相比有明显提高。改性麻黄废渣吸附—解吸附循环使用5次中,Cu2+的平均解吸率达到83%左右,麻黄废渣平均再生率达到94%以上,经5次循环使用,Cu2+吸附率仍可达到99.46%,说明改性麻黄废渣具有良好的重复利用性能。