硝酸改性稻秆处理含Pb2+模拟废水

在150 mL溶液中,稻秆用量为5 g,硝酸浓度为10%,稻秆颗粒度为20目,改性温度为80 ℃,改性时间为3 h,制备得到硝酸改性稻秆吸附剂。详细探讨了用该吸附剂处理含Pb2+废水的影响因素:吸附剂用量、Pb2+初始浓度、溶液pH值、吸附时间和吸附温度等对Pb2+吸附率的影响,并进一步通过正交实验及对比实验得出处理200 mL,初始浓度为300 mg·L-1的含Pb2+废水的最佳吸附工艺为:吸附剂用量为4 g,pH值为6,吸附时间为3 h,吸附温度为20 ℃,在此工艺条件下,对Pb2+的吸附率达到94.31%,吸附量为14.15 mg·g-1。     

改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd2+的吸附

对玉米秸秆和花生壳炭化制备的生物炭,运用高锰酸钾进行改性,研究其对Cd2+的吸附效果。通过批次吸附实验,考察了两种改性生物炭对Cd2+吸附的初始浓度、pH值、接触时间等因素的影响。结果表明,在pH为6.0,Cd2+浓度为100 mg·L-1,温度为20℃,吸附时间为12 h,吸附剂投加量为1.0 g·L-1条件下,改性玉米秸秆炭和花生壳炭对Cd2+的去除率分别为67.03%和46.10%,与未改性的生物炭相比,吸附率分别提高了3.8倍和6.2倍。改性玉米秸秆炭和花生壳炭对溶液中Cd2+的吸附均符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,最大吸附量分别为68.97和55.55 mg·g-1。两种改性生物炭的吸附行为均符合准二级吸附动力学模型,说明其吸附以化学吸附为主。改性玉米秸秆炭和花生壳炭吸附Cd2+后,可用NaOH溶液进行解吸,解吸4次后,对Cd2+仍有较好的吸附效果,吸附量分别为31.40和24.10 mg·g-1。这说明,高锰酸钾改性玉米秸秆炭和花生壳炭是一种吸附性能高且能够重复利用的去除溶液中Cd2+的吸附材料。     

改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制

将谷壳生物炭用酸改性后负载磁性Fe3O4,得到一种新的吸附材料（BC-Fe）。通过单因素吸附实验,研究了时间、pH、添加量、浓度以及温度等参数对BC-Fe吸附废水中Pb2+的影响,并对其进行比表面积及傅里叶红外光谱分析,探讨该磁性生物炭对Pb2+的吸附机理。结果表明,BC-Fe对Pb2+的吸附能在2 h内基本达到平衡。在Pb2+溶液初始浓度为100 mg·L-1,pH=5.0,温度为25℃,分别添加0.1 g和0.15 g的BC-Fe于50 mL Pb2+溶液中,单位质量的BC-Fe对溶液中Pb2+的吸附量分别为40.6 mg·g-1和33.2 mg·g-1,去除率分别为81.3%和99.9%。该吸附过程符合拟二级动力学模型,理论平衡吸附量为43.9 mg·g-1。用Langmuir等温吸附方程能够很好地描述其吸附行为;热力学研究表明,BC-Fe对Pb2+的吸附过程是自发的吸热过程。     

羟肟酸功能化PMMA/AM/HOA的合成及对Hg2+和Cd2+的吸附性能

用悬浮聚合法合成了甲基丙烯酸甲酯（MMA）与丙烯酰胺（AM）的共聚物PMMA/AM,再经羟胺改性制备了含羟肟酸功能基的改性PMMA/AM/HOA 树脂。通过红外光谱（FTIR）和热重分析（TG）对PMMA/AM/HOA树脂的结构和稳定性进行了表征。以PMMA/AM/HOA为吸附剂,考察了温度、吸附时间、pH值和金属离子浓度等条件对Hg2+、Cd2+两种金属离子吸附性能的影响。结果表明,改性树脂对Hg2+、Cd2+具有良好的吸附能力,其实验吸附量分别为0.822和0.384 mmol·g-1。改性树脂对Hg2+和Cd2+的吸附过程符合拟二级动力学方程,25℃时其二级动力学吸附速率常数分别为5.301×10-2和3.582×10-2 g·（mmol·min）-1;改性树脂对Hg2+和Cd2+的吸附量随温度的升高有所增大,吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温式。     

改性高炉渣对甲基橙的吸附

以盐酸和十六烷基三甲基溴化铵对包钢高炉渣进行表面改性,通过XRD、SEM和N2吸附-脱附测试研究其微观结构和孔径分布,并以阴离子型染料甲基橙溶液为模拟染料废水研究其吸附性能,进而探索最佳改性制备条件。研究结果表明：有机改性高炉渣主要化学成分为SiO2,表面有明显的孔道结构,比表面积高达394.5 m2·g-1,平均孔径为12.4 nm;有机改性高炉渣对甲基橙溶液均具有较强的吸附性能,最佳改性条件为加入改性剂盐酸浓度为3 mol·L-1、十六烷基三甲基溴化铵的最终投加浓度为8 g·L-1、水热温度160 ℃和16 h,此时所制备的有机改性高炉渣吸附性能最强,吸附率为98.06%,最大吸附量达357.14 mg·g-1。等温吸附实验表明,有机改性高炉渣对甲基橙溶液的吸附属于多分子层吸附。     

改性壳聚糖处理污水中Ni(Ⅱ)的效果

通过丁二酸酐与γ-氨丙基三甲氧基硅烷改性后的纳米SiO2(即可分散的纳米二氧化硅,简称DNS)反应,合成了羧基化的DNS,再经过与壳聚糖脱水生成酰胺的过程,合成了改性壳聚糖。通过红外光谱和扫描电镜对改性壳聚糖进行表征。研究了壳聚糖及改性壳聚糖微粒吸附Ni2+时溶液pH值、时间、吸附剂用量和Ni2+初始浓度等对吸附率的影响,并确定了最佳条件为:pH=7,吸附时间为120 min,吸附剂的投加量为0.3 g。改性壳聚糖比壳聚糖具有更强的吸附Ni2+的能力,吸附率达67.01%。     

低温等离子体改性活性炭纤维对不同极性苯系物的吸附

探究了不同改性时间下的活性炭纤维孔结构和表面化学性质的变化,并进一步研究了改性后的活性炭纤维对不同极性苯系物的吸附。通过BET比表面积、Boehm滴定分析、FTIR红外光谱对改性前后的活性炭纤维进行表征。结果表明,功率150 W,改性时间为30、60和90 min时,活性炭纤维烧失率随着改性时间延长而升高,分别达到16.5%、27.8%、45.5%。改性过程中,活性炭纤维比表面积和微孔孔容显著增加,有助于改善活性炭纤维吸附性能。在物理吸附和化学吸附作用下,改性活性炭纤维对邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯吸附性能有所提高,其中,改性90 min活性炭纤维对其吸附量分别增加了0.58、0.55和0.44 mg·mg-1。酸性含氧基团由原来的0.973 mmol·g-1增加到1.675 mmol·g-1,改性后酸性含氧官能团的增加使活性炭纤维表面极性增大,有利于对极性有机物邻、间二甲苯吸附量增加率的提高。     

酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni2+

通过HNO3-KOH对活性炭进行改性,采用扫面电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、红外光谱分析（FT-IR）和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同条件下对微污染水源水中Ni2+的吸附能力和动力学。结果表明：改性活性炭表面含氧酸性官能团数量增加,比表面积和总孔容均略有降低,孔径变化不明显。在Ni2+浓度为0.4 mg·L-1,改性活性炭投加量5.0 g·L-1,温度30 ℃时,反应1 h去除率可达95.55%,剩余Ni2+浓度为0.017 8 mg·L-1,达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中的要求。相同条件下,改性前活性炭对Ni2+的去除率仅为74.45%,剩余Ni2+浓度达不到标准要求。活性炭对Ni2+的等温吸附更符合Langmuir方程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程。     

改性沸石对水中微量汞的吸附性能

为了更好的去除水体中微量汞,研究了采用二氧化锰和壳聚糖对天然斜发沸石进行改性,着重考察了pH、温度、离子强度、Hg2+初始浓度和时间对改性前后沸石吸附Hg2+的影响,并研究了其吸附机理。结果表明,改性沸石受pH、温度和离子强度影响较小,在pH、温度、离子强度和初始浓度为6、25℃、0.05 mol·L-1和50 μg·L-1时,二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）对Hg2+的去除率高达99%,符合国家饮用水标准,并且二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）具有更好的解吸再生性。3种沸石均较好的符合Langmuir等温吸附模型和假二级动力学模型,其中改性沸石对汞的吸附主要为离子交换和表面官能团的络合作用,二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）和壳聚糖改性沸石（ZC）饱和吸附量由1.43 mg·g-1提高到5和3.3 mg·g-1,吸附平衡时间由10 h减少至1和4 h,为治理汞微污染地表水提供一定的理论支持。     

二乙烯三胺改性花生壳纤维素对水中刚果红的吸附

采用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对花生壳中纤维素进行改性,制备了二乙烯三胺花生壳纤维素（DMPSC）,运用红外光谱（FTIR）进行表征,并探究了DMPSC对刚果红的吸附性能和机理。结果表明,DMPSC的吸附率明显高于其他吸附剂。在原始pH,吸附剂用量为1 g·L-1,吸附时间为180 min,温度为8、30和50℃时,100 mg·L-1的刚果红溶液吸附量分别达到83.24、99.04和99.78 mg·g-1。吸附过程符合Langmuir等温线模型,在8℃时饱和吸附量（qm）为111.86 mg·g-1。准二级动力学方程能更好地描述吸附动力学过程,表观活化能Ea为56.88 kJ·mol-1,升高温度有利于DMPSC对刚果红的吸附,该过程属于化学吸附。     

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。     

改性水葫芦粉对水体中Hg2+的吸附

通过二硫化碳（CS2）对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞（Hg2+）的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明：吸附剂浓度为2 g·L-1,溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg2+浓度为2.0 mg·L-1时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg2+的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变（ΔG）H）>0、吸附熵变（ΔS）>0,表明改性水葫芦粉对Hg2+的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg2+的吸附既有物理吸附又有化学吸附。     

废旧碱性电池-活性污泥炭的制备及对废水中Cd2+的吸附

以污水厂污泥为主要原料,掺杂不同量的废旧碱性电池电极材料,采用ZnCl2活化法制备出废旧碱性电池-活性污泥炭,表征分析污泥炭样品的碘吸附值、BET、FT-IR、SEM-EDX、XRD和Zeta电位,并进行污泥炭Cd2+吸附实验。结果表明,电池材料掺杂量为25%时,改性污泥炭吸附性能最优,碘吸附值和比表面积分别达到543.0 mg·g-1和426.5 m2·g-1,中孔孔径集中在3~4 nm左右,Zeta电位为-16.30 mV;对比纯污泥炭,废电池-污泥炭吸附金属离子性能更优,Cd2+吸附量增加了近60%,而ZnCl2活化剂用量减少了40%;回归分析发现,准二级动力学和Langmuir等温方程式适用于描述废电池-污泥炭对Cd2+的吸附行为。     

改性甘蔗渣吸附废水中低浓度Cu2+的研究

利用离子液氯化-1-己基-3-甲基咪唑对甘蔗渣进行改性,利用改性甘蔗渣吸附去除模拟废水中低浓度的Cu2+,并对比了较优条件下甘蔗渣改性前后的Cu2+吸附性能.结果表明,溶液pH、改性甘蔗渣投加量、吸附时间对改性甘蔗渣吸附Cu2+均有一定的影响,较佳的溶液pH为5.41、改性甘蔗渣投加量为0.30 g、吸附时间为130 min;吸附温度升高Cu2+吸附率反而降低,因此选择在室温下进行吸附反应为宜;在以上较优条件下,改性甘蔗渣和甘蔗渣的Cu2+吸附率分别为83.20％和53.83％,前者的Cu2+吸附率提高了30.35％.     

改性天然生物质材料的吸油性能

为了对木屑这种天然生物质作为吸附材料进行研究,采用碱性双氧水对其进行改性并研究其吸油性能。通过实验,比较了不同改性溶液浓度以及不同改性时间的吸油量,发现经1% H2O2 浸泡改性18 h后,改性木屑(HNCS)的吸附能力大大提高,吸油量达9.4 g·g-1,而改性前仅为6.47 g·g-1,改性使得吸油量提高了45%。同时研究了改性木屑对不同油品的吸油性能的测定,结果显示改性木屑对原油的吸附效果最好。通过扫描电镜(SEM)、热重失重分析以及红外扫描光谱分析研究了改性木屑的物化性能。发现经改性后,木屑的表面更加粗糙,出现了大量的吸附孔隙,且热稳定性提高,表面的亲水基团减少。说明吸油量受到材料内部的孔隙结构,以及表面官能团的影响。     

原位掺铁制备磁性活性炭吸附处理苯胺

以废次金银花叶渣为原料,采用原位掺铁法制备磁性活性炭（MAC）。运用BET、XRD和VSM分析技术表征MAC的物相结构及磁性能,考察投加量、温度、溶液pH值和时间对MAC吸附苯胺的影响,并解析MAC吸附苯胺的动力学和热力学机理。结果表明,原位掺铁法制备活性炭磁化物负载明显,其孔径为2.83 nm,比表面积为410.03 m2·g-1,饱和磁化强度为2.889 emu·g-1,表现出良好磁性能;当pH值为2、温度为40℃时,投加0.5 g MAC吸附初始浓度为200 mg·L-1的苯胺180 min后,苯胺降解率达到97.61%,溶液中苯胺质量浓度仅为4.79 mg·L-1;MAC对苯胺的吸附既有物理吸附,也有化学吸附,并满足Lagergren方程的准一级吸附动力学特征。     

改性硅酸钙对Cd2+的吸附性能及其对Cd污染土壤的修复潜力

通过吸附-解吸实验和土柱淋溶实验,研究了改性硅酸钙对镉(Cd2+)的吸附性能及对Cd污染土壤的钝化效果。结果表明,改性硅酸钙对Cd2+有较强的吸附能力,其吸附平衡时间在60 min左右,对溶液pH有较宽的适应范围,且当pH呈中性时,对Cd2+的吸附效果最好。由Langmuir模型拟合结果可知,改性硅酸钙对Cd2+的饱和吸附容量可达441.55 mg·g-1。改性硅酸钙对Cd2+有较好的吸附稳定性,适合用于Cd污染土壤的修复。土柱淋溶实验表明,改性硅酸钙对Cd污染土壤的钝化效果明显,不仅降低淋溶液Cd2+含量,使淋溶液Cd2+累积量显著降低47.01%,还使土壤CaCl2-Cd浓度显著降低94.4%,并促使土壤易溶态Cd向难溶态Cd转变。     

铁酸锰纳米材料吸附含Ni~(2+)电镀废水的性能研究

采用非表面活性剂水热法制备了铁酸锰(MnFe2O4)纳米材料吸附剂,研究了吸附时间、溶液pH和温度对MnFe2O4纳米材料吸附模拟含Ni 2+电镀废水和实际含Ni 2+电镀废水中重金属Ni 2+的吸附性能,并探讨了该材料的再生利用性能。结果表明,MnFe2O4纳米材料可有效吸附电镀废水中的Ni 2+,吸附平衡时间为600min。对20mg/L的模拟含Ni 2+电镀废水,投加4.5mg的的MnFe2O4纳米材料进行吸附处理,Ni 2+的吸附去除率高达98%左右;实际工程应用中,应保持电镀废水偏碱性、温度25℃;MnFe2O4纳米材料具有理想的再生利用性能,重复吸附5次后,吸附去除率仍可达82.24%,在实际废水处理中具有广阔的应用前景。     

油泥制备除油吸附剂

以油泥为原料,采用ZnCl2活化法制备吸附剂,吸附处理水中的油类物质。研究了制备油泥吸附剂过程中活化剂ZnCl2溶液浓度、固液体积比、活化温度、活化时间对吸附剂性能的影响,并对吸附剂比表面积和孔隙分布进行了分析。确定了技术经济性最佳的制备条件为ZnCl2溶液浓度5.0 mol·L-1,固液体积比1：1.5,活化时间2.0 h,活化温度450℃,吸附剂BET比表面积为316.088 2 m2·g-1,对水中油类污染物质去除率为94.61%。     

核桃壳炭化吸附废水中Cr(Ⅵ)的性能研究

采用氯化锌活化法制备生物质废物硬壳活性炭,工艺条件为:核桃壳与氯化锌溶液质量比为1∶1.5、氯化锌溶液质量分数50%、炭化温度300℃、炭化时间90 min、活化温度600℃、活化时间60 min。对产品比表面积、孔径和表征进行了分析,并探讨了该核桃壳活性炭吸附废水中六价铬的pH值、废水初始浓度、吸附时间、振动转速等影响因素。结果表明:制得的活性炭碘吸附值为1 038.33 mg/g,比表面积为645.36 m2/g,平均孔半径为1.37 nm。当活性炭用量为0.1 g,废水pH=3,吸附接触时间为1 h,取100 mL浓度为50 mg/L的含Cr6+废水时,处理吸附量可达48.57 mg/g。活性炭最大饱和吸附值为80.24 mg/g。吸附符合Langmuir等温模式,吸附等温方程式为Ce/Qe=0.0083+0.0121Ce。