2种不同碱度钢渣及其负载HAP吸附镉的比较

为了探明低碱度钢渣、低碱度钢渣负载HAP(羟基磷灰石,hydroxyapatite)、高碱度钢渣和高碱度钢渣负载HAP 4种材料对水溶液中Cd²⁺的吸附特征,采用静态批实验的方法,分别从pH、反应时间和初始浓度等方面对其进行了考察;使用电镜扫描观察和X射线衍射分析等手段,运用吸附动力学模型、吸附等温线模型对吸附过程和吸附机理进行了分析与探讨。结果表明：4种材料对Cd²⁺的吸附效果顺序为高碱度钢渣负载HAP>高碱度钢渣>低碱度钢渣负载HAP>低碱度钢渣,其中低碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺的吸附性能较差,且会发生脱附现象,不宜用作Cd²⁺的吸附材料;高碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺的吸附性能较好,吸附过程均符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型;吸附过程主要为吸附剂表面上的单层化学吸附,吸附作用主要为离子交换作用和化学沉淀作用;此外,高碱度钢渣及其负载HAP对Cd²⁺最大吸附量分别为7.65 mg·g⁻¹和12.63 mg·g⁻¹,相比之下,提高了60.58%,这表明高碱度钢渣负载了HAP可大幅度提高其对Cd²⁺的吸附容量。钢渣碱度的差异性对其吸附镉的影响较大。     

改性膨胀石墨对含铅废水吸附特性

采用微波法在1 000 W下微波膨胀60 s制备了膨胀石墨,以乙醇为分散剂,采用超声沉淀法制备了纳米氢氧化镁,同时将纳米氢氧化镁负载到膨胀石墨孔隙中,制备出一种新型吸附剂,并采用静态吸附的方法研究了该吸附剂对铅离子的吸附效果,实验证明当改性膨胀石墨的用量为0.035 g,铅溶液的pH=4,铅溶液初始浓度为300 mg/L,吸附温度为25℃时,该吸附剂对铅离子的去除率能达到48%,吸附容量能达到105 mg/g左右。同时该吸附反应能够较好地符合Lang-muir吸附等温式以及二级动力学模型。     

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%。     

交联羧甲基玉米淀粉对水溶液中铅离子吸附性能的优化研究

以玉米淀粉为原料,采用先醚化后交联改性工艺合成了交联羧甲基玉米淀粉吸附剂。在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken的中心组合试验设计及响应面分析法,研究了交联羧甲基玉米淀粉吸附剂用量、吸附时间和pH值3因素对水溶液中铅离子吸附效果的影响,得出了吸附剂对铅离子吸附效果的回归模型。结果表明,最佳吸附工艺参数为吸附剂用量0.22 g,pH值为6.6,吸附时间32.9 min,交联羧甲基玉米淀粉对铅离子吸附容量可达44.72 mg/g,铅离子去除率达到98.38%。常温下吸附动力学模型符合Freundlich等温式Q=0.4152C^0.9894。采用0.9 mol/L盐酸溶液作为解析液,铅离子回收率可达97.55%。     

饱和膨润土复合颗粒吸附剂吸附的重金属离子的固定及其再生

采用Na_2S化学再生法对吸附Fe~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)饱和的膨润土-钢渣复合颗粒吸附剂分别进行重金属离子的固定及其再生实验研究,探究该吸附剂吸附的重金属离子的固定问题及其再生的可能性和多次再生后的吸附效果,同时根据SEM图进一步揭示固定、再生机理。结果表明:在对Fe~(2+)的固定、再生实验中,可形成Fe S沉淀而实现固定,但再生后再吸附时,膨润土复合颗粒中蒙脱石结构改变使得颗粒坍塌变成粉末状,因此,吸附Fe~(2+)饱和的膨润土复合颗粒吸附剂不适合用Na_2S再生;而对Mn~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的固定、再生实验中,均可形成S化物沉淀而实现固定,颗粒结构未改变,经过3次再生后,吸附剂对Mn~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的去除率还可达到94.22%、83.2%和76.30%,远比未经再生的吸附剂吸附效果好,同时,由SEM表征分析进一步揭示:Na_2S再生溶液既可使重金属离子形成MS沉淀固定,又可使复合颗粒吸附剂获得再生,实现了同步固定、再生的目的,且吸附剂经多次再生后吸附效果保持良好。     

钢渣与高岭石、有机肥混合对As(Ⅲ)的吸附特性研究

以高岭石、钢渣和有机肥为对象,研究单一和混合材料对As(Ⅲ)的吸附能力对比,并结合吸附等温线、吸附动力学等研究混合材料对As(Ⅲ)的吸附特性。结果表明:(1)适合的材料混合能提升单一材料对于As(Ⅲ)的吸附能力。材料单一使用时,钢渣对As(Ⅲ)的去除效果最好,去除率达65.0%;在混合材料中,钢渣/有机肥(质量比1/2,以c12表示)和钢渣/高岭石/有机肥(质量比2/1/1,以S211表示)对As(Ⅲ)有较好吸附效果。c12对As(Ⅲ)的去除率达到78.2%,最大吸附量为3.907mg/g,S211对As(Ⅲ)的去除率达到66.1%。(2)钢渣单一及与其他材料复配后对As(Ⅲ)的吸附都是一个先快后慢的过程,具有"快速吸附、缓慢平衡"的特点,随着平衡浓度的增加,吸附逐渐趋于平衡。钢渣吸附As(Ⅲ)溶液的行为主要符合一级动力学模型和Langmuir方程;c12和S211对As(Ⅲ)的吸附适于二级动力学模型和Langmuir方程,说明钢渣及复配材料均为单层分子吸附,在材料混合后主要以化学吸附为主。     

脱水污泥制备含炭吸附剂及其应用研究

采用热解炭化法、物理活化法、化学活化法制备污泥含炭吸附剂,通过静态吸附实验研究各种影响污泥含炭吸附剂吸附性能的因素.实验结果表明,采用化学活化法制得的污泥含炭吸附剂吸附性能最好,在以ZnCl2为活化剂、锯末添加剂投加量为脱水污泥质量的1%、ZnCl2为3 mol/L、活化温度为450 ℃、活化时间为1.5 h、固液质量比(干污泥与活化剂溶液的质量比)为1:4的最佳制备条件下,制得的污泥含炭吸附剂碘吸附值在520 mg/g以上,产物收率>60%,比表面积>230 m2/g,总孔容积为0.35 mL/g,其中微孔容积为0.08 mL/g,中孔容积为0.23 mL/g.利用其处理城市污水,其对COD、色度、TP的去除率好于选定的商品颗粒活性炭.     

改性松针对水体中铅(II)的吸附

探讨了改性松针(GXLsp)作为吸附剂对水体中铅离子的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、盐离子浓度、Pb(II)初始浓度及温度对改性松针吸附Pb(II)的影响。利用Langmuir和Freundlich等温线模型对实验数据进行非线性拟合分析,结果表明,Freundlich等温线模型能很好地描述松针对Pb(II)的吸附过程。热力学参数表明吸附是一个自发的吸热过程。改性松针对铅的吸附行为符合拟二级动力学方程,表明吸附过程是以化学吸附为主。在293K时松针对Pb(II)的饱和吸附量为318.3 mg/g,因此,GXLsp可作为一种高效低值生物质吸附剂以去除水体中重金属Pb(II)的污染。     

一株产絮酵母菌废菌体对Cd~（2＋）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%。     

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。     

海藻酸钠固化香蕉皮粉吸附染料废水

利用海藻酸钠固化农业废弃物-香蕉皮粉制备成吸附剂,以甲基紫为例,对有机染料废水进行吸附研究,考察吸附时间,温度和甲基紫/吸附剂用量比对吸附的影响。实验结果表明,该吸附剂能有效地吸附掉溶液中的甲基紫,其吸附率随温度的增加而下降,最佳吸附时间为2 h,甲基紫/吸附剂的最佳用量比为1∶5。在25℃、pH 7、甲基紫起始浓度10 mg/L,吸附剂浓度50 mg/L的条件下,吸附2 h,吸附率为92.64%,吸附量为185.3 mg/g。研究了相应的Langmuir、Freundlich吸附等温线和准一级、准二级动力学方程,结果表明甲基紫的吸附动力学数据与Freundlich吸附等温线和准二级动力学方程有更好的相关性,同时该吸附剂具有较好的重复利用率。     

污泥衍生吸附剂对铅离子的吸附机理研究

研究了化学活化法热解制取污泥衍生吸附剂的工艺过程,得出相应工艺条件.利用污泥衍生吸附剂吸附溶液中重金属离子Pb2 ,得到动力学模型.实验结果表明:(1)该吸附过程分为3个阶段:初始阶段(t≤20 min)、过渡阶段(20 min＜t≤30 min)和后期阶段(t＞30 min),满足线性方程dC/dt=kC;(2)该吸附过程的吸附活化能E=26.5 kJ/mol,吸附频率因子A=6900 s-1.整个吸附过程为扩散吸附,吸附传质速度由孔隙扩散阶段和内表面吸附共同控制.     

核桃壳对模拟废水中Cu~(2+)的吸附性能研究

采用核桃壳作为吸附剂,对模拟废水中的Cu2+进行吸附去除,考察了吸附剂粒径、水样初始pH、吸附剂用量、Cu2+初始浓度、吸附时间等因素对Cu2+吸附效果的影响,确定最佳吸附参数,并进行了吸附动力学和吸附等温线分析。结果表明:最佳吸附参数为核桃壳吸附剂粒径1.25~1.60mm、水样初始pH 5.0、吸附剂用量2.5g,Cu2+初始质量浓度20mg/L、吸附时间360min,在此条件下100mL水样在200r/min、25℃条件下吸附的Cu2+去除率达70%以上,吸附量约为0.702mg/g;本实验过程采用伪二级动力学方程的拟合更好,R2均在0.9以上,Cu2+吸附速率与其浓度的二次方成正比;Langmuir方程可以较好地描述核桃壳吸附剂对Cu2+的吸附过程,此吸附过程是单分子层的吸附。     

生物质基炭膜的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附

以生物质二层牛皮为原料,在控制热分解条件下制备了生物质基炭膜。利用TG/DTG、XRD、FT-IR、SEM、TEM和低温N_2吸附-脱附等方法对在不同炭化温度下(550~950℃)制备的生物质基炭膜形貌特征、孔隙结构及其表面化学性质进行了表征。考察了炭化温度、反应时间、溶液pH、加入量等因素对炭膜吸附溶液中铅离子的影响。表征结果表明:随着炭化温度的升高,生物质基炭膜碳微晶趋于石墨化发展,总孔容积持续增大,孔隙结构变得更加发达。实验结果表明:随炭化温度升高,生物质基炭膜对铅离子的吸附效果明显变好;在初始铅离子质量浓度为50 mg·L~(-1)、溶液pH为5.5、吸附剂加入量为1.5 g·L~(-1)、吸附时间为6 h的条件下,950℃下所制炭膜对铅离子有较好去除效果,去除率可达99.9%,吸附容量为32.76 mg·g~(-1)。     

响应曲面法优化污泥基吸附剂处理含铅选矿废水的实验条件

针对碱性含铅选矿废水的处理问题,利用CaO-SA对广东省某含铅选矿废水进行了吸附研究。通过单因素实验,研究了吸附时间、pH、温度和吸附剂投加量等因素对吸附剂吸附Pb²⁺的影响。利用Box-Behnken 实验设计探究了吸附时间、pH、温度和投加量对Pb²⁺的吸附影响并优化最优工艺参数,最后对CaO-SA吸附Pb²⁺的机理进行探讨。单因素实验结果表明：吸附饱和时间为60 min;吸附剂最优投加量为5 g·L⁻¹;提高温度有利于吸附的进行;在碱性条件下,投加量为5 g·L⁻¹,适当增加温度有利于提高Pb²⁺的去除率。通过Box-Behnken 实验设计探究发现：各因素对吸附效果的影响顺序为温度>吸附时间>投加量> pH;在最佳条件(投加量为6 g·L⁻¹、温度40 ℃、pH=11、吸附时间为30 min)下,Pb²⁺的去除率为99.63%;在较短吸附时间内,适当地增加投加量与提高温度有助于提高Pb²⁺的去除率。对CaO-SA的SEM表征结果显示,该材料孔隙发达,提供吸附位点多。红外光谱与XRD的结果显示,CaO-SA对Pb²⁺的吸附主要为吸附剂中羧酸盐与Pb²⁺结合的化学吸附,其次是吸附剂中大量存在的硅酸盐与Pb²⁺结合的物理吸附。以上研究结果可为CaO-SA工业化应用提供参考。     

以硅胶为基质的交联壳聚糖对Ni2+的吸附研究

以硅胶为基质的交联壳聚糖作为重金属Ni^2 的吸附剂，对影响该吸附Ni^2 的因素及吸附剂的再生和其吸附能力的变化，吸附机理等进行了研究。结果显示，吸附剂在一定的实验条件下对Ni^2 的最高吸附量按每克壳聚糖计可达650mg/g，且吸附平衡时间短。在柱法实验中其吸附率在99．9％以上。     

藻类吸附剂对六价铬的吸附特性

以浮游藻类制成的生物吸附剂为对象,研究了不同液相起始pH、吸附剂用量Cm和不同吸附时间t等因素对生物吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的影响,并进行了热力学分析和对吸附前后藻类吸附剂进行了FTIR分析。结果表明,最佳吸附条件为:在起始pH=1.0,吸附剂用量Cm=6.0 g/L,吸附时间t=180 min,吸附温度T=30℃时吸附效率达到了92.10%;藻类吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附能很好地符合Langmuir模型和Freundlich模型,在实验的温度范围内,ΔG0均为负值,说明实验条件下藻类吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附反应能够自发进行;红外图谱显示在1 261~1 537 cm-1和1 034~1 053 cm-1区域峰发生了明显变化,说明其为细胞上的多糖、蛋白质等成分更多地参与了对Cr(Ⅵ)的吸附过程。由此可见,利用中水里生长的藻类制成生物吸附剂,吸附Cr(Ⅵ)具有可行性,吸附速率较高,吸附平衡时间较快。     

秸秆基Li/Al层状双金属氢氧化物纳米复合吸附剂的制备及其除磷性能研究

将纳米Li/Al层状双金属氢氧化物(LDH)负载到改性小麦秸秆上制得秸秆基Li/Al LDH纳米复合吸附剂(简称复合吸附剂),并通过一系列单因素吸附试验对其除磷性能进行评价。结果表明:升高温度有利于该吸附剂的吸附;最佳吸附pH约为4;动力学实验表明,100min时吸附过程即可达到平衡;以NO_3~-、Cl-、SO_4~(2-)作为共存离子,3者对于复合吸附剂除磷的影响程度为SO_4~(2-)Cl-NO_3~-,且共存离子浓度较高时复合吸附剂对磷仍有较好的吸附选择性;脱附再生实验表明,使用5mol/L NaOH和0.01mol/L NaCl的混合溶液可达到较好的脱附效果。     

镧改性钢渣对水中氟离子的吸附性能

为有效去除铁路隧道开挖过程中涌出的地下水中的氟离子,避免对当地环境和居民身体健康造成危害,利用镧改性钢渣得到一种除氟材料,通过扫描电镜、比表面积测定、能量散射光谱、X射线衍射及傅里叶红外光谱等方法对材料进行表征。此外,结合吸附热力学和吸附动力学模型拟合,探究了改性钢渣对水中氟离子的吸附机理。结果表明：改性钢渣的比表面积由未改性的0.549 9 m²·g⁻¹增大到23.367 5 m²·g⁻¹,小粒径的钢渣比例增大且表面粗糙程度增强。能谱分析表明通过改性,可成功的将镧负载于钢渣表面。吸附拟合模型表明,钢渣对氟离子的吸附遵循Langmuir模型,说明钢渣对氟离子的吸附更接近于单层吸附,且主要为化学吸附。热力学参数表明,吸附吉布斯自由能(∆G⁰)>0,焓变(∆H⁰)和熵变(∆S⁰)<0,表明该反应是放热过程,改性钢渣的除氟过程符合伪二级动力学过程。改性钢渣有望成为一种具有应用前景的除氟材料。     

胺化麻黄废渣生物吸附剂对水中阳离子染料的吸附

以麻黄废渣为原料,采用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对其进行化学改性,得到麻黄废渣的改性产物。将其应用到中性红和亚甲基蓝2种染料模拟废水的吸附实验,并研究了p H值、吸附剂用量、吸附时间等因素对吸附的影响。结果表明,在p H值为5.5,吸附温度为25℃的条件下,用4 g/L的胺化麻黄废渣生物吸附剂吸附初始浓度为1 000 mg/L的中性红溶液0.5 h,去除率为99.89%;用10 g/L的胺化麻黄废渣生物吸附剂吸附初始浓度为500 mg/L的亚甲基蓝溶液1 h,去除率为99.38%。改性吸附剂对中性红和亚甲基蓝的吸附可以用准二级动力学方程描述,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,根据Langmuir方程,25℃时胺化麻黄废渣生物吸附剂对中性红和亚甲基蓝的最大吸附量分别为362.3 mg/g和152.7 mg/g。实验结果显示,胺化麻黄废渣生物吸附剂是一种吸附性能优异的吸附剂,用于处理染料废水有较好的应用前景。