磁性水滑石快速吸附水体中Cu(Ⅱ)离子

为了探究磁性水滑石对水体中Cu(Ⅱ)离子的去除效果,利用四氧化三铁对水滑石进行磁化,用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和傅里叶红外光谱仪表征磁性水滑石。然后,探究磁性水滑石在不同吸附温度、时间、pH、投加量等条件下去除模拟废水中Cu(Ⅱ)的性能。结果表明,磁性水滑石对Cu(Ⅱ)最大吸附量为32.36 mg/g,吸附动力学结果表明,磁性水滑石对Cu(Ⅱ)的吸附在前90 min基本完成。溶液保持pH 5.6~6.5时,磁性水滑石对Cu(Ⅱ)有良好的吸附效率。磁性水滑石可以再生循环利用3~4次。实验证明,磁性水滑石是一种良好的Cu(Ⅱ)吸附剂。     

煅烧的水滑石同时去除水体中砷和氟

为探讨水滑石类材料对水体中氟、砷离子的同时去除效果,采用共沉淀法合成(Mg∶Al=2∶1)纳米类水滑石(LDHs),用傅立叶转换红外光谱、电子扫描透射电镜、X射线晶体衍射等手段对合成的材料进行了表征,并研究纳米材料在不同初始浓度、pH、吸附时间、阴离子干扰条件下其同时除砷氟性能。结果表明,煅烧后的水滑石(LDOs)对砷最大吸附量为51.02 mg/g,对氟最大吸附量为36.63 mg/g。吸附动力学实验表明,煅烧水滑石对砷的吸附在前6 h内基本完成,对氟的吸附在前10 h内基本完成。砷氟共存溶液保持pH=4~10及pH=6~8时,水滑石分别对砷、氟保持良好的吸附效率。对比不同阴离子对水滑石共除砷氟效率的影响,水滑石除砷速率受到阴离子影响力大小为:HPO2-4CO2-3NO-3Cl-SO2-4;水滑石除氟速率受到阴离子影响力大小为:CO2-3HPO2-4SO2-4Cl-NO-3。材料再生循环利用4次后,对砷和氟的吸附效率均能达到90%以上。实验结果表明,所合成的水滑石是一种优秀的能共除砷氟的吸附剂。     

焙烧态锂铝水滑石对水中氟离子吸附性能研究

采用尿素水热法合成了不同摩尔比的锂铝水滑石(Li/Al LDHs),经480℃煅烧后制备出焙烧态锂铝水滑石(Li/AlLDOs)。研究了Li/Al LDOs对水中氟离子的吸附性能,分别考察了吸附时间、吸附温度和pH等因素对吸附效果的影响,并对吸附机制进行了探讨。结果表明,Li/Al LDOs吸附水中氟离子的行为符合准二级动力学方程,吸附等温数据符合Freundlich吸附等温方程,pH对吸附效果影响较大。X射线衍射分析表明,水滑石样品经历了物相转变及重构过程,Li/Al LDOs可有效去除水体中的氟离子。     

Mg/Al/Fe水滑石的焙烧产物对F~-的吸附

采用共沉淀法合成Mg-Al-Fe类水滑石,并通过不同焙烧温度制得焙烧类水滑石。采用XRD,FT-IR,SEM等方法进行了吸附材料表征。研究了焙烧温度,吸附剂投加量,吸附时间,吸附初始p H值,吸附动力学,吸附等温线、吸附热力学等因素对Mg-Al-Fe类水滑石及其焙烧产物吸附F-的效果。研究表明,500℃焙烧类水滑石吸附效果最好,0.2 g吸附剂是最佳投加量值,在p H变化范围为3~8内吸附量基本无变化。研究结果表明,焙烧水滑石吸附符合准二级动力学曲线,反应活化能为E_a=14.63 k J/mol。反应基本符合Langmuir吸附等温模型。△G~0为负值表明该反应是一自发进行过程。高温有利于吸附反应进行。     

Mg/Fe水滑石吸附水中磷的动力学及热力学研究

以MgCl2和FeCl3为原料通过共沉淀法制备了Mg/Fe水滑石,并对其进行焙烧得到了焙烧态Mg/Fe水滑石。采用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对所得产物进行了结构表征。利用焙烧前后的水滑石作吸附剂吸附处理含磷废水,比较了两者对磷的吸附能力,并在不同温度和pH条件下进行了吸附动力学实验。结果表明,焙烧前后的水滑石对磷都具有很好的吸附能力,但300℃焙烧后水滑石的吸附能力提高了约5%。动力学实验表明,水滑石对磷的吸附可很好地用准二级动力学方程进行描述,其线性相关系数达0.999以上。在15~35℃下进行了等温吸附实验,结果发现水滑石对磷的吸附更符合Langmuir方程。经热力学研究发现,标准吸附焓变(ΔH0)0J/mol、标准吸附自由能(ΔG0)0J/mol和标准吸附熵变(ΔS0)0J/(mol·K),说明水滑石对磷的吸附反应是自发的吸热反应,且是一个熵增加的过程。     

Mg/Al/Fe复合氧化物吸附去除水体中氟化物的研究

采用水热法合成了不同铁掺杂量的Mg/Al/Fe型类水滑石(MAF),根据X射线衍射(XRD)的测定结果,铁存在一个最佳投加量,铁的掺杂量过大则会导致水滑石的层状结构被破坏。通过扫描电镜(SEM)和比表面分析仪(BET)研究了MAF焙烧后的复合金属氧化物(CMAF)的结构和性能,并考察了CMAF对水中氟离子的吸附性能。与CMA相比(铁掺杂量为零),CMAF对氟离子的吸附去除效率明显提高(最大吸附容量75.2 mg/g),整个吸附过程可以用Langmuir吸附等温线更好地描述。通过XRD测定和晶格参数计算,CMAF的结构由吸附前的复合氧化物恢复到层状水滑石结构,表明氟离子在水滑石重构过程中作为层间阴离子进入到水滑石内部,从而达到较高的除氟效率。     

制备方法对铜镁铝类水滑石吸附性能的影响

为了考察制备方法对水滑石结晶形态及吸附性能的影响,同时解决吸附剂再生困难且易产生二次污染的问题,分别采用共沉淀法和水热法合成具有光催化作用的Cu-Mg-Al类水滑石,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等方法对制备的材料进行了表征,考察了其对盐酸四环素(TC)的吸附性能,吸附饱和的类水滑石采用紫外光照再生。结果表明,共沉淀法合成的LDHs-C吸附性能优于水热法合成的LDHs-H,对TC的去除率分别为95.2%和75.2%。Cu-Mg-Al类水滑石吸附TC的过程均符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型。吸附饱和的吸附剂在紫外线照射下30 min即可实现再生,经4次循环后,LDHs-C对TC的吸附量仍能保持原有的90%以上。     

Zn / Al 双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能简

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物（Zn/Al-300）吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即“记忆效应”。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

Zn/Al双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物(Zn/Al-300)吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即"记忆效应"。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

制药工业发酵副产品磁性吸附剂吸附六价铬的研究

利用包埋法,以海藻酸钠和聚乙烯醇作为基质,制药工业发酵副产品主要为红色链霉菌菌体为吸附剂,与磁性纳米颗粒制备磁性吸附剂,对含Cr(Ⅵ)废水进行吸附研究。磁性吸附剂吸附饱和后,在外加磁场作用下迅速与液相分离。研究结果表明,在溶液pH为0~12,搅拌转速为0~200 r/min,温度变化范围在0~50℃的条件下,经过5个循环,吸附剂的形状,机械强度等性能均保持完好;优化的pH为2;最佳温度为25℃;吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型;吸附动力学过程符合Lagergren模型;经5次吸附-解吸附循环实验,磁性吸附剂对六价铬的吸附和解吸附能力均保持良好。     

Mg-Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs）,经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3∶1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,最佳反应时间分别为60 min和30 min;在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定,且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为263.77 mg/g和875.23 mg/g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

磁性活性炭的制备及其对水中甲基橙的吸附

活性炭被广泛应用于水处理领域,然而吸附饱和后难以分离和再生的缺点却限制了其应用。本研究采用化学共沉淀法将铁氧化物和活性炭进行复合,制备出同时具有磁分离性能和较强的吸附性能的磁性活性炭复合材料,并对制备的复合材料进行表征,考察其对水中甲基橙的吸附性能。结果表明,制备的磁性活性炭的比表面积为666.72 m2/g,平均孔径为3.16 nm,具有良好的磁性能,在外加磁场下能快速地从溶液中分离出来且磁性能相对稳定,铁氧化物对活性炭吸附性能的影响不大。在温度为25℃、p H为5、吸附剂用量为3 g/L的情况下,吸附3 h后,该磁性活性炭对甲基橙的吸附率可达99.1%,预示着该磁性活性炭在水处理方面具有潜在的应用前景。     

Fe_3O_4-TiO_2·nH_2O·Al吸附剂去除水中氟离子

以实验室制备的Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附剂处理模拟和实际含氟废水,探讨了吸附剂用量、体系p H、吸附温度和吸附时间等因素对F-吸附效果的影响。结果表明:在初始F-浓度16.1 mg/L,起始p H 8.0,吸附剂投加量5 g/L,室温(约25℃)下吸附15 min时,模拟和实际废水的出水F-均可达到10 mg/L的《电镀污染物排放标准》和《污水综合排放标准》,且吸附剂的容量都在1.6 mg/g左右,显示Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al具有一定的实际应用价值。含氟水溶液初始p H对Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附F-性能影响较大。在p H介于3.0~5.0时,吸附容量较大,过高或过低都会导致吸附容量降低。Fe_3O_4-TiO_2·n H_2O·Al吸附F-的过程为放热反应,升温不利于F-的吸附。该吸附剂吸附F-的过程为化学吸附,符合准二级动力学模型,等温线拟合接近Freundlich吸附等温线。     

NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附去除水中Cr(Ⅵ)

采用共沉淀法合成磁性复合材料NiFe_2O_4/ZnAl-LDH,通过静态吸附试验考察复合材料去除水中Cr(VI)的性能,系统地研究了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和温度等因素对Cr(VI)去除效果的影响。结果表明,当溶液初始p H值为2、初始Cr(VI)浓度为50 mg·L-1、吸附剂投加量为4 g·L-1时,吸附过程在240 min内达到平衡,此时Cr(VI)的去除率为89.5%。动力学和吸附等温式的研究表明:NiFe_2O_4/ZnAl-LDH吸附Cr(VI)的过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型。热力学参数表明该吸附过程为自发、放热的反应过程,低温有利于吸附剂对Cr(VI)的吸附。吸附剂经4次再生后对Cr(VI)仍有83.1%的去除率,且其在外加磁场的作用下能快速与水溶液分离,因此NiFe_2O_4/ZnAl-LDH可作为去除水中Cr(VI)的良好吸附剂。     

粘土矿物材料吸附去除水中痕量邻苯二甲酸酯

研究了天然沸石、2种有机改性沸石及Mg/Al水滑石对水中痕量邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和邻苯二甲酸二辛酯的等温吸附情况和吸附机理,并与活性炭的吸附性能进行了比较。结果表明,Freundlich和Langmuir吸附等温方程均可以很好地描述天然沸石和Mg/Al水滑石对邻苯二甲酸酯的吸附,2种有机改性沸石对邻苯二甲酸酯的吸附更符合Linear吸附等温方程。与活性炭相比,天然沸石对邻苯二甲酸酯的吸附效果较差;2种有机改性沸石和Mg/Al水滑石对分子尺寸较小的邻苯二甲酸酯物质邻苯二甲酸二甲酯的去除率较低,分别低31.8%、31.4%和19.8%,但对分子较大的邻苯二甲酸酯物质邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯和邻苯二甲酸二辛酯的去除效果相差不大。     

Mg—Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs）,经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3：1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,最佳反应时间分别为60min和30min;在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定,且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为263．77mg／g和875．23mg／g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

超薄水滑石纳米片除磷效果与机理

为了开发一种新型高效的除磷吸附剂,通过甲酰胺一步合成法制备了不同镁铝反应物浓度的水滑石纳米片(LDHns-F1~4),并利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)等技术对LDHns-F的形貌进行了表征。结果表明,该方法成功合成了超薄水滑石纳米片,横向尺寸约30 nm,呈板状形貌和六角形微晶的特点。冷干后的水滑石纳米片具有水滑石XRD特征峰,干燥过程会造成纳米片的部分堆叠。等温吸附实验结果表明,纳米片LDHns-F3(镁铝反应物摩尔浓度为0.08、0.04 mol·L-1)对磷酸盐的饱和最大吸附量为128.0 mg·g-1,固磷能力比层状水滑石LDH-P提高61%。吸附反应在15 min后达到平衡,吸附动力学符合伪二级动力学方程,表明化学吸附可能是LDHns-F3吸附磷酸根的速率控制步骤。通过Zeta电位和X射线光电子能谱(XPS)对吸附机制进行分析,结果表明磷酸盐在水滑石纳米片层板表面通过羟基络合形成了内层络合物。水滑石纳米片层表面存在的大量羟基使其对含氧阴离子型污染物具有良好的吸附性能,在高浓度含磷水体处理中具有广阔的应用前景。     

磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2的合成及对水中氟和砷的吸附性能

用共沉淀法将ZrOCl2·8H2O包裹在磁性纳米Fe3O4表面,合成了一种针对高浓度含砷含氟废水的高效新型磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2.研究考察了吸附剂对氟和砷的吸附容量、反应平衡时间以及pH对吸附效果的影响.实验表明,磁性纳米Fe3O4·ZrO(OH)2吸附剂对水中F-和As(Ⅲ/Ⅴ)等温吸附模型符合Langmuir和Freundlich模型.对溶液中总氟和总砷的吸附容量分别可达70.42 mg/g和133.33 mg/g.通过拟二级动力学方程可得知吸附过程在20 min左右即可达到平衡.随着pH的不断增加,吸附剂对氟的吸附容量逐渐降低,而对砷的吸附量则是先增加后减少.     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。     

铁源对碳热合成磁性碳质吸附剂的影响

评价了不同铁源对碳热法合成磁性碳质吸附剂吸附三氯乙烯的影响。选择3种铁盐作为铁源合成3类磁性碳质吸附剂:氯化铁、硝酸铁和硫酸亚铁。所有吸附剂分别在600、700、800℃条件下以蔗糖为碳源进行合成。对制得的吸附剂使用氮气吸附、扫描电子显微镜、X射线衍射等技术进行表征。3类吸附剂呈现了不同的结构性质、铁组分分布及成分,因此导致对三氯乙烯吸附去除能力有显著差异。通过实验研究了制得的吸附剂对三氯乙烯的吸附动力学,并用准二级动力学模型对数据进行拟合。结果表明氯化铁是用于吸附三氯乙烯的磁性碳质吸附剂合成的最佳铁源。