以芦苇灰为硅源制备三胺改性SBA-15及其对溶液中Cd2+的吸附

为探究以芦苇灰为硅源制备有序多孔SBA-15的潜力,并弄清所获得的SBA-15对溶液中Cd2+离子的吸附性能。采用水热-后期接枝的合成方法,制备出三胺基改性SBA-15吸附剂(3N-SBA-15),通过批实验的方法讨论了吸附时间、体系pH、温度和离子强度等因素对水溶液中Cd2+吸附的影响及其再生研究,最后对Cd2+吸附机制进行了探讨。结果表明,合成的材料均具有高度规则的多孔特征,其对Cd2+的吸附受体系pH控制;胺基改性可以显著增强SBA-15对Cd2+的吸附能力。3N-SBA-15对溶液中Cd2+的吸附过程可用Langmuir模型描述,298 K时Cd2+的最大吸附量可达1.07 mmol/g,升温有利于吸附进行。0.01 mol/L EDTA和0.1 mol/L HCl溶液是3N-SBA-15较为合适的再生剂;3N-SBA-15对Cd2+的吸附机制可能为包含物理吸附、离子交换和络合反应等过程的复杂吸附过程。研究表明,3N-SBA-15是一种对水体Cd2+具有良好吸附能力的吸附材料,芦苇灰是制备SBA-15的一种潜在硅源。     

4种脂肪多胺修饰硅胶对铅离子的吸附

为了合成高效铅离子吸附剂,了解其对铅离子的吸附规律。采用(3-氯丙基)三甲氧基硅烷(CPTS)架桥法,以硅胶(SG)为载体,乙二胺(EDA)、二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)为表面修饰剂,合成了4种胺化硅胶,测定了它们的红外光谱、热重等性质以及对Cu2+、Zn2+和Pb2+的吸附能力。结果表明,4种胺化硅胶对Pb2+的吸附量均大于Cu2+和Zn2+的吸附量,其中DETA修饰硅胶对Pb2+的吸附量较高。4种胺化硅胶对Pb2+的吸附过程较好地符合拟二级动力学模型以及Langmuir和Scatchart等温吸附热力学模型,其对Pb2+吸附的速率常数、饱和吸附量以及吸附位点数由大到小的顺序一致,均为SG-DETASG-TEPASG-EDASG-TETA。4种胺化硅胶对Pb2+的吸附速率和吸附量呈现"奇数胺"增强效应,亲和常数则依次减小。阐明了脂肪多胺修饰硅胶对Pb2+的吸附规律,并进一步讨论了Scatchart和Langmuir热力学模型的统一性。     

3种大型海藻对含铅废水的生物吸附研究

运用批吸附技术研究了海带、裙带菜和条斑紫菜对水溶液中Pb2+的吸附特性。结果表明:pH是影响生物吸附的重要因素,海带和裙带菜吸附Pb2+的适宜pH在3~5之间,紫菜吸附Pb2+的最佳pH为4;在20~40℃范围内,3种海藻对Pb2+的生物吸附非常快,40 min达到吸附平衡,动力学数据符合准二级动力学模型;Langmuir和Freundlich模型成功地拟合了平衡数据。热力学分析表明吸附能够自发进行。红外光谱分析表明,羧基是海带和裙带菜吸附Pb2+的主要官能团。实验结果表明,用这3种海藻吸附剂对水溶液中Pb2+具有较好的吸附性能,海带和裙带菜的吸附容量相近,优于紫菜。     

分子筛对水中Pb2+的吸附行为及回收利用

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察了分子筛投加量、废水pH值、Pb2+初始浓度和吸附时间对去除率的影响。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16 g/L,废水pH为5,Pb2+初始浓度为30 mg/L时,吸附10 min后Pb2+去除率达到95%以上。通过吸附等温线和吸附动力学方程拟合,4A和13X分子筛对Pb2+的吸附过程均符合Langmuir吸附模型和Lagergren二级速率方程,计算出的饱和吸附容量Q0分别为714.3 mg/g和684.9 mg/g,二级反应速率常数k2分别为8.9×10-4g/(mg·s)和7.1×10-5g/(mg·s)。4A分子筛沉降性能较好,适宜回收;经过4次吸附-解吸仍保持88.7%的Pb2+去除率和493.2 mg/g的吸附容量,经解吸后的浓缩液中富含铅离子720.3 mg/L,富集倍数3.78,加入Na2S生成硫化物沉淀能够达到回收金属铅的目的。     

4A沸石对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的去除

采用静态吸附法以4A沸石为吸附剂研究其对复合污染水体中Pb2+、Cu2+和Cd2+的竞争吸附特性,并探讨了影响吸附的环境因素。实验表明,在室温条件下,溶液pH5～6,4A沸石15 mg对10 mL复合污染溶液(Pb2+、Cu2+和Cd2+浓度分别为100 mg/L)吸附20 min时,对溶液中3种重金属的吸附去除率均可达99.8%以上。反应过程中4A沸石对3种重金属的吸附速率大小为Pb2+>Cu2+>Cd2+。复合污染水体中4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附符合Langmuir和Fre-undlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9981、0.9901、0.9916和0.9638、0.9194、0.9689。经计算,4A沸石对Pb2+、Cu2+和Cd2+的饱和吸附量分别为129.9 mg/g、107.5 mg/g和99.0 mg/g。4A沸石吸附重金属离子达到吸附平衡的时间较短,对溶液pH值的适应性较好。吸附后的4A沸石可以再生利用,对铅离子洗脱重复利用性较铜离子和镉离子强。     

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。     

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。     

膨润土复合新型吸附剂处理含Mn~(2+)废水

针对废水中Mn2+难去除问题,利用经高温焙烧制备的膨润土-粉煤灰复合新型吸附剂对废水中的Mn2+进行吸附处理实验研究。研究了新型吸附剂在不同的吸附时间、pH、初始Mn2+浓度条件下对Mn2+的吸附去除效果影响、Fe2+、Mn2+共存时竞争吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反应动力学。实验结果表明,新型吸附剂处理Mn2+浓度为35 mg/L的废水,在温度25℃、转速100 r/min、投加量20 g/L、吸附时间120 min、pH≥7时反应条件最佳,Mn2+的去除率均可达到90%以上;Fe2+、Mn2+共存时,存在竞争吸附,Fe2+会被优先选择吸附去除,Fe2+的存在会影响Mn2+的去除效果;膨润土复合新型吸附剂对Mn2+的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。新型吸附剂对废水中的Mn2+有很好的去除效果,而且能有效解决膨润土不易固液分离问题,可作为含Mn2+废水高效、廉价、环保的水处理吸附剂。     

皂化改性橘子皮生物吸附剂对重金属离子的吸附

以生物废料橘子皮(OP)为原料,经乙醇、氢氧化钠处理,得到改性橘子皮生物吸附剂SOP,将其用于对重金属离子Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的吸附。研究了溶液pH、吸附时间和重金属离子初始浓度对SOP吸附性能的影响。结果表明,重金属离子在生物吸附剂上的吸附速率快,符合准二级动力学方程。SOP对重金属离子的吸附等温线符合Lang-muir模型,根据Langmuir模型计算SOP对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的饱和吸附量分别为56.82、152.4、66.27、33.90和23.02 mg/g,均高于改性前。常见阳离子的存在对重金属离子吸附的影响较小,改性后的橘子皮生物吸附剂可以再生重复使用4次以上,是性能良好的重金属离子吸附剂。     

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。     

黑土胶体对铅的吸附动力学特征

利用虹吸法从采自于吉林省黑土中分别提取出粒级为5~10、2~5和1~2μm的3种胶体,并通过批次实验法研究不同粒级黑土胶体对Pb2+的吸附动力学。结果表明,不同粒级土壤胶体对Pb2+的吸附过程均表现为快慢2个阶段,其中,10 min内呈现快速吸附阶段,之后为慢速吸附阶段。3种粒级土壤胶体5~10、2~5和1~2μm在pH为6、温度为25℃时,对Pb2+的饱和吸附量为114.45、126.98和131.89 mmol/kg。随pH从2升到6,粒级为5~10、2~5和1~2μm的3种胶体对Pb2+的饱和吸附量分别增加了928%、153%和142%。随温度从25℃升到55℃,粒级为5~10、2~5和1~2μm的3种胶体对Pb2+的饱和吸附量分别增加了16.56%、4.9%和4.89%。不同粒级胶体对Pb2+的吸附量由大到小依次为:1~2μm2~5μm5~10μm。不同粒级胶体对Pb2+的吸附动力学均较好地符合拉格朗日准二级动力学方程,说明该吸附过程以化学吸附为主。准二级动力学吸附速率常数表明,随着吸附剂粒径增大,吸附速率降低。4种温度范围内随着温度升高,吸附速率加快。吸附过程的限速步骤为颗粒间扩散。     

硅烷化改性沸石对重金属离子的吸附性能

制得一种用于重金属废水处理的新型硅烷化改性沸石吸附剂,成本低、效果显著且稳定。通过对改性沸石表征,分析了改性对沸石结构的影响。结果表明,改性一定程度降低了原沸石的晶体特征,但基本上保持了其结构组成;硅烷化改性成功地在沸石上接枝了氨基。对硅烷化沸石的特性研究,得出硅烷化沸石对Ni2+、Cu2+、Zn2+和Pb2+吸附最佳投加量为1、1、1.6和0.6 g/L,且此时对4种离子的去除率也较好;吸附动力学研究得出,其吸附过程可用二级动力学方程较好地拟合;吸附达到平衡时,4种金属离子的平衡吸附量分别为11.23、17.41、15.45和59.42 mg/g;硅烷化沸石对金属离子的吸附行为更符合Langmuir模型,为化学吸附;在酸性条件下(pH=2～6),硅烷化沸石仍保持一定的吸附能力,具有一定的耐酸性。     

水浮莲干体吸附去除水中的锑(Ⅲ)

以水浮莲干体为生物吸附剂,考察不同吸附时间、初始pH、水浮莲干体量、摇床转速和反应温度等因素对废水中锑(Ⅲ)的吸附影响;同时通过FTIR、动力学模型以及等温吸附模型等对吸附机理进行研究。结果表明:Sb3+初始浓度为50 mg/L、溶液初始pH为6.8、水浮莲干体用量为1.0 g/25 mL、于(25±1)℃的恒温振荡摇床中以100 r/min振荡吸附反应120 min后,吸附率可达76.8%。水浮莲干体对Sb3+的吸附是一个快速的过程,前10 min的吸附率为52.7%,60 min达到吸附平衡;初始pH对Sb3+的吸附有显著的影响,适宜pH为6.8;在一定范围内,干体量的增加、摇床转速的增大以及温度的升高都会导致吸附率升高。结合FTIR谱图分析得出吸附为化学、物理吸附;准二级动力学模型比准一级动力学模型能更好地描述水浮莲干体对Sb3+的吸附过程;Langmuir和Freundlich吸附等温模型均适合对吸附过程进行拟合,但Lang-muir模型能更好地反映吸附特性,298 K时最大吸附量为1.394 mg/g。水浮莲干体对Sb3+有良好的吸附效果,可用于处理含锑废水,达到以废治废的目的。     

酵母菌对不同液相体系中锌离子的吸附行为

主要对面包酵母菌在Zn2+和Zn2+-Pb2+两种离子体系中Zn2+的吸附行为进行了探讨。选择灭活面包酵母菌为吸附剂,对pH、菌体加入量等吸附影响因素进行了探讨并进行了吸附动力学过程和等温吸附效果的研究。结果表明,不同离子体系中相同初始浓度情况下,动力学研究显示实验所用面包酵母菌对溶液中Zn2+而言是一种快速高效的生物吸附剂,且在整个吸附过程中存在:qt(Pb2+)qt(Zn2+-Pb2+)qt(Zn2+)。实验条件下,以单离子体系中的Zn2+、Pb2+和双离子体系中的总离子为研究对象时,都能很好符合Langmuir等温吸附模型,计算获得面包酵母菌对不同离子体系的最大吸附量大小顺序为:qmax(Zn2+-Pb2+)qmax(Zn2+)qmax(Pb2+);然而通过对动力学吸附过程、实际平衡吸附量qeqex、吸附能力参数KL和EDS测试结果的综合分析,认为面包酵母菌对各体系中离子的吸附能力大小顺序为:Pb2(单+)(Zn2+-Pb2+)Zn(2单+)。同时认为Pb2+的存在对面包酵母菌吸附Zn2+的行为过程具有强烈抑制作用。     

APTES改性污泥基炭的表征及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附特性

污泥炭(SC)灰分含量高,吸附性能差,因而限制了其应用范围。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对污泥炭进行改性,提高其对重金属的吸附能力。结果表明:APTES成功地负载到污泥炭上;在25℃时,APTES-SC对Pb(II)的吸附量是SC的8倍;吸附量随溶液pH (1～8)的增大而增强。APTES-SC对Pb(II)的吸附行为符合二级动力学模型,等温吸附曲线符合Langmuir模型,吸附过程是自发、吸热反应(ΔG0,ΔH0)。该方法制备的改性污泥基炭是一种能去除废水中Pb(II)的高效吸附剂。     

掺铁碳羟基磷灰石复合物对铅离子废水的吸附

采用废弃蛋壳和自制纳米Fe3O4为原材料,采用水热法制备Fe3O4/碳羟基磷灰石复合物(简称掺铁碳羟基磷灰石复合物,Fe-CHAP),将其用于吸附含Pb2+废水。通过BET比表面积、FTIR和XRD等表征手段对样品进行测试,分别探讨了影响吸附性能的主要因素,如pH、吸附剂用量、吸附时间、Pb2+初始浓度以及反应温度等。研究结果表明,在p H=5.0、0.03 g Fe-CHAP、150 mg/L Pb2+初始浓度、作用时间45 min和反应温度323 K等优化条件下,Fe-CHAP对Pb2+的去除率和吸附容量分别为98.59%和492.95mg/g。Langmuir等温模型较好地拟合了吸附实验数据,相关系数高达0.99,饱和吸附容量高达1 111.11 mg/g;准二级动力学模型较好地描述该吸附行为,相关系数高达0.999;热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算值显示该吸附过程为自发吸热过程。     

从矿区土壤中筛选微生物对Pb2+、Zn2+吸附的研究

从铅锌矿区土壤中分离到12株细菌和lO株真菌,通过其干菌体对Pb2+和Zn2+的吸附试验,筛选出具有较强生物吸附能力的细菌菌株B6和真菌菌株F1.探讨了pH值、吸附时间、菌量和Pb2+、Zn2+的初始浓度对B6和F1菌株的吸附影响,结果表明:2株菌对Ph2+、Zn2+吸附是一个快速的过程,pH值为5.0～6.0是菌体吸附的较适范围.Pb2+、Zn2+初始浓度在150～300 mg/L内,B6和F1菌株吸附效果明显.当B6菌株的菌最超过0.1 g,F1菌株的菌量超过0.2 g后吸附率趋于平缓.应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,Langmuir吸附等温线更为适合模拟B6和F1菌株的吸附过程.B6和Fl菌株吸附Pb"、zn"的动力学过程都可以用准二级动力学方程进行描述.16S rDNA基因序列分析表明,B6菌株属于里拉微球菌(Micrococcus lylae).用形态及理化特征鉴定,F1菌株属于镰刀霉菌属(Fusarium sp.).     

聚醚砜/改性凹凸棒杂化微球对双酚A的吸附性能

以酸热、有机改性凹凸棒和聚醚砜为原料,利用液-液分离技术制备了聚醚砜/改性凹凸棒毫米级杂化微球。利用扫描电镜和比表面仪分析所制杂化微球表观特征。实验探讨了改性凹凸棒掺杂比和溶液pH对杂化微球吸附双酚A效果的影响,并深入研究了吸附动力学和热力学原理。实验结果表明:杂化微球对双酚A的吸附性能受pH影响较小;相比纯聚醚砜微球,掺杂后的杂化微球对双酚A吸附量从1.97μmol·g~(-1)提升到11.80μmol·g~(-1);吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型。根据Langmuir模型计算可知,25℃时杂化微球最大吸附量为116.28μmol·g~(-1)。5次乙醇再生后,杂化微球对双酚A的去除依然保持在95%以上。杂化微球作为吸附剂在水处理中具有潜在应用价值。     

活性炭纤维对氟硅唑的吸附性能

研究了25、30、35℃时氟硅唑在活性炭纤维上的吸附平衡、热力学及动力学特性。结果表明:Langmuir模型能较好地描述氟硅唑的吸附行为,吸附为自发的放热过程,且主要以化学吸附为主;用动力学模型对实验数据进行拟合,结果显示,活性炭纤维吸附氟硅唑更符合准二级动力学模型,随着温度的升高,吸附速率随之降低。     

新型硅镁胶(MgO·2SiO_2)对模拟放射性废水中Co~(2+)的吸附性能

以泡花碱和氯化镁为原料合成出了一种新型硅镁胶(MgO·2SiO2)吸附材料,用傅里叶红外光谱仪对其进行了表征,并对模拟放射性废水中的Co2+进行吸附实验。结果表明,控制合成pH在10.50~11.00,可以得到目标硅镁胶(MgO·2SiO2),在460 cm-1处出现了较强的吸收峰,这是由Mg—O伸缩振动和Si—Mg—O弯曲振动引起。在500℃焙烧4h后,可以得到吸附性能良好的硅镁胶,随着溶液pH的升高,去除率增大,在pH为4~8时达到最大。25℃时,最大吸附量可达135.5 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附方程和准二级动力学方程。重复使用4次,对Co2+的吸附量仍然达到130 mg/g,说明硅镁胶是一种可重复利用的吸附剂。