松香基季铵盐表面活性剂改性沸石对水中刚果红的吸附性能

以松香基季铵盐阳离子表面活性剂(N,N,N-三甲基-N-松香基氯化铵,TAAC)对天然沸石进行改性得到TAAC改性沸石并进行红外光谱、扫描电镜和X射线粉末衍射等手段表征.考察了TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附性能的影响因素,如粒径、改性剂投加量、温度、pH值等,结果表明这一改性能显著地提高沸石对刚果红的吸附量;在pH值4.0—10.0范围内,CR的吸附量随着pH值增加而下降;反应温度从20℃上升至40℃,TAAC改性沸石对CR的吸附容量有所下降.TAAC.改性沸石对水中刚果红的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以较好的描述TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附过程,其最大吸附容量为78mg·g-1(pH6.0,T=20℃).热力学分析表明,TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附是自发和放热的过程,是化学吸附和物理吸附共同作用的过程,其吸附机制主要为静电吸引、氢键和芳香基的疏水作用.TAAC改性沸石吸附刚果红后可通过NaOH再生,且随着NaOH浓度的增加到0.1mol·L~(-1),其解吸率明显增大.     

壳聚糖改性沸石吸附废水中的苯酚

开发新型低成本苯酚吸附剂是含酚废水处理技术的重点.采用90%脱乙酰度壳聚糖制备改性沸石,在与天然沸石对比的基础上,研究了改性沸石去除废水中的效果.并对影响去除率的主要因素,包括壳聚糖与斜发沸石质量比、废水pH值,吸附时间,改性沸石用量,苯酚的质量浓度等进行研究.通过正交试验确定吸附废水中苯酚最佳工艺条件是:壳聚糖与沸石质量比为1∶20.沸石-壳聚糖颗粒吸附剂用量为12 g·L-1,废水中苯酚质量浓度不大于40mg·L-1,pH值为4～6,吸附平衡时间为35 min,苯酚去除率为90%;吸附适合用Langmuir吸附等温方程来模拟.     

镧改性沸石改良太湖底泥的磷吸附特征

采用镧改性沸石对太湖底泥进行改良,通过吸附试验分析镧改性沸石改良太湖底泥的磷酸盐吸附特征.结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附模型可以较好地描述太湖底泥对水体中较高浓度磷酸盐(1～15 mg·L-1)的吸附平衡,根据Langmuir吸附方程,未改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量为791 mg·kg-1,镧改性沸石添加量为10、25和50 g·kg-1的改良太湖底泥对水体中磷的最大吸附容量分别为937、1 037和1 505mg.kg-1.准二级动力学模型可以较好地描述太湖底泥对磷酸盐的吸附动力学过程.太湖底泥对磷酸盐的去除能力随pH值增加而降低,其对磷酸盐的吸附属于自发和吸热过程.改良太湖底泥对磷酸盐的吸附能力明显高于未改良太湖底泥,并且其吸附能力随镧改性沸石添加量的增加而增加.镧改性沸石添加量为10～50 g · kg-1的改良太湖底泥的磷吸附-解吸平衡浓度为0.129～0.241 mg·L-1,明显低于未改良太湖底泥(0.386 mg·L-1).被改良底泥中镧改性沸石所吸附的磷以NaOH-P和HCl-P等较稳定的形态存在,厌氧状态下不易释放.     

改性沸石(Na-Y型)对Ni2+的吸附行为

将天然沸石熔融制得新型改性沸石(Na-Y型),研究Na-Y型沸石对Ni2 的吸附行为.结果表明,对Ni2 的饱和吸附量,Na-Y型沸石为31.04mg·g-1,而天然斜发沸石和Na型沸石(NaCl改性)仅为3.60mg·g-1和7.64 mg·g-1.Na-Y型沸石对Ni2 的等温吸附行为符合Freundlich方程.对溶液中Ni2 的吸附量在初始阶段(0-5h)快速上升,而后趋于平缓.共存阳离子对Na-Y型沸石吸附Ni2 的影响为:Co2 》Ca2 》Fe3 》 K .     

改性沸石及添加CaCl2和MgCl2对重金属离子Pb2+吸附特性的影响

研究天然沸石和改性沸石对Pb2+吸附的性能,探讨不同因素对沸石吸附Pb2+的影响.结果表明,天然沸石经过3种不同方法改性后均可促进其对Pb2+的吸附.氢氧化钠改性沸石吸附Pb2+效果最好,其次是硝酸钾改性沸石,氯化铵改性沸石吸附Pb2+效果稍差一些.不同Pb2+初始浓度、沸石使用量、pH和温度均对天然沸石和改性沸石吸附Pb2+有影响.天然沸石和改性沸石对Pb2+的等温吸附可用Langmuir方程和Freundlich方程来拟合,其中Langmuir方程的拟合效果较好,相关系数在0.9203—0.9840之间.CaCl2和MgCl2可影响天然沸石和改性沸石对Pb2+的吸附.当CaCl2和MgCl2的浓度均为10 mmol.L-1时,天然沸石吸附Pb2+量分别比对照处理提高66.6%和54.5%.添加2—10 mmol.L-1CaCl2和MgCl2导致氯化铵改性沸石吸附Pb2+分别比对照处理提高16.4%—18.8%和16.8%—19.9%.研究结果表明,采用沸石去除废水中的Pb元素时必须考虑不同因素的影响,以达到重金属去除效率的最大化.     

粘土改性条件的研究Ⅱ.沸石的改性

考察了改性沸石的CTMAB加入量、CTMAB溶液浓度和吸附时间对CTMAB吸附量的影响 .测得沸石对CTMAB的饱和吸附容量为 6 5 0 0± 1 0 0mg·1 0 0g- 1沸石 ,明显高于改性膨润土的饱和吸附量 ,吸附符合Langmuir吸附特征 . 2 5℃时 ,当CTMAB的加入量为沸石饱和吸附容量的 1 1— 1 2倍 ,CTMAB溶液浓度≥ 1 6mg·ml- 1,吸附时间超过 6h时 ,沸石基本达到饱和吸附 .考察了有机沸石对于水中BTEX的去除效果 .并对沸石和膨润土的性质进行了比较 .     

物理扰动对锆改性沸石改良底泥磷吸附和移动的影响

本文研究了物理扰动对锆改性沸石改良底泥吸附水中磷酸盐的影响,并考察了其对锆改性沸石改良底泥中磷赋存形态和生物可利用性的影响.结果表明,与未改良底泥相比,锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力明显更强.但是,物理扰动却降低了锆改性沸石改良底泥对水中磷酸盐的吸附容量和吸附速率.在物理扰动状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大磷酸盐吸附容量(743 mg·kg~(-1)),比在静止状态下培养的锆改性沸石改良底泥的最大吸附容量(902 mg·kg~(-1))低18%左右.物理扰动对锆改性沸石改良底泥的磷形态和生物可利用性产生一定的影响.物理扰动略微降低了改良底泥中氧化还原敏感态磷(BD-P)和金属氧化物结合态磷(NaOH-rP)含量,但是却会略微增加改良底泥中残渣态磷(Res-P)含量.另外,物理扰动还会略微降低改良底泥中藻类可利用磷(AAP)和NaHCO_3可提取磷(Olsen-P)的生物可利用性磷含量.物理扰动虽然略微降低了改良底泥对水中磷酸盐的吸附能力,但是却略微促进了锆改性沸石对底泥中潜在可移动态磷和生物可利用性磷的钝化.     

NaCl改性人造沸石去除废水中氨氮的性能及其影响因素

采用NaCl溶液对人造沸石进行改性处理,考察NaCl溶液浓度对改性效果的影响.通过表面特征分析、静态吸附试验及吸附等温分析,进一步比较了人造沸石和改性人造沸石对氨氮的吸附去除性能.由X射线衍射(XRD)分析可知,沸石经改性后表面变粗糙,同时出现NaCl晶体特征衍射峰.试验结果表明,1.0 mol·L-1NaCl溶液对人造沸石的改性效果最佳;在沸石用量为1.0 g(50 mL废水)、氨氮浓度为10 mol·L-1、反应时间为40 min、反应温度为25℃和pH值为6.52条件下,改性人造沸石对氨氮的吸附效果最佳,去除率为96.02％.Langmuir和Freundlich吸附等温方程均可较好地拟合2种沸石对氨氮的吸附过程.改性人造沸石对氨氮的吸附饱和容量(21.46 mg·g-1)远大于人造沸石(9.03 mg·g-1).     

天然斜发沸石的氨氮改性吸附与化学再生

本文采用改性与化学再生方法,探索天然斜发沸石对氨氮吸附的最佳改性及化学再生条件.无机盐改性、热改性、有机改性试验结果表明,最佳改性方法为无机盐NaCl法,改性沸石吸附量较天然沸石提升了近20%,最佳NaCl浓度为1 mol·L~(-1);热改性法不能显著提高沸石的氨氮吸附容量,相反高温会破坏其结构;十二烷基苯磺酸钠改性法可以使改性沸石在其表面形成了新的阳离子吸附点,使其吸附性能提升;而十六烷基三甲基溴化铵改性沸石表面形成的是阴离子吸附点,对带正电的NH_4~+会产生排斥,导致其吸铵性能下降.化学再生试验表明,KCl溶液对铵饱和沸石的再生效果最显著,适宜再生浓度为0.1—0.2 mol·L~(-1).经KCl再生后的沸石再次通过NaCl改性,可延长沸石使用周期以及提高再生沸石的吸附能力.     

改性斜发沸石吸附水中氨氮的研究

研究了改性斜发沸石对水中氨氮的吸附行为，考察了pH值，氨氮初始浓度以及竞争阳离子等对钠型沸石吸附氨氮的影响，同时进行了钠型沸石的吸附动力学研究。结果表明，采用饱和氯化钠改性制备得到的钠型沸石具有较大的饱和吸附容量，受氨氮初始浓度和溶液pH值的影响，钠型沸石吸附氨氮的行为在YNH4^ =0.5时发生偏离，竞争阳离子的存在在不同程度上抑制了钠型沸石对氨氮的吸附。钠型沸石吸附氨氮的行为在YNH4^ ＝0．5时发生偏离。竞争阳离子的存在在不同程度上抑制了钠型沸石对氨氮的吸附。钠型沸石吸附氨氮速度的控制步骤是内扩散步骤，可采用Vermeulen吸附模型加以描述。     

天然沸石对溶液中氨氮吸附特性的研究

为了探讨天然沸石对NH4 的吸附规律,以浙江缙云出产的粒径为2~3.2mm的天然斜发沸石为实验材料,进行吸附等温线实验和吸附动力学实验。结果表明,实验沸石对NH4 的吸附等温线符合Langmuir公式,且对氨氮吸附量的极限值为1.624mol·kg-1;实验沸石对NH4 的吸附反应符合一级动力学方程,反应速率常数为0.1882h-1。通过监测溶液中各阳离子浓度的变化,可确定沸石晶体内与NH4 进行交换的主要离子为Ca2 和Na ,二者占交换总量的96%以上;在交换反应初期,出现了由于沸石晶体中的离子在固液两相中的再分配所造成的离子交换的不等量现象。     

改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附动力学

以氢氧化钠作为预处理剂,以环氧氯丙烷作为醚化交联剂,以三甲胺作为季铵化反应剂,对原稻草进行改性;比较改性前后稻草的吸附效果,探究pH对吸附效果的影响以及不同初始浓度、温度条件下改性稻草吸附Cr(Ⅵ)的动力学特性.结果表明,改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附量得到很大提高;pH值在2.0—6.4之间时,Cr(Ⅵ)的吸附量达到最大值,本实验选择pH=6.4;不同Cr(Ⅵ)初始浓度和不同温度下,准二级速率方程相关系数R2的范围为0.9562—0.9982,证明准二级速率方程能够很好地描述改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附过程,准二级速率方程的吸附速率常数k2随温度的升高而增大;准一级速率方程只适合描述Cr(Ⅵ)吸附过程的初始阶段,吸附过程受颗粒内扩散的控制;稻草秸秆通过化学改性制成表面有季铵基的氯型吸附剂,Cr(Ⅵ)的阴离子与改性稻草上的氯离子交换从而得以去除.     

改性斜发沸石在水处理中的应用

斜发沸石钠改性后能明显提高对Cu2 ,Pb2 ,Cd2 等重金属离子的交换能力,交换顺序为Cu2 ＞Pb2 ＞Cd2 ,对Cu2 -Pb2 和Cd2 -Pb2 混合体系有较好的分离效果.斜发沸石经铁活化后吸附水中F-的能力明显改善,吸附容量从57.0mg·kg-1提高到420.5mg·kg-1,吸附行为能满足Frendlich等温方程,是吸热过程,属异种电荷吸附方式和阴离子交换方式共存的化学吸附.斜发沸石经微波磷改性后,沸石骨架上的P原子能部分取代Si和Al原子形成Si-O-P 结构,具有阴离子交换能力,对水中As(Ⅲ)的吸附能力明显提高,吸附为放热过程,吸附机理为沸石骨架配位阴离子与水中As(Ⅲ)阴离子交换过程.     

阳离子表面活性剂用量对改性沸石吸附铬酸根的影响

用不同量阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对天然沸石改性,并制备不同改性程度的改性沸石,测定沸石对CTAB的吸附量,比较几种沸石对铬酸根的吸附性能及其与改性沸石胶体Zeta电位的关系,探讨沸石对铬酸根的吸附机制及沸石再生后对铬酸根的吸附能力.结果表明,随着CTAB加入量的增加,它在沸石表面的吸附量显著增加,制备的改性沸石对铬酸根吸附性能显著提高.改性后沸石胶体的Zeta电位由负变正,而且随着CTAB用量的增加,Zeta电位正值增加.铬酸根在改性沸石表面的吸附量随离子强度增加而减小,而且改性沸石吸附的铬酸根大部分可以被中性盐解吸,说明铬酸根的吸附以静电作用机制为主.改性剂用量在0.15～0.3 mol·kg-1范围内,改性沸石再生后仍对铬酸根有很好的吸附性能,可以循环使用.     

苯胺-2,4-二氨基酚共聚物吸附水中Hg(Ⅱ)的动力学和热力学研究

利用化学氧化法合成苯胺-2,4-二氨基酚共聚物,通过静态吸附实验研究了该共聚物吸附水中汞离子的动力学和热力学.对实验数据采用准一级和准二级动力学方程、Langmuir等温线方程、Freundlich等温线方程进行拟合,并进行相应的热力学分析.研究结果表明,苯胺-2,4-二氨基酚共聚物对水中Hg(Ⅱ)具有很好的去除效果,最大吸附容量达800mg·g-1,吸附等温线符合Langmuir单层吸附模型;动力学过程符合准二级动力学模型;吸附焓变化量ΔH=58.51kJ·mol-1,表明该吸附反应为化学吸附且为吸热反应;三种实验温度下吉布斯自由能变化量均为负值,表明该吸附反应能自发进行。     

改性天然沸石的除氟性能研究

高效除氟材料的应用能降低饮用水中的氟质量浓度.采用静态吸附实验,比较了天然沸石和实验室制得的氢氧化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁(PFS)改性天然沸石的除氟性能.结果表明,PFS改性的天然沸石具有良好的除氟效果,静态除氟容量可达25 mg·g~(-1).通过动态吸附试验,进一步探讨了饮用水的氟质量浓度、流速、停留时间、床层高度等因素对PFS改性天然沸石除氟性能的影响.研究发现,原水氟质量浓度越低,最佳除氟停留时间越短,PFS改性天然沸石滤柱床层高度越小.当停留时间为68 s,滤柱床层高度为47 mm时,含氟为5.8 mg·L~(-1)的模拟水样经吸附滤柱后,其氟质量浓度降到0.95 mg·L~(-1),低于国家生活饮用水标准的上限值1 mg·L~(-1).当含氟为4.14 mg·L~(-1)时,停留时间缩短为58 s,最小床层高度为40 mm;含氟为2.5 mg·L~(-1)时.停留时间为47 s,最小床层高度为32 mm,出水即可符合国家生活饮用水标准.因此,可根据不同高氟水地区的氟质量浓度来确定停留时间和床层高度,从而确定材料的适宜用量和流量.     

臭氧加速人造沸石的合成及其对氨氮吸附特性影响

通过引入臭氧,加速沸石晶化,从而缩短粉煤灰合成沸石时间,制备出高效且吸附氨氮容量大的人造沸石(Z-CFA-ozone).通过XRD表征结果的分析,可知臭氧加速了沸石的晶化过程,沸石的合成时间缩短了12 h.BET结果可知,Z-CFA-ozone的比表面积为412.67 m~2·g~(-1),是天然沸石的40倍.FTIR结果表明,Z-CFA-ozone对氨氮的吸附是通过离子交换作用,且加入臭氧后Z-CFA-ozone自身表面结构基本保持不变.正交实验结果表明,对Z-CFA-ozone吸附氨氮性能的影响中,臭氧浓度影响最大,温度次之,晶化时间、pH最小.准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型均可较好地拟合其吸附过程.热力学分析表明,Z-CFA-ozone对氨氮的吸附是自发的吸热反应.     

DEP和DBP在黑土胶体微界面的动力学行为

邻苯二甲酸酯(phthalic acid esters,PAEs)可对生态环境、食品安全及人类健康构成威胁。东北黑土是中国主要的粮食产区之一。文章旨在探讨黑土胶体对PAEs的吸附动力学和热力学特征,研究PAEs在黑土胶体微界面的动力学行为,这对黑土PAEs污染风险控制具有重要的指导意义。以黑土胶体为试验材料,采用固相萃取-高效液相色谱法,对比研究邻苯二甲酸二乙酯(diethyl phthalate,DEP)和邻苯二甲酸二丁酯(dibutyl phthalate,DBP)两种有机污染物在黑土胶体上的吸附动力学和热力学行为。结果表明,准二级动力学方程可以很好地描述黑土胶体对DEP和DBP的吸附动力学特征,DEP的吸附速率常数大于DBP,DEP(COC,含有机质胶体)吸附速率常数为0.00134,DBP(COC)吸附速率常数为0.00123;颗粒内扩散模型表明,黑土胶体对DEP和DBP的吸附过程中土壤颗粒内扩散不是唯一的速率控制步骤;Langmuir和Freundlich方程可以较好地拟合黑土胶体对DEP和DBP的吸附,平衡吸附量DBP大于DEP,温度为308K时,DEP(COC)的吸附量为666.667mg·kg~-1,DBP(COC)的吸附量为813.01mg·kg~(-1);另外,COC的吸附能力优于去有机质胶体(CIC)。热力学试验表明,温度对黑土胶体吸附DEP和DBP有明显影响,随着温度升高,黑土胶体对DEP和DBP的吸附量减少;热力学参数?G°、?H°和?S°表明,黑土胶体对DEP和DBP的吸附反应是自发、放热的过程;反应体系pH对黑土胶体吸附DEP和DBP影响较大。综上所述,黑土胶体对DEP和DBP的吸附符合准二级动力学模型,吸附反应为放热过程,温度和p H在DEP和DBP的吸附和扩散过程中起着重要作用。     

壳聚糖交联螺旋藻小球对Cr(Ⅵ)的吸附作用研究

以壳聚糖和螺旋藻粉为原料,采用滴加成球的方法制备一种新型的重金属吸附剂——壳聚糖交联螺旋藻小球。通过反应温度、搅拌速度、提取时间和交联剂的加入量的条件控制研究壳聚糖交联螺旋藻小球的成球效果;通过正交试验设计研究壳聚糖交联螺旋藻小球对Cr(Ⅵ)的最佳吸附条件;通过SEM分析其表面和局部结构;通过吸附动力学实验研究其对Cr(Ⅵ)吸附过程。实验结果表明,(1)制备壳聚糖交联螺旋藻小球的成球效果受反应温度、搅拌速度、提取时间和交联剂的加入量的影响。交联剂戊二醛的最佳质量分数为50%,反应温度应控制在65℃左右。(2)各个因素对壳聚糖交联螺旋藻小球吸附Cr(Ⅵ)的影响强弱顺序为:Cr(Ⅵ)溶液的初始质量浓度壳聚糖与螺旋藻配比搅拌时间初始p H值。理论上壳聚糖交联螺旋藻小球吸附Cr(Ⅵ)溶液的最佳条件组合为:壳聚糖与螺旋藻配比为1∶1,Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为120 mg·L~(-1),初始p H值为6,搅拌时间为2.5 h。利用此组合对Cr(Ⅵ)进行吸附研究,得出壳聚糖交联螺旋藻小球的吸附量达到24.795 mg·g~(-1),比正交试验中最大吸附量高出13.80 mg·g~(-1)。(3)壳聚糖交联螺旋藻小球的电镜扫描结果显示小球表面粗糙,具有疏松多孔网状结构。(4)吸附过程符合准二级动力学模型,基本符合准一级动力学模型。     

有机沸石对水中BTEX及铬酸根离子的吸附

以天然沸石作为对比物 ,考察了有机沸石对水中BTEX (苯、甲苯、乙苯、二甲苯 )及铬酸根离子的吸附性能 .结果表明 :有机沸石对水中BTEX和铬酸根离子的吸附性能较天然沸石有了很大提高 ,在低质量浓度范围 ( 0— 0 2 5g·l- 1 )内呈现良好的线性关系 .对铬酸根离子的吸附符合Langmuir吸附模型 ,1 5℃时的饱和吸附容量为 1 5 97g·kg- 1 .