改性蜂窝煤渣吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学性能

利用碳酸钡对蜂窝煤渣进行改性,通过粉末X射线衍射光谱（XRD）和扫描电镜（SEM）对改性前后蜂窝煤渣的物质组成和形貌进行表征,研究了改性蜂窝煤渣吸附Cr（Ⅵ）的动力学和热力学性能。实验结果表明,改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附能力,吸附过程符合准二级吸附动力学模型。分别用Langmuir、Freundlich、D-R和Tempkin等4种吸附等温线模型对实验数据进行拟合,Langmuir方程拟合效果最好,25、35和45℃下的饱和吸附量分别为2.985、2.562和2.630 mg/g。D-R和Tempkin模型研究表明,吸附过程属于物理吸附。热力学研究表明,改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）的吸附是一个自发的、放热过程。     

天然和CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶（CPB）改性沸石和天然沸石对废水中Hg^2＋的吸附特性,探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明：Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg^2＋的吸附,CPB改性沸石对Hg^2＋的吸附率得到显著提高。实验条件下,改性沸石对Hg^2＋的吸附率从67．5％提高到98．9％,吸附容量从0．521mg／g提高到3．07mg／g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合,发现2种沸石对Hg^2＋的吸附均满足假二级动力学方程,且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明：2种沸石对Hg^2＋的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附,吸附吉布斯自由能变（△G^0）、焓变（△H^0）、熵变（△S^0）均小于0,反应为自发的放热反应,低温有利于吸附的进行。     

赋硫活性炭对Cr(VI)的吸附机理

以商品活性炭(AC)为原料,制备具有含硫官能团的赋硫活性炭(SAC),对比研究了2种活性炭对Cr(VI)的等温吸附及吸附动力学;同时,用付立叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(Raman),X射线光电子能谱(XPS)等分析方法表征吸附前后的活性炭表面官能团的变化。结果表明,赋硫改性使活性炭表面生成了S—S,噻吩,O=S=O等含硫官能团,为吸附Cr(VI)提供更多活性位点。Langmuir吸附模型非线性拟合能较好地描述AC对Cr(VI)的等温吸附,而SAC对Cr(VI)的吸附过程则以Freundlich吸附模型非线性拟合结果更好,准二级动力学模型非线性拟合比较吻合AC与SAC对Cr(VI)的吸附动力学。与AC相比,SAC对Cr(VI)的平衡吸附量在25、35和45℃下分别增加了55.20%、29.16%和85.76%。     

α-FeOOH对靛蓝胭脂红的吸附性能

采用水热法合成纳米针铁矿α-Fe OOH,利用XRD、SEM对产物物相和形貌进行表征,研究了α-Fe OOH对靛蓝胭脂红的吸附性能,并进行动力学和等温吸附模型分析。结果表明,α-Fe OOH对靛蓝胭脂红具有良好的吸附性能,25℃时最大吸附量为40.31 mg·g-1。用Langmuir、Freundlich、D-R和Tempkind等4种等温吸附模型对实验数据进行拟合,Langmuir方程对实验数据拟合效果最好,D-R方程和Tempkin方程结果显示吸附是物理吸附。吸附过程符合准一级动力学方程,内扩散模型和Boyd模型结果显示膜扩散为吸附过程的主要速控步骤。     

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。     

粉煤灰微波改性及其对Cr~（6＋）的吸附特性

将粉煤灰（fly ash,FA）微波辐照制得微波改性粉煤灰（MFA）,选择用H2SO4、NaOH和Ca（OH）2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰（MMFA）,结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6＋的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6＋的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6＋的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6＋的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能（ΔG）、吸附焓（ΔH）和吸附熵（ΔS）均为负值,说明MMFA对Cr6＋的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

含水层介质对Cr(VI)的吸附特征

结合天津典型地质和Cr(VI)污染情况,选择细砂、中砂、粗砂这3种含水层介质作为研究对象,研究其对Cr(VI)的吸附动力学实验和等温吸附实验。研究结果表明:3种含水层介质对Cr(VI)的吸附均包括2个阶段——快速吸附阶段和缓慢吸附阶段,并在2 h时达到吸附平衡,符合Elovich型吸附动力学。含水层介质对Cr(VI)的等温吸附模型符合Freundlich模型,表明吸附过程以不均匀吸附为主。含水层介质对Cr(VI)的吸附能力由大到小的顺序依次为细砂、中砂、粗砂;且当Cr(VI)溶液的初始浓度为0.1 mg/L,含水层介质为10 g细砂时,达到最大吸附率22.67%,吸附率很低,表明这3种含水层介质不易吸附Cr(VI),也就说明Cr(VI)进入地下水后不易被含水层介质吸附截留,而是在地下水中随之流动,造成远距离污染。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

MgAl型层状化合物对六价铬的吸附性能

尿素-水热法制备层状双金属氢氧化物Mg Al-LDH,系统考察了焙烧温度、p H值、初始Cr(VI)浓度、吸附时间和吸附温度对样品的吸附性能的影响。并对其吸附热力学、动力学和吸附机理进行研究。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)对吸附Cr(VI)前后的Mg Al-LDH进行表征。Mg Al-LDH的最佳吸附条件为p H=2.5,吸附过程符合Langmuir等温模型,最大吸附容量为105.15 mg·g-1,其对Cr(VI)的吸附为放热过程,并遵守准二级动力学模型,化学吸附为主导。Mg Al-LDH对Cr(VI)的吸附主要在酸性条件下进行,吸附机理主要为静电作用和离子交换:在酸性条件下,Mg Al-LDH表面带正电荷,并通过静电作用吸附Cr(VI)阴离子,同时Mg Al-LDH的层间CO2-3和NO-3与溶液中的Cr(VI)阴离子进行离子交换。     

天然和CPB改性沸石对Hg2+的吸附特征

通过静态实验研究溴代十六烷基吡啶(CPB)改性沸石和天然沸石对废水中Hg2+的吸附特性,探讨了吸附动力学、吸附平衡和吸附热力学机制。研究表明:Langmuir方程能较好地描述2种沸石对Hg2+的吸附,CPB改性沸石对Hg2+的吸附率得到显著提高。实验条件下,改性沸石对Hg2+的吸附率从67.5%提高到98.9%,吸附容量从0.521 mg/g提高到3.07 mg/g。利用准一级动力学方程、假二级动力学方程、颗粒内扩散模型和Elovich方程分别对动力学过程进行拟合,发现2种沸石对Hg2+的吸附均满足假二级动力学方程,且离子的颗粒内扩散对整个吸附过程有影响。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明:2种沸石对Hg2+的吸附既存在化学吸附又存在物理吸附,吸附吉布斯自由能变(△G0)、焓变(ΔH0)、熵变(ΔS0)均小于0,反应为自发的放热反应,低温有利于吸附的进行。     

芒果核壳炭的制备及对水中Cr~(6+)的吸附

以芒果核壳为原料通过H3PO4活化制备了新型的吸附剂H3PO4-C。考察了影响该吸附剂对水体中Cr(VI)的去除效果的因素,并研究了吸附动力学特征和吸附过程控制机理。结果表明,芒果壳生物质炭对Cr(VI)具有良好的吸附能力,在25℃下,较佳的吸附条件为:当投加量为3 g·L~(-1),Cr(VI)初始浓度为50 mg·L~(-1),溶液p H值为3时,吸附5h,去除率为93.8%。准一级、准二级动力学模型用来拟合吸附过程,结果表明,准二级动力学符合该吸附过程,吸附速率常数为0.001 3 g·(mg·min)-1。用Langmuir和Freundlich模型描述吸附等温过程,结果说明,该吸附过程服从Langmuir吸附,饱和吸附量为28.571 mg·g-1,内扩散为该吸附过程的限速步骤,内扩散系数D=4.21×10-9cm2·s-1。     

粉质粘土和粉质砂土对铬渣渗滤液中Cr(Ⅵ)吸附特性

针对铬渣堆场及其渗滤液生态环境污染严重这一热点问题,在对锦州铬渣堆场附近不同土壤取样测定基础上,采用振荡平衡法,测定吸附时间、污染物浓度、pH值、温度等条件改变对粉质粘土和粉质砂土吸附Cr（Ⅵ）的影响,研究2种土壤对Cr（Ⅵ）的吸附特性,获得土壤吸附的等温吸附曲线,建立吸附动力学方程。结果显示,吸附时间、污染物浓度、pH值、温度等都对土壤吸附Cr（Ⅵ）有不同程度的影响。粉质粘土和粉质砂土对Cr（Ⅵ）的吸附可用Langmuir方程、Freundlich方程和Temkin方程很好地描述,以Freundlich方程为最佳。粉质粘土和粉质砂土的Elovich型公式、双常数速率公式、抛物线扩散公式3种动力学方程的拟合程度顺序均为：Elovich型公式>双常数速率公式>抛物线扩散公式,粉质粘土相较粉质砂土动力学拟合程度更高且吸附性更好。     

改性油菜秸秆对Co(Ⅱ)的吸附

利用ZnCl_2对油菜秸秆进行改性,制得生物吸附剂。通过单因子优化实验,研究其对水溶液中的重金属Co(Ⅱ)的吸附效果。结果表明:在298 K下,pH为6.5,吸附剂用量2 g/L时,对初始浓度为10.0 mg/L Co(Ⅱ)水溶液的吸附率达95%。利用Langmuir和Freundlish等温线模型对实验数据进行拟合分析,Langmuir等温线模型很好地描述了油菜秸秆对Co(Ⅱ)的吸附过程。热力学参数表明,吸附是一个自发放热反应。改性油菜秸秆对Co(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学方程。在室温下秸秆对Co(Ⅱ)的饱和吸附量为10.3 mg/g。     

复合改性膨润土对氨氮废水的吸附及脱附

为了研究氨氮的吸附及脱附机理,使用了SDS(十二烷基硫酸钠)和AlCl_3·6H_2O(六水合三氯化铝)复合改性制备的改性膨润土对氨氮废水进行吸附及脱附性能研究。首先通过改性膨润土对含氨氮废水的吸附动力学实验和等温吸附实验研究膨润土的吸附过程,再利用KCl作为脱附剂,对吸附饱和的膨润土进行脱附再生,使用再生的脱附膨润土复合材料进行吸附实验。实验表明,动力学实验中,准二级动力学方程能够更好的模拟氨氮废水的吸附过程,Langmuir模型和Freundlich模型均能拟合氨氮的吸附过程,但综合评价,选用Freundlich等温方程式。脱附剂KCl溶液pH为3、浓度为550 mg·L~(-1)时,搅拌速度为250 r·min~(-1),室温下搅拌20 min,吸附饱和膨润土能够很好地脱附,脱附率达到75.21%。再生的复合膨润土材料对氨氮的去除率为62.83%。     

改性甘蔗渣对Cu^2＋和Zn^2＋的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐（PMDA）和乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）改性甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附性能,包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明,改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu^2＋和Zn^2＋的吸附容量有显著提高,对Cu^2＋和Zn^2＋吸附等温线均符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程,PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu^2＋的吸附量分别为60．21和33．45mg／g,对Zn^2＋的吸附量分别是70．53和36．53mg／g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30min内均可完成,用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu^2＋和Zn^2＋的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

天氧污泥对问二氯苯的吸附性能

为了研究灭活厌氧污泥和活性厌氧污泥对问二氯苯（m-DCB）的吸附,考察了吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、污泥投加量和pH对吸附m-DCB的影响。结果表明,2种污泥对m-DCB的吸附在1h内达到平衡。应用伪一级、伪二级反应动力学对实验数据进行验证,表明厌氧污泥吸附m-DCB更符合伪二级反应动力学模型。2种污泥对m-DCB的吸附都可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,但Langrnuir吸附模型的拟合结果要好于Freundlich模型,且活性厌氧污泥的吸附性能显著高于灭活厌氧污泥。从吸附热力学上看,该吸附为放热反应,低温有利于吸附反应的进行。pH值对2种污泥吸附m-DCB的影响很小。     

改性水葫芦粉对水体中Hg~(2+)的吸附

通过二硫化碳(CS_2)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(Hg~(2+))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Hg~(2+)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Hg~(2+)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)0、吸附焓变(ΔH)0、吸附熵变(ΔS)0,表明改性水葫芦粉对Hg~(2+)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Hg~(2+)的吸附既有物理吸附又有化学吸附。     

玉米秸秆活性炭的制备及其吸附动力学研究

以玉米秸秆为原材料,采用ZnCl2活化法制备玉米秸秆活性炭,吸附次甲基蓝染料废水,进行动力学分析。本实验用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,结果表明,玉米秸秆活性炭对次甲基蓝的吸附与Langmuir方程拟合良好,R2=0.9857。采用Lagergren准一级速率模型、Lagergren准二级速率模型、Bangham动力学方程和Elovich动力学方程分别对秸秆活性炭吸附次甲基蓝溶液进行吸附动力学拟合,通过分析得出吸附过程与Lagergren准二级速率模型拟合最好,R2=0.9979。秸秆活性炭对次甲基蓝的最大吸附量达到909.09 mg/g,具有很高的吸附能力。     

污泥活性炭的表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性

以城市污水处理厂污泥为原料,采用磷酸活化一微波热解法制备得到污泥活性炭,并将其用于吸附水溶液中的Cr（Ⅵ）。分别采用元素分析仪（VarioELcube）、比表面积孔径分布测定仪（ASAP2020）、扫描电镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FT—IR）等仪器对原污泥及污泥活性炭的表面组成和结构进行表征,探讨污泥活性炭的孔隙结构参数和表面化学性能。通过静态吸附实验,考察了溶液初始pH,接触时间,初始Cr（Ⅵ）浓度对污泥活性炭吸附Cr（Ⅵ）效果的影响,并探讨了污泥活性炭去除Cr（Ⅵ）的机理。实验结果表明,pH越低吸附效果越好,吸附平衡时间为100h。不同温度下吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型,30℃时最大吸附容量为27．55mg／g;吸附动力学过程符合准二级速率方程（R2〉0．99）;污泥活性炭对Cr（Ⅵ）的去除是一个吸附-还原耦合的过程。