铁盐改性砂制备及其吸附Zn~(2+)的性能研究

通过改变石英砂表面的物理化学性质,提高石英砂的吸附效率,考察其对废水中的Zn~(2+)去除效果.以石英砂为载体,分别用反复高温加热法和反复碱性沉积法制备了三氯化铁改性砂、硝酸铁改性砂,测定2种方法制备的铁盐改性砂的表面含铁量、铁盐的酸稳定性及比表面积,并比较2种铁盐改性砂对Zn~(2+)的吸附效果.结果表明,三氯化铁改性砂、硝酸铁改性砂的比表面积分别为2.468、4.247 m~2/g,比石英砂比表面积分别提高6.910、12.612倍;在pH为中性条件下,石英砂对Zn~(2+)去除率为43%左右,三氯化铁改性砂对Zn~(2+)去除率达到70%左右,硝酸铁改性砂对Zn~(2+)去除率达到85%左右,表明铁盐改性砂对Zn~(2+)去除能力比石英砂有很大提高;铁盐改性砂对Zn~(2+)的吸附有一定容量,表面的活性中心越多,吸附能力越大;铁盐改性砂对Zn~(2+)的去除率随着pH的升高而增加,当pH>8.5时,Zn~(2+)去除率可达90%左右.     

改性凹凸棒土的优化定向制备及对腐殖酸的吸附效果

以天然凹凸棒土为原料,以去除以腐殖酸为代表的天然有机物为目的,研究酸活化、热处理和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)有机改性3种改性方法,进行定向筛选。进一步比较3种方法联合改性凹土后对腐殖酸的吸附效果,确定最优定向改性方法。结果表明,先酸处理后OTAC改性凹土对腐殖酸的吸附效果最好,改性凹土投药量为0.7 g/L时,腐殖酸的去除率可达97%。利用正交实验确定凹土改性的最佳工艺条件、钠化时间和有机改性剂的用量对改性凹土吸附腐殖酸的能力影响显著。改性的最佳工艺条件为:酸浓度3 mol/L,氯化钠浓度0.5 mol/L,钠化时间2 h,改性剂用量为凹土质量的3%,微波改性时间为9 min。单独投加改性凹土时pH值对腐殖酸的吸附效果有重要影响。该方法制备的改性凹土在水处理工艺有良好的应用前景。     

超声波有机改性凹凸棒土的苯酚吸附性能研究

采用超声波技术,对凹凸棒土进行有机改性,提高凹凸棒土的苯酚吸附能力,比较了不同的阳离子表面活性剂的改性效果,并且通过正交实验得出了超声波改性的最优化工艺条件为：十八烷基三甲基氯化铵的添加比例为35 mmol/100 g,超声波处理时间10 min,屏极电流0.5 A.在此条件下,苯酚去除率可达酸处理凹凸棒土的80倍以上,是搅拌有机改性的1.5倍.     

改性凹凸棒土负载纳米铁的制备及性能

以200目的天然凹凸棒土为原料,先对原土进行酸活化与微波改性,再以改性凹凸棒土为载体,采用液相还原法由FeCl3·6H2O和NaBH4制备改性凹凸棒土负载纳米铁。通过正交实验、扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）及红外光谱（IR）对负载前后的凹凸棒土进行表征分析确定其最佳条件。并通过稳定性实验和去除实验对改性凹凸棒土负载纳米铁的性能分析。结果表明：改性凹凸棒土负载纳米铁的最佳条件是铁土比为2.5：1,酸浓度为3 mol·L-1,微波时间为6 min,微波功率为600 W,改性时间为24 h。改性凹凸棒土负载纳米铁在常规水处理环境中能稳定存在。对水中的Cr（Ⅵ）有良好的去除效果,去除率可达97.67%。     

三价铁改性活性炭对水中微量砷的吸附特性

研究了三价铁改性对不同活性炭(颗粒和粉末)对水中砷的吸附特性的影响。结果表明,三价铁改性有效提高了活性炭对不同形态砷的吸附性能。其中,对于2种活性炭,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最佳铁离子改性浓度分别为0.1和0.05 mol/L。此时,通过Langmuir等温线方程拟合得到:粉末和颗粒活性炭对As(Ⅲ)的最大吸附量qm分别为2.38 mg/g和9.39 mg/g;而对As(Ⅴ)的qm分别为5.12 mg/g和2.32 mg/g。此外,当溶液的pH从3升高到9的过程中,吸附量先增加后有所下降,当pH 为7时,改性前后的活性炭对砷的吸附量达到最高。     

铁表面改性石英砂去除混凝出水中的Cr(VI)

为了增加混凝出水中Cr(VI)的去除率,使用铁表面改性的石英砂进行了不同条件下的Cr(VI)吸附实验,实验结果表明,在实验pH值(2.0~13.0) 范围内,表面附着的铁具有较高的稳定性。铁表面改性后石英砂的等电点向碱性范围内移动,有助于吸附去除带负电的Cr(VI)。随着吸附时间的增加,改性石英砂对Cr(VI)的去除能力逐渐提高。Cr(VI)的浓度逐渐减少,改性石英砂对Cr(VI)的吸附动力下降,110 min后,吸附基本达到平衡。腐殖酸对于Cr(VI)在改性滤料表面吸附的影响主要体现在与Cr(VI)的竞争吸附和对Cr(VI)的还原作用。随着Cr(VI)浓度的增加,Cr(VI)的去除率呈现先增大后降低的趋势,当Cr(VI)浓度为2.0 mg/L时去除率达到最高。未改性的石英砂对于混凝沉后水中的剩余Cr(VI)无明显的去除作用。当使用改性砂柱对AS混凝出水进行过滤时,30 min之内Cr(VI)的去除率仍然能够达到接近100%。当体系中无腐殖酸存在, Al30做混凝剂时,Cr(VI)在较短的时间(20 min)通过滤柱。     

改性硅藻土的制备及其对硝基苯的吸附性能研究

对硅藻土采用酸煮、碱煮和超声预处理,在不同温度下焙烧,然后用氢氧化铁改性得到9种改性硅藻土样品,并研究了改性后样品在不同pH、吸附剂的量、吸附时间、吸附温度下对硝基苯模拟废水的吸附性能。结果表明,酸煮后500℃焙烧下用氢氧化铁改性的硅藻土改性效果最好,并且在pH为5、吸附剂的量为1.0g(以硝基苯溶液250mL计)、吸附时间为120 min、温度为50℃时去除率最高,可达到99.5%,较未改性前提高了50百分点。     

铁改性海泡石除锑的影响因素研究

选择廉价海泡石, 用氯化铁对其改性。研究铁改性海泡石对锑的吸附特性。结果表明,氯化铁浓度、吸附时间、初始锑浓度以及温度等因素对锑的吸附影响较大,溶液初始pH影响不明显。在初始锑浓度50 mg/L,pH 6.8,5%氯化铁改性海泡石投加量为2 g/L,吸附90 min, 温度35℃下,吸附量可达21.6 mg/g。海泡石对吸附锑具有缓冲特性,溶液的初始pH值在3.1～10.1范围时,吸附后溶液的最终pH值为8～8.5。IMS吸附锑是放热过程。改性后海泡石比表面积增大,表面羟基数量增加,导致其吸附能力增强。通过XRD谱图并未发现铁晶体的存在。     

表面改性活性炭对水中头孢拉定的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中低浓度头孢拉定的吸附效果,探讨了投加量、初始浓度、温度、pH值和时间对吸附去除率的影响。结果表明,经Fe(NO3)3溶液改性后,活性炭对头孢拉定的吸附能力得到加强;经Fe(NO3)3溶液浸渍改性获得的活性炭对头孢拉定的吸附,能很好地与Langmuir型等温方程拟合,线性相关数达0.98以上;吸附过程符合二级反应动力学描述,线性相关数达0.998以上。     

超声波有机改性凹凸棒土的苯酚吸附性能研究

采用超声波技术,对凹凸棒土进行有机改性,提高凹凸棒土的苯酚吸附能力,比较了不同的阳离子表面活性剂的改性效果,并且通过正交实验得出了超声波改性的最优化工艺条件为:十八烷基三甲基氯化铵的添加比例为35mmol/100g,超声波处理时间10min,屏极电流0·5A。在此条件下,苯酚去除率可达酸处理凹凸棒土的80倍以上,是搅拌有机改性的1.5倍。     

改性锰砂对废水中锰的吸附特性研究

通过正交实验,研究pH值、反应时间、锰砂投加量和锰砂改性时间等因素对Mn2+吸附效果的影响。结果表明,在25℃,吸附反应体系pH=9,锰砂投加量为15 g/L,吸附时间为30 min,锰砂的高锰酸钾改性时间为36 h时,改性锰砂对锰的吸附去除率最高,达到了99.99%。四因素的影响顺序为:pH>反应时间>锰砂投加量>锰砂改性时间。在单因素实验中,当pH=7,吸附剂投加量为25 g/L时,经60 min可达吸附平衡,锰的去除率为60.04%,其等温吸附符合Freundlich和Langmuir模型,并且与Langmuir模型的拟合程度更高。本研究还对改性锰砂吸附除锰的机理做了初步探讨。     

纳米Fe3O4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征,进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明：在未添加任何分散剂的条件下,制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状,平均粒径约11nm,为典型的反尖晶石结构;饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73．10emu／g、159．2A／m和0．41emu／g;磁分离沉降速度为重力场的50倍;纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

Quantifying the influence of humic acid adsorption on colloidal microsphere deposition onto iron-oxide-coated sand

This article describes an approach for quantifying microsphere deposition onto iron-oxide-coated sand under the influence of adsorbed Suwannee River Humic Acid (SRHA). The experimental technique involved a triple pulse injection of model latex microspheres (microspheres) in pulses of (1) microspheres, followed by (2) SRHA, and then (3) microspheres, into a column filled with iron-coated quartz sand as a water-saturated porous medium. A random sequential adsorption model (RSA) simulated the gradual rise in the first (microsphere) breakthrough curve (BTC). Using the same model calibration parameters a dramatic increase in concentration at the start of the second particle BTC, generated after SRHA injection, could be simulated by matching microsphere concentrations to extrapolated RSA output. RSA results and microsphere/SRHA recoveries showed that 1 μg of SRHA could block 5.90 ± 0.14 × 10⁹ microsphere deposition sites. This figure was consistent between experiments injecting different SRHA masses, despite contrasting microsphere deposition/release regimes generating the second microsphere BTC.     

纳米Fe_3O_4磁性粒子的制备及吸附性能研究

采用共沉淀法制备了纳米Fe3O4磁性粒子。应用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)等对纳米磁性粒子的粒径、结构、形貌、磁性能进行了表征,进行了磁分离沉降性能和腐殖酸吸附去除实验研究。结果表明:在未添加任何分散剂的条件下,制得的纳米Fe3O4磁性粒子主要呈球状,平均粒径约11 nm,为典型的反尖晶石结构;饱和磁化强度、矫顽力和剩余磁化强度分别为73.10 emu/g、159.2 A/m和0.41 emu/g;磁分离沉降速度为重力场的50倍;纳米Fe3O4磁性粒子对腐殖酸的吸附符合Langmuir型吸附等温线。     

卤化铵改性竹炭对单质汞吸附性能的影响

为了研究廉价吸附剂竹炭的脱汞性能,将经过CO2活化并采用NH4Cl、NH4I超声浸渍改性的竹炭（BC）应用于单质汞的吸附,并对比不同负载量的NH4Cl以及NH4I改性和温度等因素对竹炭的汞脱除性能的影响。采用了元素分析、扫描电镜分析、XPS表征、比表面积及孔径分布等对材料进行研究。结果表明,NH4Cl和NH4I改性显著提高竹炭的脱汞能力,并且在同等条件下NH4I改性剂效果优于NH4Cl。研究表明提高负载量会造成吸附材料孔堵塞,但在0~8wt.%的负载量情况下,孔道的堵塞不足以抵消化学吸附带来的积极作用,表明改性竹炭对汞的吸附主要表现为化学吸附。同时改性竹炭存在随着温度升高其吸附效率先降低后升高的趋势,暗示竹炭对汞的吸附在低温时物理吸附占优势,温度升高时化学吸附占优势。     

石英砂负载氧化铁吸附除磷的热动力学研究

通过吸附动力学实验及等温吸附实验,考察了在10～40℃的温度条件下石英砂负载氧化铁(IOCS)吸附磷的热动力学性质.结果表明:准二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型可分别较好地描述IOCS对磷的吸附动力学及吸附等温线实验结果(R2≥0.98);吸附速率及吸附容量随温度的增加而增加.吸附速率k从0.0095增加到0.0173,吸附容量从0.06 mg/g增加到0.08 mg/g.根据标准吉布斯自由能变(△G0＜0)和标准反应焓变(△H0＞0)值判断,IOCS对磷的吸附是自发的、吸热的化学吸附反应.     

磷酸改性凹凸棒粘土对Pb2+的吸附研究

研究了不同浓度磷酸改性凹凸棒粘土的比表面积、孔结构性质以及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附.结果表明,凹凸棒粘土磷酸改性后比表面积明显增大,具有明显的中孔分布;9 mol/L磷酸改性处理的凹凸棒粘土吸附能力最佳,在改性凹凸棒粘土加入量为20～30 g/L,水样pH=5条件下,废水中Pb(Ⅱ)的被吸附率接近99%.     

硫酸改性麻黄废渣对Cu~(2+)的吸附研究

用硫酸对麻黄废渣进行化学改性,制备改性麻黄废渣,并用于模拟废水中Cu2+的吸附。通过扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和官能团滴定等方法对改性麻黄废渣进行表征;采用静态吸附实验,考察了溶液pH、吸附剂用量、吸附时间等对吸附效果的影响。结果表明,麻黄废渣改性后,酸性基团数量明显增加,羟基和羧基也均有大幅度的增加,表面比改性前变得粗糙和疏松多孔,表面积增大,更有利于对Cu2+的吸附。室温(25℃)下改性麻黄废渣吸附Cu2+的较佳条件为:溶液pH 5.0、吸附时间60min、改性麻黄废渣用量4g/L。改性麻黄废渣对Cu2+的吸附可以用准二级动力学方程描述,Cu2+的饱和吸附量为2.20mmol/g,与改性前(1.49mmol/g)相比有明显提高。改性麻黄废渣吸附—解吸附循环使用5次中,Cu2+的平均解吸率达到83%左右,麻黄废渣平均再生率达到94%以上,经5次循环使用,Cu2+吸附率仍可达到99.46%,说明改性麻黄废渣具有良好的重复利用性能。     

改性花生壳粉对钙离子的吸附特性研究

利用改性花生壳粉吸附去除水中产生硬度的主要离子钙离子,考察了改性花生壳粉的吸附动力学和吸附平衡特性,并利用傅立叶红外光谱（FTIR）对其结构特性进行了表征。结果表明,钙离子吸附量的85％发生在45min时,其吸附平衡基本在4h内完成,可以通过准二级吸附动力学准确地表征该吸附过程,且改性花生壳粉对钙离子的吸附能够很好地遵循Langmuir等温吸附模型。当pH由2升高至12时,钙离子吸附量随之增加,且在强碱性时吸附效果尤为显著。在花生壳粉固定床吸附实验中,钙离子的穿透曲线很好地遵循Thomas方程。通过FTIR分析发现,改性花生壳粉中较高含量的不饱和基团（C=C,C=O）和C-O官能团在对钙离子的吸附过程中作用最强。