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。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg2+的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性,利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性,制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg²⁺浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg²⁺的影响,并进一步研究了吸附机理。结果表明,巯基改性沸石吸附Hg²⁺受pH值、温度的影响较小,吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg²⁺的化学反应。而天然沸石对Hg²⁺的吸附主要是离子交换作用,受温度、pH值等的影响较大,随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1 h、巯基改性沸石在0.5 h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明,巯基改性沸石对Hg²⁺的吸附能力得到了很大的提高,吸附容量由8.06 mg/g 提高到19.88 mg/g,提高了146.65%。     

天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg^2＋的特征研究

为了提高沸石对汞的吸附性,利用半胱胺盐酸盐对天然斜发沸石进行改性,制得巯基改性沸石。研究了吸附剂用量、pH值、温度、Hg^2＋浓度和吸附时间对沸石和巯基改性沸石吸附Hg^2＋的影响,并进一步研究了吸附机理。结果表明,巯基改性沸石吸附Hg^2＋受pH值、温度的影响较小,吸附机制主要是沸石表面的硫与Hg^2＋的化学反应。而天然沸石对Hg^2＋的吸附主要是离子交换作用,受温度、pH值等的影响较大,随温度的升高吸附量下降。整个吸附过程以较快的速度进行。天然沸石在吸附时间为1h、巯基改性沸石在0．5h时基本达到吸附平衡。吸附条件试验和Langmuir等温吸附模型都表明,巯基改性沸石对Hg^2＋的吸附能力得到了很大的提高,吸附容量由8．06mg／g提高到19．88mg／g,提高了146．65％。     

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。     

CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能研究

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性,并考察了CPB改性沸石对磷酸盐的吸附-解吸性能。结果表明,CPB改性沸石对磷酸盐具备一定的吸附能力,且吸附行为满足Langmuir等温吸附模型;粒径、改性剂投加量、反应温度、pH值及共存阴离子等因素均会影响CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力;减小粒径和降低反应温度均有利于CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除;粒径≤0.18 mm CPB改性沸石吸附磷酸盐较优的改性剂投加量为250 mmol/kg;当溶液的初始pH值位于4~10之间时CPB改性沸石对磷酸盐的吸附能力随pH值的增加而增强;SO42-的存在会明显降低CPB改性沸石对磷酸盐的吸附效率,而提高溶液的pH值有助于消除SO42-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;HCO3-的存在会一定程度上抑制CPB改性沸石对磷酸盐的吸附去除,而提高溶液的pH值无法消除HCO3-存在对CPB改性沸石吸附磷酸盐的负面影响;CPB改性沸石吸附磷酸盐后一定条件下可以重新解吸出来,且随着解吸液SO42-浓度的增加解吸率明显增大。     

改性沸石对水中微量汞的吸附性能

为了更好的去除水体中微量汞,研究了采用二氧化锰和壳聚糖对天然斜发沸石进行改性,着重考察了pH、温度、离子强度、Hg2+初始浓度和时间对改性前后沸石吸附Hg2+的影响,并研究了其吸附机理。结果表明,改性沸石受pH、温度和离子强度影响较小,在pH、温度、离子强度和初始浓度为6、25℃、0.05 mol·L-1和50 μg·L-1时,二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）对Hg2+的去除率高达99%,符合国家饮用水标准,并且二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）具有更好的解吸再生性。3种沸石均较好的符合Langmuir等温吸附模型和假二级动力学模型,其中改性沸石对汞的吸附主要为离子交换和表面官能团的络合作用,二氧化锰+壳聚糖改性沸石（ZCM）和壳聚糖改性沸石（ZC）饱和吸附量由1.43 mg·g-1提高到5和3.3 mg·g-1,吸附平衡时间由10 h减少至1和4 h,为治理汞微污染地表水提供一定的理论支持。     

液/固体系中硅藻土对Pb2+和Cd2+的吸附机制

为了提高硅藻土在重金属废水处理上的应用水平,采用静态吸附实验考察了液/固体系中硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附影响因素、吸附等温线和吸附动力学属性。结果表明,随着投加量的减少,离子初始浓度的提高,pH值的增大,吸附作用时间的延长,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋吸附量不断上升;硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的等温吸附都符合Langmuir模型,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋最大吸附量分别为10.428 mg/g和7.916 mg/g,硅藻土对Pb2＋具有更好的吸附能力;Pb2＋具有较低的水合自由能,更容易脱去水膜与硅藻土孔道内的活性基团发生吸附作用;双常数扩散方程可以很好地描述硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附动力学属性,硅藻土对Cd2＋有较快的吸附速率。     

改性硅胶对水溶液中Pd2+的吸附

采用氨基硫脲对硅胶进行改性并表征,探讨了改性硅胶(SG-TSC)对水溶液中Pd2+的吸附性能。实验考察了p H值、吸附剂质量、吸附时间以及Pd2+初始浓度等因素对吸附的影响,并探讨了SG-TSC对Pd2+吸附动力学及等温吸附特性。结果表明:在p H为3~6范围内,吸附效果最好。吸附平衡时间为90 min,吸附动力学符合二级速率方程,颗粒内扩散与液膜扩散共同影响着吸附过程。Langmuir等温吸附方程能较好地描述Pd2+在SG-TSC上的吸附特性,298 K时静态饱和吸附容量为0.105 mmol/g。热力学参数计算结果表明,SG-TSC吸附水溶液中的Pd2+是自发、吸热和熵值增加的过程。     

天然及CaCl2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na+和Ca2+离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

PEI-DTC的制备及其对Pb2+、Cu2+、Zn2+的吸附性能

以Pb²⁺吸附量为评价指标获得了PEI-DTC的最佳制备条件,采用SEM和FT-IR对所制备材料的形貌和结构进行了表征,考察了吸附时间、pH、振荡速度和材料投量对PEI-DTC吸附Pb²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺效果的影响,分析了吸附过程中的动力学特征、热力学特征,研究了材料的复用性能。结果表明,采用30% PEI溶液制备PEI-DTC的最佳条件为m(PEI)/m(戊二醛)= 2:1、m(PEI)/m(硼氢化钠)=3:1、m(PEI)/m(二硫化碳)=3:1;所制备材料表面呈颗粒状和蜂窝状结构,比表面积较大;PEI-DTC对Pb²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺的吸附效果随吸附时间、溶液pH增加呈先快速增加后趋于稳定的变化趋势,Pb²⁺、Cu²⁺在100 r·min⁻¹、Zn²⁺在150 r·min⁻¹时表现出较好的吸附效果,Pb²⁺在材料投量为0.03 g时即近于完全吸附,而Cu²⁺、Zn²⁺在材料投量为0.08 g时仍处于上升趋势;适宜吸附条件下PEI-DTC对Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺的去除率分别可达97.62%、14.79%、78.92%,对应的吸附量分别为4.005、0.509、4.658 mmol·g⁻¹;PEI-DTC对Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺的吸附过程符合Langmuir模型和准二级反应动力学模型,吸附为自发的吸热过程;经4次使用,材料对Pb²⁺的吸附量仍保留81.14%。     

沸石负载淀粉对Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附性能

将淀粉负载到沸石表面得到新型重金属离子复合吸附剂ZLS。分别从沸石与淀粉质量比、吸附温度、吸附时间、pH与重金属初始浓度不同方面考察了复合吸附剂ZLS吸附 Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺的影响。实验结果表明:当沸石与淀粉质量比为10:1,pH为6,吸附温度在30℃时,复合型吸附剂ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺ 3种重金属离子的吸附效果最好;吸附动力学研究发现,ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的吸附行为均符合准二级动力学以及颗粒内部扩散模型;等温吸附数据符合Freundlich模型,吸附状态属于多层吸附。     

改性玉米秸秆吸附Cu2+的动力学和热力学

本研究用ZnCl2作为活化剂,使用功率640 W的微波照射4 min的方法制备改性玉米秸秆。考察投加量、pH、吸附时间对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明:投加量为0.2 g,pH为6,改性玉米秸秆对Cu2+具有很好的吸附效果,吸附在8 h后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能△G<0,为自发反应过程。     

天然及CaCl_2改性沸石对四环素的吸附

通过静态吸附实验研究了水中四环素在天然和CaCl2改性沸石上的吸附行为及机制。实验表明,天然沸石对四环素具有吸附能力,CaCl2改性可以提高沸石对四环素的吸附能力。天然和改性沸石对四环素的吸附符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的主要控制步骤。Freundlich和Dubinin-Radushkevich（D-R）等温吸附模型可以较好地描述实验所用2种沸石对四环素的吸附行为,D-R等温方程拟合结果显示吸附过程包含离子交换作用。通过对天然和改性沸石吸附四环素前后溶液中主要阳离子浓度变化分析证实了该吸附过程包含离子交换作用。实验研究了pH值变化对沸石吸附四环素的影响,当pH=3～5时,天然和改性沸石对四环素的吸附量均随pH值的增加而急剧下降,而pH=5～10时,天然和改性沸石对四环素的吸附量变化均不明显,推测可能是离子交换作用和化学沉淀吸附作用所致。另外,实验还初步探索了溶液离子强度对沸石吸附四环素的影响情况,随着溶液中Na＋和Ca2＋离子强度的增加,吸附量先急剧降低随后趋向平稳,进一步说明了沸石对四环素的吸附过程不是由单一机制控制的。     

柿粉树脂的制备及其吸附Cu2+和Pb2+的效应

以柿粉为原料通过甲醛交联固化制备出柿粉树脂(PPR);利用傅里叶红外光谱(FT-IR)、Zeta电位、热变性温度、比表面积等对其进行表征,并探讨其吸附Cu2+和Pb2+的效应。结果表明,(1)PPR对Cu2+和Pb2+的吸附效果显著高于柿粉与活性炭;(2)p H值对吸附平衡影响较大,最佳p H值范围为5.0~6.0;(3)PPR对Cu2+和Pb2+的吸附在180 min内可达到吸附平衡,提高吸附温度可提高吸附速率,其吸附动力学数据可用拟二级速率方程良好拟合;(4)提高金属离子初始浓度可增加平衡吸附量,Freundlich和Langmuir方程可分别拟合PPR对Cu2+(R2>0.98)和Pb2+(R2>0.99)的吸附等温线;(5)PPR(2.0 g/L)可吸附混合重金属溶液中83.73%的Cu2+和98.63%的Pb2+;(6)PPR可循环使用5次以上;(7)PPR对Cu2+与Pb2+的吸附效应可能是静电吸附与配位反应共同作用的结果。该研究结果表明,PPR是一种有应用前景的处理含重金属废水的备选材料。     

羟肟酸功能化PMMA/AM/HOA的合成及对Hg2+和Cd2+的吸附性能

用悬浮聚合法合成了甲基丙烯酸甲酯（MMA）与丙烯酰胺（AM）的共聚物PMMA/AM,再经羟胺改性制备了含羟肟酸功能基的改性PMMA/AM/HOA 树脂。通过红外光谱（FTIR）和热重分析（TG）对PMMA/AM/HOA树脂的结构和稳定性进行了表征。以PMMA/AM/HOA为吸附剂,考察了温度、吸附时间、pH值和金属离子浓度等条件对Hg2+、Cd2+两种金属离子吸附性能的影响。结果表明,改性树脂对Hg2+、Cd2+具有良好的吸附能力,其实验吸附量分别为0.822和0.384 mmol·g-1。改性树脂对Hg2+和Cd2+的吸附过程符合拟二级动力学方程,25℃时其二级动力学吸附速率常数分别为5.301×10-2和3.582×10-2 g·（mmol·min）-1;改性树脂对Hg2+和Cd2+的吸附量随温度的升高有所增大,吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温式。     

改性菌丝体对Ni2+的吸附特性研究

通过专利对菌丝体进行了改性.所制备的改性菌丝体对重金属离子具有良好的吸附效果.结果表明,其对Ni2+的吸附容量63.2 mg/g(初始水溶液中Ni2+浓度为200 mg/L),是甲壳素吸附剂的3.3倍(19.1 mg/g),与壳聚糖吸附剂相比吸附容量提高了135%,与D751与南开152相比吸附容量非常接近.用0.5%-0.2%的解吸剂便可以完全解吸,能够重复使用达6次以上.本文还研究了改性菌丝体对Ni2+的吸附过程中重要的影响因素,结果发现,在微碱性(pH=8-9)条件下,改性菌丝体可以把初始浓度高达800 mg/L的Ni2+溶液一次性降低到17 mg/L,为改性菌丝体在工业废水处理中的应用奠定了良好的基础.     

改性甘蔗渣对Cu2+和Zn2+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Cu2+和Zn2+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Cu2+和Zn2+的吸附容量有显著提高,对Cu2+和Zn2+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Cu2+的吸附量分别为60.21和33.45 mg/g,对Zn2+的吸附量分别是70.53和36.53 mg/g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30 min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Cu2+和Zn2+的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

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。     

K+、Ca2+、Mg2+对高盐肝素废水处理的影响

高盐废水的生物处理效率因盐分对活性污泥系统的抑制作用而受到很大的限制。寻求降低盐抑制作用,提高生物处理效率的方法和技术是目前研究的热点。针对SBR工艺处理高盐肝素钠生产废水的活性污泥,从金属离子间的拮抗效应出发,研究了K+、Ca2+和Mg2+3种金属离子对污泥性能的影响。结果表明,K+、Ca2+和Mg2+添加量分别为40、50和150 mg/L时,COD去除率比对照组分别提高了2.8%、8.0%和3.8%,其余添加量下无明显改善;K+、Ca2+和Mg2+添加量分别为100、200和20 mg/L时,氨氮去除率比对照组分别提高了39.8%、9.8%和28.4%,其中Ca2+对氨氮去除效果的改善能力最差,同时在最佳添加量下讨论了这3种金属离子对污泥浓度以及污泥沉降速率的影响。     

废弃绿茶对水溶液中Co2+的吸附研究

利用废弃绿茶叶粉末(简称茶叶末)作为吸附剂,考察了pH、温度、时间等对水溶液中Co2+的影响。结果表明:(1)茶叶末对Co2+的吸附量随着pH的上升而上升,其中pH=5.50为最佳。茶叶末对Co2+的吸附量均随时间延长呈现上升趋势,吸附速度先快后慢,吸附最佳时间为90min。(2)不同温度下,茶叶末对Co2+的吸附较好地符合Langmuir模型。该吸附过程是化学离子交换过程,主要发生在重金属离子与羟基、氨基的氢原子之间。(3)茶叶末对Co2+的吸附是自发、放热过程,降温有利于吸附,反应时吸附界面上的混乱度增加。(4)盐酸是很好的解吸介质,解吸率为92.65%。通过灼烧(或燃烧)可以回收水溶液中绝大部分的Co2+,不仅减小了对环境的污染,而且节约了资源。