水合氧化铁去除CU2+的实验研究

研究了实时生成的水合氧化铁(HFO)对Cu2+的去除.研究结果表明:生成的水合氧化铁是棕黄色无定形铁的氧化物,盐滴定方法测得其零电荷点PZC为8.28士0.02;它对Cu2+吸附的动力学特征受控于HFO的生成动力学,其吸附等温线可用Henry公式和类似Langmuir公式的叠加来拟合;随着吸附剂量的增加,它对Cu2+的吸附率和吸附量的影响分别呈现出指数形式(Y=aXb)的增加和减少.Cu2+从溶液中去除的可能机理包括表面络合反应、共沉淀、表面沉淀、Cu2+的水解作用、Cu2+的水解产物与水合氧化铁的絮凝作用等.     

水合氧化铁去除Cu~(2+)的实验研究

研究了实时生成的水合氧化铁(HFO)对Cu2+的去除。研究结果表明:生成的水合氧化铁是棕黄色无定形铁的氧化物,盐滴定方法测得其零电荷点PZC为8.28±0.02;它对Cu2+吸附的动力学特征受控于HFO的生成动力学,其吸附等温线可用Henry公式和类似Langmuir公式的叠加来拟合;随着吸附剂量的增加,它对Cu2的吸附率和吸附量的影响分别呈现出指数形式(Y=aXb)的增加和减少。Cu2+从溶液中去除的可能机理包括表面络合反应、共沉淀、表面沉淀、Cu2+的水解作用、Cu2+的水解产物与水合氧化铁的絮凝作用等。     

Zr、Hf在水合氧化铁上的吸附实验研究

制备了两种不同n(Zr)/n(Hf)的Zr、Hf混合溶液,测定了实时生成的水合氧化铁和预先生成的水合氧化铁在不同pH条件下对Zr、Hf的吸附量,并对其吸附等温线进行了研究.研究结果表明:等价元素Zr、Hf在HFO上的吸附是非线性的,在吸附过程中二者发生了分异,Zr的吸附能力要大于Hf;在天然水体pH值范围内(pH≥6),Zr、Hf的吸附量Q及n(Zr)/n(Hf)不随pH发生变化,显示了Zr、Hf相对惰性的行为;Zr、Hf在吸附过程中表现出惊人的一致性行为,Zr、Hf数据间的相关系数R2在0.98以上;Zr、Hf在HFO上的吸附可能是表面羟基与Zr、Hf表面络合反应的结果,并且络合能力Zr＞Hf.     

Zr、Hf在水合氧化铁上的吸附实验研究

制备了两种不同n(Zr)／n(Hf)的Zr、Hf混合溶液,测定了实时生成的水合氧化铁和预先生成的水合氧化铁在不同pH条件下对Zr、Hf的吸附量,并对其吸附等温线进行了研究。研究结果表明：等价元素Zr、Hf在HFO上的吸附是非线性的．在吸附过程中二者发生了分异,Zr的吸附能力要大于Hf;在天然水体pH值范围内(pH≥6)．Zr、Hf的吸附量Q及,n(zr)／n(Hf)不随pH发生变化。显示了Zr、Hf相对惰性的行为;Zr、Hf在吸附过程中表现出惊人的一致性行为,Zr、Hf数据间的相关系数R^2在O．98以上;Zr、Hf在HFO上的吸附可能是表面羟基与Zr、Hf表面络合反应的结果。并且络舍能力Zr＞Hf。     

Zr、Hf在水合氧化铁上的吸附实验研究

制备了两种不同n(Zr)／n(Hf)的Zr、Hf混合溶液,测定了实时生成的水合氧化铁和预先生成的水合氧化铁在不同pH条件下对Zr、Hf的吸附量,并对其吸附等温线进行了研究。研究结果表明:等价元素Zr、Hf在HFO上的吸附是非线性的,在吸附过程中二者发生了分异,Zr的吸附能力要大于Hf;在天然水体pH值范围内(pH≥6),Zr、Hf的吸附量Q及n(Zr)／n(Hf)不随pH发生变化,显示了Zr、Hf相对惰性的行为;Zr、Hf在吸附过程中表现出惊人的一致性行为,Zr、Hf数据间的相关系数R2在0.98以上;Zr、Hf在HFO上的吸附可能是表面羟基与Zr、Hf表面络合反应的结果,并且络合能力Zr>Hf。     

茶叶基水合氧化铁吸附水体中Pb(Ⅱ)的性能

采用原位沉积技术将水合氧化铁(HFO)负载于废弃茶叶渣表面制备了复合材料茶叶基水合氧化铁(HFO-TW),研究了HFO-TW对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附特性,探讨了溶液pH值、时间、共存碱土离子、温度、Pb(Ⅱ)初始浓度等因素对Pb(Ⅱ)的吸附效果的影响.结果表明酸性范围内,Pb(Ⅱ)的吸附量随溶液pH升高而增大;Pb(Ⅱ)的吸附速度较快,100 min内便可达吸附平衡,且动力学曲线较好地符合伪一级和伪二级动力学模型,拟合系数可达98.8%;在竞争离子Ca(Ⅱ)/Mg(Ⅱ)的浓度高于Pb(Ⅱ)50倍时,HFO-TW对Pb(Ⅱ)仍具有较强的吸附能力,Pb(Ⅱ)的吸附量仅分别下降12.1 mg·g-1和8.1 mg·g-1;Pb(Ⅱ)的吸附过程较好地符合Langmuir等温模型,理论最大吸附容量为89.43 mg·g-1,远高于未经改性的茶叶渣和其他生物吸附剂.所有结果均证实HFO-TW在净化实际铅污染水体中有着较为广阔的应用潜力.     

去除氧化铁对Al在土壤中吸附-解吸的影响

用连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)法研究了去除土壤中的氧化铁后Al的吸附-解吸特征的变化情况.结果表明,在pH值<4.5条件下,去除氧化铁可使土壤对Al的吸附量有所增加,这种变化在赤红壤中尤为明显;而此后随pH值的升高,原土和去铁土对Al的吸附量基本相等.造成该现象的原因可归纳为去除氧化铁能降低土壤的电荷零点(ZPC)和增加土壤表面负电荷的数量,从而增强了土壤表面与离子之间的静电引力.另一方面,去除氧化铁后Al的解吸量也增加.其原因是与原土相比,去铁土吸附Al的机理中包含有部分静电吸附,这从离子强度对去铁土吸附Al的影响实验能得到较好的验证,因为在pH值<4.5时,提高离子强度将降低Al的吸附量,用高岭石做参考材料时也发现了类似的现象.     

自然水体生物膜对铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)的吸附研究

以董铺水库为水源、天然纯棉绳为人工基质培养生物膜,研究了附着在棉绳表面上的自然水体生物膜吸附Cu和Cd的热力学和动力学特征及pH对吸附性能的影响.通过对实验数据进行非线型拟合,发现生物膜对2种重金属的吸附均符合Freundlich(F)和Langmuir(L)吸附等温式,对2种金属的吸附能力顺序是:Cu＞Cd.生物膜对Cu和Cd的吸附在数小时内可达到平衡,吸附过程符合二级动力学特征.通过调节吸附液的pH值,研究了不同pH对吸附效果的影响.结果表明,随着pH的升高,2种金属的吸附量明显增加.     

氧化铁改性沸石对Se(Ⅳ)的吸附性能及试验废物再利用研究

为解决天然沸石去除废水中Se（Ⅳ）能力低的问题,采用氯化铁对天然沸石进行改性,制备表面负载氧化铁的改性沸石,即氧化铁改性沸石,并将其应用于去除水体中Se（Ⅳ）.首先对比天然沸石和氧化铁改性沸石的结构特征,研究二者对Se（Ⅳ）溶液的吸附特性,并通过X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射图谱（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮气吸附孔径分布测试（BET）对二者进行表征;其次进行吸附试验,考虑接触时间、pH、吸附剂投加量、初始溶液反应浓度的影响,并通过天然沸石和氧化铁改性沸石的吸附动力学及吸附等温线对吸附的机理进行阐述.结果表明:①氧化铁改性沸石表面形成细碎的球状颗粒,分布在沸石的表面.②氧化铁改性沸石能够高效地吸附水体中的Se（Ⅳ）,且在pH为3时吸附效率最高,其对Se（Ⅳ）溶液的去除率最高达97.7%,其理论最大吸附量为46.901 mg/g.③氧化铁改性沸石对Se（Ⅳ）的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型.④添加负载Se（Ⅳ）后的氧化铁改性沸石土壤均达到富硒土壤标准（>0.4 mg/kg）.研究显示,氧化铁改性沸石吸附Se（Ⅳ）的效果较好,显著优于天然沸石的吸附效果,且吸附Se（Ⅳ）废水后的废弃氧化铁改性沸石还可应用于土壤改良方向.      

水合氧化铁对废水中磷酸根的吸附-解吸性能研究

以FeCl₃为原料制备水合氧化铁吸附剂,研究其对废水中磷酸根的吸附-解吸性能.结果表明,随着溶液pH的降低,水合氧化铁对磷酸根的吸附能力不断提高,其吸附动力学曲线符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附模型.被吸附的磷酸根在50 g/L的NaOH溶液中进行解吸,解吸率>98%.解吸率与单位水合氧化铁的吸附饱和程度没有相关性.利用水合氧化铁对城市某污水处理厂污泥浓缩池上清液进行磷的吸附和解吸实验,结果表明该工艺对磷的回收率>90%.根据实验结果设计了城市污水中磷去除和回收工艺流程,该流程包括：吸附过程、解吸再生过程、富磷解吸液中磷回收等过程.     

Cr(Ⅵ)对两种黏土矿物在单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)吸附的影响

采用批量吸附实验研究了高岭石和蒙脱石两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附,利用各种吸附模型分析了两种黏土矿物对单一Cu(Ⅱ)溶液及Cu(Ⅱ)-Cr(Ⅵ)复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附机制,同时探讨了pH对两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的影响,旨在搞清土壤中重金属的环境化学行为并为土壤中重金属复合污染的修复提供依据.结果表明,高岭石和蒙脱石对单一及复合溶液中Cu(Ⅱ)的吸附是一个先快后慢的过程,120 min基本达到吸附平衡;二级动力学方程为描述两种黏土矿物Cu(Ⅱ)吸附的最佳动力学模型(R2>0.983),其次是内表面扩散模型和一级动力学模型.内表面扩散模型和Boyd模型拟合结果均说明发生在矿物边缘和表面的膜扩散作用是影响吸附的限速步骤.高岭石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Freundlich方程(R2>0.971),说明高岭石表面有多种能量不一致的吸附位点,即为不均匀表面;而蒙脱石对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir方程(R2>0.983),说明其为单层分子吸附,即化学吸附.两种黏土矿物对Cu(Ⅱ)的吸附均随pH的升高呈先升高后下降的趋势,在pH=5.0时达到最大吸附量;且以Q蒙脱石>Q高岭石,Q单一Cu>Q Cu-Cr复合.Cr(Ⅵ)存在会降低Cu(Ⅱ)的吸附,以pH=6.0时Cr(Ⅵ)对Cu(Ⅱ)的吸附影响最小.     

石英砂负载氧化铁的表征及其除锑吸附性能研究

通过SEM/EDAX以及Nova-1000表面分析仪对石英砂负载的氧化铁颗粒进行了表征,发现负载氧化铁的粒径为200 nm左右,其表面孔径及孔隙率分别为2×10-9～9×10-9m及0.11%,负载氧化铁的石英砂的比表面积为原砂的5倍.考察了石英砂负载氧化铁(IOCS)在不同的实验条件下(吸附时间,pH值,温度等)对水溶液中锑的去除效果,在pH为3～9范围内,其去除率均超过了98%.吸附动力学及吸附等温线实验数据分别符合二级反应动力学模型及Langmuir等温吸附模型.热动力学实验结果进一步表明:IOCS吸附锑的过程是自发的、吸热的化学吸附反应.     

市政污泥生物碳对重金属的吸附特性

采用市政污泥在300℃缺氧条件下制得污泥生物碳,研究了污泥生物碳添加量、溶液pH及吸附反应时间对溶液中Pb2+、Cu2+、Zn2+吸附效果的影响,并分析了各因素影响机制及污泥生物碳对重金属的吸附机理. 结果表明,污泥生物碳对溶液中重金属的去除率与重金属水合离子半径呈负相关,随着污泥生物碳添加量的增加,溶液中重金属的去除率不断增加,但单位吸附量总体上呈下降趋势. 重金属吸附量随溶液pH的增加而增大,当溶液初始pH为6.00时,污泥生物碳对溶液中Pb2+、Cu2+和Zn2+的吸附量最大,分别达42.941、25.769和12.484mg/g. 伪二级动力学方程可有效描述溶液中重金属离子在生物碳上的吸附过程,重金属在污泥生物碳表面的吸附主要受化学反应控制,Pb2+、Cu2+和Zn2+的平衡吸附量分别为39.747、6.849和10.004mg/g,达到吸附平衡的时间为Pb2+＞Zn2+＞Cu2+.      

壳聚糖吸附酸性大红及Cu2+对吸附的增强作用

采用壳聚糖去除水中酸性大红,对壳聚糖吸附酸性大红的动力学、热力学以及溶液pH、盐浓度、外来Cu2+对吸附的影响进行了研究.准二级吸附动力模型、Langmuir、Freundlich及Dubinin-Radushkevich (D-R)方程分别用来对吸附动力学和等温线进行分析.结果表明,酸性大红在壳聚糖上的吸附是一个化学吸附控制的准二级动力学过程.Langmuir、Freundlich和D-R方程都能较好地描述吸附等温线.溶液pH和温度对吸附有较大影响,而氯化钠浓度对吸附的影响较小.对吸附热力函数的计算结果显示ΔH0<0,表明吸附是一个放热过程.由D-R方程计算的吸附自由能E为9.5~10.7 kJ.mol-1,表明吸附过程为离子交换化学吸附.Cu2+对吸附的影响结果显示Cu2+能显著提高壳聚糖对酸性大红的吸附容量,另外建立了Cu2+浓度与吸附量增加之间的数学模型.     

纳米铁去除废水中硫离子的研究

研究了实验室自制的纳米铁对人工配制的含硫废水中S2-吸附的影响因素、吸附等温线、吸附动力学.并对纳米铁去除S2-的机制进行了初探.结果表明.增加纳米铁的投加量能增大S2-的去除率;增加初始S2-浓度,去除率下降,<100 mg·L-1的初始S2-浓度能被10 g·L-1纳米铁完全去除;纳米铁对S2-的吸附能力随pH值的升高而下降.且变化较大,pH为2、7、13时的去除率分别为87.34%、65.80%和44.61%;25℃时纳米铁对S2-的吸附能力最强,平衡吸附量为19.17 mg·g-1;温度升高或降低,吸附能力均下降,但变化不大;纳米铁对S2-的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程;纳米铁吸附S2-的过程符合拟二级动力学方程,初始时刻的吸附速率h在25℃最大,为1.575 3 mg·(g·mg)-1,而吸附速率常数随温度的升高而增大;吸附反应的活化能E.为8.22 kJ·mol-1;纳米铁对S2-的去除主要是通过形成表面络合物、硫氢基氧化铁和硫化铁(FeS、FeS2、FeSn)沉淀吸附在纳米铁表面来去除.     

铅和铜离子在纳米羟基磷灰石上的竞争吸附动力学研究

通过吸附动力学试验研究了Pb2+和Cu2+在纳米羟基磷灰石(Nano-HAP)上的竞争吸附动力学过程,比较了吸附前后Nano-HAP的Zeta电位以及X射线衍射图谱等,对Pb2+和Cu2+在Nano-HAP上的竞争吸附机制进行了探讨.结果表明,单一铅、铜离子存在时,Pb2+较Cu2+在Nano-HAP上的吸附量要高;当铅、铜这2种离子共存时,Pb2+和Cu2+在Nano-HAP表面发生竞争吸附,铜的吸附量增加,而铅的吸附量下降.结合X射线衍射图谱和动力学反应中Ca2+的溶出量,推测出Cu2+在Nano-HAP上的吸附以静电吸附和表面络合为主,而Pb2+在Nano-HAP上的吸附以溶解-沉淀反应为主,Pb2+、Cu2+在Nano-HAP上的吸附量与Ca2+的溶出量线性关系显著(R2为0.861～0.954).分别用一级、二级动力学方程、抛物线方程、Elovich方程、双常数方程和LJ方程对Pb2+和Cu2+在Nano-HAP上的吸附动力学过程进行了拟合,其中二级动力学方程和双常数方程拟合结果较好,说明Pb2+和Cu2+在Nano-HAP表面的动力学吸附反应是一个化学反应和物理吸附均占一定比例的复杂的吸附过程.     

水稻土团聚体Cu2+吸附过程中铝的溶出及土壤溶液pH变化

采用低能量超声波分散和冷冻机干燥法提取太湖地区水稻土(黄泥土)不同粒径团聚体颗粒,用平衡吸附法研究团聚体对重金属Cu2+吸附过程中铝的溶出及土壤溶液pH变化,以及不同pH的Cu2+溶液中铝的溶出量的变化.结果表明,团聚体对Cu2+的吸附过程,发生铝的溶出和土壤溶液pH下降,溶出量和pH下降幅度随Cu2+吸附量增加而增加,相同条件下铝溶出量和pH下降幅度大小顺序为:粗粉砂级>粉砂级>砂粒级>黏粒级,与氧化铁和有机质含量大小顺序相反.Cu2+溶液pH下降,铝的溶出量增加显著.氧化铁和有机质对Cu2+吸附过程铝的溶出和土壤溶液pH下降具有一定的抑制和缓冲作用.     

乙醇处理对树脂基纳米水合氧化铁结构及其除砷性能的影响

通过考察乙醇处理对树脂基纳米水合氧化铁(D201-HFO)结构及其除砷性能的影响,评价乙醇处理在复合材料制备中的必要性.结果表明,乙醇处理后负载水合氧化铁(HFO)在D201树脂内的分散性增加,材料对砷的饱和吸附量提高约20%,且复合材料的比表面积、孔容、孔径分别增加了52%、65%、28%;但乙醇处理对复合材料的机械强度和负载HFO的晶型无影响,在pH值、离子竞争对该材料除砷性能的影响趋势方面也无明显作用,对复合材料固定床除砷性能及再生方面也无明显作用.总体而言,乙醇处理对D201-HFO复合材料实际除砷性能影响不大,从技术经济性考虑可以省略.     

恩诺沙星在含水氧化铝和含水氧化铁上的配位吸附及配位增溶效应

采用批平衡试验方法,研究了恩诺沙星(ENR)在含水氧化铝(HAO)和含水氧化铁(HFO)上的吸附行为.结果表明,恩诺沙星在两类不同含水氧化物上的吸附可以用Langmuir等温方程描述,其中,吸附平衡常数K_L (HFO) > K_L (HAO).当溶液中NaCl的浓度在0.01~0.50 mol·L^-1之间时,恩诺沙星的最大吸附量随着溶液离子强度的增大呈下降趋势,但吸附低浓度的恩诺沙星时,离子强度对吸附量的影响不大,表明此时两类含水氧化物对恩诺沙星的吸附均以配位反应为主.实验还发现,在较强的酸性或碱性环境中,恩诺沙星的吸附量都明显减小,配位吸附主要发生在pH为5~8的范围内,配位点主要发生在C-3羧基的位点上,形成ENR∶M (金属离子) =1∶1型的配合物,同时生成的表面配合物促进了恩诺沙星的溶解.     

污泥基活性炭去除水中重金属离子效能与动力学研究

以城市污泥为主要原料制备了污泥基活性炭(SAC),考察了其对重金属离子的吸附去除效能和吸附动力学规律.并选择了2种商品活性炭(煤质炭,MAC和椰壳炭,YAC)作为对比,以初始浓度为50mg/L的Cu(II),Pb(II),Cd(II),Cr(VI)4种重金属离子为去除对象,分别进行了3种活性炭的表面理化性质分析及其对4种重金属离子的吸附试验.结果表明,SAC的比表面积和微孔容积仅为YAC和MAC的1/3~1/2,吸附速率也相对较慢,但其对Cu(II),Pb(II),Cr(VI),Cd(II)的平衡吸附量却远大于2种商品活性炭,分别为9.9,8.9,8.2,5.4mg/g,说明SAC表面的高酸性基团含量对重金属离子的吸附起到了关键作用;Langmuir与Freundlich吸附等温模型均能较好地拟合SAC对Cu(II)和Pb(II)的吸附,SAC对Cr(VI)的吸附过程更符合Langmuir模型,而SAC对于Cd(II)的吸附过程用Langmuir与Freundlich两个模型均不能较好地拟合,说明SAC表面缺少能够与Cd(II)发生反应的结合位点.