镧改性凹凸棒土再生效果研究

以吸附磷酸盐的镧改性凹凸棒土为研究对象,通过试验研究了pH、再生时间、再生温度及再生次数对镧改性凹凸棒土再生效果的影响。结果表明:碱性条件有利于改性凹凸棒土的再生,pH为8时,再生效果最佳;再生时间为30 min时,再生率超过90%,继续增加再生时间,再生率增长缓慢;再生温度升高会增加改性凹凸棒土的再生率及损失率,30 ℃时再生率较高、损失率较低;再生6次后改性凹凸棒土的性能破坏严重。综合考虑,改性凹凸棒土的最佳再生条件是pH为8,再生温度为30 ℃,再生时间为30 min,再生次数为6次。     

酸改性凹凸棒土处理含铜废水的试验研究

通过酸改性凹凸棒土处理含铜废水试验,研究了酸改性凹凸棒土对含铜废水的吸附性能、吸附过程、吸附热力学、吸附动力学及影响因素。结果表明:在1 mol/L的盐酸改性条件下,凹凸棒土的吸附效率较改性前提升38.61%,酸改性能活化凹凸棒土,显著提高其吸附性能。在温度为20 ℃,铜离子初始浓度为100 mg/L,酸改性凹凸棒土投加量为6 g/L(以铜离子浓度计)的最佳反应条件下,反应25 min后,凹凸棒土对铜离子的去除率达87.57%;凹凸棒土对铜离子的吸附符合一级动力学方程(R ²为0.929)与Redlich-Peterson等温吸附方程(R ²为0.984),表明凹凸棒土的吸附过程属于物理吸附,且随着铜离子初始浓度的提高,凹凸棒土的吸附容量也随之增大。     

改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附研究

研究了改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附规律。结果表明，改性凹凸棒土对苯的吸附量和去除率提高了２倍多，ｐＨ值对吸附量的影响甚小，吸附量随温度上升而增加，改进的ＢＥＴ方程能较好地描述实验等温线，其吸附机理可能为表面的疏水作用与化学吸附和进入内部孔道吸附。     

SDS/凹凸棒土对水中碱性嫩黄的吸附及性能

凹凸棒土是一种吸附性能良好的天然无机矿物材料,表面带负电,因而对于水中带正电的阳离子染料碱性嫩黄有一定吸附效果,去除率为59.3%。用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)对其进行改性后,由于将凹凸棒土的表面电性变得更负,吸附效率将会提高。此外,由扫描电镜看出凹凸棒土为纤维状,且晶束间多呈平行紧密聚集,而经SDS改性后的凹凸棒土,晶束在三维空间呈松散交错的排列,更为分散和疏松多孔。由红外吸收光谱看出SDS的特征峰出现在SDS/凹凸棒土中,说明SDS对凹凸棒土起到了良好的改性作用。激光粒度仪测定结果表明SDS/凹凸棒土的中位径d(0.5)由改性前的4.223μm减小到3.758μm,比表面积因而更大,这些变化均会导致改性后的SDS/凹凸棒土有更强的吸附能力。当投加量为0.45 g/L时,吸附30 min后对废水中碱性嫩黄可达吸附平衡,去除率达到80.2%,吸附容量为296.3 mg/g,是活性炭吸附容量129.6 mg/g的2倍多。吸附后的材料经过加热解析再生,吸附性能接近凹凸棒原土,可以再次利用。     

改性凹凸棒土去除废水磷酸根的研究

以热液型凹凸棒土为原料,分别采用煅烧、酸洗、碱洗和盐改性的方法对其进行改性,同时考察了改性凹凸棒土对含磷酸根离子的去除效果。实验研究了煅烧温度,碱、酸的浓度对磷酸根离子去除率的影响。改性凹凸棒土的除磷酸根实验表明：经煅烧改性凹凸棒土对溶液中磷酸根离子的去除率明显增加,可达到88.7%;碱改性凹凸棒土去磷率也增加,而经酸改性凹凸棒土对溶液中磷酸根的吸附能力不明显。     

CTMAB/凹凸棒土颗粒的制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能研究

以凹凸棒土粉末为原料经一定工艺制得凹凸棒土颗粒,采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂,通过微波改性合成了CTMAB/凹凸棒土颗粒,确定了最佳制备工艺条件为煅烧温度550℃,改性剂浓度80 mmol/L,微波改性时间6 min。考察了Cr(Ⅵ)溶液初始浓度和p H的影响,当Cr(Ⅵ)溶液浓度为20 mg/L,p H=5.6,CTMAB/凹凸棒土颗粒投加量为4 g/L时,在最佳条件下制备的CTMAB/凹凸棒土颗粒对Cr(Ⅵ)的去除率为90.7%。结果表明:改性后CTMAB进入到了凹凸棒土颗粒的表面及孔道,使其所带电性由负转为正,因而对以阴离子重铬酸根存在的Cr(Ⅵ)有更好的吸附性能,且Zeta电位随p H升高而降低,与去除Cr(Ⅵ)效率变化一致。吸附过程符合Langmuir等温线和Lagergren准二级速率方程,表明吸附为一种快速的单分子层化学吸附。     

改性凹凸棒土对染料废水脱色初步实验

以凹凸棒土为原料,通过复配造粒、热处理的方法对凹凸棒土进行改性,并用改性后的凹凸棒土对染料废水进行处理。考察了pH值、凹凸棒土用量及吸附时间等因素的影响,探索了最佳工艺条件。结果表明,改性后的凹凸棒土吸附性能有了明显改善,对染料废水进行处理,脱色率可达99%以上,处理废水量与吸附剂比为670颐1,且其原料价廉易得、工艺简单、成本低,是一种较好的脱色吸附剂。     

凹凸棒土--粉煤灰颗粒吸附剂的制备及改性

研究了凹凸棒土—粉煤灰颗粒吸附剂的制备方法并对其进行再生和改性，利用比表面积测定、X射线能谱等手段对所制吸附剂进行了表征。结果表明：制备颗粒吸附剂的优化条件为凹凸棒土：粉煤灰=100：40(质量比)，比表面积的值为80．06m^2／g。该吸附剂可采用1mol/L磷酸进行改性，改性后的比表面积为155．6m^2／g。     

三氯乙烯和镉复合污染地下水的凹凸棒土吸附性能研究

研究了凹凸棒土对人工模拟地下水中TCE和Cd2+两者复合污染的吸附行为。分别探讨了pH值、凹土投加量和振荡吸附时间对添加了重金属Cd2+前后凹土吸附TCE效果的影响;通过凹土对TCE的吸附等温线,讨论其吸附的内在机理。结果表明:pH值的改变对TCE吸附率的影响不大;凹土对TCE的吸附3d后达到平衡,吸附率达到71.34%;当凹土加入量为0.03g时,吸附率可达51.08%;TCE在凹土上的吸附符合Freundlich等温式。TCE和Cd2+经复合之后,TCE的吸附效果有所下降;吸附过程仍符合Freundlich等温式。     

改性凹凸棒土对土壤中Cd2+吸附解吸及钝化效果影响

以凹凸棒土为原材料进行了热改性、酸改性、壳聚糖负载改性,并采用SEM、FT-IR、XRD表征其结构变化。通过改性凹凸棒土对土壤Cd~(2+)吸附解吸及土柱淋溶实验表明:凹凸棒土及改性凹凸棒土均能有效提高土壤对Cd~(2+)的吸附容量,减少Cd~(2+)的纵向迁移,降低淋溶风险。改性凹凸棒土主要是通过降低土壤中Cd的交换态和碳酸结合态含量增加土壤中Cd的铁锰氧化结合态及有机态含量,达到钝化土壤中Cd效果,综合处理效果优劣顺序为热改性凹凸棒土>酸改性凹凸棒>凹凸棒土>壳聚糖改性凹凸棒土>空白。     

浸渍-煅烧法改性凹凸棒石对模拟废水中磷的吸附特性

为提升凹凸棒石对水溶液中磷的吸附性能,以凹凸棒石、氢氧化铝、熟石灰为原料,采用浸渍-煅烧法制备ATP-IA（改性凹凸棒石）.通过吸附磷试验,探讨ATP-IA吸附性能以及投加量对吸附效果的影响;利用SEM（扫描电镜）、XRD（X射线衍射光谱）、XRF（X射线荧光光谱）和FTIR（傅里叶转换红外光谱）对ATP-IA表征,并结合吸附动力学、热力学和等温吸附试验探讨ATP-IA吸附磷机制.结果表明,ATP-IA平衡吸附容量为26.34 mg/g（凹凸棒石的平衡吸附量为0.88 mg/g）,对磷的去除率可以达到99.36%;表征结果表明,改性可使部分凹凸棒石转变为钙沸石,改性能脱除凹凸棒石晶体内的结晶水,使凹凸棒石比表面积显著提升;动力学试验表明,ATP-IA吸附磷过程符合准二级动力学方程,说明ATP-IA吸附磷过程中反应控速步骤为化学反应;等温吸附试验结果符合Freundlich方程,表明吸附为多分子层不均匀吸附;热力学分析表明,ATP-IA吸附磷属于自发进行的吸热过程,且同时包含物理吸附和化学吸附.研究显示,浸渍-煅烧法改性会改变凹凸棒石部分理化性质,能显著提高凹凸棒石对磷的去除率及平衡吸附容量.      

铀在凹凸棒石上的吸附特性与机制研究

采用静态实验方法研究了凹凸棒石对水溶液中铀的吸附特性,考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征凹凸棒石的形貌和结构,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征凹凸棒石吸附铀前后结构的变化,探讨了凹凸棒石对铀的吸附动力学及吸附机制.结果表明,pH值对凹凸棒石吸附铀的影响显著,且在pH=5时吸附量最大.吸附量随着时间增大而增大,在2 h内可以达到平衡,吸附等温线方程符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程为准二级动力学模型.由FTIR分析可得,凹凸棒石吸附铀后,在高频区3 700～3 000 cm-1内吸光度减弱,可能是由于铀与凹凸棒石的R—OH发生配位作用形成了R—OUO2+或(R—O)2UO2等络合物;在中频区1 700～800 cm-1内吸光度减弱,可能是铀离子和镁离子产生离子交换作用.铀在凹凸棒石上的吸附机制主要表现为离子交换和配位作用.     

凹凸棒石对水中Fe^2＋的吸附特性研究

通过静态试验,对凹凸棒石吸附去除水中Fe2＋的特性进行了研究,重点讨论了焙烧和酸化处理对吸附的影响。结果表明,凹凸棒石对水中Fe2＋吸附过程可以班厄姆公式进行拟合。Langmuir吸附等温式可以更好地描述Fe2＋在凹凸棒石上的吸附。当焙烧温度在200℃～400℃,焙烧处理对凹凸棒石吸附去除Fe2＋的影响不明显,当焙烧温度在500℃时,凹凸棒石对Fe2＋的吸附去除率显著降低,这是由凹凸棒石内部结构发生折叠收缩,导致孔道逐步塌陷所致。凹凸棒石对Fe2＋的吸附去除率随着酸化浓度的增加先减小而后增大,在HCl浓度为5 mol.L-1时达到最低。     

改性玉米秸秆对水中磷酸根的吸附动力学研究

将化学改性后的玉米秸秆制备阴离子交换剂,重点研究了改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学特性.通过静态实验,考察了在不同pH、温度、磷酸根初始浓度条件下,改性玉米秸秆对磷酸根吸附效果的影响,并分别用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、修正伪一级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合,计算出相应的速率常数.结果表明,Langmuir等温模式能更好地描述改性玉米秸秆对磷酸根的吸附效果,并且随着温度的升高,改性玉米秸秆对磷酸根的最大吸附量逐渐减小.改性玉米秸秆对磷酸根的吸附是一个快速吸附过程,30 min内即可达到吸附平衡,该吸附过程符合伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程,吸附速率主要受颗粒内扩散控制.随着初始浓度的增大,伪二级吸附速率常数逐渐减小,颗粒内扩散速率常数逐渐增大.通过改性玉米秸秆对磷酸根的吸附动力学研究,可以为反应器的设计和污水处理装置的运行提供基础信息,对于去除水溶液中磷酸根的技术应用具有重要实际意义.     

改性活性炭对水中PFOS的吸附去除研究

分别用FeCl3及中功率微波对煤质和椰壳2种粉末活性炭进行改性.序批式实验研究了活性炭改性前后对全氟辛烷磺酸(PFOS)的吸附特性.结合活性炭改性前后表面化学官能团和孔结构的变化特征,探讨了不同改性方式对PFOS吸附去除的影响效应以及天然有机物中的主要组成成分腐殖酸对PFOS在原炭及改性炭上的竞争吸附效应.结果表明,Fe3+及中功率微波处理对煤质炭和椰壳炭的孔结构和表面性质都有影响,但变化趋势不同.椰壳活性炭经Fe3+及中功率微波改性后对PFOS的吸附量明显提高,而煤质活性炭经改性后对PFOS的吸附量出现下降.改性椰壳活性炭与原炭吸附PFOS达到吸附平衡的时间基本相同,均为6 h左右.在腐殖酸存在下,改性椰壳炭对PFOS的吸附量因竞争吸附而有所下降,但改性炭的吸附量仍明显高于原炭.     

改性芦苇生物炭对水中低浓度磷的吸附特征

为吸附处理低浓度含磷废水和实现芦苇资源化利用,将湿地植物芦苇制备成生物炭,通过负载氯化铁进行改性,探究了改性芦苇生物炭对水体中磷的吸附特征.结果表明,改性后芦苇生物炭的含铁量为11.98 mg·g~(-1),是改性前的44.7倍;改性芦苇生物炭p H_(pzc)为7.49,当溶液p H为7.0时,吸附效果最好;在磷溶液浓度为4.0 mg·L~(-1)、温度为298K时,改性芦苇生物炭平衡吸附量为0.658 mg·g~(-1),是未改性生物炭吸附量的34.6倍.研究不同温度下的吸附等温线,Langmiur方程很好地拟合不同温度的吸附等温线,该吸附是单层吸附,温度升高有利于吸附.吸附热力学研究表明,ΔG~θ0、ΔH~θ0和ΔS~θ0,说明该吸附是自发、熵增的吸热过程.假二级方程很好地拟合改性芦苇生物炭吸附磷的动力学数据,初始吸附速率随初始浓度的增大而增大,该吸附主要受颗粒内扩散控制.该研究为改性芦苇生物炭用于污水处理厂和水体深度除磷提供基础数据.     

沸石在废水处理中的应用研究进展

摘要：沸石资源分布广泛、储量大,廉价易得,而且可以通过再生重复利用。沸石结构上的独特性和资源上的分布优势及其可循环利用的特点使其已成为废水处理工艺中常用的水处理剂之一,沸石具有物理吸附和离子交换特性,广泛应用于废水中氨氮、重金属、有机物和放射性物质的去除,是常用水处理剂之一。本文就其在水处理方面的应用、吸附机理、改性方法及再生方法的国内外研究进展进行了综述、分析,对沸石今后的研究工作进行了展望。     

基于腐植酸模板的壳聚糖/凹土树脂吸附性能研究

以腐植酸为模板,采用乳化交联法制备腐植酸模板交联壳聚糖/凹土复合树脂(HA-CS/ATP),用于水源水中天然有机物腐植酸(HA)的去除.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析等方法对树脂进行表征,对树脂理化性能进行评价;对腐植酸的吸附性能进行研究;研究结果表明,与CSR相比较,HA-CS/ATP吸附量从36.57 mg/g提高到83.25 mg/g.凹土的加入提高了复合树脂的吸附量;树脂可实现再生利用.     

凹凸棒石及其改性材料对土壤镉生物有效性的影响与机制

采用室内盆栽实验和吸附平衡实验,研究了凹凸棒石及其改性材料对土壤镉移动性和生菜吸收镉的影响,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)以及X射线光电子能谱(XPS)探讨了其机制.结果表明,凹凸棒石及其改性材料均可显著降低生菜体内的Cd含量,改性材料作用优于未改性材料,分别使生菜地上部分Cd含量最大降低41.0%和56.5%.凹凸棒石及其改性材料在投加量为1%时均可显著降低土壤CaCl_2提取态Cd含量,最大降低幅度分别为34.2%和34.3%.凹凸棒石改性后对镉的饱和吸附容量明显提高.凹凸棒石主要是通过表面的硅羟基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物来固定土壤镉,而改性凹凸棒石材料能够通过其表面的硅羟基和羧基与Cd~(2+)发生配位反应形成络合物,从而降低Cd~(2+)在土壤中的移动性,进而达到钝化修复Cd污染土壤的效果.因此凹凸棒石及其改性材料均可被用于镉污染农田土壤修复,但机制不同.