麦秆对水中扑草净的吸附性能研究

农业秸秆富含纤维素、木质素等组分,是良好的吸附材料。采用麦秆作为吸附剂,其对浮油及溶解油具有良好吸附效果。选用麦秆为吸附剂,探究其对扑草净的吸附效果。主要考察麦秆粒径、投加量、振荡频率、扑草净初始质量浓度4种因素对吸附的影响,研究麦秆对扑草净的吸附等温线和吸附动力学过程,并采用正交实验对影响吸附的因素进行优化。结果表明:(1)麦秆可有效降低废水中扑草净浓度,在振荡频率150r/min、麦秆粒径250~500μm、投加量0.500 0g、吸附300min时,扑草净初始质量浓度由5.20mg/L降至3.22mg/L,去除率为38.08%。(2)单因素吸附平衡实验表明,随麦秆粒径增加(150~4 000μm),其比表面积减小,平衡吸附量随之减小,麦秆粒径150~250μm时平衡吸附量为0.192 0 mg/g,显著大于1 700~4 000μm时的平衡吸附量(0.059 3mg/g);随麦秆投加量增加(0.100 0~1.000 0g),去除率随之提高,平衡吸附量与之相反,0.100 0g投加量时平衡吸附量为0.222 0mg/g;随着振荡频率加剧,麦秆在水中扩散增强,与扑草净碰撞几率增加,振荡频率250r/min时平衡吸附量为0.191 0mg/g;随扑草净初始质量浓度增加(1.03~6.18mg/L),平衡吸附量随之增加,初始质量浓度为6.18mg/L,平衡吸附量为0.226 0mg/g。(3)分别以Henry型、Langmuir型、Freundlich型吸附等温式进行拟合,资料表明,以Henry型吸附等温式较适宜描述该吸附过程。(4)采用伪一级动力学方程、伪二级动力学方程、Elovich经验方程、颗粒内扩散方程分析吸附动力学过程,以伪二级动力学方程较符合。(5)在振荡频率为150r/min、初始质量浓度为2.00mg/L、麦秆粒径为250~500μm、投加量为0.700 0g时,扑草净最佳去除率为47.80%。     

磁性壳聚糖改性硅藻土吸附去除水中的铅离子

采用壳聚糖与Fe_3O_4对硅藻土进行混合改性,制备出一种吸附效果好、且能从液相中磁分离的新型复合吸附剂。通过SEM、XRD、VSM和FTIR等手段对其进行表征,并探究溶液pH、吸附剂投加量以及吸附温度等条件对水溶液中Pb~(2+)吸附效果的影响。结果表明:壳聚糖和Fe_3O_4都能够负载到硅藻土上面。当溶液pH为5、吸附剂投加量为10 g·L~(-1)、初始浓度为10 mg·L~(-1)时,Pb~(2+)去除率可以达到96.4%。吸附过程较好地符合假二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。     

稻壳生物质炭对水中氨氮的吸附

以稻壳生物质为原材料,在350℃和500℃2种温度条件下制备生物质炭(BC350和BC500),采用扫面电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)对稻壳生物质炭进行了表征。通过实验考查了稻壳生物质炭对氨氮的吸附等温线、影响因素和动态吸附。结果表明,稻壳生物质炭的平衡吸附量随着平衡浓度的增大而增大后趋缓,Langmuir方程比Freundlich方程更好地描述稻壳生物质炭吸附氨氮的行为,BC500比BC350具有更大的吸附氨氮的能力,其最大吸附量分别为5.82 mg/g和6.51 mg/g。p H和离子强度影响BC500对氨氮的吸附效果。动态吸附实验表明,BC500对氨氮的平均吸附量为1.78 mg/g。可见,稻壳生物质炭可以用作高效吸附剂去除废水中的氨氮。     

矿化垃圾对渗滤液的吸附试验及其动力学研究

应用矿化垃圾吸附处理实际渗滤液中的COD和氨氮,分别研究了粒径、投加量、pH对吸附效果的影响,并在最佳吸附条件下对吸附过程进行动力学分析。结果表明,反应360min时,COD吸附达到平衡,去除率达到69.01%,单位吸附量为87.91mg/g;反应510min时,氨氮吸附达到平衡,去除率达到71.45%,单位吸附量为16.86mg/g,这表明用矿化垃圾作为吸附剂吸附垃圾渗滤液中的COD和氨氮是可行的;用COD和氨氮动力学数据拟合吸附过程,均符合伪二级动力学方程。     

蔗渣炭/镁铝双金属氧化物的制备及其吸附As(Ⅴ)的研究

采用共沉淀和焙烧法制备蔗渣炭/镁铝双金属氧化物(LDO),研究了pH、吸附时间、初始As(Ⅴ)浓度等因素对其吸附As(Ⅴ)的性能的影响。采用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对蔗渣炭/镁铝双金属氢氧化物(LDH)、吸附As(Ⅴ)前后的蔗渣炭/镁铝LDO进行表征,探讨其吸附As(Ⅴ)的机理。结果表明,蔗渣炭/镁铝LDH具有水滑石层状结构;在pH为3.0~10.0时,蔗渣炭/镁铝LDO对As(Ⅴ)的平衡吸附量较高。准二级动力学模型可用于描述其对As(Ⅴ)的吸附动力学过程,吸附等温线符合Langmuir方程,45℃时,其对As(Ⅴ)的饱和吸附量为26.120mg/g。蔗渣炭/镁铝LDO受共存阴离子影响表现为HPO_4~(2-)CO_3~(2-)SO_4~(2-)Cl~-NO_3~-;材料再生循环利用4次后,对20.0mg/L的As(Ⅴ)的去除率为89.63%。XRD和FTIR分析表明,吸附后AsO_4~(3-)嵌入水滑石层间。     

镧铝/壳聚糖复合小球对水中磷的吸附及机理

镧铝复合材料对水体中磷有着优良的吸附性能,但其粉末状特性大大限制了其应用前景。利用壳聚糖的可塑性,制备出镧铝/壳聚糖复合小球,并利用环氧氯丙烷和聚乙烯醇提高复合材料的耐酸性,同时研究其对水体中磷的静态批吸附及动态柱吸附行为,最后采用SEM、EDS、XRD和FTIR表征方法观察吸附磷前后的微观结构,阐述吸附机理。结果表明:镧铝/壳聚糖复合小球对磷的最大吸附量达到39.84 mg·g~(-1);壳聚糖/镧铝质量比为1/10时,复合小球穿透吸附效率随流速提高而下降,BDST模型能够有效地模拟该复合小球对磷的动态吸附过程;壳聚糖/镧铝质量比为1/4的聚乙烯醇改性复合小球较质量比为1/5的更加耐受水流冲击,吸附效果较为稳定;静电作用,离子交换作用,络合作用和La化合物产生的氧空位是镧铝/壳聚糖复合小球吸磷的主要机理。     

改性亚麻处理孔雀石绿染料废水的研究

为了深度处理染料废水,以亚麻为原料,利用戊二醛对其进行改性,并对其进行傅立叶红外光谱仪(FTIR)扫描和扫描电子显微镜(SEM)表征。研究了吸附动力学、热力学以及吸附机理,同时还探索了吸附温度、吸附时间、孔雀石绿初始浓度以及吸附剂用量对吸附性能的影响。结果表明:改性亚麻吸附性能明显优于未改性亚麻,室温下,将经过0.05mol/L戊二醛改性得到的改性亚麻0.20g用于吸附100mg/L孔雀石绿溶液50mL,吸附360min,吸附量达到33.26mg/g,对孔雀石绿的去除率为99.78%;动力学研究表明,吸附过程符合准二级动力学方程,为化学吸附;热力学研究表明,吸附过程符合Freundlich吸附等温方程,为多层吸附,且为自发反应。     

锆(Ⅳ)负载交联壳聚糖吸附硫酸根的性能

以甲醛、苯甲醛为交联剂,制备交联壳聚糖树脂,再与锆(Ⅳ)离子反应制备锆负载交联壳聚糖吸附剂。采用静态吸附法考察了该吸附剂对水中硫酸根离子(SO24-)的吸附性能。实验发现,吸附时间2 h,SO24-溶液初始浓度500 mg/L,pH值3.0,溶液温度35℃为较优的吸附条件;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,属于优惠吸附型,吸附容量可达78.65 mg/g;吸附过程较好地符合拟二级动力学模型;锆负载前后交联壳聚糖对硫酸根的吸附量提高了约4.5倍;该吸附剂具有良好的耐酸性和再生性能。     

粉煤灰基沸石对亚甲基蓝和Cr(Ⅲ)的共吸附行为——Ⅰ. 吸附动力学和吸附热力学

以粉煤灰为原料,采用优化改进的水热晶化一步法合成沸石。借助FTIR、XRD和SEM对沸石理化特性进行表征,分析水中双组分污染物亚甲基蓝（MB）和Cr（Ⅲ）的共吸附去除特性。结果表明,合成沸石产物呈菱形或多面体形,在XRD图谱中可见NaP1型沸石特征峰。共吸附过程为准二级反应,以化学吸附为速率控制步骤。Langmuir和Freundlich等温线方程都能有效地描述反应过程,298 K条件下,沸石对MB和Cr（Ⅲ）的理论最大吸附量分别为7.8186 mg/g和8.8889 mg/g。吸附过程自发、吸热,反应后体系自由度降低,推测吸附位点的直接竞争为MB和Cr（Ⅲ）去除的主导机制之一。     

硅/铝掺杂纤铁矿的表面性质及对F-的吸附性能

纤铁矿是土壤中重要的活性矿物组分,常与硅、铝元素共存,对土壤污染物的迁移有重要的影响。采用氧化水解法制备了不掺杂和硅、铝掺杂的纤铁矿(分别记为Lep、Si-Lep、Al-Lep),通过X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2吸附/脱附、质子电位滴定等方法对样品进行表征和表面性质分析,并研究了3种样品对F~-的吸附性能。结果表明:与Lep相比,Si-Lep、Al-Lep的结晶度降低且铝掺杂显著抑制了纤铁矿向针铁矿转化。Lep、Si-Lep和Al-Lep的BET比表面积分别为25.37、28.18、32.51m2/g,孔体积、平均孔径和表面分形度均依次增大。Lep、Si-Lep和Al-Lep样品的电荷零点(pHPZC)依次为7.10、6.80、6.50;3种样品的表面羟基密度分别为0.33、0.32、0.36mmol/g。Lep、Si-Lep和Al-Lep对F~-的最大吸附量分别为6.58、7.32、9.88mg/g;与Lep相比,Si-Lep和Al-Lep对F~-的准二级动力学速率常数分别降低至0.013、0.014g/(mg·min);Si-Lep对F~-的吸附亲和力增大,而Al-Lep对F~-的吸附亲和力降低。     

棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附特征

为了研究棘孢曲霉(Aspergillus aculeatus)对溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附过程的特征,分别从动力学、热力学和吸附等温线三方面进行了实验,同时还研究了pH、温度、时间、重金属离子起始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响。等温吸附过程可以用Langmuir方程来描述。在实验设定条件下,棘孢曲霉对Pb~(2+)和Cd~(2+)最大吸附量分别为71.2 mg/g和59.8 mg/g;动力学实验数据很好的符合二级动力学方程,吸附达到平衡的时间为3 h;热力学实验数据显示该吸附过程为自发的、吸热的过程。     

磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂吸附Cu~(2+)

以膨润土、壳聚糖、Fe_3O_4为原料,制备了在外加磁场作用下能实现快速固液分离的磁性壳聚糖/膨润土复合吸附剂。利用SEM、XRD、VSM、FTIR等分析手段对复合吸附剂的形貌及微观结构进行了表征。通过静态吸附实验研究了复合吸附剂对Cu~(2+)的吸附性能,探讨了溶液初始p H值、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等对Cu~(2+)吸附效果的影响。结果表明,壳聚糖和Fe_3O_4均已负载到膨润土上。复合吸附剂吸附Cu~(2+)的效果随溶液p H值和吸附剂投加量的增加而增加,并最终趋于稳定;当吸附剂投加量为7.2 g/L、p H值为6、Cu~(2+)初始浓度为30 mg/L时,Cu~(2+)的去除率可达98.5%。吸附动力学和吸附等温线数据分别较好地符合准二级动力学模型和Langmiur吸附等温模型。热力学参数表明,吸附是自发、吸热的过程。     

壳聚糖/磁性生物碳对重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能

以丝瓜络为原料制备壳聚糖/磁性生物炭(CMLB),并研究了改性前后的生物炭对重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,改性后的生物炭包含γ-Fe_2O_3纳米颗粒,颗粒尺寸均匀,大小一致。CMLB对Cu(Ⅱ)的吸附量为54.68 mg·g~(-1),高于原始生物炭(LB)、磁性生物炭(MLB)的吸附量,且能够达到壳聚糖吸附量的86%。整个吸附过程在18 h达到平衡,在pH=5.8±0.1有较好的吸附效果。吸附反应动力学可采用准二级动力学方程拟合,吸附等温线符合Freundlich模型。CMLB吸附Cu(Ⅱ)的机制下包括离子交换、物理吸附和共沉淀。CMLB材料在处理废水后,利用磁铁可将材料从水中分离。CMLB可作为一种吸附剂有效去除水中的重金属,应用前景广阔。     

二乙烯三胺改性花生壳纤维素对水中刚果红的吸附

采用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对花生壳中纤维素进行改性,制备了二乙烯三胺花生壳纤维素(DMPSC),运用红外光谱(FTIR)进行表征,并探究了DMPSC对刚果红的吸附性能和机理。结果表明,DMPSC的吸附率明显高于其他吸附剂。在原始p H,吸附剂用量为1 g·L~(-1),吸附时间为180 min,温度为8、30和50℃时,100 mg·L~(-1)的刚果红溶液吸附量分别达到83.24、99.04和99.78 mg·g-1。吸附过程符合Langmuir等温线模型,在8℃时饱和吸附量(qm)为111.86 mg·g-1。准二级动力学方程能更好地描述吸附动力学过程,表观活化能Ea为56.88 k J·mol-1,升高温度有利于DMPSC对刚果红的吸附,该过程属于化学吸附。     

天然黄铁矿对水溶液中硒酸根的吸附性能研究

进行了不同黄铁矿粒径、初始硒浓度、温度和pH条件下黄铁矿吸附Se(Ⅳ)(SeO23-)的实验研究。在12h的实验时间内,微米级的黄铁矿对初始硒质量浓度为7.896、19.740、39.480mg/L的Se(Ⅳ)的去除率分别为18%、11%和6%,而纳米级的黄铁矿对同浓度Se(Ⅳ)的去除率均达到91%以上。室温下,纳米级黄铁矿对Se(Ⅳ)饱和吸附量为3.89mg/g。在pH为2.2~11.5时,黄铁矿对Se(Ⅳ)的吸附率均超过92%,纳米级黄铁矿吸附Se(Ⅳ)的过程符合准二级动力学方程,反应活化能为26.003kJ/mol,实验数据与Langmuir吸附等温模型拟合较好。     

柚子皮生物碳质对4-氯硝基苯的吸附动力学及吸附平衡特征

考虑到水环境或工业废水中低浓度、低溶解度有机氯化物的普遍存在,拟构建仿生吸附原理分离低剂量组分,选用柚子皮为生物质代表,在炭化温度为600℃的条件下制备生物碳质吸附剂,考察4-氯硝基苯(pCNB)的吸附特征数据,通过观察等温吸附模型和吸附动力学方程,分析了可能的吸附机理。研究结果表明,实验在25±1℃条件下,当初始浓度为35 mg/L,pCNB的吸附去除率为85.88%,吸附过程分成2个阶段,第1阶段为物理吸附,第2阶段为化学吸附,8 h达到吸附平衡;吸附反应符合二级动力学方程(R2=0.999),动力学参数k2为1.450 g/(mg.h),平衡吸附量qe为30.06 mg/g;吸附等温线结果表明,生物碳质对pCNB的吸附可以用Langmu ir模型很好描述,表面吸附在生物碳质对pCNB的吸附过程中占主导地位,柚子皮生物碳质对pCNB的最大吸附量达到64.52 mg/g,是从低浓度含pCNB废水中去除目标污染物的廉价与良好吸附剂。     

土壤颗粒级配对镉吸附-解吸规律的影响

利用甘肃金川某地土壤通过批实验进行等温吸附和动力学解吸实验,研究不同颗粒级配的中砂对镉的吸附、解吸特征,并采用Freundlich和一级动力学方程对其吸附解吸方程进行拟合。结果表明,(1)Freundlich和一级动力学方程对该土壤吸附、解吸镉的实验适用;(2)等温吸附实验中4组不同颗粒级配的中砂对镉的吸附性很强,最大平衡吸附量依次为260.667、286.107、299.362和292.232 mg/kg,吸附性能与颗粒级配中的细粒土相对含量大小成正比;(3)4组土壤对镉的解吸在初期2 h内解吸速率均较快,在3 h左右达到吸附-解吸平衡。平衡后4组土样Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的最大解吸量依次为0.752、0.561、0.44和0.54 mg/kg,解吸速率和平衡时最大解吸量均与颗粒级配中细颗粒相对含量密切相关。     

方解石基羟基磷灰石的制备及其对水中氟化物的去除效能研究

采用方解石基羟基磷灰石材料去除水溶液中的氟化物。研究吸附剂用量、反应时间、F-初始浓度、共存阴离子分别对吸附量的影响,以及吸附过程中材料渗透率的变化。结果表明:反应在100min达到平衡,饱和吸附量为10.98mg/g;吸附量随着吸附剂用量、F-初始浓度的提高以及反应时间的延长而增大,当反应达到平衡时不再发生变化;除HCO-3外,其他共存阴离子(NO-3、SO2-4和Cl-)对吸附量影响不大;材料渗透率随反应时间的延长而下降,但大大高于传统羟基磷灰石材料的渗透率;方解石基羟基磷灰石材料对水溶液中氟化物的吸附符合Langmuir等温吸附方程以及Psuedo-二级动力学吸附模型,符合单层吸附反应。同时,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)对方解石基羟基磷灰石材料及其反应产物进行表征,探讨方解石基羟基磷灰石材料的除氟机制。     

介电泳增强吸附法去除饮用水中的氟离子

高氟水的危害引起了人们的广泛关注。为减少饮用水中含量过高的氟离子(F~-),基于介电泳技术建立了一种新的去除水体中F~-的方法,组装了介电泳装置,将介电泳技术和吸附法结合,增强了对F~-的去除效果。探讨了吸附剂种类、投加量和外加电压对于F~-去除效果的影响,并用SEM对电极进行表征。结果表明,羟基磷灰石对F~-具有最佳的吸附性能,其饱和吸附量为5.88 mg·g~(-1),Langmuir吸附等温方程能够很好地描述羟基磷灰石对F~-的吸附热力学行为,说明吸附满足单分子层吸附模型。在优化的实验条件下(羟基磷灰石投加量6 g·L~(-1),外加电压15 V),F~-去除率由单纯吸附法的67.02%提高到90.39%,达到了WHO饮用水水质标准,且无二次污染。SEM的表征结果表明,经过介电泳后,羟基磷灰石在电极上相互连接形成细长的线状结构。研究为减少高氟水中的氟离子提供了一种快速、高效的新方法。     

廉价吸附剂处理重金属离子废水的研究进展

随着现代工业的迅速发展,生产过程中排出的有害重金属离子废水日益增加.寻找较为廉价的废水净化材料,对其中有害重金属离子的有效处理已成为环境保护中亟待解决的问题.廉价吸附剂的使用取代了目前成本较高的从溶液中回收重金属离子的方法,同时吸附剂改性会大大提高其吸附量.阐述了壳聚糖、海泡石、膨润土、海藻和泥炭等结构组成、吸附和离子交换性能等,报道廉价吸附剂对一些重金属离子的最大吸附量是:796 mg Pb/g壳聚糖,1123 mg Hg/g壳聚糖,92 mg Cr(Ⅲ)/g壳聚糖,76 mg Cr(Ⅲ)/g泥炭,41 mg Pb/g膨润土,558 mg Cd/g壳聚糖,215 mg Cd/g海藻.由此展现了廉价吸附剂在重金属离子废水处理过程中的巨大优势和良好的发展前景.