改进水热法合成纳米Co_xFe_(3-x)O_4(0≤x≤2)及其对刚果红染料的吸附性能

采用快速水热法制备了纯相Co_xFe_(3-x)O_4(0≤x≤2)纳米颗粒,并对样品进行了XRD、EDX、FTIR、SEM、N_2吸附-脱附以及VSM表征,研究了Co含量、初始浓度和pH值对水中刚果红吸附性能的影响。实验结果表明,Co_(1.6)Fe_(1.4)O_4纳米颗粒具有最大的比表面积170.1 m2·g-1和最好的吸附性能,在pH=3,初始浓度为200 mg·L~(-1)时,饱和吸附容量达到475mg·g-1。对Co_xFe_(3-x)O_4进行了吸附过程动力学和热力学分析,该吸附过程符合准二级动力学模型,根据Langmuir等温吸附模型计算得出最大吸附容量为370.4 mg·g-1。良好的磁性能使Co_(1.6)Fe_(1.4)O_4纳米颗粒很容易从水中分离再利用,实验表明,经过多次脱附/吸附过程,Co1.6Fe1.4O4纳米颗粒对刚果红仍具有良好的吸附性能。     

铝盐复合改性凹凸棒石及其除氟性能

通过静态吸附实验,研究了Al2(SO4)3、Al Cl3、Al(NO3)33种铝盐对凹凸棒石的复合改性及其除氟效果。复合改性的最优条件为Al2(SO4)3浓度0.05 mol·L-1、浸泡时间2 h、固液比1∶3,Al Cl3浓度0.4 mol·L-1、浸泡时间5 h、固液比1∶2,Al(NO3)3浓度0.2 mol·L-1、浸泡时间6 h、固液比1∶2。复合改性的凹凸棒石吸附容量达到1.317 mg·g-1,是改性前的13.9倍,吸附容量显著提高。复合改性的凹凸棒石对水中氟的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir等温吸附规律。吸附最佳p H为7,改性后的凹凸棒石表面更疏松粗糙,孔穴和孔道增多增大,但晶体结构未变。     

Fenton活化制备污泥炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用Fenton活化法活化脱水污泥制备活性炭,研究了Fenton试剂投加量、活化时间、炭化温度、炭化时间和升温速率5种因素对制备污泥炭的影响。污泥炭的最佳制备工艺:Fenton试剂投加量为150 m L,活化时间为2.5 h,炭化温度为350℃,炭化时间为1 h,升温速率为20℃·min-1。污泥炭碘吸附值达到331.90 mg·g-1,BET比表面积为24.265 m~2·g-1。总孔容为0.146 cm~3·g-1,微孔率为17%。分析了吸附时间、pH值和吸附温度3种因素对污泥炭吸附水中Cr(Ⅵ)的影响。在吸附时间为90 min,pH=3,吸附温度为50℃时,污泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附量为9.93 mg·g-1。吸附动力学符合准二级动力学模型描述,吸附过程符合Langmuir和Tempkin等温吸附模型描述。     

芒果核壳炭的制备及对水中Cr~(6+)的吸附

以芒果核壳为原料通过H3PO4活化制备了新型的吸附剂H3PO4-C。考察了影响该吸附剂对水体中Cr(VI)的去除效果的因素,并研究了吸附动力学特征和吸附过程控制机理。结果表明,芒果壳生物质炭对Cr(VI)具有良好的吸附能力,在25℃下,较佳的吸附条件为:当投加量为3 g·L~(-1),Cr(VI)初始浓度为50 mg·L~(-1),溶液p H值为3时,吸附5h,去除率为93.8%。准一级、准二级动力学模型用来拟合吸附过程,结果表明,准二级动力学符合该吸附过程,吸附速率常数为0.001 3 g·(mg·min)-1。用Langmuir和Freundlich模型描述吸附等温过程,结果说明,该吸附过程服从Langmuir吸附,饱和吸附量为28.571 mg·g-1,内扩散为该吸附过程的限速步骤,内扩散系数D=4.21×10-9cm2·s-1。     

酸活化凹凸棒黏土对印染废水中亚甲基蓝的吸附性能

通过稀硫酸活化凹凸棒黏土,再与高黏土混合,制备颗粒黏土吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、N_2吸附-脱附等温线和傅里叶红外光谱(FT-IR)对吸附剂粉末进行表征测试。结果表明:凹凸棒黏土由水硅锰钙石(Kittatinnyite)、坡缕石(Palygorskite)和石英(Quratz)3种成分组成;黏土表面呈杂乱堆积的纤维状和针棒状,比表面积高达126.43 m~2·g-1;动力学吸附数据符合准二级动力学模型和离子内扩散模型,热力学吸附数据符合Langmuir吸附模型,在323 K时,最大吸附量达到153.85 mg·g-1;颗粒吸附剂对印染废水中亚甲基蓝具有较好的吸附性能,是一种具有发展前景的新型吸附材料。     

磁性多壁碳纳米管吸附亚甲基蓝和铜(Ⅱ)

针对实际废水中有机物和重金属离子往往同时存在,吸附处理后吸附剂难分离2个问题,采用化学共沉淀的方法制备了磁性多壁碳纳米管(MMWCNT),研究了亚甲基蓝(MB)和铜(Ⅱ)在MMWCNT上的单一和竞争吸附。考察了一元体系中吸附动力学、吸附热力学及p H值对吸附性能的影响。探究了吸附剂的循环利用能力、回收率以及二元体系中MB和Cu(Ⅱ)之间的竞争吸附现象。结果表明,一元体系中,在4 h时内对MB和Cu(II)的吸附达到平衡,吸附过程符合准二级动力学模型,等温吸附数据符合Langmuir模型,最大吸附量分别为46.03 mg·g-1和27.74 mg·g-1。p H值是影响吸附效果的重要因素。5次解吸循环实验后,MMWCNT吸附性能仍然良好,表明MMWCNT有望运用于实际水处理中。竞争吸附过程中MB优先吸附,当MB吸附平衡后,随着吸附剂量的增加,Cu(Ⅱ)的吸附效率从11%增到73%。     

粉煤灰对模拟废润滑油中水的吸附动力学

为探索用于废润滑油再生吸附的廉价高效吸附剂,用粉煤灰作为吸附剂对废油进行吸附处理。配制一定浓度的以水为吸附质的模拟废润滑油,考察模拟废油的优化均匀实验条件及吸附过程中的动力学特性。结果表明:反应55min时,吸附达到平衡,水的去除率达到91.15%,单位吸附量达到279.745μg·g-1,对废油有较好的吸附效果;动力学数据拟合吸附过程符合准二级吸附速率方程;动边界模型分析得孔隙扩散和吸附反应为吸附过程的速度控制步骤;采用Dünwald-Wagner公式法,估算有效扩散系数(Dc)为7.271×10-7cm2·s-1。     

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。     

磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2的合成及对水中氟和砷的吸附性能

用共沉淀法将ZrOCl2·8H2O包裹在磁性纳米Fe3O4表面,合成了一种针对高浓度含砷含氟废水的高效新型磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2.研究考察了吸附剂对氟和砷的吸附容量、反应平衡时间以及pH对吸附效果的影响.实验表明,磁性纳米Fe3O4·ZrO(OH)2吸附剂对水中F-和As(Ⅲ/Ⅴ)等温吸附模型符合Langmuir和Freundlich模型.对溶液中总氟和总砷的吸附容量分别可达70.42 mg/g和133.33 mg/g.通过拟二级动力学方程可得知吸附过程在20 min左右即可达到平衡.随着pH的不断增加,吸附剂对氟的吸附容量逐渐降低,而对砷的吸附量则是先增加后减少.     

负载镧镁改性活性氧化铝的除氟性能

制备载镧镁改性活性氧化铝(MAA),研究其对氟的吸附性能,采用扫描电镜SEM、X射线衍射仪XRD和等离子发射光谱仪ICP-OES对改性活性氧化铝进行表征,探讨可能的除氟机理。实验结果表明:吸附时间120 min、投加量2.0 g·L~(-1),p H=7,振荡频率180 r·min-1,对10 mg·L~(-1)高氟水去除率为97.7%。与未改性活性氧化铝(AA)相比,改性活性氧化铝除氟效果提高1.0倍,最大饱和吸附量为8.56 mg·g-1。不同阴离子对除氟性能的影响力大小为:CO2-3SO2-4Cl-NO-3。吸附剂对F-的吸附符合准二级动力学。改性活性氧化铝的吸附等温线符合Langmuir模型,该吸附反应为吸热反应,温度越高,自发程度越大。     

油茶果壳对水溶液中结晶紫的吸附性能

研究了油茶果壳(COS)对结晶紫的吸附特性,考察了COS用量、p H值对COS吸附性能的影响。结果表明,在COS用量为0.30 g、结晶紫初始浓度为50 mg/L、p H=8.00溶液条件下,室温振荡3 h达到吸附平衡,平衡状态下油茶果壳对结晶紫的去除率达到98.01%。用拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和内扩散模型分别对动力学数据进行拟合,结果发现,COS吸附结晶紫的动力学数据符合拟二级动力学模型,结晶紫初始浓度为40 mg/L时速率常数和相关性系数分别为0.0436 L/(mg·min)和0.9999。吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,随温度在一定范围内升高,最大吸附量增大,且相关性系数均高于0.99,当T=293 K时COS对结晶紫的最大吸附量为26.932 mg/g。热力学计算结果表明,该吸附过程是一个伴有物理吸附的吸热反应,可自发进行。此外,再生实验结果发现,油茶果壳再生7次后,对结晶紫的去除率仍为95%以上。     

酰胺化/氧化碳纳米管-聚苯胺吸附三价砷

为探讨改性碳纳米管(CNTs)对砷的吸附特性,采用化学修饰对CNTs进行了改性。将CNTs先后进行氧化和酰胺化处理,并与聚苯胺反应,得到酰胺化/氧化碳纳米管-聚苯胺(NMCNTs-PANI),利用SEM观察、比表面积测定、含氧含氮官能团和分子结构分析对改性前后CNTs进行了表征;研究了NMCNTs-PANI在不同反应体系对As(Ⅲ)的吸附效果。结果表明:NMCNTs-PANI总孔容和平均孔径均有所增加;表面含氧含氮基团增加;初始pH对吸附量影响较显著;共存阴离子对吸附量影响可忽略不计;吸附过程符合准一级动力学和准二级动力学方程,证实该过程主要以化学吸附为主;吸附等温线符合Langmuir模型。NMCNTs-PANI通过表面吸附-化学诱导作用可较好地去除水中As(Ⅲ),是一种优良的含砷污染水的吸附剂。     

载Ca磁性碳纳米管对水中腐殖酸的去除

采用化学共沉淀一步法以钙盐和铁盐对多壁碳纳米管(MWCNTs)改性以制备具有去除水中微污染物腐殖酸的磁性碳纳米管复合材料。X射线能谱分析表明改性MWCNTs上载有Ca和Fe元素。通过振动样品磁强计测得该复合材料具有较强磁性。改性后的MWCNTs 30 min对水中腐殖酸的去除率由改性前的63.89%提高到90.27%。研究了改性MWCNTs投加量、腐殖酸初始浓度、吸附时间、振荡速度、pH及温度对水中腐殖酸去除的影响。结果表明,腐殖酸去除率随着载Ca磁性MWCNTs投加量增大而提高。吸附量随着腐殖酸初始浓度的增大而增加,但去除率却减小。吸附初期腐殖酸去除速率快,0.5 g·L~(-1)的载Ca磁性多壁碳纳米管在腐殖酸初始浓度为20 mg·L~(-1)时,5 h达到吸附平衡,平衡吸附量为39.41mg·g~(-1)。腐殖酸去除率随着振荡速度的增大而增大,在225 r·min~(-1)时达最大,随后随着振荡速度的增大而缓慢下降。在弱酸性下,腐殖酸去除率较高,当pH为5时,腐殖酸去除率达到92.24%;当pH5时,酸性加强,腐殖酸去除率下降;当pH5时,腐殖酸去除率随pH增大呈下降趋势。腐殖酸去除率随着温度的升高而降低。     

复合改性膨润土对氨氮废水的吸附及脱附

为了研究氨氮的吸附及脱附机理,使用了SDS(十二烷基硫酸钠)和AlCl_3·6H_2O(六水合三氯化铝)复合改性制备的改性膨润土对氨氮废水进行吸附及脱附性能研究。首先通过改性膨润土对含氨氮废水的吸附动力学实验和等温吸附实验研究膨润土的吸附过程,再利用KCl作为脱附剂,对吸附饱和的膨润土进行脱附再生,使用再生的脱附膨润土复合材料进行吸附实验。实验表明,动力学实验中,准二级动力学方程能够更好的模拟氨氮废水的吸附过程,Langmuir模型和Freundlich模型均能拟合氨氮的吸附过程,但综合评价,选用Freundlich等温方程式。脱附剂KCl溶液pH为3、浓度为550 mg·L~(-1)时,搅拌速度为250 r·min~(-1),室温下搅拌20 min,吸附饱和膨润土能够很好地脱附,脱附率达到75.21%。再生的复合膨润土材料对氨氮的去除率为62.83%。     

颗粒活性炭对水中典型医药类物质的吸附特性

通过静态与动态吸附实验考察了颗粒活性炭对水中4种典型医药类物质降固醇酸(CA)、卡马西平(CBZ)、萘普生(NAP)和双氯芬酸(DCF)的吸附特性。首先在比较木质炭(MAC)和椰壳炭(YAC)对药物吸附效果和表征测试基础上,优选YAC为实验活性炭。静态实验研究发现,当YAC投加量133 mg·L~(-1),温度25℃和转速150 r·min-1时,CA、CBZ、NAP和DCF的平衡吸附量分别为2.48、3.0、2.74和2.52 mg·g-1,YAC对4种药物的吸附强弱为:CBZNAPDCFCA;4种药物的吸附均符合假二级吸附动力学模型和Friendlich等温吸附模型,吸附速率受化学吸附、颗粒内扩散、表面吸附和液膜扩散等颗粒外扩散过程的控制;YAC对药物的吸附能力与其p Ka、lg Kow和水溶液中的存在状态等有关。通过YAC对超纯水溶液、污水厂过滤前后二级出水中4种目标物的去除率比较,发现污水中的离子强度是降低目标物去除率的主要因素,它减弱了目标物与活性炭的静电作用力,而溶解性有机物由于竞争椰壳炭上的吸附点位在一定程度上也降低了其去除率。YAC固定床动态吸附穿透实验表明,YAC对CBZ的吸附性能最强、CA最弱,动态与静态实验结果是一致的。     

多胺基水凝胶的合成及其对铜离子的吸附

以聚乙烯亚胺和2-丙烯酸羟乙酯为共聚单体,采用60Co-γ射线辐照法,制备了新型多胺基水凝胶p(PEI/HEA),并对其进行了红外光谱和X射线电子能谱表征。通过静态吸附实验研究了其对水溶液中Cu(Ⅱ)的吸附性能,结果表明,随p H值的升高,水凝胶的吸附量逐渐增加,在p H=5.5时达到最大;p(PEI/HEA)对Cu(Ⅱ)的吸附动力学过程遵循准二级动力学模型,吸附等温过程符合Langmuir单分子层吸附,最大吸附量为28.98 mg·g-1。     

TiO_2/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒的制备及吸附As(Ⅲ)

用化学混合法将采用Hummer方法制备的氧化石墨烯加载到了二氧化钛/壳聚糖基复合微粒中,并用于水中As(Ⅲ)的去除。通过扫描电镜、Zeta电位仪和BET比表面积分析仪对微粒进行了表征。结果表明,经改性后的二氧化钛/壳聚糖/氧化石墨烯复合微粒在紫外光照下最大吸附容量可达12.43 mg·g-1,而二氧化钛/壳聚糖微粒的最大吸附量仅为4.97 mg·g-1。吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线可用Langmuir模型描述。随p H值的增加,吸附剂对As(Ⅲ)的吸附量逐渐减小。该新型复合微粒吸附剂制备方式、合成条件简单,具有吸附容量较高和易于固液分离再生的优点,因此对水中除As(Ⅲ)有较好的应用前景。     

磁性木质素磺酸钠水凝胶对水中结晶紫的吸附性能

为了处理染料废水,本研究通过自由基接枝共聚和原位沉淀法制备了磁性木质素磺酸钠水凝胶(Fe₃O₄@LS),制备工艺简单环保,可实现木质素的高值化利用,且考察了Fe₃O₄@LS对水中结晶紫(CV)的吸附性能。结果表明,在25℃下,Fe₃O₄@LS投加量为400 mg·L^-1、pH=7.0、CV初始浓度为100 mg·L^-1、吸附时间80 min时,对结晶紫的平衡吸附量和去除率均达到最大,分别为237.08 mg·g^-1和94.83%,Fe₃O₄@LS对CV的吸附过程符合拟二级动力学方程及Langmuir吸附模型;一价和二价金属离子均会抑制Fe₃O₄@LS对CV的吸附,Fe₃O₄@LS具有良好的磁响应性,使其便于回收;再生实验结果表明,Fe₃O<...     

改性La2O3/聚丙烯纤维对饮用水中磷的吸附及控菌效果

为了研究吸附剂在饮用水中除磷控菌效果,在聚丙烯(PP)纤维上负载氧化镧(La_2O_3)纳米颗粒,并用聚乙烯亚胺(PEI)对吸附剂表面进行亲水改性,制备出PEI/La_2O_3/PP纤维吸附材料,使用X射线衍射分析(XRD)对其进行了表征。实验结果表明:偏酸性条件有利于磷的吸附,溶液中共存离子对吸附效果的影响不大;当温度为45℃时,PEI/La_2O_3/PP对磷的饱和吸附容量达到76.67 mg·g-1,吸附过程能够较好地拟合Langmuir模型;吸附动力学过程能够较好地拟合准二级反应动力学方程。该吸附材料对饮用水中的微量磷具有良好的吸附去除效果,磷深度去除后能达到明显的抑菌效果。     

氨基改性MCM-48对水溶液中Pd~(2+)的吸附

采用3毫丙基三乙氧基硅烷对MCM48进行改性,制备出氨基改性介孔硅材料WH_2-MCM-48,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FMR)和N2吸附脱附(BET)对WH_2-MCM-48进行表征,并探讨了WH_2-MCM-48对水溶液中Pd~(2+)的吸附性能。实验考察了初始pH、吸附时间、初始浓度、温度等因素对Pd~(2+)吸附的影响,并讨论了吸附动力学和热力学特征。结果表明:在pH为4~5范围内,吸附效果最好在150 min内达到吸附平衡。吸附动力学符合拟二级动カ学方程,Langmuir等温吸附方程能较好地描述WH_2-MCM-48对Pd~(2+)的吸附特性30℃静态吸附容量为59.67 mg·g~(-1);热力学分析结果表明AH_2-MCM-48对Pd~(2+)的吸附是自发、吸热反应。吸附观附实验表明,0.1 mol·L~(-1)HCl+5%硫脲对Pd~(2+)的洗脱效果好。