质子化壳聚糖的除磷性能

壳聚糖是一类无毒无害的天然高分子絮凝剂,为了提高壳聚糖在污水处理中的除磷性能,采用硫酸溶液对壳聚糖进行质子化改性;考察了质子化度(硫酸溶液pH值)、吸附时间以及原水pH值对除磷效率的影响。研究结果表明,质子化度越大,总磷去除效率越高;在吸附时间为40～50 min的范围内,总磷去除率最大;原水pH值对质子化壳聚糖的总磷去除效率有明显影响,在质子化度较低时(硫酸溶液pH值≥3),随着原水pH值的增加,总磷去除率降低,在质子化度较高时(硫酸溶液pH值=2),在原水pH=6时,总磷去除率最大;质子化壳聚糖的吸附过程较好地遵循Lagergren准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,吸附热力学参数ΔH<0,ΔG<0,ΔS<0,吸附过程表现为放热、自发的单分子层化学吸附过程。     

香菇下脚料对水体中十二烷基苯磺酸钠的吸附

香菇下脚料经甲醛/硫酸混合溶液处理后制备成吸附剂。研究了吸附剂对SDBS的吸附性能,考察了溶液pH值、吸附剂粒径、初始浓度、吸附时间、浓度和温度的影响。结果表明,吸附适宜条件的为:pH 4.0,吸附时间60 min,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich和Tempkin方程。在热力学研究中,ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0,表明此吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。     

含铝活性炭污泥对磷的吸附特性研究

考察了粒径、pH、温度、磷初始浓度等因素对含铝活性炭污泥吸附磷的影响,确定了其吸附过程的热力学和动力学参数。结果表明,含铝活性炭污泥吸附磷的最佳条件为污泥粒径取1.000~2.000mm,温度取25℃,无需调节pH,磷初始质量浓度小于50mg/L。Langmuir方程或Freundlich方程均可以描述含铝活性炭污泥吸附磷的吸附等温线。热力学参数标准吉布斯自由能变(ΔGθ)0J/mol、标准吸附焓变(ΔHθ)0J/mol、标准吸附熵变(ΔSθ)0J/(mol·K)表明,含铝活性炭污泥吸附磷为自发的、吸热的、熵增的过程。吸附动力学研究表明,拟二级动力学模型能够模拟含铝活性炭污泥对磷的吸附过程。     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

生物炭质吸附剂对硝基苯的吸附

以花生壳为生物炭质（P-BC）原料,ZnCl2为活化剂,采用化学活化法制备生物炭质吸附剂（Z-BC）,并以其吸附水中的硝基苯,考察了pH值、吸附剂投加量和吸附时间等因素对Z-BC吸附硝基苯过程的影响。分别采用吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附动力学和等温线进行了系统分析。结果表明：pH值对吸附的影响不大,吸附剂适宜投加量为2 g·L-1,吸附平衡时间为120 min;Z-BC对硝基苯的吸附动力学过程用准一级动力学模型能很好地描述,其计算平衡吸附量与实验值相符;颗粒内扩散模型表明,吸附过程受液膜扩散与颗粒内扩散联合控制,并以颗粒内扩散为主要速率控制步骤;Langmuir吸附等温模型能更好地描述硝基苯在Z-BC上的吸附平衡;吸附热力学方程计算得到吸附焓变（ΔH）G）S）>0,表明Z-BC对水中硝基苯的吸附为放热和熵值增加的自发过程。     

十六烷基三甲基溴化铵对重油在海洋沉积物上吸附的影响

研究了阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对重油在海洋沉积物上吸附的影响。结果表明,在CTAB初始质量浓度为0～20mg/L时,海洋沉积物对重油的吸附动力学过程符合伪二级吸附动力学方程,伪二级吸附速率常数随CTAB初始浓度增加、温度的升高而增大;吸附等温线符合Freundlich方程。随着CTAB初始浓度和盐度的增加、温度的降低,重油在海洋沉积物上的吸附量增大。标准吸附焓变(ΔH0)、标准吉布斯自由能变(ΔG0)、标准吸附熵变(ΔS0)的计算结果表明,重油在海洋沉积物上的吸附为物理吸附,是一个自发、放热、熵减小的过程。     

改性树脂对β-萘磺酸的吸附性能

将D301树脂与FeCl3-NaOH体系反应进行改性,制备一种改性树脂作为吸附剂,吸附去除废水中的β-萘磺酸的研究。通过SEM技术对改性树脂进行了结构表征;考察了pH值、吸附时间和温度因素对改性树脂吸附β-萘磺酸的影响:最佳的实验条件pH值为3、反应时间为7 h、温度为298 K,且最大吸附量达778 mg/g。改性树脂对β-萘磺酸的吸附等温线符合Freundlich方程;热力学实验数据:ΔG<0,ΔH<0,该吸附过程为放热、自发过程;吸附动力学符合二级动力学方程。     

改性伊利石对活性艳蓝K-GR的吸附

采用十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）对伊利石进行改性,利用红外光谱、扫描电镜、X射线衍射及热重分析对吸附剂进行结构表征。研究了改性吸附剂对活性艳蓝K-GR的吸附性能。结果表明,最佳吸附条件为：pH 3,吸附剂用量0.3 g,CTMAB/伊利石质量比0.125。吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线可以很好地用Langmuir模型描述。在热力学研究中,ΔG0H0>0,ΔS0>0,说明吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。     

改性水葫芦粉对水体中Hg2+的吸附

通过二硫化碳（CS2）对水葫芦粉进行改性,研究吸附时间、吸附剂浓度和溶液pH对改性前后水葫芦吸附溶液二价汞（Hg2+）的影响,并探讨其吸附动力学、热力学行为和除汞机理。结果表明：吸附剂浓度为2 g·L-1,溶液pH值为6,吸附时间180 min,改性水葫芦粉对Hg2+浓度为2.0 mg·L-1时的去除率大于93%;改性前后水葫芦粉对Hg2+的吸附过程均符合拟二级动力学方程,化学吸附在整个吸附过程中起重要作用。吸附过程能够很好地用Langmuir方程拟合,吸附自由能变（ΔG）H）>0、吸附熵变（ΔS）>0,表明改性水葫芦粉对Hg2+的吸附过程是自发的吸热过程;动力学拟合和热力学研究表明改性水葫芦粉对Hg2+的吸附既有物理吸附又有化学吸附。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

苯胺-邻氨基酚共聚物对水中Hg(Ⅱ)吸附性能的研究

利用化学氧化法合成了苯胺-邻氨基苯酚的共聚物,并通过静态实验研究了材料对水中汞离子的吸附性能。研究结果表明,该共聚物对废水中汞离子有优异的去除效果,其吸附容量可达212.13 mg/g;吸附等温线符合Langmu ir单层吸附模型,动力学过程符合准二级动力学模型;溶液pH值对吸附影响不是很大,pH 5~10范围都有较好的吸附效果;氯离子易与汞离子形成水溶性更强的络合物,对共聚物的吸附有很大的抑制作用。     

纳米有机膨润土对苯酚的吸附性能研究

通过对天然膨润土改性,制备纳米有机膨润土并用于吸附苯酚,探讨了吸附时间、溶液pH、纳米有机膨润土投加量等因素对苯酚吸附的影响。结果表明,吸附在5 min内快速达到平衡,溶液pH可以影响苯酚在溶液中的状态,是影响苯酚吸附性能的重要因素。纳米有机膨润土吸附苯酚的过程可用伪二级反应动力学方程来描述,伪二级吸附速率常数为1.3 g/(mg.min)。吸附等温线符合Langmuir等温方程,在25℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到536.32 mg/g,吸附热力学参数表明吸附过程是自发的、放热的物理吸附过程。     

葛根去除水溶液中亚甲基蓝的生物吸附机理和特性

对农副产品葛根吸附水溶液中亚甲基蓝的特性和机理进行了一系列的研究。考察了不同条件对吸附效果的影响;采用2种等温线模型和3种动力学模型对吸附机理和动力学特性进行了模拟分析,并计算了相关的热力学函数。结果发现,溶液pH值等实验条件对吸附效果有较大的影响;Langmuir方程能很好地描述其吸附等温线,吸附是一个符合二级动力学过程的物理吸附;热力学函数计算结果显示,此吸附是一个自发的放热过程。在3种不同温度下,由Langmuir方程计算的最大吸附量为98.23、91.04和87.28 mg/g,表明葛根是一种良好的,具有一定发展潜力的染料吸附剂。     

Fe/Mg负载改性竹炭去除水中的氨氮

用MgCl2溶液、FeCl3溶液浸渍对竹炭进行改性,以BET比表面积和SEM-EDS对其进行表征。通过静态吸附实验,研究改性竹炭对氨氮的吸附特性以及吸附时间、初始氨氮浓度、pH值和磷存在等因素对改性竹炭吸附氨氮能力的影响。实验表明,用氯化镁和氯化铁对竹炭进行改性,可使竹炭表面化学性质和物理结构特性同时发生变化;未改性竹炭与改性竹炭对氨氮的吸附量大小依次为:BC< MBC< FBC< FMBC;竹炭在吸附时间为24 h时基本达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学方程;改性竹炭对氨氮的吸附等温方程与Freundlich模型拟合较好;改性竹炭对氨氮吸附的最佳pH为5;磷存在可使改性竹炭对氨氮的吸附量显著增加。     

多孔性Mn3O4的制备及其对水中镉的吸附

采用硫酸锰水解-氧化两步法制备了多孔性四氧化三锰,以X射线衍射、扫描电镜和氮吸附比表面仪对其进行了表征,研究了该多孔性Mn3O4在不同的溶液pH值、吸附时间、投加量和温度下对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为,并测定了吸附过程的动力学和热力学参数。实验结果表明,该法合成的四氧化三锰属四方体心结构,一次晶粒尺寸为45.8 nm,颗粒间存在大量的孔洞,BET法比表面积为40.27 m2/g。在293 K,pH 5.5,吸附12 h时达到平衡,饱和吸附量为12.8 mg/g。该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的吸附活化能为2.743 kJ/mol,吸附等温线较好地符合Langmuir等温方程,吸附焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

大孔树脂对还原后TNT红水中苯胺类物质的吸附性能

采用零价铁对2,4,6-三硝基甲苯（TNT）红水进行预处理,可将硝基物还原为对应苯胺类化合物,从而降低其毒性,提高可生化性,并使其带电荷,易于后续资源化利用。为了使还原后的TNT红水中的苯胺类物质与无机盐进行分离,研究了大孔吸附树脂HYA-106对还原后TNT红水中苯胺类物质的吸附行为。条件优化实验表明,在温度为293 K,pH为3.0,树脂用量为140 g·L-1时,COD和苯胺类去除率分别为91.4%和94.7%。吸附等温线表明,吸附量与温度呈负相关,吸附更符合Freundlich吸附模型,不同温度下相关系数均大于0.97。热力学研究表明,该吸附过程是焓推动的自发过程,范德华力、疏水效应、偶极力和氢键是主要的吸附作用力。动力学实验表明该吸附符合准二级动力学速率方程,吸附在150 min基本达到平衡,内扩散为控速步骤。     

活性焦吸附处理对硝基苯甲酸废水

对硝基苯甲酸是一种对人体有害的化工合成中间体,活性焦是一种具有吸附和催化活性的颗粒物质。采用活性焦对对硝基苯甲酸废水进行静态吸附实验,研究了吸附时间、活性焦投加量、pH值和温度对吸附效果的影响,并分析了吸附等温线、动力学和热力学,以及吸附前后水样水质的变化。结果表明,吸附时间和活性焦投加量是影响吸附效果的主要因素,当初始浓度为50 mg·L-1时,20 g·L-1的活性焦在30 ℃下吸附24 h,废水中的对硝基苯甲酸含量降至0.13 mg·L-1,去除率达99.74%。对硝基苯甲酸在活性焦表面的吸附是放热反应,反应可自发进行,并以物理吸附为主,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

羟基磷灰石除氟滤料的吸附平衡及动力学

羟基磷灰石(HAP)是一种高容量、环保型饮用水除氟材料。以氢氧化钙和磷酸为原料采用沉淀法合成了羟基磷灰石,并用红外光谱和XRD图谱进行了表征。研究了接触时间、pH值和温度等因素对羟基磷灰石吸附氟性能的影响。通过对吸附过程中的热力学动力学参数的计算来判断吸附的实质过程。研究结果表明,60 min以内吸附速率较快,在约70 min时吸附过程趋于平衡;酸性环境中的吸附效果要比在碱性环境中要好;升高温度有利于吸附的进行。吸附过程更符合Langmuir吸附模型,说明化学吸附占主导地位;吸附过程是一个自发的吸热过程,其中ΔGo<0,ΔHo为13.10 kJ/mol,Ea为15.24 kJ/mol,ΔSo为31.42 J/(mol.K);吸附过程符合拟二级动力学模型。     

粉煤灰微波改性及其对Cr~（6＋）的吸附特性

将粉煤灰（fly ash,FA）微波辐照制得微波改性粉煤灰（MFA）,选择用H2SO4、NaOH和Ca（OH）2对MFA进行化学改性制得微波化学改性粉煤灰（MMFA）,结果表明,用2 mol/L NaOH并按与MFA的质量体积比为1∶4制得的MMFA对Cr6＋的吸附去除效果最好,与原灰相比,去除率显著增强。研究了NaOH改性MMFA对废水中Cr6＋的吸附性能。动力学研究结果表明,MMFA对Cr6＋的吸附动力学符合二级吸附动力学速率方程,吸附受颗粒内扩散过程控制。热力学研究结果表明,在25、35和45℃下MMFA对Cr6＋的等温吸附行为均可用Langmuir方程、Freundlich方程和线性方程描述,所得热力学参数吸附自由能（ΔG）、吸附焓（ΔH）和吸附熵（ΔS）均为负值,说明MMFA对Cr6＋的吸附过程为自发进行的放热吸附过程。     

电气石对恩诺沙星的吸附特性

采用天然铁电气石作为吸附剂去除水中的恩诺沙星,考察了pH值、干扰离子对吸附性能的影响,并探讨了吸附热力学及动力学特性。结果表明：pH为5的条件下,吸附量最大,为7.13 mg·g-1;ΔG H > 0表明吸附是自发进行的吸热反应,ΔH=2.048 kJ·mol-1（-1）说明吸附为物理吸附。等温吸附曲线拟合中,Freundlich模型拟合效果较好。电气石对恩诺沙星的吸附过程符合拟二级动力学。脱附实验表明,电气石具有较好的脱附再生性能,脱附率可达99%。初始pH为5时, 较高浓度的Cu2+和Zn2+对恩诺沙星的吸附均有抑制作用,Cu2+的抑制作用明显高于Zn2+,且干扰离子浓度越高抑制作用越强;pH为7时,低浓度的干扰离子能够促进恩诺沙星的吸附。