矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

不同硅铝比的ZSM-5型沸石分子筛吸附水中Cu2+离子的研究

考察了3种不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛（25H、38H和50H,25、38和50为硅铝比）对水中Cu²⁺的吸附过程及其影响因素。结果表明,3种材料均能有效吸附去除水中Cu²⁺离子,动力学符合假二阶动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式。3种材料吸附速率及吸附容量顺序为：25H＞50H＞38H,其中,25H最大吸附容量达到12.83 mg/g。投加量由0.8 g/L增加至2.0 g/L,材料对Cu²⁺吸附去除率由87.0%增加至97.5%。考察水中常见阳离子对吸附的干扰作用,结果表明,干扰离子的影响顺序为：Pb²⁺> K⁺> Na⁺ > Mg²⁺;随着干扰离子浓度的增大,材料对Cu²⁺的去除率显著下降。硅铝比及晶粒形貌均对沸石分子筛吸附Cu2+有较大影响,小的孔径不利于Cu²⁺的吸附,低硅铝比有利于Cu²⁺在分子筛上的吸附。     

K+、Na+、Ca2+共存离子对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

以含有重金属离子Cr(Ⅵ)以及共存轻金属离子K~+、Na~+、Ca~(2+)的模拟废水为研究对象,采用活性炭进行吸附处理,探讨了3种共存轻金属离子对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:(1)共存的K~+、Na~+、Ca~(2+)与Cr(Ⅵ)之间存在竞争吸附,其影响活性炭吸附Cr(Ⅵ)的大小顺序为Ca~(2+)Na~+K~+,其中Ca~(2+)导致Cr(Ⅵ)去除率下降44.16百分点。(2)吸附Cr(Ⅵ)的活性炭在2 170cm~(-1)处出现新的红外振动峰,表明Cr(Ⅵ)与活性炭之间的吸附属于化学吸附。在同时吸附Cr(Ⅵ)与共存离子的样品中,未出现新的红外振动峰,表明K~+、Na~+、Ca~(2+)与活性炭间的吸附属于物理吸附。(3)活性炭吸附Cr(Ⅵ)的过程符合Langmuir模型,属于单分子层化学吸附;其动力学曲线符合伪二级动力学模型。     

生物矿化针铁矿吸附铬的机理探讨

针铁矿在自然界中广泛存在,对重金属离子在地表的迁移和转化有重要影响.利用天然生物矿化针铁矿进行了Cr(Ⅲ)吸附研究,并利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等对吸附后的样品进行表征,发现样品中铬的含量随着Al2O3含量的增加而增加,说明表面带负电荷的含高岭土等的粘土较针铁矿对Cr(Ⅲ)有更强的吸附能力.样品的XPS研究表明,NO3-也参与了反应,且促进了Cr(Ⅲ)的氧化.研究还发现,Cr(Ⅲ)在针铁矿上的吸附不均匀,与文献报道的情况不同.     

改性活性炭对废水中铬离子的吸附

改性活性炭被广泛应用于吸附水体中重金属离子,但关于铁改性活性炭吸附性能的研究报道甚少。本研究对活性炭进行铁改性处理,并将之应用于水中的铬离子吸附,考察了吸附时间、溶液p H对改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。实验结果表明,在25℃下,p H为3,吸附时间为300 min时,其对Cr(Ⅵ)的去除率为91.4%。铁改性活性炭对铬离子的吸附机理服从准二级动力学方程,该吸附剂吸附等温线服从Langmuir方程,饱和吸附量为28.82 mg/g。     

钴离子交换分子筛对一氧化氮的吸附性能

利用固定吸附床研究钴离子改性分子筛对 NO的吸附性能。 NO的可逆和不可逆吸附量随着分子筛结构的变化而变化 ,随着温度的升高而下降。ZSM- 5分子筛中单位钴离子对 NO的可逆吸附量对交换度是个常量 ;而 Y型分子筛中的单位钻离子对 NO的可逆吸附量随交换度的增加而增大。钴离子改性的分子筛对 NO的可逆和不可逆吸附量随着铝含量的变化而变化     

沸石分子筛和活性炭吸附/脱附甲苯性能对比

考察了甲苯在NaY型沸石分子筛(简写为NaY)、13X型沸石分子筛(简写为13X)、Hβ型沸石分子筛(简写为Hβ)、MCM-22型沸石分子筛(简写为MCM-22)和ZSM-5型沸石分子筛(简写为ZSM-5)上的吸附/脱附性能,同时与椰壳活性炭(AC)的吸附/脱附性能进行对比.结果表明,各吸附剂对甲苯的平衡吸附量大小依次为:AC>NaY>Hβ>13X>MCM-22>ZSM-5,甲苯从吸附剂表面脱附难易程度依次为:AC>NaY、13X>Hβ>MCM-22>ZSM-5>ZSM-5对甲苯的平衡吸附量和吸附强度都最小,这是由于甲苯无法进入ZSM-5的内部孔道造成的;在低甲苯质量浓度(<1 000 mg/m3)时.NaY平衡吸附量超过AC,因此NaY更适合应用在低浓度有机废气吸附治理中,Langmuir吸附方程比Freundlich吸附方程更符合沸石分子筛吸附甲苯的行为.     

改性ZSM-5介孔沸石分子筛对焦化尾水吸附行为及动力学

通过改性制备了具有二次介孔的沸石分子筛(ZSM-5m),使用SEM、N2吸附-脱附等温线和XRD对材料的结构进行了表征。以焦化尾水残余有机污染物(ROPs)为研究对象,探讨ZSM-5m对ROPs的吸附行为和动力学。结果表明,溶液初始p H和吸附剂投加量对吸附效率均有一定的影响,ZSM-5m吸附量明显高于ZSM-5。在初始COD为150~350 mg/L,p H为3.0,投加量为2.0 g/L,吸附300 min后,ZSM-5m对COD去除率达到57.5%~69.7%,吸附量达到14.9~25.1 mg/g。吸附动力学拟合结果显示,可以更好地用假二级动力学方程和Elovich模型来描述;动边界模型推算表明,吸附的主要速度控制步骤为颗粒内扩散,温度升高,颗粒扩散控制作用减弱,表观活化能为12.58 k J/mol。推测ZSM-5m对ROPs的吸附是非均相扩散为主,带有复杂转化的物理吸附和化学吸附过程。     

不同硅铝比的ZSM-5型沸石分子筛吸附水中Cu2＋离子的研究

考察了3种不同硅铝比的ZSM-5沸石分子筛（25H、38H和50H,25、38和50为硅铝比）对水中Cu2＋的吸附过程及其影响因素。结果表明,3种材料均能有效吸附去除水中Cu2＋离子,动力学符合假二阶动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式。3种材料吸附速率及吸附容量顺序为：25H〉50H〉38H,其中,25H最大吸附容量达到12．83mg／g。投加量由0．8g／L增加至2．0g／L,材料对Cu2＋吸附去除率由87．0％增加至97．5％。考察水中常见阳离子对吸附的干扰作用,结果表明,干扰离子的影响顺序为：Pb2＋〉K＋〉Na＋〉Mg2＋;随着干扰离子浓度的增大,材料对Cu2＋的去除率显著下降。硅铝比及晶粒形貌均对沸石分子筛吸附Cu2＋有较大影响,小的孔径不利于Cu2＋的吸附,低硅铝比有利于Cu2＋在分子筛上的吸附。     

Sb（Ⅲ）在不同形态MnO2表面的吸附特征

研究比较了Sb(Ⅲ)在δ态、α态和β态MnO2表面的吸附行为,深入探讨了pH、MnO2浓度、Sb(Ⅲ)初始浓度和离子强度对MnO2吸附Sb(Ⅲ)的影响.结果表明,δ态、α态MnO2对Sb(Ⅲ)的吸附等温线较好地符合Langmuir吸附等温式,β态MnO2对Sb(Ⅲ)的吸附等温线较好地符合Freundlich吸附等温式;Sb(Ⅲ)在δ态、α态MnO2表面的吸附速率较快,吸附过程符合一级反应动力学曲线,而在β态MnO2表面的吸附速率较慢,吸附过程符合二级反应动力学曲线;pH对3种形态MnO2的吸附活性影响很大,适当的MnO2浓度有利于对Sb(Ⅲ)的吸附,离子强度对MnO2的吸附活性影响不大.     

汞(Ⅱ)和砷(Ⅲ)在草炭土胡敏酸上的吸附

为研究汞和砷在胡敏酸上的吸附特性,从辽宁彰武采集了草炭土并用稀碱法提取胡敏酸。研究胡敏酸对Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)吸附作用,探讨温度(15、25、35、45℃)、pH(3,5,7,9)和离子强度(Ca2+,H2PO-4)对该吸附的影响,并计算吸附活化能。结果表明:温度与胡敏酸对Hg(Ⅱ)的吸附呈显著正相关,而对胡敏酸吸附As(Ⅲ)的影响较小;pH对胡敏酸吸附Hg(Ⅱ)也呈正相关,而胡敏酸对As(Ⅲ)的吸附以中性最好,酸性、碱性下吸附量均降低;Ca2+对Hg(Ⅱ)的吸附有明显的抑制作用,H2PO-4对As(Ⅲ)的吸附影响很小。对等温吸附实验结果拟合证明,胡敏酸对Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)等温吸附更符合Freundlich模型。对动力学吸附实验结果拟合证明,准二级动力学方程能很好地描述胡敏酸对Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附。Hg和As(Ⅲ)在胡敏酸的吸附活化能分别为23.06 k J·mol-1和2.65 k J·mol-1,表明Hg(Ⅱ)在胡敏酸上的吸附以化学吸附为主,As(Ⅲ)在胡敏酸上的吸附以物理吸附为主。     

马兰黄土对Cr(Ⅲ)吸附的试验研究

为获取马兰黄土对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附机制.深入完善马兰黄土除Cr(Ⅲ)的理论研究,设计了等温吸附、土柱吸附、形态提取和去方解石除Cr(Ⅲ)试验.通过对试验结果的对比分析得出,马兰黄土对水溶液中Cr(Ⅲ)的吸附作用主要为方解石水解所引起的Cr(Ⅲ)吸附沉淀反应和铁锰氧化物对Cr(Ⅲ)的表面络合反应,辅以多种矿物对Cr(Ⅲ)的阳离子交换作用;马兰黄土对水溶液中Cr(Ⅲ)的等温吸附方程较符合非线性Langmuir型等温吸附方程,其吸附动力学模型较符合抛物线扩散方程.     

表面活性剂改性4A分子筛对Cr(VI)的吸附行为

采用浸渍法对4A分子筛进行表面改性,通过引入阳离子表面活性剂,使4A分子筛表面附着季铵型阳离子,并与反离子Br-形成"阴离子交换膜",从而促使更多的Cr(VI)阴离子通过离子交换吸附到改性4A分子筛上,通过X-射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对样品的物相结构和组成进行表征分析。研究表明,表面活性剂的类型和疏水碳氢链结构会影响4A分子筛的吸附能力,十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)碳氢链长,在分子筛表面形成的双分子层密,对Cr(VI)的吸附量最大。采用准一级、准二级、Elovich和Bangham动力学模型对六价铬的吸附数据进行拟合,其中准一级动力学方程最符合十八烷基三甲基溴化铵改性分子筛的吸附行为。同时,分别从Langmuir和Redlich-Peterson等温吸附模型获得六价铬的最大吸附量为13.98 mg/g,且改性分子筛以均一表面吸附为主。     

花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+和Ni2+的吸附研究

采用农林废弃物花生壳、大豆壳、柚子皮对重金属离子Cr3+、Cu2+和Ni2+进行吸附研究,探讨反应时间、吸附剂用量、pH、重金属离子初始浓度以及温度对吸附的影响.结果表明:柚子皮对Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附效果优于花生壳和大豆壳,其在20℃、pH 5.00、10.0 mg/kg条件下,反应360 min,Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附率分别可达83.20％、84.50％、59.10％;花生壳、大豆壳和柚子皮对Ni2+的吸附率远低于Cr3+和Cu2+;花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述;吸附率随初始重金属离子浓度增加而降低,其吸附等温线可以用Langmuir方程描述;在一定范围内,吸附率随吸附剂用量增加而增加;溶液初始pH在2～5时,吸附率随pH增大而增加;Cu2、Ni2+的吸附量随温度的上升而逐渐减少,但Cr3+的吸附量随着温度的上升而略增加.     

13X分子筛对水体中钒离子的吸附

为研究分子筛对水体中重金属的吸附效果,选取了13X分子筛作为实验材料,研究其对钒离子的吸附效果。分别研究了在不同温度、时间、溶液pH值和初始钒浓度的条件下,13X分子筛对钒离子的吸附量,结果表明:酸性条件更利于13X分子筛对钒的吸附,溶液pH≥5时吸附量趋于0;随着反应温度的升高,13X分子筛对钒离子的吸附量逐渐增加;13X分子筛对钒离子的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。13X分子筛对钒离子具有一定的吸附效果,在一定的处理工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。但针对不同来源废水的特点,需对分子筛进行改性并进一步优化修复工艺条件以实际应用。     

高比表面积活性炭的制备及对Cr(Ⅵ)吸附的研究

以椰树壳为原料,运用水蒸汽和二氧化碳复合物理活化法在4 h内制备了2 162.84 m2/g的高比表面积活性炭,其孔径分布范围为1.1~2.5 nm。应用此吸附剂考察了溶液pH、吸附剂用量、接触时间和初始浓度对Cr(VI)离子吸附效果的影响,并讨论了固定吸附床中不同溶液流量对Cr(VI)去除效果的影响。结果表明:在温度为298 K、溶液pH为1.96、吸附剂用量为0.10 g、铬离子初始浓度为100 mg/L与接触时间为70 min的条件下,活性炭对铬离子具有较高的吸附容量,去除率高达99.32%;铬离子在吸附床中的穿透曲线具有陡峭的传质锋面,但随着铬离子溶液流量的增大脱除果率降低。     

分子筛吸附——低温等离子体氧化去除甲苯

利用分子筛吸附—低温等离子体氧化工艺去除甲苯,比较了HY、13X、ZSM-5 3种不同分子筛的性能、处理效果及副产物。结果表明:3种分子筛的BET比表面积、穿透吸附量和饱和吸附量均表现为HY13XZSM-5;3种分子筛用于分子筛吸附—低温等离子体氧化均能100%去除甲苯,但最终的碳平衡和CO_2选择性以HY为分子筛时最好,以ZSM-5为分子筛时最差;ZSM-5分子筛条件下产生的副产物O_3和N_2O均最多,而HY分子筛条件下产生的副产物O_3和N_2O均最少。因此,对于分子筛吸附—低温等离子体氧化去除甲苯而言,HY作为分子筛时效果最佳,而ZSM-5作为分子筛时效果最差。     

生物磁分离新技术处理含铬废水最佳条件的研究

为了探索新工艺"趋磁细菌-磁分离法"处理含铬废水的最佳条件,首先进行了趋磁细菌对铬离子的去除影响因素试验,研究了pH、温度、时间和微生物量对吸附的影响;其次进行了趋磁细菌的分离试验,考查了磁分离器中悬丝摆放位置和磁场强度对溶液中菌体的去除效果的影响.试验结果表明,体系的pH值对铬离子的去除效率影响最大,pH值的最佳范围为5～11;在室温范围内,温度对吸附的影响不大;随着菌量的增加,菌对Cr(Ⅲ)的去除率略有提高,而单位质量菌的吸附量却有明显下降.在分离趋磁细菌时,磁场强度为100高斯时分离效果很高,而超过100高斯以后,效果不明显;另外,分离器中的金属丝和磁场方向垂直放置要比平行放置效果好,并用扫描电镜放大5 000倍观察了金属丝上被捕集的趋磁细菌的形态和结构.     

改性木屑对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

在木屑上接枝季氨基团制备了改性木屑,并用傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征。通过静态实验研究了改性木屑对水溶液中六价铬Cr(Ⅵ)的吸附特性,并探讨了温度、p H、多组分共存离子等对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,在30℃时,改性木屑对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为218.33 mg/g,吸附规律符合Langmuir等温方程式。在p H为3~10时,改性木屑对Cr(Ⅵ)均有显著的吸附效能,吸附过程符合准二级动力学方程,反应活化能为21.71 k J/mol,对吸附热力学参数△G0、△H0和△S0的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。多组分干扰离子共存时,对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大。     

改性板栗壳CACS对Cr(Ⅲ)的吸附性能

以板栗壳为原料,经过柠檬酸改性后制备成重金属吸附材料CACS,通过考察初始p H值、吸附剂投加量等因素对模拟废水中Cr(Ⅲ)去除率的影响,以及吸附动力学过程和等温吸附特征,分析探讨CACS对水中Cr(Ⅲ)的吸附特性及吸附机理。结果表明,p H为4.0,吸附剂投加量为1 g/L时,CACS对Cr(Ⅲ)的饱和吸附容量达33.4 mg/g;与未改性板栗壳CS相比,吸附容量提高了49.5%;吸附过程符合准二级动力学模型,表明吸附速率受化学吸附控制,吸附等温规律遵从Langmuir模型,表明吸附过程主要是表层吸附;结合吸附前后的扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)的图谱分析,推断改性板栗壳CACS对Cr(Ⅲ)的吸附存在表面吸附、静电引力、络合和离子交换作用,而羟基和羧基与Cr(Ⅲ)发生配位作用可能是吸附量提高的主要原因。