一种新型环境矿物材料在废水治理中的应用研究--硅质磷块岩吸附水溶液中镉离子的研究

硅质磷块岩对水溶液中镉离子的吸附实验结果表明,硅质磷块岩对水溶性镉离子具有良好的去除效果,主要影响因素有介质的酸度、作用时间、镉离子的初始浓度和样品用量.在pH=6,作用时间为15 min,初始Cd2+浓度为30mg/L的实验条件下,硅质磷块岩对镉离子的去除率可达98%,有可能利用动态法进行工业废水的连续处理.初步研究结果显示,磷块岩对水溶性镉离子的吸附作用符合Langmuir等温吸附模型,不同产地的硅质磷块岩S1和S2对镉离子的最大吸附容量分别为4.43 mg/g和3.88 mg/g.     

脱灰煤基活性炭吸附处理含镉废水简

考察了硝酸脱灰煤样自制活性炭对Cd（Ⅱ）的吸附去除特征。结果表明,随煤样粒径的减小,活性炭的吸附能力增强,吸附过程符合分形动力学特征;随着镉浓度的升高,活性炭对镉的吸附量增加,活性炭吸附镉符合Langmuir 等温方程,镉离子在活性炭上的吸附属单分子层吸附;煤基活性炭适宜的吸附除镉条件为粒径0.054 mm、Cd（Ⅱ）初始浓度35 mg/L、活性炭用量0.05 g、吸附时间1 h,此时的吸附容量达40 mg/g。     

水溶性羧甲基壳聚糖对Cd2+的解吸行为研究

为改善壳聚糖(CTS)的水溶性及对重金属的配位能力,合成水溶性好并能与重金属形成配位作用的水溶性羧甲基壳聚糖(WSCC),研究了WSCC对镉的增溶、解吸行为,考察了pH、离子强度、有机质含量和WSCC初始浓度对镉的解吸影响。结果表明:WSCC对碳酸镉的增溶效果显著,当其质量浓度为2g/L时溶液中Cd2+可达到275mg/L;WSCC对镉解吸能力随着土壤中有机质含量的增加而降低,pH的升高、离子强度的增加和WSCC初始浓度的增加有利于镉的解吸;WSCC对镉污染土壤的解吸更符合准二级动力学方程,该静态解吸研究可以为镉污染土壤的修复提供基础信息及依据。     

离子交换纤维对重金属的吸附研究

采用自制强酸性阳离子交换纤维对镉、铅离子的吸附性能进行了初步研究。实验结果表明，强酸性阳离子交换纤维对镉、铅离子具有较好的吸附能力，其最大吸附容量分别为206．6mg/g和105．5mg/g；吸附速度快，20min即可达到平衡。用Langmuir方程对其吸附等温线进行回归，结果显示实测值与理论方程具有较好的一致性。     

脱灰煤基活性炭吸附处理含镉废水

考察了硝酸脱灰煤样自制活性炭对Cd（Ⅱ）的吸附去除特征。结果表明,随煤样粒径的减小,活性炭的吸附能力增强,吸附过程符合分形动力学特征;随着镉浓度的升高,活性炭对镉的吸附量增加,活性炭吸附镉符合Langmuir等温方程,镉离子在活性炭上的吸附属单分子层吸附;煤基活性炭适宜的吸附除镉条件为粒径0．054mm、Cd（Ⅱ）初始浓度35mg／L、活性炭用量0．05g、吸附时间1h,此时的吸附容量达40mg／g。     

嗜麦芽窄食单胞菌对镉的吸附

利用从重金属镉污染地分离并纯化得到的1株嗜麦芽窄食单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)作为吸附剂,考察了镉初始浓度、菌浓度、吸附时间、温度及pH对镉吸附效果的影响.结果表明,在镉初始质量浓度为1.0 mg/L、30℃、pH为6～7条件下,菌质量浓度为2.0 g/L时,吸附120 min对镉...     

血粉对废水中镉离子的高效去除效应

以屠宰场废弃动物血液为原料,经高温干燥、粉碎为血粉,以此血粉为吸附剂,研究血粉添加量、溶液初始浓度、吸附温度、溶液pH、吸附时间对废水中Cd2+吸附量与去除率的影响。结果表明,在25℃、pH=5时,4 g血粉对初始浓度为20mg·L~(-1)的镉离子溶液(100 m L)振荡吸附2 h后,溶液中剩余镉离子浓度为0.1 mg·L~(-1),Cd2+的去除率为99.38%,达到污水综合排放标准(GB 8978-1996)中镉排放限值0.1 mg·L~(-1);血粉对镉离子的吸附反应符合Langmuir等温吸附方程,可决系数为0.999 7,Cd2+的理论饱和吸附量为10.24 mg·g-1。为了使剩余Cd2+浓度达到更低(电镀废水排放标准),在吸附工艺上设计出2步吸附法,即第1次吸附后的混合液进行过滤,再将滤液加1 g血粉进行第2次吸附。结果表明,2步吸附法大大降低了溶液中剩余Cd2+离子浓度,即经过第1步、第2步吸附后,溶液中剩余Cd2+离子浓度降至0.006 mg·L~(-1),达到或低于电镀污染物排放标准(GB 21900-2008)对Cd2+的排放限值(0.05 mg·L~(-1))。这是常规吸附剂活性炭、石英砂、高岭土等所不能达到的技术指标,为废水去除Cd2+提供了一种可能的新技术。     

改性油页岩灰渣对水中镉离子的吸附性能

采用酸碱化改性方法对油页岩灰渣进行改性,确定最佳酸碱化方案,并研究了环境因素对改性油页岩灰渣吸附镉离子的影响。实验研究结果表明,油页岩灰渣经50%的HNO3和20%的NaOH处理时,对镉离子的吸附能力最强。在吸附温度为30℃,初始溶液pH为6～7条件下,0.6 g的改性油页岩灰渣对50 mg/L Cd2+溶液50 mL,吸附150 min时,其吸附率达到86%以上。在实验条件下,改性油页岩灰渣对Cd2+的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,相关系数分别为0.9626和0.9944,其对Cd2+的理论饱和吸附量达到7.91 mg/g。改性油页岩灰渣对Cd2+的吸附主要归因于离子交换和表面吸附作用。     

聚甲亚胺酰胺树脂对水中Cu~(2+)的吸附

制备了聚甲亚胺酰胺树脂,对其进行傅里叶变换红外光谱分析。采用批处理方法实验了pH、铜离子初始浓度、吸附时间、吸附剂用量对吸附量的影响,研究了等温吸附模型和吸附动力学模型。优化后的吸附条件为:在铜离子溶液体积50 mL、初始浓度为300 mg/L、pH为6.0时,吸附剂投放量50 mg、吸附时间60 min,此时吸附量达到269.1 mg/g,去除率达89.7%。25℃时在研究浓度范围内,铜离子吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型描述均可;与准一级动力学方程、Elovich方程及内扩散方程相比,准二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学过程。     

分子筛对水中Pb2+的吸附行为及回收利用

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察了分子筛投加量、废水pH值、Pb2+初始浓度和吸附时间对去除率的影响。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16 g/L,废水pH为5,Pb2+初始浓度为30 mg/L时,吸附10 min后Pb2+去除率达到95%以上。通过吸附等温线和吸附动力学方程拟合,4A和13X分子筛对Pb2+的吸附过程均符合Langmuir吸附模型和Lagergren二级速率方程,计算出的饱和吸附容量Q0分别为714.3 mg/g和684.9 mg/g,二级反应速率常数k2分别为8.9×10-4g/(mg·s)和7.1×10-5g/(mg·s)。4A分子筛沉降性能较好,适宜回收;经过4次吸附-解吸仍保持88.7%的Pb2+去除率和493.2 mg/g的吸附容量,经解吸后的浓缩液中富含铅离子720.3 mg/L,富集倍数3.78,加入Na2S生成硫化物沉淀能够达到回收金属铅的目的。     

表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响

以Cd2+为重金属代表,阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)、非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚(TX-100)为表面活性剂代表,用实验模拟法研究了3种类型的表面活性剂对Cd2+在沉积物上吸附行为的影响.结果表明,不同种类的表面活性剂对Cd2+在沉积物上的吸附影响不同,SDBS对Cd2+的吸附影响可分为2个阶段,当SDBS初始质量浓度从0 mg/L增加到2 600 mg/L,Cd2+的吸附量从1.52 mg/g增至1.88 mg/g,增加了23.7%,随着SDBS初始浓度继续增加,Cd2+的吸附量开始下降,当SDBS初始质量浓度增至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量降低至0.34 mg/g;CPC主要通过在溶液中电离出CP+,CP+与Cd2+竞争沉积物表面的吸附位从而抑制Cd2+的吸附,当CPC初始质量浓度从0 mg/L增加至16 000 mg/L,Cd2+的吸附量从1.50 mg/g降低至0.52 mg/g;TX-100能轻微抑制Cd2+在沉积物上的吸附,当TX-100初始质量浓度从0 mg/L增加到16 000 mg/L时,Cd2+吸附量从1.52 mg/g减少至1.35 mg/g.     

啤酒酵母菌对溶液中锶离子的吸附行为

利用废弃啤酒酵母菌为生物吸附剂,考察了pH、啤酒酵母菌加入量、锶离子初始浓度、吸附时间等对锶离子吸附行为的影响,并通过红外光谱分析探讨了吸附机制.结果表明:(1)在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、锶离子初始质量浓度为10.0 mg/L、吸附60 min的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的吸附基本达到平衡.(2)啤酒酵母菌对锶离子的吸附较好地符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,且以Langmuir吸附等温式拟合效果更优.在吸附温度为25℃、pH为4.5、啤酒酵母菌加入量为2.0 g/L、吸附时间为180 min、锶离子初始质量浓度为5.0～250.0 mg/L的条件下,啤酒酵母菌对锶离子的理论饱和吸附量为29.67 mg/g.(3)啤酒酵母菌吸附锶离子前后的红外图谱显示.部分吸收峰发生了位移并且透过率改变.推断在啤酒酵母菌吸附锶离子的过程中,锶离子先与NH2和酰胺基团中的N原子进行配位络合,随后被络合了的锶作为成核位点再吸附更多的锶离子在表面.此外,蛋白质特征谱带--酰胺Ⅰ带和酰胺Ⅱ带吸收峰的透过率也发生变化,可能是啤酒酵母菌蛋白质上的官能团也结合了锶离子.     

巯基酯化壳聚糖的合成及对Cd2＋的去除性能研究

采用化学方法,研究了以巯基甲壳质制备巯基酯化壳聚糖的最佳合成方案。研究表明,巯基甲壳质的脱乙酰条件（包括时间、温度、氢氧化钠浓度）影响其产物巯基酯化壳聚糖对重金属镉离子的吸附效果。当脱乙酰时间为2h,温度为160℃,氢氧化钠浓度为20％时,20mg的合成产物对30mLCd2＋浓度为20mg／L水样的去除率最高,达到85．46％,其对镉离子的吸附量达到28．5mg／g。通过对产物进行红外分析发现,巯基甲壳质中出现脂基特征峰值,脱乙酰后脂基并没有消失,证明最后的产物为巯基酯化壳聚糖。     

核桃果皮炭粉对3种重金属离子吸附的影响

采用均匀设计的实验方法,研究了2种核桃果皮炭粉(提取水溶性混合物和未提取水溶性混合物的核桃皮炭粉)对Cr、Cu和Cd等重金属离子的吸附最优条件以及对3种离子吸附的影响因素。结果表明,核桃皮炭粉对Cr(Ⅵ)、Cd2+和Cu2+的吸附最优条件为:pH=4,温度为60℃,浓度为150μg/mL,吸附剂用量为2.4 g,时间为120 min;pH=4.5,温度为30℃,浓度为180μg/mL,吸附剂用量为5.4 g,时间为60 min;pH=5,温度为80℃,浓度为210μg/mL,吸附剂用量为0.4 g,时间为100 min;pH和Cr(Ⅵ)浓度增大,不利于2种吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附;pH和温度增大,不利于2种吸附剂对Cu2+的吸附;温度和吸附剂用量增加,有利于2种吸附剂对Cd2+的吸附。未提取水溶性混合物比提取水溶性混合物的核桃果皮炭粉对3种金属的吸附显著。2种吸附剂的吸附率均表现为Cr>Cd>Cu。     

巯基酯化壳聚糖的合成及对Cd~(2+)的去除性能研究

采用化学方法,研究了以巯基甲壳质制备巯基酯化壳聚糖的最佳合成方案。研究表明,巯基甲壳质的脱乙酰条件(包括时间、温度、氢氧化钠浓度)影响其产物巯基酯化壳聚糖对重金属镉离子的吸附效果。当脱乙酰时间为2 h,温度为160℃,氢氧化钠浓度为20%时,20 mg的合成产物对30 mL Cd2+浓度为20 mg/L水样的去除率最高,达到85.46%,其对镉离子的吸附量达到28.5 mg/g。通过对产物进行红外分析发现,巯基甲壳质中出现脂基特征峰值,脱乙酰后脂基并没有消失,证明最后的产物为巯基酯化壳聚糖。     

巯基酯化壳聚糖的合成及对 Cd2 +的去除性能研究简

采用化学方法,研究了以巯基甲壳质制备巯基酯化壳聚糖的最佳合成方案。研究表明,巯基甲壳质的脱乙酰条件（包括时间、温度、氢氧化钠浓度）影响其产物巯基酯化壳聚糖对重金属镉离子的吸附效果。当脱乙酰时间为2 h,温度为160℃,氢氧化钠浓度为20%时,20 mg的合成产物对30 mL Cd²⁺浓度为20 mg/L水样的去除率最高,达到85.46%,其对镉离子的吸附量达到28.5 mg/g。通过对产物进行红外分析发现,巯基甲壳质中出现脂基特征峰值,脱乙酰后脂基并没有消失,证明最后的产物为巯基酯化壳聚糖。     

掺铁碳羟基磷灰石复合物对铅离子废水的吸附

采用废弃蛋壳和自制纳米Fe3O4为原材料,采用水热法制备Fe3O4/碳羟基磷灰石复合物(简称掺铁碳羟基磷灰石复合物,Fe-CHAP),将其用于吸附含Pb2+废水。通过BET比表面积、FTIR和XRD等表征手段对样品进行测试,分别探讨了影响吸附性能的主要因素,如pH、吸附剂用量、吸附时间、Pb2+初始浓度以及反应温度等。研究结果表明,在p H=5.0、0.03 g Fe-CHAP、150 mg/L Pb2+初始浓度、作用时间45 min和反应温度323 K等优化条件下,Fe-CHAP对Pb2+的去除率和吸附容量分别为98.59%和492.95mg/g。Langmuir等温模型较好地拟合了吸附实验数据,相关系数高达0.99,饱和吸附容量高达1 111.11 mg/g;准二级动力学模型较好地描述该吸附行为,相关系数高达0.999;热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算值显示该吸附过程为自发吸热过程。     

负载TiO_2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极（TiO2/ACF）,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱仪（XRD）、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响：电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。     

土壤分离菌株去除水溶液中铅离子研究

金属及微生物种类、pH和接触时间是决定生物吸附效果的关键因素.从受铅污染的土壤中分离出5株有生物吸附铅离子能力的菌株,并鉴定吸附能力最强的菌株1为芽孢杆菌;试验了pH、接触时间和初始铅离子浓度对该芽孢杆菌生物吸附铅的影响,在温度为25℃时,pH值3.0、初始铅离子浓度250 mg/L、吸附时间不超过15 min有最大吸附量92.27 mg/g,此时去除率为73.82%,且25℃吸附平衡基本符合Langmuir等温模型.因此,用该芽孢杆菌生物吸附去除水溶液中铅是可行的.     

负载TiO2的活性炭纤维改性电极电吸附除氟

采用溶胶-凝胶法制备TiO2凝胶,将TiO2凝胶涂覆在活性炭纤维表面并进行热处理制备改性电极(TiO2/ACF),利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射光谱仪(XRD)、比表面和孔隙度分析仪对负载前后电极的表面特性进行表征,并探讨了其对NaF溶液的电吸附效果。结果表明,电极负载TiO2后表面变得粗糙,比表面积和总孔体积减小,而介孔体积和平均孔径增大。此外,表面的TiO2同时以金红石和锐钛矿的晶型存在。电吸附实验结果显示,加电可以提高吸附容量,而且电压、pH和初始氟离子浓度均对电吸附容量产生影响:电压增大,吸附容量增加,当施加电压为2 V时,电吸附容量为1.03 mg/g,比开路电位时提高40%;pH可以通过影响氟离子在溶液中的存在形态和TiO2/ACF电极表面的羟基基团对电吸附容量产生影响;初始氟离子浓度升高,电极吸附容量增大,但是去除率降低。在处理初始氟离子浓度为4 mg/L的NaF溶液时,在2 V电压、中性pH和12 h的吸附时间下,改性ACF为电极的吸附量为1.32 mg/g。