铀在凹凸棒石上的吸附特性与机制研究

采用静态实验方法研究了凹凸棒石对水溶液中铀的吸附特性,考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对吸附的影响,用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)表征凹凸棒石的形貌和结构,用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)表征凹凸棒石吸附铀前后结构的变化,探讨了凹凸棒石对铀的吸附动力学及吸附机制.结果表明,pH值对凹凸棒石吸附铀的影响显著,且在pH=5时吸附量最大.吸附量随着时间增大而增大,在2 h内可以达到平衡,吸附等温线方程符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程为准二级动力学模型.由FTIR分析可得,凹凸棒石吸附铀后,在高频区3 700～3 000 cm-1内吸光度减弱,可能是由于铀与凹凸棒石的R—OH发生配位作用形成了R—OUO2+或(R—O)2UO2等络合物;在中频区1 700～800 cm-1内吸光度减弱,可能是铀离子和镁离子产生离子交换作用.铀在凹凸棒石上的吸附机制主要表现为离子交换和配位作用.     

几丁质及壳聚糖对Fe^2＋的吸附研究

分别以几丁质和聚糖为螯合剂各自与FeSO_4反应。结果表明,完聚糖的螯合作用强于几丁质,且壳聚糖最佳反应条件为pH=3.5,T=25C吸附剂浓度C(Fe~(2+))=8.0×10~(-2)mg/ml几丁质量佳反应条件为pH=4.0,T=30C吸附剂浓度C(Fe~(2+))=6.0×10~(-2)mg/ml。在体系中加入维生素C,能提高几丁质和壳聚糖对Fe~(2+)的吸附能力。     

凹凸棒石吸附氧化催化剂对甲醛的脱除研究

以酸改性凹凸棒石为载体,采用浸渍法以不同金属氧化物做活性组分进行了脱除甲醛的活性组分筛选,通过正交实验优化制备氧化锰凹凸棒吸附氧化催化剂工艺条件.结果表明,负载9%(质量分数)的锰氧化物,300℃焙烧4h制备的粒度为40～60目的凹凸棒吸附氧化催化剂在初始浓度为9.5552mg·m-3的甲醛空气中,24h时对甲醛的吸附量可达到0.188mg·g-1,甲醛脱除率达到98.35%.傅立叶变换红外光谱(FTIR)及X射线衍射(XRD)测试表明,凹凸棒吸附氧化催化剂对空气中的甲醛在室温下起到了吸附与催化氧化的作用.     

凹凸棒石纤维复合气凝胶吸附水体中TPH吸附特性

以水体中总石油烃(total petroleum hydrocarbons,TPH)为目标污染物,采用凹凸棒石复合二氧化硅气凝胶进行净化石油类污染水体研究,主要考察复合气凝胶使用量及环境要素对去除水体中TPH的影响。研究结果表明:凹凸棒石纤维复合气凝胶与污染水体的质量比为1:60,对TPH的去除率随温度的升高而降低,受pH变化影响较小;当NaCl浓度在0~100 g/L,MgCl2浓度在0~2.5 g/L时,复合气凝胶对水体中TPH的去除率几乎不受盐度的影响;Fe3+、Mn2+、NH4+、NO3-均能促进复合气凝胶对TPH的去除,但受其浓度变化影响较小,同时,凹凸棒石纤维复合气凝胶对上述离子也有微弱的去除作用。研究成果为凹凸棒石复合气凝胶在实际石油类污染水体中的应用提供了科学可靠的数据支撑。     

凹凸棒石的表面修饰及对水中Cr（Ⅵ）吸附动力学和热力学的研究

以壳聚糖为生物质碳源,采用一步水热碳化法对凹凸棒石表面进行有机修饰,并采用扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、元素分析(EA)、X光电子能谱(XPS)、Zeta电势分析、热重分析(TGA)等对改性凹凸棒石进行表征分析.同时,通过静态吸附实验,研究了改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)吸附去除的性能,考察了温度对吸附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.结果表明,改性凹凸棒石表面富含含氧基团和氨基等活性基团;对总铬的吸附行为符合准二级动力学方程;表观吸附活化能为13.4 k J·mol~(-1),表明既有静电吸附,也有配位吸附,且以静电吸附为主;对总铬的吸附等温线符合Langmuir方程.在温度为298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为203.3、232.6、267.4和322.6 mg·g~(-1),说明改性凹凸棒石是一种新型环保高性能的除铬材料.在研究的温度范围内,ΔH~0为19.8 k J·mol~(-1),ΔG~0为-19.5~-23.7 k J·mol~(-1),ΔS~0为72.1~131.8 J·mol~(-1)·K~(-1),表明该吸附是一吸热的、自发的、熵增过程.     

2种四环素类抗生素在凹凸棒石黏土中的吸附研究

通过静态吸附实验,探究凹凸棒石黏土对四环素和土霉素的吸附动力学;采用准一级动力学、准二级动力学和颗粒内扩散模型拟合实验数据,分析吸附过程。测定凹凸棒石黏土对四环素和土霉素的动态吸附曲线和吸附容量,研究凹凸棒石黏土对水溶液中四环素和土霉素的动态吸附性能。探讨初始质量浓度对穿透曲线的影响,采用Thomas模型对动态试验数据拟合,获得相关参数。结果表明,凹凸棒石黏土能够有效去除水中的四环素和土霉素,且四环素的吸附容量高于土霉素,在初始浓度为400mg/L时,对四环素的饱和吸附量达74.5mg/g,对土霉素的饱和吸附量达69.2mg/g。穿透曲线呈S型,且随着初始浓度的增大,穿透点向左移,穿透时间缩短,平衡吸附量增加。     

改性粒状凹凸棒石对Cu、Ni、Cd离子的吸附性能研究

研究造粒改性、酸改性凹凸棒石对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的等温吸附、动力学、热力学特征,并研究不同pH值、溶液浓度、温度条件对改性粒状凹凸棒石吸附3种重金属的影响。用Langmuir、Freundlich等温式拟合,Langmuir效果最好,吸附属于单层吸附;准二级动力学方程能较好描述吸附过程,吸附作用主要受化学控制;热力学分析结果显示,吸附3种金属离子△G|T·△S|说明反应为焓驱动。在研究范围内,不同条件和分析模型中,吸附性能均为Ni>Cu>Cd。在pH>4时,吸附重金属效果良好;吸附性能随温度的升高,先升增强后降低,在20℃出现拐点。     

凹凸棒石处理电泳漆废水研究

凹凸棒石及其活化产物对阳极电泳漆废水ＣＯＤ和色度有较好的吸附去除能力，对ＣＯＤ的吸附作用符合Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ吸附等温式并呈现一级反应动力学的特征。提高温度和在较高的酸度或碱度条件下均将有利于ＣＯＤ的去除。常温下与聚丙烯酰胺组合使用，可使ＣＯＤ值较高的废水达到或接近排放标准。凹凸棒石经过适当处理可重复使用，效果良好。     

有机改性凹凸棒石对养猪废水中有机物的吸附研究

研究表征了十二烷基二甲基甜菜碱和十六烷基三甲基溴化铵改性凹凸棒石的结构,探讨了改性凹凸棒石对猪粪废水中的有机污染物的吸附性能及机理,并考察了改性剂修饰比例、废水p H、吸附剂的投加量对吸附过程的影响.结果表明,两种改性剂成功结合到了凹凸棒石表面,有机改性凹凸棒石的晶体结构未发生改变,但对有机污染物的吸附能力显著高于原土.两性和阳离子改性凹凸棒石吸附有机污染物的最佳参数为:修饰比例为100%,吸附剂浓度为16 g·L~(-1),p H=4(阳离子改性为6),对猪粪废水中COD的去除率分别达到88%和92%,吸附量分别达到79 mg·g~(-1)和82 mg·g~(-1).吸附过程均符合二级动力学模型(R20.998),两性和阳离子改性凹凸棒石对有机物的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温式.有机改性凹凸棒石的疏水性增强,提高了对有机污染物的吸附能力,其沉降性能良好,这使其作为一种吸附剂用于实际养猪废水的处理成为可能.     

浸渍-煅烧法改性凹凸棒石对模拟废水中磷的吸附特性

为提升凹凸棒石对水溶液中磷的吸附性能,以凹凸棒石、氢氧化铝、熟石灰为原料,采用浸渍-煅烧法制备ATP-IA（改性凹凸棒石）.通过吸附磷试验,探讨ATP-IA吸附性能以及投加量对吸附效果的影响;利用SEM（扫描电镜）、XRD（X射线衍射光谱）、XRF（X射线荧光光谱）和FTIR（傅里叶转换红外光谱）对ATP-IA表征,并结合吸附动力学、热力学和等温吸附试验探讨ATP-IA吸附磷机制.结果表明,ATP-IA平衡吸附容量为26.34 mg/g（凹凸棒石的平衡吸附量为0.88 mg/g）,对磷的去除率可以达到99.36%;表征结果表明,改性可使部分凹凸棒石转变为钙沸石,改性能脱除凹凸棒石晶体内的结晶水,使凹凸棒石比表面积显著提升;动力学试验表明,ATP-IA吸附磷过程符合准二级动力学方程,说明ATP-IA吸附磷过程中反应控速步骤为化学反应;等温吸附试验结果符合Freundlich方程,表明吸附为多分子层不均匀吸附;热力学分析表明,ATP-IA吸附磷属于自发进行的吸热过程,且同时包含物理吸附和化学吸附.研究显示,浸渍-煅烧法改性会改变凹凸棒石部分理化性质,能显著提高凹凸棒石对磷的去除率及平衡吸附容量.      

改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附研究

研究了改性凹凸棒土对水溶液中苯的吸附规律。结果表明，改性凹凸棒土对苯的吸附量和去除率提高了２倍多，ｐＨ值对吸附量的影响甚小，吸附量随温度上升而增加，改进的ＢＥＴ方程能较好地描述实验等温线，其吸附机理可能为表面的疏水作用与化学吸附和进入内部孔道吸附。     

改性凹凸棒土吸附处理PAM废水研究

以丙烯酰胺(PAM)为目标污染物,研究了改性凹凸棒土对PAM的吸附性能、吸附过程的影响因素以及吸附完成后的再生问题。研究表明,250mg/L的PAM溶液振荡吸附1h后,酸改性凹凸棒土的吸附效率高于提纯和热改性凹凸棒土,达90.08%。在250mg/L的PAM溶液投加酸改性凹凸棒土进行振荡吸附试验,吸附时间为45min,试验结果表明,酸改性凹凸棒土的最佳投加量为1g/L;吸附过程最佳pH范围是4～6;吸附过程为放热过程。以5%、10%和15%的氢氧化钠溶液作为脱附剂进行再生试验,随着氢氧化钠溶液浓度的提高,再生效率逐渐提高。但是,再生效率提高的幅度减小,浓度为10%和15%的氢氧化钠溶液的再生效率差别不大。以10%的氢氧化钠溶液作为脱附剂时,最经济的再生次数为5次。     

基于腐植酸模板的壳聚糖/凹土树脂吸附性能研究

以腐植酸为模板,采用乳化交联法制备腐植酸模板交联壳聚糖/凹土复合树脂(HA-CS/ATP),用于水源水中天然有机物腐植酸(HA)的去除.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析等方法对树脂进行表征,对树脂理化性能进行评价;对腐植酸的吸附性能进行研究;研究结果表明,与CSR相比较,HA-CS/ATP吸附量从36.57 mg/g提高到83.25 mg/g.凹土的加入提高了复合树脂的吸附量;树脂可实现再生利用.     

改性碳纳米管对Fe~(3+)的吸附研究

采用硝酸浸泡氧化方法改性碳纳米管,用于吸附水溶液中Fe3+的实验研究,用分光光度法进行测定。结果表明,改性碳纳米管吸附去除Fe3+效能较未改性的碳纳米管有显著的提高。通过对吸附数据的拟和,发现在所研究的温度范围内吸附等温线符合弗仑德利希(Freundlich)吸附等温式。     

泥炭吸附水中Pb^2＋的研究

试验研究了泥炭对Pb^2＋的等温吸附特征,并探讨了泥炭的质量浓度,pH值,共存Cu^2＋对其吸附Pb^2＋性能的影响。结果表明：其吸附特征符合Freund lich等温吸附;泥炭对Pb^2＋及存在Cu^2＋干扰时吸附的最佳pH分别为5,6;最大吸附容量分别为59.41 mg/g,76.38 mg/g,且存在Cu^2＋干扰时,泥炭对Pb^2＋的吸附率始终较只存在Pb^2＋时大,当泥炭量为12 g时,吸附率分别为95.2%、93.5%,说明Cu^2＋的存在促进了泥炭对Pb^2＋的吸附。     

锯末对Cu~(2+)的吸附特性研究

以工业废弃物锯末为吸附剂,研究其对水中Cu2+的吸附特性.结果表明,锯末对Cu2+的吸附速度较快,1 h后基本达到平衡.准二级速率方程很好地模拟了吸附反应的动力学方程(R20.99).锯末对Cu2+吸附主要机制是离子交换,吸附量随pH升高而升高.离子强度对吸附反应有一定影响:Cu2+和锯末一部分是内层结合,一部分是外层结合.经过酸碱处理的锯末在吸附能力上有了一定程度的提高.Langmuir模型对原始锯末的吸附等温线拟合最好,Langmuir-Freundlich模型对经过酸碱处理的锯末拟合最好.热力学分析显示吸附反应具有自发性、放热、熵增特性.     

水葫芦对Zn2+、Cd2+和Fe3+的去除速率

通过静态水培实验和原子吸收分光光度法的测定,发现水葫芦对个别重金属离子累积去除率头两天为Zn≈Cd>Fe,以后为Fe>Zn>Cd;5天中,Cd2 在水葫芦老黄茎叶中的积累量增长了130 0倍;在混合离子培养液中,Zn2 的去除速率明显下降,而Cd2 和Fe3 变化不明显。表明水葫芦在治理含镉废水方面有良好的应用前景。     

涂铁砂吸附镉的动力学研究

研究了10℃,20℃,40℃的温度下,涂铁砂(Iron oxide coated sand,简称IOCS)对镉的吸附动力学。镉在IOCS表面的吸附可分为两个阶段,吸附反应的前60min为快速吸附阶段,60min后,吸附速率明显变慢。温度升高加快了镉在IOCS表面的吸附速率。用Elovich动力学模型,准一级反应模型,准二级反应模型,二级反应模型和粒内扩散动力学模型对实验数据进行回归分析,准二级反应模型能更好地描述镉在IOCS表面的吸附,各吸附模型的模拟优劣顺序为:准二级模型>二级模型>Elovich模型>准一级模型>粒内扩散模型。