羟基镧改性树脂的制备及其对氟离子的吸附

采用共沉淀法制备了羟基镧改性D101树脂复合吸附剂,利用扫描电子显微镜及能谱分析仪、红外光谱和比表面积分析仪对复合吸附剂的结构和形貌进行了分析,并对水溶液中氟离子(F~-)进行吸附研究,探讨了该复合吸附剂对F~-的吸附特性,并将其应用于实际含氟废水的处理。结果表明:在25℃、F~-初始质量浓度为10 mg/L、吸附剂量为0.4 g/L、溶液pH=5时,F~-吸附量最大,为24.45 mg/g;复合吸附剂对F~-的吸附动力学数据遵循拟二级动力学反应模型,整个吸附反应为多级控制过程;复合吸附剂对F~-的吸附符合Langmuir吸附等温模型,在10℃、25℃和35℃下,吉布斯自由能(ΔGo)均小于0,焓变(ΔHo)大于0,熵变(ΔSo)大于0,表明该吸附反应为自发吸热熵增过程。采用羟基镧改性D101树脂复合吸附剂可以有效去除实际含氟废水中的氟化物,实现废水的达标排放。     

花生壳和核桃壳对活性艳蓝KN-R的吸附特性

以花生壳和核桃壳为原料,制备了两种吸附剂。研究了它们对活性艳蓝KN-R的吸附特性,并与活性炭进行对比。结果表明,这两种吸附剂在p H值为2时吸附效果最好,吸附率分别为84%和58.4%。这两种吸附剂适用于处理低浓度的KN-R废水,处理时间90 min为宜。     

改性沸石去除水中氟化物性能研究

以盐酸和氯化铁溶液为活性剂,用高温活化的方法将天然斜发沸石进行改性,对模拟含氟废水进行静态吸附试验,研究改性沸石对水中氟化物的吸附性能,考察了沸石粒径、投加量、吸附时间、pH值、初始质量浓度对氟化物处理效果的影响.结果表明,在活化沸石粒径为0.25～0.38 mm,用量为1.0g/100 mL,不调节酸碱度的条件下,常温下吸附2h,氟化物的去除率可达83％.绘制的吸附等温线较好地符合Langmuir吸附等温方程.     

柚子皮生物炭的制备及对水体中锰离子的吸附

以柚子皮为原料经硫化钠活化后炭化处理制备了生物质炭吸附剂,并将之应用于含锰废水的吸附。考察了溶液p H值、底液质量浓度、生物炭投加量等因素对柚子皮生物炭吸附能力的影响,并研究了柚子皮吸附剂对锰离子废水的吸附平衡和动力学特征。结果表明:柚子皮吸附剂对含锰废水具备较强吸附能力,在溶液p H值为6,底液质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的条件下,对锰离子的去除率为93.5%;吸附平衡实验表明该等温吸附过程符合Langmuir方程,饱和吸附量为24.691 mg/g;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程,吸附速率常数为0.028 6 g/(mg·min)。     

改性腐殖酸去除水中氟化物性能研究

以腐殖酸(HA)为原材料,通过络合铝离子改性处理,制备了新型除氟吸附剂(HAAl)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线能谱(EDS)对该吸附剂进行了表征,并系统研究了该吸附剂对水中F-的吸附性能。结果表明:在p H值为4~10时HAAl均对水中F-表现出较高的吸附能力,其饱和吸附量为60.606 mg/g,吸附等温线符合Langmuir方程;吸附动力学可用准二级速率方程描述,表现为化学吸附;共存阴离子Cl-、HCO-3和NO-3对氟的吸附影响较小,HAAl吸附剂除氟率可达85.99%,出水氟质量浓度低于国家饮用水标准;此外,HAAl铝不易脱落,具有优良的稳定性。     

沸石吸附废水中磷污染物的研究

含磷化学物质的普遍使用以及目前很低的污水处理率,导致含磷废水大量排放,水体富营养化和水污染日益严重.采用中国地质大学材料学院合成的13X沸石,作为一种新型磷吸附剂,研究其在不同吸附时间、水体pH值、沸石用量和振荡速度等条件下,对水体中磷的吸附规律.研究表明,该沸石作为废水除磷吸附剂具有很好的发展前景.     

净水污泥对水中氨氮的吸附效能研究

采用自来水厂产生的废弃物——净水污泥制备吸附剂,研究了吸附剂制备条件及改性方法对氨氮去除效果的影响。通过EDX、XRD、FTIR、SEM和BET分析可知,净水污泥富含金属元素,表面粗糙,比表面积较大。正交试验结果表明,当焙烧温度为500℃、焙烧时间为3 h、净水污泥吸附剂的粒径为125~150μm时,净水污泥吸附剂对模拟废水中氨氮的去除效果最佳。分别采用酸、碱、盐对净水污泥进行改性,发现经3种物质改性的净水污泥吸附剂对氨氮的去除效果均优于未改性净水污泥,且碱改性净水污泥的去除效果最优,对氨氮的吸附量是未改性净水污泥的2.13倍。分别将吸附试验数据与Langmuir方程和Freundlich方程拟合,得出净水污泥对氨氮的吸附符合Langmuir方程。     

桉树遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对某尾矿库废水中砷的吸附研究

以制备的桉树遗态Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料(PBGC-Fe/C)为吸附剂,对某尾矿库废水中砷等重金属进行了吸附实验。研究了温度、pH、废水化学组成、吸附剂投加量及粒径等对吸附的影响。结果表明,吸附剂投加量越大、粒径越小,温度为35℃,p H为3左右吸附效果最好。但实际废水组分复杂,存在竞争吸附及化学沉淀等使砷的总去除率随p H的增大而增大。综合考虑,吸附砷的最佳条件组合为废水p H=5,PBGC-Fe/C投加量0.06 g/m L,粒径150μm。此时废水中总砷质量浓度为0.487 mg/L,可达标排放。     

酸化油页岩灰吸附Ni(Ⅱ)的研究

采用质量分数为50%的HNO3制备酸化油页岩灰吸附剂,研究吸附时间、吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量和吸附剂粒径对酸化油页岩灰吸附性能的影响.结果表明,一定范围内,酸化油页岩灰吸附剂的吸附量(Qe)随吸附温度、Ni(Ⅱ)初始浓度、溶液pH值、吸附剂投加量的增加而增加,随吸附剂粒径的增加而减小.吸附温度对吸附刺的最大吸附量Q有明显影响.当Ni(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg/L,溶液pH值为6.0,吸附剂粒径为53～75μm,吸附剂投加量为16.0 g/L,吸附搅拌速度为400 r/min时,25℃、30℃、35℃下酸化油页岩灰的最大吸附量Q分别为17.0 mg/g、33.2mg/g、42.9mg/g,且吸附主要以离子交换的化学吸附方式为主.酸化油页岩灰吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附符合Languir等温吸附方程,温度为25℃、30℃、35℃,溶液pH值为6.0,油页岩灰吸附剂投加量为16.0 g/L,油页岩灰吸附剂粒径为53～75μm条件下,酸化油页岩灰对Ni(Ⅱ)的最大吸附量Q分别为17.0mg/g、33.2 mg/g、42.9 mg/g.研究表明,油页岩灰经过酸化改性后可作为吸附荆处理含Ni(Ⅱ)废水,具有较好的市场应用前景.     

石英砂负载壳聚糖吸附剂对Cu^2＋吸附性能的研究

为降低壳聚糖处理废水的成本,以壳聚糖和石英砂为原料,采用共混沉降法制成石英砂负载壳聚糖吸附剂.用石英砂负载壳聚糖吸附剂处理含Cu2 废水,研究振荡时间、溶液pH值、石英砂壳聚糖投加量、Cu2 初始质量浓度和石英砂粒径对Cu2 吸附性能的影响,同时讨论其吸附动力学特征.结果表明,温度为20 ℃,振荡时间为30 min,pH=6,石英砂壳聚糖用量为20 g/L,Cu2 初始质量浓度为33.3 mg/L时,石英砂壳聚糖对Cu2 的吸附效果较好,吸附率可达91.57%.本文吸附等温线符合Freundlich模型(相关系数r=0.985 2); 吸附过程符合一级动力学反应(r=0.985 6).研究表明,石英砂负载壳聚糖吸附剂可用于含Cu2 废水的处理.     

Biosorption of Co(II) ions from aqueous solution using Chrysanthemum indicum: Kinetics,equilibrium and thermodynamics

The present study investigates the adsorption potential of Chrysanthemum indicum flower in its raw (CIF-R) and biochar (CIF-BC) form for the removal of cobalt ions from aqueous solution. The adsorbents were characterized for their surface area using BET analysis, surface morphology and elemental composition with SEM-EDAX and for the presence of functional groups by FTIR analysis. Batch adsorption experiments were carried out to evaluate the effect of process parameters, viz. pH, adsorbent dosage, initial metal ion concentration, contact time, stirring speed, presence of interfering ions and temperature on the adsorption of Co(II) ion using both the adsorbents. The optimum conditions for maximum removal of Co(II) ion was ascertained to be pH 5 for both adsorbents, adsorbent dose of 4 g/L and 3 g/L, equilibrium time of 60 min and 45 min, respectively, for CIF-R and CIF-BC. The maximum adsorption capacity of CIF-R and CIF-BC was found to be 14.84 mg/g and 45.44 mg/g, respectively, for the removal of Co(II) ion. The mechanism of adsorption was studied using different models of adsorption kinetics, isotherms and thermodynamics. It was inferred that Co(II) adsorption on both CIF-R and CIF-BC followed pseudo-second order kinetics and Langmuir isotherm model with the process being spontaneous and endothermic in nature.     

粉煤灰对水中酸性品红的吸附研究

以粉煤灰为吸附剂,研究了粉煤灰对酸性品红的吸附效果。选取了粒径、投加量、温度、时间、转速、染料浓度6个因素进行单因素实验,研究了各个因素对粉煤灰的影响,研究表明,粉煤灰对酸性品红的吸附效果很好,最高去除率可达99.63%;并且从热力学和动力学两方面对粉煤灰吸附酸性品红的过程进行拟合,结果表明,粉煤灰对酸性品红吸附的热力学过程比较符合模型Langmuir EXT1,动力学过程比较符合准一级吸附动力学方程Box Lucas1。     

Synthesis of CuO nanoparticles through green route using Citrus limon juice and its application as nanosorbent for Cr(VI) remediation: Process optimization with RSM and ANN-GA based model

In present investigation, an attempt has been made for the synthesis of cupric oxide nanoparticles (CuONPs) through a green route by utilizing lemon juice extract as a bioreductant. The synthesized CuONPs were characterized through UV–visible spectroscopy, Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD), field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The CuONPs were utilized for Cr(VI) removal from water through adsorption method in batch mode at different initial Cr(VI) concentration, pH, temperature and CuONPs dosage. The maximum uptake capacity of CuONPs was found to be 16.63 mg of Cr(VI)/g at pH 4.0. Implementation of response surface methodology (RSM) followed by artificial neural network hybridized with genetic algorithm (ANN-GA) approach has resulted maximum Cr(VI) adsorption of 98.8% under the optimized conditions of initial metal concentration 22.5 mg/L, pH 3.81, CuONPs dose 1.28 g/L and temperature 37.1 °C. Under optimum conditions, adsorption isotherm study was conducted, which showed that the fitness of experimental data was well achieved with Langmuir isotherm model illustrating monolayer pattern of adsorption. Thermodynamic study revealed that the process was spontaneous and endothermic in nature, while adsorption kinetics was best explained by pseudo-second order kinetic model.     

Acid-enhanced limestone defluoridation in column reactor using oxalic acid

Acid enhanced limestone defluoridation of water has been studied in a crushed limestone column reactor using oxalic acid (OA). The defluoridation has been studied with varying initial fluoride concentrations of 5, 10, 15 and 20 mg/L and acid concentrations of 0.01, 0.05 and 0.1 M. The fluoride removal was found to increase with increase in the concentration of the acid, removing fluoride up to 95% with 0.1 M OA. The observed good fluoride removal has been attributed to a combination of two mechanisms of fluoride removal, viz., precipitation of calcium fluoride and adsorption of fluoride ions on limestone surfaces. While the removal by precipitation remains same on repeated use of the same limestone column, the adsorption is more with the fresh limestone and decreases gradually on repeated use of the same limestone column. The precipitate has been characterized using various analytical tools, viz., X-ray diffraction, IR spectroscopy, thermogravimetric analysis, scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy. The Ca²⁺ ions, formed due to dissolution of limestone by the acid, precipitate calcium fluoride along with precipitation of calcium oxalate. A good fluoride removal ability, low residual oxalate, acceptable final pH, low-cost and simplicity of the process make the present acid-enhanced limestone defluoridation process with OA a potential method for defluoridation of groundwater.     

磁性CoFe2O4/MgAl-LDH的制备及对水中刚果红的去除

采用水热法制备了CoFe_2O_4,采用化学共沉淀法将镁铝水滑石(Mg Al-LDH)覆盖在CoFe_2O_4上,制成磁性CoFe_2O_4/Mg Al-LDH复合材料,用于去除水中阴离子染料刚果红。考察了溶液p H值、吸附时间、共存阴离子等对吸附过程的影响,研究了CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红吸附动力学、吸附等温线。结果表明,溶液p H值、共存离子对CoFe_2O_4/Mg Al-LDH去除刚果红效果的影响较小。吸附剂对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型,且在吸附时间180 min内基本达到吸附平衡。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红的理论最大吸附容量为610.8 mg/g。     

活性炭对垃圾渗滤液中甲醛、苯酚和苯胺吸附规律的研究

本采用经过预处理的200目活性炭作为吸附剂进行吸附实验，研究了在不同的活性炭加入量、吸附pH值、吸附温度、初始质量浓度和吸附时间等条件下，活性炭吸附甲醛、苯酚和苯胺单组份溶液的规律。吸附实验中，甲醛、苯酚和苯胺的初始质量浓度控制在垃圾渗滤液的范围，同时，其它条件也按照吸附操作的常用条件进行。结果表明：活性炭对苯酚和苯胺的吸附量随着pH值的升高呈下降的趋势，而对甲醛的吸附量呈上升的趋势；初始质量浓度对吸附量的影响较小；随温度的升高，吸附量呈下降的趋势；活性炭对甲醛、苯酚和苯胺吸附达到饱和时，所需时间分别为120min、40mm和80min左右，饱和吸附量分别为0．0148mg／g、0．708mg／g和1.14mg／g左右；由吸附等温公式的拟合结果显示，吸附是一复杂的过程，不是单一的物理或化学吸附。此外，活性炭对垃圾渗滤液的吸附处理，有较好的效果，去除率为55％～65％。所得活性炭的吸附规律，既可以为活性炭吸附这些物质或近似物提供参考，又可以为新型吸附剂的研制提供参照标准。     

累托石对水中染料碱性桃红的吸附

采用累托石作为水中碱性桃红的吸附剂.考察了振荡时间、pH值、累托石用量、碱性桃红初始浓度等因素对吸附效果的影响.测定了吸附等温线,对吸附动力学规律进行了数学模拟.结果表明,振荡时间、累托石用量、碱性桃红初始浓度等因素对吸附效果有重要影响.对于初始质量浓度为50 mg/L的碱性桃红水溶液,最适宜吸附条件为:振荡时间30 min,累托石用量200 mg/100 mL,pH值为6.累托石对水中碱性桃红的吸附等温线呈"S"型,等温吸附规律可用Freundlich模式较好地描述,吸附动力学规律可用Bangham公式模拟.     

6种生物滞留填料对磷的吸附特性研究

为筛选出除磷效果更好的生物滞留填料,通过等温吸附、解吸附和动力学实验,分析沸石、石英砂、麦饭石、陶粒、无烟煤、铝污泥6种填料对磷的吸附特性。结果显示,6种填料均表现出较好的磷吸附性能。铝污泥对磷的吸附效率接近90%,解吸附率仅为12.78%,表现最为突出,其后依次为无烟煤和陶粒。6种填料的等温吸附过程符合Freundlich吸附模型,并均可采用准二级动力学模型描述其吸附动力学过程。     

改性松木锯末吸附富营养化水体中磷的研究

采用改性松木锯末作为吸附剂,对富营养化水体的模拟水样中的磷进行吸附去除研究。实验结果表明,改性松木锯末对磷的吸附作用主要发生在15 min内,吸附时间超过15 min吸附量趋于平衡状态;p H值由4.0上升到6.0,改性松木锯末对磷的去除率增长较快,由6.0上升到9.0,去除率基本处于稳定状态;磷浓度在0.5~5 mg/L的低浓度范围内,改性松木锯末对磷的去除率均可达到95%以上;改性松木锯末的最佳投加量为0.4 g/L。用Freundlich吸附等温线方程能准确地描述改性松木锯末对磷吸附的特征,吸附等温线方程为q=5.11 C~(1/0.523)。     

交联壳聚糖膜吸附直接染料的性能研究

以戊二醛为交联剂,采用流延法制备交联壳聚糖膜作为吸附剂,对3种不同直接染料水溶液进行吸附脱色处理,实验表明,刚果红的去除率可达96%,直接紫B、直接绿BE的去除率均可达81%。交联壳聚糖膜对刚果红的吸附符合Langmuir方程(R2=0.999),对直接绿和直接紫的吸附符合Freundlich方程,相关系数均大于0.99;吸附过程动力学符合二级反应,R2均为0.999。