壳聚糖的化学改性及其吸附性能的研究

以脱乙酰度90%的壳聚糖(CTS)与硫氰酸铵和氯乙酸反应,合成了一种带有硫脲基和羧基双官能团的水溶性中间产物,再经戊二醛交联,制备了水不溶性的可用于处理含重金属废水的颗粒状树脂.用FTIR,SEM及比表面法对中间产物及颗粒状树脂进行了表征,表明—HN—C(S)—NH—CH2—COOH基团接枝到CTS链上并进行了交联.吸附实验表明,该化合物对Cu2 的吸附量(248mmol·g-1)比Ni2 (135mmol·g-1)高得多,这可能与离子的核电荷数和螯合体的配位相关.在两种金属离子的混合液中,该化合物对Cu2 的初始吸附选择性更强.吸附金属离子的树脂经3次盐酸洗脱再生后,吸附性能几乎没有下降.     

锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料的制备及其对水中重金属的吸附性能

采用原位沉淀-空气氧化法将锰氧化物负载于大孔强酸性阳离子交换树脂D001上,制备出一种新型锰氧化物-阳离子交换树脂复合材料Mn-D001,并对该材料吸附水中Pb2+、Cd2+、Cu2+的性能进行了深入研究.TEM、XRD以及XPS的分析结果表明,负载的锰氧化物以MnO2的形态存在.基于单一金属离子静态吸附的一元体系实验表明,Mn-D001比D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+具有更高的吸附选择性,在高浓度竞争离子Ca2+、Mg2+、Na+共存的情况下,仍能保持较高的重金属去除率;Mn-D001对Pb2+、Cd2+、Cu2+的吸附行为符合准一级动力学模型(R2>0.99)和Langmuir吸附等温线模型(R2>0.99).在温度为303 K时,Mn-D001对3种重金属的饱和吸附容量可分别达到476.19 mg.g-1、243.90 mg.g-1及196.08 mg.g-1,优于原有树脂D001.基于复合重金属离子竞争吸附的二元、三元体系的实验表明,Mn-D001对3种重金属的吸附能力顺序为Pb2+>Cu2+>Cd2+,吸附能力由原有树脂D001以及负载的锰氧化物的性质共同决定.     

改性不溶性淀粉黄原酸酯(ⅡSX)性能的研究

改性不溶性淀粉黄原酸酯是一种具有室温稳定性并对重金属离子有较高吸附率的廉价离子交换剂。其吸附容量为0.44—1.60mN/gIISX,该交换剂对锌离子的螯合比为2:1,对铬(Ⅲ),镍离子为1:1.用稀酸可使IISX再生,并同时回收重金属。     

小球藻吸附重金属离子的试验研究

分析了影响小球藻吸附Cu2 ,Cd2 和Zn2 三种重金属离子的主要因素 ,并对不同金属离子之间的吸附抑制开展了初步试验研究 .结果显示 ,小球藻吸附重金属离子的速度快 ,吸附容量大 ,适宜的pH值在 3 0— 5 0之间 ,其吸附等温线与Freundlich方程拟合良好 .另外 ,小球藻对Cd2 的吸附性能明显高于其它离子 .由于电子云分布和轨道杂化等结构因素 ,三种金属离子在小球藻上的吸附选择顺序为 :Cu2 >Cd2 >Zn2 .     

花生壳吸附Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋、Cd^2＋、Ni^2＋的动力学和热力学研究

以花生壳为生物吸附剂,通过序批式实验研究了吸附剂投量、吸附时间、金属离子初始质量浓度、吸附温度对吸附金属离子的影响,探讨了花生壳吸附的动力学及热力学特性。结果表明,准二级动力学方程能很好地描述花生壳对Pb^2＋、Cu^2＋、Cr^3＋、Cd^2＋、Ni^2＋的吸附过程。Langmuir模型和Freundlich模型均能较好地描述花生壳对5种重金属离子的等温吸附过程,而Langmuir模型拟合的线性更好。Pb2＋、Cu2＋、Cr3＋、Cd2＋、Ni2＋5种金属离子的最大吸附量分别是32.25、7.09、3.82、2.95、2.22 mg.g-1,花生壳可用于处理低质量浓度多种重金属混合的废水。热力学研究表明,花生壳对5种金属离子的吸附具有自发、吸热和熵增的特性。     

蒙脱石吸附Cr3+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+的研究:pH值和有机酸的影响

粘土具有良好的离子交换和吸附特性，常被用作垃圾填埋场的衬层，吸附垃圾渗滤液中的氨氮及重金属离子，防止污染土壤和地下水。研究了pH值对蒙脱石吸附Cr^3 、Cd^2 、Cu^2 、Pb^2 和Zn^2 等五种重金属离子的影响，以及有化学络合剂EDTA和几种有机酸存在条件下，蒙脱石吸附Cr^3 、Cd^2 、Cu^2 、Pb^2 和Zn^2 五种重金属离子的效果。为了接近自然吸附状态，实验采用了离子交换柱进行连续吸附。结果表明，pH值对Cu^2 、Pb^2 和Cu^2 的吸附率影响极大；化学络合剂以及有机酸的存在降低了各重金属离子的吸附率，影响的强弱(设其符号为y)顺序为Y(Pb^2 )≤y(Cd^2 )≤y(Zn^2 )≤y(Cu^2 )≤y(Cr^3 )。     

石墨基复合材料负载零价纳米铁吸附重金属离子的研究进展

工业废水中重金属的存在威胁着环境和人类健康,有效去除环境中的重金属离子具有重要意义.论文简要介绍了近年来石墨基复合材料负载纳米零价铁(nZVI)去除废水中重金属离子的研究,探讨了多种石墨基负载nZVI复合材料对重金属离子的吸附特性和环境条件对吸附性能的影响因素,并对其未来的研究和应用进行了总结和展望.     

二氧化锰基纳米材料对重金属离子的去除及机理研究进展

重金属离子对人类健康和环境安全产生了严重威胁,因此重金属废水高效处理成为了环境领域最具挑战性的热点问题之一.二氧化锰(MnO_2)是一种环境友好型金属氧化物,具有来源广泛、成本低廉、形貌多样、晶型丰富、结构稳定、粒径可控等优异的性质,在重金属离子的去除应用上展现出巨大的潜力.近年来,人们利用MnO_2基纳米材料在重金属离子的有效治理方面开展了大量的研究.本文综述了MnO_2基纳米材料在重金属离子环境修复方面取得的研究进展,包括MnO_2的制备和改性方法,MnO_2基纳米材料在水溶液重金属离子去除中的应用及吸附作用机制,并对研究方向进行了总结和展望,旨在为进一步设计合成对重金属离子的吸附去除具有实际应用价值的MnO_2基纳米材料提供参考.     

重金属废水的转化法处理

本文分析了重金属废水的现行处理方法:中和法、硫化法和离子交换法的优点和存在问题,根据溶度积规则和沉淀转化原理,提出用难溶化合物的沉淀转化反应来处理重金属废水。转化法处理金属废水的原理认为,只要选择溶解度大的难溶化合物作沉淀转化剂,就有可能使废水中的重金属离子转化成更难溶的化合物沉淀而被除去。我们选择硫化铁作转化剂,对含Hg~(2 )、Cd~(2 )、Cu~(2 )、Pb~(2 )、Zn~(2 )、As~(3 )、Ag~ 等单一重金属离子的废水或含多种重金属离子的废水进行转化处理。实验结果表明,在比较宽的pH值(0.2—7.6)范围内,均取得较好的结果。此外,还研究了用硫铁矿(FeS_2)制硫化铁的原理和方法;以含汞废水的转化处理为例,研究了转化反应的机理,均取得了较为满意的结果。     

有机、重金属污染物同时吸附的前沿态势文献计量分析

为了探索有机、重金属同时污染的研究现状和热点动态,以Thomson Reuters公司Web of Science信息平台提供的SCIE(网络版)数据库为数据源,运用Thomson Data Analyzer(TDA)和UCINET软件对1992年—2017年1月4日SCIE收录的有机、重金属同时吸附的研究论文进行数据挖掘和定量分析。结果显示,(1)国际上关于有机、重金属污染物同时吸附的研究分为初步研究期(1992—2000年)、稳步发展期(2001—2011年)和高速发展期(2012—2016年)3个阶段;年均发文量呈指数增加趋势,第3阶段达到176.8篇/年。(2)3个阶段所对应的研究主题分别为水污染处理、重金属污染和有机-重金属污染,且同时吸附是高速发展期研究的重点,并衍生出光催化和砷污染等研究主题。(3)中国的发文量从2001年开始超过美国成为主要研究力量,且中国科学院和浙江大学、中国科学院和湖南大学分别为稳步和高速发展期发文的主力机构;2012—2016年之间中国的总发文量再次达到最高(323篇),年发文量也达到了历史最高(64.6篇/年)。在亚洲国家中,日本也是这一领域研究的主要力量。(4)有机、重金属污染修复一直是科研的主流方向,2012—2016年的研究热点是重金属离子的同时吸附、零价铁对Cr(Ⅵ)的吸附效应、废水处理中的纳米过滤和有机污染物的光催化,主题之间紧密联系的研究点有纳米颗粒对有机、重金属的吸附,同时其交叉和衍生领域是未来研究的创新点。     

沿岸海水中痕量金属离子的反常分布

本文发现了沿岸海水中痕量金属离子的反常分布,即近岸Zn~(2 )、Cd~(2 )、Pb~(2 )、Cu~(2 )离子(自由离子及不稳定络离子)含量低于本底,而远岸升高至本底的分布趋势,这是以育机污染为主、重金属污染为次的环境特征,表面活性很大的有机物,对重金属离子等具有强烈的吸附等结合能力。     

模板法合成介孔硅酸钙及其对重金属离子的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料,采用模板法制备了介孔硅酸钙.探讨了不同模板剂(十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲溴化铵、P123和十六烷基三甲溴化铵-四甲基氢氧化胺)对介孔硅酸钙孔径和表面形貌的影响,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、BET表面分析和红外光谱(FT-IR)等对其结构进行了表征,考察其对含Pb~(2+)和Cu~(2+)模拟废水的吸附性能和解吸再生性能,并与活性炭的吸附性能进行比较.结果表明,采用十六烷基三甲溴化铵模板剂为模板合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径主要介于4—50 nm之间,比表面积达158.13 m~2·g~(-1);在298 K下,对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附容量分别为1.833 mmol·g-1和6.557 mmol·g-1,远比在相同吸附条件下活性炭的吸附容量高.介孔硅酸钙吸附重金属离子为放热反应,主要是表面羟基与重金属离子间配位化学作用.经过5次洗脱再生,对Pb~(2+)的平衡吸附量和吸附率仅分别降低了0.102 mmol·g-1和4.2%,表明其具有优良的吸附/再生性能,有望成为优良的重金属离子吸附材料.     

NDA-105树脂对对苯二甲酸生产废水中锰的吸附

使用NDA-105大孔树脂对对苯二甲酸生产废水中锰的吸附进行研究,结果表明,当pH值为5、流量为10BV(床体积)·h-1、温度为25℃时,NDA-105树脂对废水中锰离子的吸附效果最好、对锰离子的交换容量为0.5mmol·g-1、对浓度为15mg·l-1锰离子的吸附体积为1000BV,使用2BV 10%硫酸 2BV水作为洗脱剂、温度为80℃、洗脱剂流量为2BV·h-1,累积脱附率达到99%以上.     

铅、镉污染废水树皮类吸附材料的筛选

近年来,水体重金属污染日趋严重,筛选出绿色高效处理重金属污染废水的吸附材料迫在眉睫.本文采用振荡吸附法研究了10种树皮类生物质吸附材料在不同投加量、初始浓度、pH和吸附时间下对模拟污染废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附效率.结果表明,在25℃和180 r·min~(-1)恒温振荡条件下,10种树皮对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附效率存在明显差异(P0.05).它们对模拟废水Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量和吸附率,分别随初始浓度的增加呈递增和递减趋势;在0—120 min内随吸附时间的延长而提高;在pH 2.0—4.0范围内,随pH的增大而明显提升.红外光谱分析表明,羟基和羧基参与了Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附.在投加量0.5 g·L~(-1)、模拟废水初始浓度50 mg·g~(-1)、pH 5.50和吸附时间120 min条件下,侧柏(Platycladus orientalis)皮、核桃树(Juglans regia)皮和构树(Broussonetia papyrifera)皮对Pb~(2+)的吸附量可达71.77—83.61 mg·g~(-1),对Cd~(2+)的吸附量达到64.69—70.33 mg·g~(-1),对实际污染废水具有较高的吸附率,最高可达98.21%.因此,侧柏皮、核桃树皮和构树皮可能是是吸附复合污染废水中铅镉的潜在材料.     

电场强化复合吸附塔处理重金属Cd2+离子的研究

选择石英砂与枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)死菌体组成复合吸附剂,在外加直流微电场的强化作用下,对废水中Cd2 离子进行穿透曲线测定,结果表明,Cd2 在石英砂装填的电生物复合吸附(EBA)装置中吸附作用较差,微电场的存在对重金属离子的吸附起到了明显的强化作用,微电场 复合吸附剂对重金属离子的吸附效果优于其它两种条件.     

高分子重金属絮凝剂对 Hg2+的捕集及性能

以含Hg^2 废水作为处理对象,研究了几个影响高分子重金属絮凝剂去除水中Hg^2 的因素,实验表明：(1)pH值对Hg^2 的去除率影响不大;(2)水中某些二价离子的存在不仅不会消耗高分子重金属絮凝剂的用量,而且会促进螯合体MHM-Hg^2 絮凝沉淀,Hg^2 的去除率在99％以上,而一价金属离子对处理效果影响不大;(3)Hg^2 和致浊物质会互相促进彼此的去除,浊度的去除率在98％以上,Hg^2 的去除率在99％以上;(4)高分子重金属絮凝剂对重金属离子具有选择性,可将部分重金属离子从其它离子中分离开、回收再利用．     

活性污泥对重金属离子混合物的生物吸附

采用城市污水处理厂产生的活性污泥研究了影响污泥吸附Zn^2 ，Cu^2 和Cd^2 三种重金属离子的主要因素，在实验条件下，温度对污泥吸附重金属的影响并不显著，而体系Ph值和吸附时间等的影响较为重要，活性污泥对Cu^2 的吸附符合Langmuir模型，Zn^2 则与Freundlich模型的符合程度优于Langmuir模型，Cu^2 的吸附与两个模型的符合程度一致，另外，活性污泥对Cu^2 离子的吸附性能明显高于其他离子，但在实验中未发现不同金属离子之间存在明显吸附抑制或促进。     

纤维素基吸附剂——绿色、经济的水处理材料

介绍了一类基于天然纤维素的水处理用吸附剂.对纤维素修饰羧基等阴离子基团,可以用来吸附水中的重金属阳离子(如cd(2+)、Cu(2+)、Hg(2+)、Ni(2+)、Pb(2+).对纤维素修饰铝铁或胺基等成分,可以吸附水中含砷阴离子、氟离子等有害阴离子.在纤维素上修饰疏水链,可以吸附水中氯苯、染料等危害健康的有机物.     

硅藻土和膨润土对重金属离子Zn~（2＋）、Pb~（2＋）及Cd~（2＋）的吸附特性

以硅藻土和膨润土作为吸附剂,考察微波加热与否条件下,不同吸附时间、不同吸附剂用量和不同pH值对硅藻土和膨润土分别吸附Zn2＋、Pb2＋、Cd2＋重金属离子的影响.实验结果表明,硅藻土和膨润土对3种重金属离子均有很好的吸附效果,吸附时间对去除率影响不大,数分钟即可达到吸附平衡,微波加热、增加吸附剂用量和提高pH值,都有利于提高3种重金属离子的去除率.     

磺胺甲恶唑在土壤上的吸附及其与Ca2+、Mg2+、Zn2+的共吸附

研究了磺胺甲恶唑(SMX)在11种土壤上的吸附行为.相关性分析表明,单一的土壤性质与表观吸附没有表现出明显的相关关系,SMX在土壤中的吸附可能受憎水性作用、阳离子交换、表面积等多个机理或因素的共同作用.进而研究了Ca2+、Mg2+、Zn2+3种金属离子与SMX在土壤中的共吸附.其中,Zn2+显著地促进了SMX的表观吸附,而Ca2+、Mg2+两种离子对SMX的吸附没有明显的影响.同时,SMX的存在也影响了3种离子的吸附行为,Ca2+和Mg2+的吸附降低,而Zn2+的吸附受SMX的影响不大.可能是由于Zn2+在土壤中是内界吸附,占据了内部的位点,取代了大量的H原子,使表面的负电荷减弱,降低了土壤与SMX的排斥作用,从而使其吸附增加.