质子化改性交联壳聚糖的制备及其吸附硫酸根离子的性能

以壳聚糖为原料,甲醛为氨基保护剂,戊二醛为交联剂,采用反相悬浮交联法制备交联壳聚糖,再对其进行质子化改性得到质子化改性交联壳聚糖吸附剂。通过正交实验对该吸附剂的制备条件进行优化,并对其吸附水中硫酸根（SO₄^2-）的吸附等温特性和动力学进行研究,最后对制备和吸附过程进行能谱分析（EDS）并对吸附剂进行了再生实验。实验结果表明,交联反应的优化条件为：反应温度50℃、反应时间6 h、甲醛：戊二醛：壳聚糖为4.5：0.5：3（质量比）;该吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,在25℃（298 K）下,吸附容量最大可达133.87 mg/g;吸附过程较好地符合拟二级动力学模型;EDS分析表明了交联反应、质子化改性和吸附反应均已发生;该吸附剂的再生性能良好,可以重复使用。     

锆(Ⅳ)负载交联壳聚糖吸附硫酸根的性能

以甲醛、苯甲醛为交联剂,制备交联壳聚糖树脂,再与锆(Ⅳ)离子反应制备锆负载交联壳聚糖吸附剂。采用静态吸附法考察了该吸附剂对水中硫酸根离子(SO24-)的吸附性能。实验发现,吸附时间2 h,SO24-溶液初始浓度500 mg/L,pH值3.0,溶液温度35℃为较优的吸附条件;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,属于优惠吸附型,吸附容量可达78.65 mg/g;吸附过程较好地符合拟二级动力学模型;锆负载前后交联壳聚糖对硫酸根的吸附量提高了约4.5倍;该吸附剂具有良好的耐酸性和再生性能。     

质子化壳聚糖的除磷性能

壳聚糖是一类无毒无害的天然高分子絮凝剂,为了提高壳聚糖在污水处理中的除磷性能,采用硫酸溶液对壳聚糖进行质子化改性;考察了质子化度(硫酸溶液pH值)、吸附时间以及原水pH值对除磷效率的影响。研究结果表明,质子化度越大,总磷去除效率越高;在吸附时间为40～50 min的范围内,总磷去除率最大;原水pH值对质子化壳聚糖的总磷去除效率有明显影响,在质子化度较低时(硫酸溶液pH值≥3),随着原水pH值的增加,总磷去除率降低,在质子化度较高时(硫酸溶液pH值=2),在原水pH=6时,总磷去除率最大;质子化壳聚糖的吸附过程较好地遵循Lagergren准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,吸附热力学参数ΔH<0,ΔG<0,ΔS<0,吸附过程表现为放热、自发的单分子层化学吸附过程。     

Zn/Al双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物（Zn/Al-300）吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即“记忆效应”。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子

通过共沉淀法制备了Mg/AUFe型类水滑石(MgAlFe-HTLCs)并在500℃下焙烧得焙烧产物(HTLCs-500),利用HTLCs-500吸附去除水中的硫酸根离子,并用X射线衍射对MgAlFe-HTLCs及HTLCs-500吸附硫酸根离子前后的结构进行了表征,研究了环境中其他因素对HTLCs-500吸附硫酸根离子的影响.结果表明,实验数据对准二级动力学模型的拟合结果最好;吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,通过实验得到HTLCs-500对硫酸根离子的最大吸附量为157.73 mg/g,和Langmuir等温线得到的理论最大吸附量161.29 mg/g相差不大,对硫酸根离子具有良好的吸附性能;硫酸根溶液的初始pH值对HTLCs-500吸附硫酸根离子的性能影响不大,最佳pH值为3;X射线衍射结果表明,HTLCs-500吸附去除硫酸根离子的机理之一为HTLCs-500通过吸附硫酸根离子来恢复层状结构.     

镧铝/壳聚糖复合小球对水中磷的吸附及机理

镧铝复合材料对水体中磷有着优良的吸附性能,但其粉末状特性大大限制了其应用前景。利用壳聚糖的可塑性,制备出镧铝/壳聚糖复合小球,并利用环氧氯丙烷和聚乙烯醇提高复合材料的耐酸性,同时研究其对水体中磷的静态批吸附及动态柱吸附行为,最后采用SEM、EDS、XRD和FTIR表征方法观察吸附磷前后的微观结构,阐述吸附机理。结果表明：镧铝/壳聚糖复合小球对磷的最大吸附量达到39.84 mg·g-1;壳聚糖/镧铝质量比为1/10时,复合小球穿透吸附效率随流速提高而下降,BDST模型能够有效地模拟该复合小球对磷的动态吸附过程;壳聚糖/镧铝质量比为1/4的聚乙烯醇改性复合小球较质量比为1/5的更加耐受水流冲击,吸附效果较为稳定;静电作用,离子交换作用,络合作用和La化合物产生的氧空位是镧铝/壳聚糖复合小球吸磷的主要机理。     

磁性壳聚糖改性硅藻土吸附去除水中的铅离子

采用壳聚糖与Fe3O4对硅藻土进行混合改性,制备出一种吸附效果好、且能从液相中磁分离的新型复合吸附剂。通过SEM、XRD、VSM和FTIR等手段对其进行表征,并探究溶液pH、吸附剂投加量以及吸附温度等条件对水溶液中Pb2+吸附效果的影响。结果表明：壳聚糖和Fe3O4都能够负载到硅藻土上面。当溶液pH为5、吸附剂投加量为10 g·L-1、初始浓度为10 mg·L-1时,Pb2+去除率可以达到96.4%。吸附过程较好地符合假二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。     

交联壳聚糖对铀的吸附研究

以壳聚糖(CTS)为原料,在碱性条件下用环氧氯丙烷对壳聚糖进行化学改性,制得不溶水的交联壳聚糖(CCTS)。利用CCTS吸附铀(UO22+),探讨吸附动力学规律以及初始浓度,pH值的影响。实验结果表明,CCTS对UO22+的吸附符合Langmu ir吸附等温模型,并能用准二级速率方程对吸附动力学加以描述。当在CCTS为10 mg,pH为3,UO22+初始浓度为50μg/mL条件下,CCTS对UO22+的吸附去除率为98%以上。     

Zn / Al 双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能简

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物（Zn/Al-300）吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即“记忆效应”。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂对二元重金属离子溶液中Pb^2＋的吸附

采用自制木粉/壳聚糖接枝丙烯酸-丙烯酰胺吸附树脂R1、R2、R3对二元金属离子Cu2＋/Pb2＋和Zn2＋/Pb2＋溶液中的吸附性能进行了较系统考察。Pb2＋离子溶液中存在竞争离子Cu2＋、Zn2＋时,随竞争离子浓度增加,3种吸附树脂R1、R2、R3对Pb2＋的吸附量明显下降,而竞争离子吸附量显著增加。二元溶液中各金属离子浓度相同时,3种树脂对竞争离子Cu2＋、Zn2＋的吸附量大于对Pb2＋的吸附量;各溶液中分别加入NaCl及NaNO3、尿素后,对Pb2＋离子的吸附量下降迅速。随吸附树脂用量增加,竞争离子Cu2＋、Zn2＋的吸附量逐渐减小,Pb2＋的吸附量在吸附树脂用量0.10 g/L（Zn2＋/Pb2＋溶液）或0.15 g/L（Cu2＋/Pb2＋溶液）时出现最大值。溶液pH值对树脂吸附性能有显著影响。3.0     

Adsorption of lead onto smectite from aqueous solution

The purpose of this research is to study the effect of a new method of adsorption using membrane filtration to determine the maximum amount of lead adsorbed by clay and investigate the behavior of the clay after adsorption of the said metal. Treatment of wastewater contaminated with heavy metals depends on the characteristics of the effluent, the amount of final discharge, the cost of treatment, and the compatibility of the treatment process. The process of adsorption of heavy metals by clays may be a simple, selective, and economically viable alternative to the conventional physical–chemical treatment. This is justified by the importance of the surface developed by this material, the presence of negative charges on the said surface, the possibility of ion exchange taking place, and its wide availability in nature. The removal of lead from wastewater was studied by using the adsorption technique and using clay as the adsorbent. A method was optimized for adsorption through a membrane approaching natural adsorption. This new method is simple, selective, and the lead adsorption time is about 3 days. The various properties of clay were determined. It was observed that the cation exchange capacity of the clay was 56 meq/100 g of hydrated clay for the raw sample and 82 meq/100 g for the purified sample. The total surface area determined by the methylene blue method was equal to 556 and 783 m²/g for the raw and purified samples, respectively. The adsorption kinetics depends on several parameters. The Pb(II) clay, obeys the Langmuir, Freundlich, and the Elovich adsorption isotherms with high regression coefficients. The use of this adsorbent notably decreases the cost of treatment. It was concluded that clay shows a strong adsorption capacity on Pb(II), the maximum interaction occurring with purified clay treated at high concentration of lead. It is proposed that this adsorption through a membrane be extended for the treatment of effluents containing other metals.     

Adsorption of phosphate from aqueous solution onto alunite

The phosphate removal potential of alunite, a low cost and abundantly available material, has been investigated. The effects of calcination temperature and time of alunite, adsorbent particle size, pH and initial phosphate concentration on the phosphate adsorption by the calcined alunite have been studied. Phosphate removal was seen to increase with increasing calcination temperature, decreasing adsorbent particle size and pH. Adsorption of phosphate followed first-order rate kinetics. Langmuir and Freundlich adsorption isotherm constants and correlation coefficients were calculated and compared. It was concluded that the adsorption data of phosphate onto calcined alunite fitted to the Langmuir model more than Freundlich model. Specific surface areas of the calcined alunite were calculated at different calcination temperatures and particle sizes.     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

炭化百合杆对废水中苯酚的吸附

采用聚乙二醇活化原材料百合杆,分别在300％和600℃对活化后百合杆进行炭化,制得炭化百合杆,用于吸附废水中的苯酚。实验考察了pH值、吸附时间和吸附质初始浓度对苯酚吸附的影响,采用Langmuir、Freundlich和Dubinin．Radushkevich等温式分别对该吸附过程进行描述,并结合实验数据对比了准一级和准二级动力学模型。结果表明：炭化百合杆对苯酚的吸附过程符合Langmuir等温式和准二级动力学模型,计算了热力学参数（△G、△H和△s）,说明该吸附过程为自发进行。碳化百合杆对苯酚具有良好吸附性能。     

磷在磁铁矿-针铁矿混合相上的吸附

首次采用使用后贴式取暖物（商业名：热力贴）为原料制备吸附剂,元素分析、XRD、红外图谱综合鉴定为磁铁矿-针铁矿混合相（magnetite-goethite mix phase,MGM）,其比表面积为98.3 m2/g,平均粒径为510 nm,零电荷点在pH=5.7附近;磷在MGM上的吸附等温线符合Langmuir方程,其吸附历时曲线遵循准二级动力学模型,升温能促进磷的吸附;在实际废水磷浓度为51.8 mg/L、初始溶液pH=2的条件下,当MGM投加量为10 g/L时,磷的去除率为94.16%。     

Adsorption of chloridazon from aqueous solution on modified kerolite-rich materials

The adsorption of chloridazon (5-amine-4-chloro-2-phenylpyridazin-3(2H)-one) on kerolite samples heated at 110°C (K-110), 200°C (K-200), 400°C (K-400), 600°C (K-600) and acid-treated with H₂SO₄ solutions of two different concentrations (0.25 and 0.5 M) (K-0.25 and K-0.5, respectively) from pure water at 25°C has been studied by using batch and column experiments. The adsorption experimental data points were fitted to the Freundlich equation in order to calculate the adsorption capacities (K_f) of the samples; K_f values ranged from 184.7 mg kg^?1 (K-0.5) up to 2253 mg kg^?1 (K-600). This indicated that the heat treatment given to the kerolite greatly increases its adsorption capacity for the herbicide whereas the acid treatment produces a clear decrease in the amount of chloridazon adsorbed. The removal efficiency (R) was also calculated; R values ranging from 52.8% (K-0.5) up to 88.3% (K-600). Thus, the results showed that the 600°C heat-treated kerolite was more effective in relation to adsorption of chloridazon and it might be reasonably used in removing this herbicide from water.     

阴离子粘土对水中瓜儿胶的吸附研究

利用实验室制备的镁铝阴离子粘土材料,研究了其吸附水中瓜儿胶的动力学和热力学.结果表明,在瓜儿胶初始质量浓度为20～60 mg/L及温度为298～323 K时,阴离子粘土对水中瓜儿胶的吸附动力学符合准二级速率方程.阴离子枯土对瓜儿胶的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,吸附是吸热反应,吸附量随温度升高而略有增加,但吸附表观活化能只有18.13kJ/mol,说明温度对吸附的影响不显著.实验还表明,阴离子粘土对水中瓜儿胶的吸附性能优于活性炭.     

氨基化凹土对水中焦性没食子酸的吸附

采用氨基硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性凹凸棒石黏土(以下简称"凹土")为吸附剂,通过静态吸附研究其对模拟废水中焦性没食子酸的吸附性能。结果表明,γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性凹土能有效提高凹土的吸附性能,改性凹土吸附50 mL,浓度为100 mg/L焦性没食子酸较理想的条件为吸附剂用量0.4 g、吸附温度20℃、吸附时间40min、体系pH 5.2。通过静态吸附实验数据计算分析得知,拟二级动力学模型比拟一级动力学模型能更好地描述改性凹土对焦性没食子酸的吸附动力学行为,改性凹土对焦性没食子酸的吸附更符合Langmuir等温式,其饱和吸附量为19.861 mg/g。