酒糟生物炭负载铝对饮用水中氟的去除

以酒糟生物碳为原料,采用负载Al（OH）3改性制得生物吸附剂（CDGB）。通过静态吸附实验研究吸附剂用量、初始浓度、吸附时间、pH值和共存离子对CDGB吸附氟能力的影响。结果表明：CDGB具有非常宽的最适pH值范围,在pH值为5.0~9.0范围内CDGB均能有效地去除饮用水中的氟离子;并且在氟初始浓度为10 mg·L-1,吸附时间40 min,CDGB的添加量为2 g·L-1时氟的去除率可达90%以上,且吸附后水中氟离子含量低于1 mg·L-1,符合国家饮用水标准;溶液中常见的共存离子（硝酸根、氯离子和硫酸根）对吸附剂吸附没有显著影响;CDGB对氟离子吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级吸附动力学模型,理论饱和吸附容量为18.05 mg·g-1。     

凹凸棒土对腐殖酸的低温吸附性能研究

首次研究凹凸棒土对饮用水中腐殖酸的低温吸附性能,考察5℃条件下,吸附时间与腐殖酸初始浓度、吸附剂投加量、pH对凹凸棒土吸附腐殖酸的影响,确定吸附剂的吸附等温线、吸附动力学和热力学等相关理论参数,研究凹凸棒土对腐殖酸的吸附性能与机理。结果表明,江苏盱眙凹凸棒土在温度5℃、pH=4、水中腐殖酸初始浓度为5 mg/L,投加量为15 g/L的条件下,吸附180 min后对腐殖酸的去除率可达97.26%。凹凸棒土对腐殖酸的吸附符合二级吸附动力学方程与Freundlich吸附等温式,吸附过程由孔隙内扩散过程控制,吸附为自发的吸热过程,包括物理吸附与化学吸附。根据Fre-undlich吸附等温式拟合计算,5℃、pH=7时理论最大吸附量为9 mg/g,说明凹凸棒土对于低温饮用水中腐殖酸具有良好的吸附效果。     

柚子皮水热炭对六价铬的吸附

采用水热炭化的方法制备柚子皮水热炭吸附剂,用红外光谱仪和氮吸附仪测定水热炭表面的官能团和孔结构,考察了吸附剂用量、溶液pH值、Cr（Ⅵ）初始浓度、吸附时间对吸附Cr（Ⅵ）的影响。结果表明：水热炭是典型的介孔材料且有较多的含氧官能团,有利于Cr（Ⅵ）的吸附。溶液pH值小于7时,吸附效果较好;当溶液中Cr（Ⅵ）离子的初始浓度为50 mg·L-1,pH=6,吸附剂用量为0.4 g·（50 mL）-1、吸附时间为90 min时、水热炭对Cr（Ⅵ）的吸附率和吸附量分别为99.03%、6.19 mg·g-1。柚子皮水热炭对Cr（Ⅵ）的吸附过程符合准二级吸附动力学模型,且35、45、55 ℃的等温吸附数据拟合结果表明等温吸附过程符合Freundlich模型。     

“氧化镁/活性炭”新型吸附剂的制备及其对Cr(VI)的吸附研究

以氯化镁和造纸草浆黑液为原料,采用物理活化法制得“氧化镁/活性炭”新型吸附剂,其比表面积（BET）为388.96 m²/g、总孔容积为0.40 mL/g。测定了这种吸附剂对水中Cr(VI)的吸附性能,考察了吸附时间、pH值、吸附剂投加量、初始浓度等因素对Cr(VI)的吸附量和脱除率的影响,研究所得吸附水溶液中Cr(VI)的最佳条件为：吸附时间为120 min,吸附剂投加量为2 g/L,pH值为2。“氧化镁/活性炭”新型吸附剂对Cr(VI)的吸附过程符合Freundlich等温式。     

牛粪生物炭对Cd2+的吸附影响因素及特性

为了考察以牛粪为原料制备的生物炭对水溶液中Cd2+的吸附效果,进行了吸附影响因素、吸附等温线和动力学研究。结果表明,当热解温度为700℃、投加量为20 g/L、溶液初始pH为5、水溶液Cd2+初始浓度为10 mg/L、吸附平衡时间为60 min和溶液温度为25℃时,对Cd2+的吸附效果最佳,Cd2+去除率可达99%以上。提高溶液温度有利于吸附。降低生物炭热解温度和投加量对吸附效果影响不大。Langmuir方程能更好地拟合生物炭对Cd2+的吸附等温过程,吸附过程符合准二级动力学方程。牛粪生物炭是性能优良、价格经济的水溶液中Cd2+的吸附剂。     

粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附特性

通过间歇实验研究了粉煤灰对重金属Cr(Ⅵ)的吸附特性.探讨了固液比、pH、反应时间、温度、离子强度和初始浓度等因素的影响.实验结果表明,固液比、pH、温度与离子强度都对去除率有较大影响.当温度为20℃、pH=1、Cr(Ⅵ)的初始浓度为10 mg/L,固液比为100 g/L时,去除率达到50.13%.动力学实验结果表明,粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附为快速反应,在180 min内可达到平衡,伪二级动力学模型可较好地拟合实验结果.等温吸附实验结果表明,Freundlich模型与Langmuir模型均可较好地拟合等温吸附实验结果.低温有助于粉煤灰对Cr(Ⅵ)的吸附.     

生物炭质吸附剂对硝基苯的吸附

以花生壳为生物炭质（P-BC）原料,ZnCl2为活化剂,采用化学活化法制备生物炭质吸附剂（Z-BC）,并以其吸附水中的硝基苯,考察了pH值、吸附剂投加量和吸附时间等因素对Z-BC吸附硝基苯过程的影响。分别采用吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附动力学和等温线进行了系统分析。结果表明：pH值对吸附的影响不大,吸附剂适宜投加量为2 g·L-1,吸附平衡时间为120 min;Z-BC对硝基苯的吸附动力学过程用准一级动力学模型能很好地描述,其计算平衡吸附量与实验值相符;颗粒内扩散模型表明,吸附过程受液膜扩散与颗粒内扩散联合控制,并以颗粒内扩散为主要速率控制步骤;Langmuir吸附等温模型能更好地描述硝基苯在Z-BC上的吸附平衡;吸附热力学方程计算得到吸附焓变（ΔH）G）S）>0,表明Z-BC对水中硝基苯的吸附为放热和熵值增加的自发过程。     

“氧化镁/活性炭”新型吸附剂的制备及其对Cr（Ⅵ）的吸附研究

以氯化镁和造纸草浆黑液为原料,采用物理活化法制得＂氧化镁/活性炭＂新型吸附剂,其比表面积（BET）为388.96 m2/g、总孔容积为0.40 mL/g。测定了这种吸附剂对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能,考察了吸附时间、pH值、吸附剂投加量、初始浓度等因素对Cr（VI）的吸附量和脱除率的影响,研究所得吸附水溶液中Cr（Ⅵ）的最佳条件为：吸附时间为120min,吸附剂投加量为2 g/L,pH值为2。＂氧化镁/活性炭＂新型吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附过程符合Freundlich等温式。     

KOH活化制备蚕沙基生物炭及其对镉的吸附特性

以蚕沙生物炭为原料,以KOH为活化剂,通过浸渍(KBC)和浸渍-热解(KBC400)活化工艺制备蚕沙基生物炭,用于吸附去除水体中的镉离子(Cd²⁺)。运用一系列的表征技术分析了生物炭的形貌和性质,并通过批量实验考察了投加量、pH、共存离子、吸附时间和Cd²⁺浓度等因素对Cd²⁺吸附性能的影响。表征实验结果表明,活化的蚕沙基生物炭孔隙结构丰富、清晰,KBC400表面有KOH受热刻蚀的凹陷;生物炭的石墨化程度较高且表面带有负电荷。蚕沙基生物炭吸附Cd²⁺以静电作用和Cd²⁺-π键结合为主。吸附实验结果表明：在投加量为0.4 g·L⁻¹、pH=5.0的条件下,KBC和KBC400的最大吸附量分别为63.80 mg·g⁻¹和89.15 mg·g⁻¹;在弱酸性(pH为4.0~6.0)和K⁺、Na⁺存在下对其吸附行为的影响较小;吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,表明吸附以化学过程为主并且是单分子层吸附。综上所述,浸渍-热解活化方式更有利于增加其对Cd²⁺的吸附量;2步KOH活化法中第1步(浸渍)和第2步(热解)对于吸附Cd²⁺的相对贡献率分别为28.69%和71.31%。     

改性芦苇生物炭对水中硫酸盐的吸附性能及机理

水中过高浓度硫酸盐赋存会对水生环境产生一定的影响。为此,选取芦苇秸秆作为生物炭原料,通过添加煤矸石共热解对生物炭进行了改性,采用扫描电子显微镜(SEM)、氮气吸附脱附法(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)等手段对生物炭的物理化学性质进行了分析,考察了pH、吸附剂投加量、吸附时间和初始浓度对水中硫酸盐吸附性能的影响。结果表明：改性后生物炭(MBC)的吸附效果优于未改性生物炭(OBC);MBC的粗糙程度大于OBC,MBC拥有更大的比表面积和更多的孔隙结构,其比表面积为改性前的2.4倍;对吸附过程进行吸附动力学和吸附等温模型拟合,发现准一级动力学模型和Langmuir模型可以更好的描述MBC对硫酸盐的吸附行为,表明吸附过程以静电吸附和单分子层吸附为主。当pH为2、投加量为8 g·L^-1时改性材料吸附效果最好,最大吸附量可达29.69 mg·g^-1,且经过5次再生吸附后,硫酸盐去除率仍能达到50%以上。因此,改性后的生物炭可作为去除水体中硫酸盐的良好材料。     

满江红干体对锌离子的生物吸附

以满江红干体为生物吸附剂,研究了不同条件下对废水中Zn²⁺的净化作用。结果表明,满江红干体对Zn²⁺的吸附是一个快速的过程,前5 min的吸附量达到最大吸附量的62.9%,30 min达到吸附平衡;初始pH值对Zn²⁺的吸附有显著的影响,最适pH值为6;随着干体量的增加,吸附率逐渐提高而吸附量则降低;随着Zn²⁺初始浓度的增加,吸附率逐渐降低而吸附量则提高。满江红干体对Zn²⁺的吸附符合Langmuir吸附等温线方程,最大吸附容量达57.5 mg/g。5次吸附解吸循环实验数据表明,重复次数和再生处理对满江红干体的吸附能力没有产生显著影响。因此,满江红干体在处理含Zn²⁺废水中的重复使用是可行的。     

改性二氧化钛纳米管对水体中磷的吸附

利用硝酸铁对二氧化钛纳米管进行改性,并研究了改性二氧化钛纳米管对水中磷的吸附能力及吸附特征。结果表明,通过对二氧化钛纳米管的改性,提高了其对水中磷的吸附能力,磷去除率随着改性二氧化钛纳米管投加量的增加而提高,原水pH值对磷去除率影响不大;温度升高,磷去除率有所提高。进一步研究表明,改性二氧化钛纳米管对磷的吸附是一个快速吸附过程并可用准二级动力学模型进行很好的描述;热力学研究表明,改性二氧化钛纳米管对磷的吸附符合Freundlich等温吸附模型,ΔG0H0>0说明吸附反应是自发的吸热反应。     

改性钛白石膏对阳离子染料罗丹明B的吸附性能

通过不同温度煅烧改性实验比较,选择用800℃煅烧的钛白石膏作为吸附剂,研究其对阳离子染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的吸附特性。利用XRD,SEM,BET对改性钛白石膏进行表征,考察了溶液pH,温度,接触时间,投加量对吸附的影响。结果表明,当RhB溶液质量浓度为9.58 mg/L,pH值为7.0,吸附剂投加量为2 g/L,吸附时间为150 min时,改性钛白石膏对RhB的最大吸附量为2.3 mg/g,较原土提高了140.1%左右。溶液温度和吸附剂投加量对钛白石膏吸附RhB吸附有很大的影响。利用准一阶,准二阶动力学模型对吸附数据进行模拟,发现该吸附过程更符合准二阶动力学模型,Langmuir和Freundlich两种吸附等温模型都能较好地描述改性钛白石膏吸附RhB的过程。通过热力学计算,得到△H0为18.5 kJ/mol,△G0<0,表明该吸附反应为自发进行的吸热反应。     

盐酸改性松针生物炭对磺胺甲噁唑的吸附性能

以松针为原料,使用盐酸活化制备获得松针生物炭(PBC),将其用于吸附去除水体中的磺胺甲噁唑(SMX)。分别考察了投加量、pH、吸附时间、阴离子浓度等因素对PBC吸附性能的影响,采用吸附动力学模型和吸附等温模型对吸附过程进行了拟合分析。FT-IR、SEM和BET表征结果证明,经盐酸活化后的松针生物炭表面疏松多孔,含有羧基和羟基等含氧官能团。吸附实验结果表明：当PBC投加量为0.4 g·L−1时,吸附60 min后SMX去除率可达97.1%;当pH为4.0~8.0时,随着pH升高,PBC对SMX的去除率下降;${{\rm{CO}}_3^{2 - }}$和${{\rm{HCO}}_3^{- }}$对吸附反应起抑制作用,${{\rm{CO}}_3^{2 - }}$抑制作用更强,${{\rm{SO}}_4^{2 - }}$对吸附过程影响较小;PBC对SMX的吸附可用准二级动力学方程来描述,与Freundlich等温方程式拟合度更好(R2>0.98);热力学数据表明PBC对SMX的吸附过程是自发的吸热反应;5次实验后PBC对SMX的去除率仍在40%以上。考虑到PBC吸附效果好,可重复利用,说明PBC具有良好的应用前景,研究可为水污染治理的应用提供参考。     

木质素基水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附性能

以木质素磺酸钠(LS-Na)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AA)为原料,采用微波辐射法,通过接枝共聚反应合成了生物质LS-g-PAMPS/AA水凝胶吸附剂,利用FTIR分析了水凝胶的结构。研究了吸附剂用量、染料初始浓度、吸附时间对亚甲基蓝(MB)染料的吸附性能的影响,结果显示,在MB初始浓度为1 000 mg/L,吸附剂为0.1 g时,吸附量和吸附率分别达1 914 mg/g和95%。平衡吸附数据满足Langmuir吸附等温模型,吸附动力学曲线较好地符合准二级动力学反应模型。木质素水凝胶对MB染料废水具有显著的吸附效果,可以作为阳离了染料废水处理用的生物质吸附剂。     

草酸改性柚子皮对废水中镉离子的吸附性能

以粗柚子皮(PP)为吸附剂原材料,以草酸为改性剂制备出了改性柚子皮吸附剂(MPP)。采用批量实验研究了改性吸附剂对水中Cd(Ⅱ)吸附的影响因素(如溶液pH、吸附剂用量、接触时间和Cd(Ⅱ)初始浓度)、吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学等,并讨论了其吸附机理。在溶液初始pH为5.0、吸附剂投加量为5 g/L、Cd(Ⅱ)初始浓度为50 mg/L条件下,吸附剂MPP对Cd(Ⅱ)的吸附平衡时间为120 min,其吸附率可维持在95.63%以上。吸附过程可以很好地用准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型描述。热力学分析结果显示,吸附剂(MPP)对Cd(Ⅱ)的吸附是吸热反应,且能自发进行。     

Temperature-responsive graphene oxide/N-isopropylacrylamide/2-allylphenol nanocomposite for the removal of phenol and 2,4-dichlorophenol from aqueous solution

In this study, a novel thermo-responsive polymer was synthesized with efficient grafting of N-isopropylacrylamide as a thermosensitive polymer onto the graphene oxide surface for the efficient removal of phenol and 2,4-dichlorophenol from aqueous solutions. The synthesized polymer was conjugated with 2-allylphenol. Phenol and 2,4-dichlorophenol were monitored by ultra-performance liquid chromatography system equipped with a photodiode array detector. The nanoadsorbent was characterized by different techniques. The nanoadsorbent revealed high adsorption capacity where the removal percentages of 91 and 99% were found under optimal conditions for phenol and 2,4-dichlorophenol, respectively (for phenol; adsorbent dosage = 0.005 g, pH = 8, temperature= 25 °C, contact time = 60 min; for 2,4-dichlorophenol; adsorbent dosage = 0.005 g, pH = 5, temperature = 25 °C, contact time = 10 min). Adsorption of phenol and 2,4-dichlorophenol onto nanoadsorbent followed pseudo-second-order kinetic and Langmuir isotherm models, respectively. The values of ΔG (average value = ? 11.39 kJ mol^?1 for phenol and 13.42 kJ mol^?1 for 2,4-dichlorophenol), ΔH (? 431.72 J mol^?1 for phenol and ? 15,721.8 J mol^?1 for 2,4-dichlorophenol), and ΔS (35.39 J mol^?1 K^?1 for phenol and ? 7.40 J mol^?1 K^?1 for 2,4-dichlorophenol) confirmed spontaneous and exothermic adsorption. The reusability study indicated that the adsorbent can be reused in the wastewater treatment application. Thermosensitive nanoadsorbent could be used as a low-cost and efficient sorbent for phenol and 2,4-dichlorophenol removal from wastewater samples.

     

天然氧化纤维素的吸附性能

重金属污染已成为最严重的环境问题之一。纤维素是一种可生物降解的天然高分子,含量极其丰富。将纤维素经TEMPO/NaBr/NaClO体系进行氧化改性,得到了一种新型吸附材料——天然纤维素氧化物。研究了其对废水中Cu2+和Fe3+的去除效果,并探究吸附剂投加量、pH、温度、初始浓度和吸附时间对去除效率的影响。结果表明,室温条件下,在Cu2+浓度为100 mg/L和pH为5~6的溶液中,加入0.175 g吸附材料,吸附时间为60 min,可以得到99%的吸附效率;而Fe3+的溶液需要调节到pH值为4~5,添加的吸附材料是0.15 g,吸附效率也是99%以上。动力学研究还表明,该材料对Cu2+和Fe3+的吸附过程与Freundlich型及Langmuir型吸附等温模型都能较好地拟合。该新型吸附材料在废水处理行业将会有广阔的应用前景。     

负载镧镁改性活性氧化铝的除氟性能

制备载镧镁改性活性氧化铝（MAA）,研究其对氟的吸附性能,采用扫描电镜SEM、X射线衍射仪XRD和等离子发射光谱仪ICP-OES对改性活性氧化铝进行表征,探讨可能的除氟机理。实验结果表明：吸附时间120 min、投加量2.0 g·L-1,pH=7,振荡频率180 r·min-1,对10 mg·L-1高氟水去除率为97.7%。与未改性活性氧化铝（AA）相比,改性活性氧化铝除氟效果提高1.0倍,最大饱和吸附量为8.56 mg·g-1。不同阴离子对除氟性能的影响力大小为：CO32- >SO42- >Cl- >NO3-。吸附剂对F-的吸附符合准二级动力学。改性活性氧化铝的吸附等温线符合Langmuir模型,该吸附反应为吸热反应,温度越高,自发程度越大。     

改性粉煤灰处理低浓度含磷废水的研究

以酸改性粉煤灰为吸附剂,处理低质量浓度(1 mg/L左右)磷酸盐溶液,探讨了改性剂的种类、改性剂用量、吸附剂用量、反应时间、pH以及温度对除磷效果的影响.结果表明:(1)经过酸改性后粉煤灰的磷去除率显著提高,而且硫酸改性粉煤灰的除磷效果更好,磷去除率最高可达97.68％.(2)最佳条件:选择硫酸用量为5 mL/g进行改性,硫酸改性粉煤灰投加量为2.0g,反应时间为60 min,pH为7.2～10.8,温度为25℃(即室温).(3)改性粉煤灰对磷的吸附更符合Freundlich吸附等温模型,既有物理吸附,也有化学吸附,并以Ca、Mg氧化物与磷形成磷的沉淀物为主.