阳离子凝胶吸附和回收水中的Cr(Ⅵ)

以三乙烯四胺、二甲胺和甲醛为单体、戊二醛为交联剂,以溶液缩聚-交联法制备了一种高等电点、高阳离子度的阳离子凝胶吸附剂.通过核磁共振碳谱、表面zeta电位和扫描电镜分析探讨了阳离子凝胶吸附水中Cr(Ⅵ)的机理和行为特点,通过静态和动态吸附实验评估了凝胶的吸附能力和再生效果,最后探索了铬的回收.研究表明,阳离子凝胶的等电点为10.2,pH=3时阳离子度达3.9 mmol·g~(-1),其对水中Cr(Ⅵ)的大容量吸附主要基于凝胶网络上数量众多的质子化胺基与Cr(Ⅵ)间的静电作用.阳离子凝胶对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力远高于Cu~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)等金属离子且不受SO_4~(2-)、NO~-_3、Cl~-等阴离子影响.吸附过程中,Cr(Ⅵ)扩散进入凝胶内部与阳离子吸附位点相结合并最终达到动态吸附-脱附平衡.在动态吸附实验中阳离子凝胶同样具有良好的吸附能力,尽管再生后凝胶对Cr(Ⅵ)的吸附容量有所降低,但采用灼烧灰化的方法则可完全回收凝胶所吸附的Cr(Ⅵ).     

悬铃木果毛基α-FeOOH光催化还原去除水中Cr(Ⅵ)的性能和机理

选用经氢氧化钠和纤维素酶预处理的悬铃木果毛(ae-PAF)作为载体,通过一步水热法得到悬铃木果毛基α-FeOOH复合材料(α-FeOOH@ae-PAF),利用SEM、FT-IR和XRD对样品进行表征,详细考察了样品对Cr(Ⅵ)的光催化还原去除性能.实验结果表明,预处理实现了悬铃木果毛表面蜡质及纤维素组分的去除,水热法得...     

改性加拿大一枝黄花去除水中Cr(Ⅵ)的特性分析

以生物入侵植物加拿大一枝黄花为原料,利用环氧氯丙烷、氢氧化钠和三乙胺对其进行化学改性,制备出含季铵基的吸附剂.采用元素分析、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、氮气吸附和X射线光电子能谱等手段对改性前后加拿大一枝黄花物理化学性质进行表征,并通过批实验的方法探讨了改性前后加拿大一枝黄花对Cr(Ⅵ)的吸附行为及热力学性质.结果表明,加拿大一枝黄花改性后纤维素内部产生了爆裂式膨胀,含氮量增加,引入了季铵基,吸附Cr(Ⅵ)离子能力显著提高.吸附实验结果表明,改性加拿大一枝黄花吸附去除Cr(Ⅵ)的平衡时间约为3 h,p H值为1—7范围内吸附效果较好.吸附过程符合准二级动力学模型,并均能较好地符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型(R20.95),298 K时最大吸附量为29.62 mg·g-1.应用van't Hoff方程对吸附热力学参数进行了计算,结果表明Cr(Ⅵ)在改性加拿大一枝黄花上的吸附为熵加的自发物理吸热过程.     

Fe(Ⅲ)-柠檬酸盐体系中Cr(Ⅵ)还原和酸性黄的协同降解

研究了在紫外光照射下,Fe(Ⅲ)-柠檬酸盐体系同时还原Cr(Ⅵ)和氧化酸性黄.同时,考察了溶液的pH值、Fe(Ⅲ)的浓度、柠檬酸盐(cit3-)的浓度、酸性黄(AY)的浓度以及Cr(Ⅵ)的初始浓度对反应速率的影响.分析了光反应动力学.研究结果表明,Cr(Ⅵ)的光还原和酸性黄的氧化互相促进,具有协同效应;Cr(Ⅵ)光还原的初始速率和酸性黄氧化的初始速率随着Fe(Ⅲ)的浓度、柠檬酸盐的浓度、酸性黄的浓度以及Cr(Ⅵ)的初始浓度的增加而增大;Cr(Ⅵ)的光还原和酸性黄光氧化的表观动力学方程分别为:-dCCr(Ⅵ)/dt=0.1123[Cr(Ⅵ)]0.16[Fe(Ⅲ)]0.4[cit3-]0.11[AY]0.37,-dCAY/dt=0.0916[Cr(Ⅵ)]0.72[Fe(Ⅲ)]0.74[cit3-]0.42[AY]0.3.     

玉米芯吸附水中Cr(Ⅵ)的特性及SEM-EDS表征分析

Cr是人和动物所必需的微量元素,但工业废水中的高浓度的Cr会对人类健康和生态环境都会造成严重的危害。为探讨玉米芯对废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性,以期为应用玉米芯处理含Cr废水提供理论依据,在本研究中设置了3项试验:不同p H条件下的吸附试验、等温吸附试验和热力学试验,并对吸附前后的玉米芯进行扫描与能谱分析,探究玉米芯作为吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附机理。结果表明:低p H有利于玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附,在p H为1.0左右时,玉米芯对Cr(Ⅵ)有最佳吸附效果,最高去除率可达94.35%,最大吸附量可达23.944 0 mg·g-1;玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型,但以Freundlich模型的拟合效果为最优,1/n为0.887 5,表明玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附强度适中;D-R模型中E=3.152 8 k J·mol-1,表明该吸附主要为物理吸附过程;热力学参数ΔH为-0.272 8 k J·mol-1,ΔS为0.014 3 k J·mol-1·K-1,表示玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的放热过程,且升高温度有利于吸附过程的进行;通过扫描电镜可以看出玉米芯表面产生了较多空洞结构,可能是酸性吸附质溶液可以使纤维素水解,增大了玉米芯的比表面积,形成了更有利于吸附的条件;另外玉米芯质子化的静电作用以及含氧官能团对阳离子的亲和性分别对阴离子形式的Cr(Ⅵ)和被还原成阳离子的Cr(III)有吸附作用。这些原因促进了玉米芯对Cr的吸附。     

Fe(Ⅲ)改性生物质炭对水相Cr(Ⅵ)的吸附试验

为考察Fe(Ⅲ)改性对生物质炭吸附水相中Cr(Ⅵ)的影响,采用吸附平衡试验结合Zeta电位、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射法(XRD)等方法研究了Fe(Ⅲ)改性秸秆生物质炭对Cr(Ⅵ)的吸附作用及机制。结果表明,Fe(Ⅲ)通过与生物质炭表面官能团形成络合物及氢氧化铁表面沉淀的物理覆盖作用降低生物质炭表面负电荷,增加表面正电荷,从而促进生物质炭对Cr(Ⅵ)的吸附。Fe(Ⅲ)改性对花生秸秆炭吸附Cr(Ⅵ)的促进作用大于稻草炭,pH值为5.0时Fe(Ⅲ)改性分别使花生秸秆炭和稻草炭对Cr(Ⅵ)的最大吸附量提高79%和26%。在pH值为4.0~6.5范围内,生物质炭和改性生物质炭对Cr(Ⅵ)的吸附量均随悬液pH值升高而降低,Fe(Ⅲ)改性对生物质炭吸附Cr(Ⅵ)的促进作用也呈相似的变化趋势。改性生物质炭的表面负电荷随pH值升高而增加是Cr(Ⅵ)吸附量减小的主要原因。Cr(Ⅵ)可在改性生物质炭表面的同时发生静电吸附和专性吸附,Cr(Ⅵ)的专性吸附量也随pH值升高而减小。因此,改性秸秆生物质炭在酸性条件下对Cr(Ⅵ)有较高的吸附容量,可用于酸性废水中Cr(Ⅵ)的吸附和去除。     

砖红壤对Cr(Ⅵ)吸附-解吸反应动力学研究

研究了表面覆盖度、H2PO-4等因素对砖红壤吸附Cr(Ⅵ)反应动力学的影响,以及土壤与Cr(Ⅵ)反应时间对表面吸附态C r(Ⅵ)解吸量的影响,还对土壤吸附Cr(Ⅵ)机理进行了初步探讨.在所研究的pH值范围内,砖红壤对Cr(Ⅵ)的吸附量随离子强度增加而减少,这表明砖红壤吸附Cr(Ⅵ)机理中存在静电吸附.动力学实验表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度较高时(0.1 mmo.ll-1),吸附反应速率开始比较快,持续约5m in,随后逐渐减缓.而当Cr(Ⅵ)初始浓度较低时(0.05 mmo.ll-1),土壤对其吸附速率十分迅速,5m in内的吸附量占总吸附量的96%以上.该结果表明,表面覆盖度越低,吸附反应速率越快.H2PO-4的存在将降低吸附反应速率和吸附量.H2PO-4对土壤表面吸附态Cr(Ⅵ)的解吸反应动力学也表现出双速率特征,即开始比较迅速而随后逐渐变缓.当延长土壤对Cr(Ⅵ)的吸附时间后,Cr(Ⅵ)吸附量虽然没有增加,但其解吸量却减少,这说明吸附态Cr(Ⅵ)滞留在土壤表面期间,其结合形态向难解吸态方向发生了转变.     

TiO_2纳米棒阵列薄膜的制备及其光催化还原Cr(Ⅵ)

采用水热法在导电玻璃(FTO)上合成具有一维结构的TiO2纳米棒阵列薄膜.用扫描电子显微镜,广角X-射线粉末衍射,紫外可见分光光谱等手段对薄膜进行了表征,研究了不同浓度钛酸四丁酯和水热反应时间对FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜形貌的影响及FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的反应性能.结果表明,当钛酸四丁酯浓度为0.05 mol·L-1和水热反应时间为20 h时制备的FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜形貌最优,一维FTO-TiO2纳米棒阵列薄膜光催化还原Cr(Ⅵ)的性能优于商业化二氧化钛P25制备的薄膜.     

壳聚糖稳定纳米铁去除地表水中Cr(Ⅵ)污染的影响因素

以壳聚糖为稳定剂,制备纳米零价铁颗粒,TEM表征结果显示:其粒径分布范围为20—150 nm,平均粒径为82.4 nm.研究表明,壳聚糖稳定的纳米铁去除Cr(Ⅵ)的还原反应符合一级反应动力学方程.溶液中投加稳定剂壳聚糖,当壳聚糖浓度为150 mg.l-1时,80 min内表观一级动力学常数kobs约为空白溶液的2倍;干扰离子Ca2+,Mg2+,HCO3-和CO32-对壳聚糖稳定纳米铁去除Cr(Ⅵ)的批试验结果显示,Ca2+和Mg2+在80 min内使壳聚糖稳定纳米铁对Cr(Ⅵ)去除率分别降低了约20%和10%;HCO3-和CO32-的存在使去除率降低了约10%.     

有机-无机复合改性蒙脱石同时吸附水中苯酚和铬(Ⅵ)

以钠基蒙脱石(Na-MMT)为原料,采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)预先改性,然后进行羟基铝柱撑改性,以制备不同CTMAB含量的有机-无机复合蒙脱石(CTMAB-Al-MMT),用于同时对水中苯酚和铬(Ⅵ)的吸附.采用XRD、FTIR表征复合改性蒙脱石.研究结果表明,CTMAB和羟基铝阳离子有效进入蒙脱石层间,且层间距随CTMAB加载量增大而增加.吸附时间、溶液pH和投剂量等因素对吸附率的影响显著,在混合溶液的苯酚、铬(Ⅵ)初始浓度均为30 mg·L-1,投剂量0.6 g/50 mL,pH=6,以及吸附时间2 h时,苯酚和铬(Ⅵ)吸附去除率分别达85.0%和94.7%,表明制备的复合改性蒙脱石具有能有效同时吸附水中苯酚和铬(Ⅵ)的良好性能.复合改性蒙脱石对苯酚、铬(Ⅵ)的等温吸附可用Langmuir方程和Freundlich方程来拟合,对苯酚的吸附符合Freundlich方程,相关系数为0.9946,对铬(Ⅵ)的吸附符合Langmuir方程,相关系数为0.9989.     

木本泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以木本泥炭为吸附材料,用于去除水中的Cr(Ⅵ).研究了溶液pH值、吸附时间、木本泥炭用量、缓冲液浓度和初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附的影响,以及溶液pH值对Cr(Ⅵ)解吸附的影响.结果表明,木本泥炭对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH值的增大而减小,当溶液pH值为4时,木本泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附能力最强,3.33 g·L~(-1)木本泥炭对100 mg·L~(-1)Cr(Ⅵ)的吸附量为29. 98 mg·g~(-1);当磷酸盐缓冲液浓度在0. 10—0.20 mol·L~(-1)范围内时,随着缓冲液浓度的增大Cr(Ⅵ)的吸附量逐渐减小;木本泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合准一级反应动力学,其吸附等温线符合Langmuir吸附模型;当溶液pH值小于6时,Cr(Ⅵ)的解吸率低于0.32%.     

改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附动力学

以氢氧化钠作为预处理剂,以环氧氯丙烷作为醚化交联剂,以三甲胺作为季铵化反应剂,对原稻草进行改性;比较改性前后稻草的吸附效果,探究pH对吸附效果的影响以及不同初始浓度、温度条件下改性稻草吸附Cr(Ⅵ)的动力学特性.结果表明,改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附量得到很大提高;pH值在2.0—6.4之间时,Cr(Ⅵ)的吸附量达到最大值,本实验选择pH=6.4;不同Cr(Ⅵ)初始浓度和不同温度下,准二级速率方程相关系数R2的范围为0.9562—0.9982,证明准二级速率方程能够很好地描述改性稻草对Cr(Ⅵ)的吸附过程,准二级速率方程的吸附速率常数k2随温度的升高而增大;准一级速率方程只适合描述Cr(Ⅵ)吸附过程的初始阶段,吸附过程受颗粒内扩散的控制;稻草秸秆通过化学改性制成表面有季铵基的氯型吸附剂,Cr(Ⅵ)的阴离子与改性稻草上的氯离子交换从而得以去除.     

稀水溶液中Cr(Ⅵ)的光催化还原研究

以甲醇、正丙醇、丙三醇和苯酚作为俘获剂,研究稀水溶液中Cr(VI)的光催化还原过程,考察Cr(VI)在催化剂表面上的界面吸附行为及溶液pH值、俘获剂类型等对其光催化还原过程的影响.结果表明,溶液pH值对Cr(VI)吸附的影响为:(1)溶液pH<2.4时,随pH值升高,吸附量减少;(2)pH值在2.4-5.0时,随pH值的升高,吸附量上升,在pH＝5.0时吸附量达到最大;(3)pH>5.0时,吸附量迅速下降.但溶液pH值对Cr(VI)光催化还原的影响与其对Cr(VI)吸附的影响存在显著差异,随pH值的升高,Cr(VI)的还原率下降,在溶液pH＝1.0时60min内可还原完全,而在pH＝9.0时经相同时间后Cr(VI)仍残余65.18%.俘获剂类型对Cr(VI)的还原也有一定影响.     

铁粉和煤灰去除地下水中的六价铬Cr(Ⅵ)的研究

通过静态实验和动态实验研究了铁粉、煤灰及其混合物对地下水中六价铬离子Cr(Ⅵ)的去除效果。在静态实验中,探讨了铁粉用量,煤灰用量,煤灰粒度,放置时间对地下水中Cr(Ⅵ)去除率的影响及两者混合后对地下水中Cr(Ⅵ)去除效果。实验结果表明,两者混合后,对水中Cr(Ⅵ)的去除效果较好,并可节省铁粉的用量,即0.5g铁粉和10.0g煤灰混合,处理50mLCr(Ⅵ)质量浓度为10mg·L-1的水样,与单独用0.7g铁粉处理的效果相同,水中Cr(Ⅵ)的去除率接近100%。在动态实验中,用与静态实验等量的铁粉和煤灰,可处理150MlCr(Ⅵ)质量浓度为10mg·L-1的水样,处理后水中的Cr(Ⅵ)可达到饮用水的水质标准。结果表明,铁粉和煤灰可作为原位处理地下水中Cr(Ⅵ)的反应材料,为地下水的原位处理技术奠定了实验基础。     

SO2-4/TiO2光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

将溶胶-凝胶法制备的SO^2-4／TiO2在不同温度下焙烧得到了具有不同特性的催化剂,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、静态吸附等手段对催化剂进行了表征,研究了不同特性的SO^2-4／TiO2催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)的行为,并对其影响因素进行了分析,结果表明：SO^2-4／TiO2在300—600℃下焙烧均具有较高的催化效率,而在700℃及800℃下焙烧其催化活性显著降低,SO^2-4／TiO2的这种催化特性是由其吸附性能、晶相组成及表面酸量决定的。     

改性木质素吸附剂和水热活化碳去除Cr(Ⅵ)的研究进展

工业化的迅速发展,导致水体中的重金属污染日益严重,不仅对自然环境的可持续发展提出了严峻考验,也严重威胁着人类的健康。治理铬[Cr(Ⅵ)]污染的众多方法中,吸附法因其环保、高效、可循环再生、无二次污染等优点,被认为是一种极具应用前景的方法。木质素碳和水热活化法获得的碳材料中均含有大量官能团,对去除废水中的Cr(Ⅵ)具有巨大潜力。本文综述了改性木质素基吸附剂和水热活化碳去除Cr(Ⅵ)的研究进展及存在的问题,展望了提高吸附剂吸附效率的方法和实现吸附剂工业化应用的途径。     

铁(Ⅲ)-丙酮酸盐配合物光解引发水中铬(Ⅵ)还原

初步研究了含有Fe(Ⅲ)及丙酮酸盐的溶液在高压汞灯照射下对铬(Ⅵ)的光还原反应．考察了溶液pH值、Fe(Ⅲ)浓度、丙酮酸钠浓度、Cr(Ⅵ)浓度对反应的影响．分析了光还原反应的动力学及反应机制．结果表明：铁-丙酮酸盐体系能光还原Cr(Ⅵ)；最佳pH为3．0；Cr(Ⅵ)光还原的初始速率随着加入的铁(Ⅲ)、丙酮酸盐、Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而增加；实验条件下的表观动力学方程为：-dGCr(Ⅵ)／dt=0．021[Cr(Ⅵ)]0.39[Fe(Ⅲ)r1.05[CH3COCOONa]0.39；Fe(Ⅲ)-丙酮酸盐配合物光解产生的Fe(Ⅱ)是Cr(Ⅵ)的主要还原剂．     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

将溶胶-凝胶法制备的SO42-/TiO2在不同温度下焙烧得到了具有不同特性的催化剂,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、静态吸附等手段对催化剂进行了表征.研究了不同特性的SO42-/TiO2催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)的行为,并对其影响因素进行了分析.结果表明:SO42-/TiO2在300-600℃下焙烧均具有较高的催化效率,而在700℃及800℃下焙烧其催化活性显著降低.SO42-/TiO2的这种催化特性是由其吸附性能、晶相组成及表面酸量决定的.     

MnO2氧化去除制革污泥中的Cr(Ⅲ)

开展了MnO2化学氧化去除制革污泥中Cr(Ⅲ)的研究.结果表明,pH为4.0时MnO2处理污泥16h,Cr(Ⅲ)的溶出率达到90%以上(污泥中总Cr的原始浓度为6548mg·kg-1),但pH>6.0时MnO2基本不能去除污泥中的Cr(Ⅲ);处理温度升高、MnO2加入量的增大有利于Cr(Ⅲ)的去除.     

胶原纤维固化黑荆树单宁吸附Cr(Ⅵ)的研究

研究了胶原纤维固化黑荆树单宁对Cr（Ⅵ）的吸附．采用不同温度、pH值等条件进行吸附研究，并进一步探讨了固化黑荆树单宁的吸附动力学和吸附柱动力学及其吸附机理．结果表明，该材料对Cr（Ⅵ）的吸附平衡符合Freundlich方程，温度对吸附平衡的影响不明显；吸附动力学可用拟二级速度方程来描述，该材料同时具有良好的柱动力学特性；Cr（Ⅵ）的吸附过程可能存在3个反应，即Cr（Ⅵ）与吸附剂之间发生氧化还原反应生成Cr（Ⅲ），Cr（Ⅲ）和-COOH之间发生离子交换反应，以及Cr（Ⅲ）与单宁的邻位羟基发生螯合．图8表2参10