海藻酸钠改性硫化亚铁对Pb和Cd的同步吸附性能和机制

采选冶废水下渗造成地下水Pb和Cd复合污染. 本文通过交联技术制备了海藻酸钠改性硫化亚铁（FeS-SA）,研究了FeS-SA对水中Pb和Cd的同步吸附动力学、吸附容量及MnO₂的影响,探讨了吸附机制及Pb的竞争吸附优势. 研究表明,相对于FeS,FeS-SA具有更高的分散性和稳定性. FeS-SA颗粒尺寸更小更均一,吸附性能得到显著提升. 相较于FeS,FeS-SA对Pb和Cd的吸附容量为637 mg·g⁻¹和334 mg·g⁻¹,分别提升了90.6%和114%,对Pb和Cd的吸附亲和力也提升了1个数量级. FeS-SA对Pb和Cd的吸附机制主要包括≡S⁻表面络合、离子交换、海藻酸钠（SA）吸附和≡Fe−OH表面络合吸附4种,其中≡S⁻表面络合贡献了近85%的吸附量. 混合体系中FeS-SA对Pb和Cd的吸附量为361 mg·g⁻¹和127 mg·g⁻¹. 与Pb相比（43.3%）,Cd的吸附量较之单一体系下降幅度更大,为62.1%,这与FeS-SA对Pb具有更高的吸附亲和力和更快的吸附速率有关,因此,Pb在同步吸附中占据优势. 由于SA有效阻隔了MnO₂对FeS的氧化,MnO₂对FeS-SA同步吸附Pb和Cd无显著影响（<4%）. FeS-SA吸附性能和抗环境干扰性能的显著提升以及吸附机制的多样化表明其在环境修复中具有很大的应用潜力,本研究为FeS-SA在修复重金属复合污染地下水中的应用提供了数据支持和理论依据.     

羟基磷灰石纳米粒子制备及其对Pb2+离子的吸附性能

采用微乳液法与水热合成法相结合的合成手段,探索新的羟基磷灰石纳米材料合成方法,通过改变实验参数,制备出不同形貌的纳米羟基磷灰石,并考察其表面形貌对重金属离子(Pb2+)吸附性能的影响.     

水杨醛改性壳聚糖对金属离子的吸附性能

研究了以水杨醛改性的壳聚糖及其衍生物对Ｐｂ＾２＋、Ｚｎ＾２＋，Ｃｏ＾２＋的静态吸附性能，结果表明，该类吸附剂对Ｐｂ＾２＋，Ｚｎ＾２＋具有良了的吸附性能，其吸附量可分别达４５５．２和１０５．５ｍｇ·ｇ＾－１，并能在Ｃｏ＾２＋存在下选择吸附Ｐｂ＾２＋，Ｚｎ＾２＋。     

改性稻壳生物炭对水中Cd2+的吸附性能研究

为提高生物炭对水中Cd2+的吸附去除性能,以BC1和BC22种稻壳生物炭为基础材料,分别采用NaOH和FeCl3溶液制备得到NBC1和NBC2以及FBC1和FBC2改性稻壳生物炭,并通过吸附动力学和等温吸附实验研究6种生物炭对水中Cd2+的吸附性能.结果表明,对于50 mg·L-1 Cd2+溶液,当生物炭投加量为1 g...     

钙化好氧颗粒污泥对Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附

好氧颗粒污泥经钙化处理后用来对水中的Pb2+、Cu2+、Cd2+进行吸附实验.对比了不同pH、吸附时间等对吸附性能及吸附行为的影响.结果表明,钙化好氧颗粒污泥对重金属吸附最佳pH值为5.0,20 min即可达吸附平衡,吸附过程符合Langmuir等温方程和Freundlich等温方程;单一吸附体系中,吸附量依次为Cd2+ > Cu2+ > Pb2+,而在共存体系中规律则相反;分别以CaCl2、HNO3和HCl为解吸剂,其解吸效率均可达95%以上;羧基、胺基为吸附的主要官能团,磷酸基团处次要地位.     

不同方式秸秆还田条件下土壤对Cd2+的吸附性能及固定机制研究

秸秆还田作为广泛推行的农业废弃物资源化利用措施,不仅能培肥地力,增加作物产量,还能固碳减排,修复农田重金属污染。为进一步探明秸秆还田对土壤吸附固定重金属的影响,选择我国黑土(BS)、水稻土(PS)、砖红壤(LS)和红壤(RS)4种典型土壤,开展吸附等温试验,考察粉碎处理(S)、焚烧处理(D)和发酵处理(F)等秸秆还田方式下4种土壤对Cd~(2+)的吸附性能及固定作用。Langmuir拟合结果显示所用土壤对Cd~(2+)吸附量由大到小依次为黑土(4 703～10 598 mg·kg~(-1))、水稻土(2 804～4 100 mg·kg~(-1))和砖红壤(2 387～3 906 mg·kg~(-1));Freundlich拟合参数n值由小到大依次为砖红壤(0.13～0.19)、水稻土(0.28～0.43)、黑土(0.27～0.65)和红壤(0.91～2.74),这表明砖红壤、水稻土、黑土和红壤对Cd~(2+)的亲和力逐渐减弱。不同秸秆还田方式中,就黑土而言,不添加秸秆的对照组Cd~(2+)吸附量最高,为10 598 mg·kg~(-1);就水稻土和砖红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附量(3 109～4 100 mg·kg~(-1))高于其他秸秆处理(2 387～3 290 mg·kg~(-1))和对照组(2 444～2 872 mg·kg~(-1))。就黑土而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-6.40～-5.01 kJ·mol~(-1))最小;就水稻土、砖红壤和红壤而言,秸秆焚烧处理Cd~(2+)吸附能(-16.67～-3.13 kJ·mol~(-1))对照(-10.54～-2.35 kJ·mol~(-1))其他秸秆处理(-10.66～-2.17 kJ·mol~(-1))。由于灰分中含有无机矿物成分且能增加土壤pH,秸秆焚烧处理可以显著增加土壤对重金属的吸附量和亲和力。针对4种供试土壤,粉碎处理、焚烧处理和发酵处理秸秆还田方式均不适合黑土,比较适合有机质含量较低的土壤。添加焚烧处理秸秆可以有效增加土壤对Cd~(2+)的固定量和亲和力。     

长三角和珠三角农业土壤对Pb、Cu、Cd的吸附解吸特性

研究了长江三角州和珠江三角州10种代表性农业土壤对重金属Pb、Cu和Cd的吸附与解吸特性。结果表明:大多数土壤对重金属有较强吸附能力,土壤性质对重金属吸附与解吸行为有很大影响。其中,pH值是影响土壤对重金属吸附与解吸的最重要因素,土壤重金属吸附量随pH值增加而增加。土壤pH值和有机质或粘粒含量较高的土壤(如乌栅土、青紫泥田、黄斑田),其对重金属吸附能力高于pH值和有机质或粘粒含量较低的土壤(如黄筋泥、粉泥田)。重金属解吸量随重金属吸附量和土壤重金属饱和度增加呈指数增加趋势;土壤对重金属的吸附能力从强至弱依次为Pb、Cu、Cd;当3种重金属共存时,重金属之间竞争能力强弱顺序与吸附能力顺序相同。重金属之间竞争作用随土壤酸度和重金属污染程度的增加而增强。     

基于Cu2+吸附的龙须眼子菜的改性

为提高龙须眼子菜对废水中重金属离子的吸附性能,采用水浸-NaCl处理对龙须眼子菜进行改性,考察了NaCl浓度、改性时间、改性料液比等对改性龙须眼子菜吸附Cu2+的影响,对各改性参数进行了优化,改性实验的优化条件为:NaCl溶液浓度为1.0mol·l-1,改性时间为60min,改性料液比为1:100.用扫描电镜观察了改性前后龙须眼子菜的表面形貌,结合X射线能谱分析了改性前后、改性龙须眼子菜吸附Cu2+前后元素成分变化.龙须眼子菜经改性后对Cu2+的吸附率有了很大程度的提高,其原因在于:一方面细胞壁上的吸附位点得以充分暴露;另一方面NaCl改性使得龙须眼子菜负载了大量的Na+,增强了其离子交换能力.     

多齿配体改性碱木质素对Hg2+和Cd2+的吸附性能

以碱木质素（AL）为原料,经1,2-二氯乙烷、亚氨基二乙酸（IDA）改性制得多齿配体改性碱木质素（AL-IDA）吸附材料,用FT-IR、热重和氮吸附技术对其结构进行表征.通过静态吸附实验,考察了pH值、吸附时间、Hg2+和Cd2+初始浓度、温度和共存离子等因素对AL-IDA吸附Hg2+、Cd2+效果的影响.结果表明,溶液pH值对AL-IDA的吸附性能有显著影响,最适宜pH值范围是5.0-6.0;吸附平衡时间为8 h,吸附动力学可以用准二级动力学模型描述和预测;Langmuir方程可以较好地描述AL-IDA对Hg2+、Cd2+的吸附;在pH值为5、初始浓度为300 mg·L-1、温度为25℃时,对Hg2+和Cd2+最大吸附容量分别为239.5 mg·g-1、129.2 mg·g-1;温度升高,吸附容量增大,AL-IDA吸附Hg2+、Cd2+的表观活化能分别为22.49 kJ·mo1-1和23.28 kJ·mo1-1,表明吸附主要为化学作用.AL-IDA对重金属Hg2+、Cd2+主要吸附机理是离子交换作用和表面络合.     

钠化改性膨润土对Cd2+的吸附研究

通过等温吸附试验,研究了钙基膨润土及钠化改性膨润土对Cd2+的吸附,并与土壤对Cd2+的吸附进行了对比.试验表明,钠化改性膨润土对Cd2+有很好的吸附作用,可用于重金属污染土壤的治理.pH值是影响吸附效果的一个重要因素.     

电化学驱动水钠锰矿高效吸附去除混合重金属离子

锰氧化物被广泛用作重金属离子吸附剂,电化学调控其氧化还原反应程度可提高重金属吸附容量。然而,多种重金属离子共存时的电化学吸附过程及相互影响机理尚不清楚。本工作采用多周恒流充放电方式研究了水钠锰矿对Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺与Ni²⁺单独及共存时的电化学吸附性能及机理,同时考察了氧化还原程度对吸附性能的影响。结果表明,重金属离子的电化学吸附容量明显高于断路条件下的物理化学吸附容量。在0.5 mmol·L⁻¹单一及多种重金属离子混合溶液中,水钠锰矿电化学吸附容量大小顺序均为Pb²⁺＞Cd²⁺＞Zn²⁺＞Ni²⁺。在单一重金属离子溶液中,Cd²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺和Ni²⁺的去除率分别为41.8%、37.2%、85.6%与31.3%。多重金属离子共存时,Pb²⁺的去除率受其他重金属离子影响较小。Pb²⁺优先占据水钠锰矿上吸附位点阻碍了Cd²⁺、Zn²⁺与Ni²⁺的吸附,导致相应去除率分别降至19.9%、11.6%和5.4%。共吸附过程中,Cd²⁺对Zn²⁺与Ni²⁺有抑制作用,Zn²⁺与Ni²⁺互相抑制且Zn²⁺对Ni²⁺抑制作用较强。随着水钠锰矿氧化还原程度加剧,Pb²⁺去除率明显增加,Cd²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺的去除率变化不大。该研究可为锰氧化物用于电化学吸附处理重金属污染废水提供基础数据和参考。     

The Adsorption of Lead and Copper from Aqueous Solution on Modified Peat–Resin Particles

Raw peat was modified with sulfuric acid, then mixed modified with resin to prepare the modified peat–resin particles. Using the batch experimental systems, the removal of heavy metals (copper and lead) on the modified peat–resin particles was investigated. The data of the adsorption isotherm could be fitted by the Langmuir equation well. The adsorption rate of heavy metals on modified peat–resin particles was very swift. The removal processes of heavy metals on modified peat–resin particles could be well described by pseudo-second order model. The adsorption rate of lead was affected by the initial heavy metal concentration, initial pH, particle size, agitation speed and particle mass. In the adsorption of heavy metals (lead and copper) on the modified peat–resin particles, ion exchange was the major reaction mechanism. Desorption data showed that the lead adsorbed by modified peat–resin particle could be desorbed by 0.5 N or 1.0 N HNO₃. The desorption rate was swift. The experiments indicated that the modified peat–resin particles have great potential for the removal of heavy metals from wastewater.     

棉花秸秆生物炭对水中硫酸根离子的吸附特性

以棉花秸秆生物炭（BCS）为吸附剂,研究了BCS的吸附动力学、热力学特性以及制备温度、投加量和溶液pH等因素对BCS吸附SO42-的影响.结果表明,制备温度为500℃的BCS（BCS500）比300℃的BCS（BCS300）更有利于SO42-的吸附去除;在20 mL溶液中,BCS500的投加量为0.1000 g时,对SO42-的吸附去除最为理想,升高溶液pH值会减小BCS500对SO42-的吸附量.动力学拟合表明准二级动力学方程比准一级动力学方程和Elovich方程能更好地描述吸附过程,所得吸附平衡时间为6 h.颗粒内扩散模型拟合发现BCS吸附SO42-分为表面吸附和颗粒内扩散两个过程.相比于其他等温吸附方程,Langmuir方程能更好地描述BCS500对SO42-的吸附行为,由Langmuir方程拟合所得BCS500的理论最大吸附量（52.13 mg·g-1）比BCS300的理论最大吸附量（31.46 mg·g-1）大.而计算所得热力学参数,如吉布斯自由能变△Gm Hm Sm > 0,表明BCS500对SO42-的吸附是一个自发、吸热且熵增加的过程;在25、35、45℃时,△Gm分别为-9.61、-12.50、-13.96 kJ·mol-1,介于-20─0 kJ·mol-1之间,且反应为吸热反应,表明BCS500吸附SO42-主要以物理吸附为主.     

改性泥炭对水溶液中铬的去除

为克服泥炭利用过程中存在的一些问题,对原泥炭进行了改性处理,并将改性后的泥炭与树脂结合以增强改性泥炭的机械强度。通过静态试验方法研究了改性泥炭对来自水溶液中的铬离子的吸附特性。结果表明：改性泥炭对水溶液中的铬的吸附等温过程符合Freundlich吸附等温方程,其吸附动力学符合准二级动力学方程。溶液的pH值对铬的去除产生显著的影响,在pH在1．5－3．0时,改性泥炭对6价铬的去除效果最好。     

常见微塑料对水中镉离子和铅离子的吸附：吸附能力和吸附机制

复合污染水环境中共存的新污染物微塑料和重金属可能发生吸附相互作用,进而改变二者的环境行为和风险。对微塑料吸附共存重金属的能力和机制研究有助于准确评估其环境风险。因此,本研究选择了3种成分结构差异较大的微塑料(5～10 μm)聚乙烯(polyethylene, PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate, PET)和聚酰胺-6 (polyamide-6, PA-6),研究其对水中Cd²⁺和Pb²⁺的吸附。吸附实验结果表明,相同条件下,3种微塑料对Pb²⁺的吸附能力均强于对Cd²⁺的;对同种金属离子的吸附能力顺序为PE>PET>PA-6。金属离子在吸附位点分布不均匀的微塑料异质表面发生的多层吸附可分为快速吸附、缓慢吸附和吸附平衡3个阶段。吸附中静电作用和配位作用是主要吸附机制,PE和PET发生了离子交换吸附,而PA-6发生了相互作用更强的化学吸附。吸附机制的差异可能导致3种微塑料对共存金属离子的生物有效性、在生物体内蓄积性等的影响不同。相关研究结果可为进一步分析吸附对二者环境行为和生态毒性的影响提供理论依据。     

改性木薯秸秆对硝酸根的动态吸附及脱附

利用以环氧氯丙烷、N,N-二甲基甲酰胺、吡啶、二甲胺溶液对天然木薯秸秆进行化学改性得到的新型阴离子吸附剂,研究在不同条件下对KNO3溶液的动态吸附及脱附再生效果.结果表明,与改性前相比,木薯秸秆的吸附性能有了很大提高.随着KNO3溶液质量浓度由50 mg·L-1增加至150 mg·L-1,改性木薯秸秆吸附硝酸根至饱和的时间由120 min缩短至65 min,动态饱和吸附量由11.73 mg·g-1增至26.58 mg·g-1 ;当KNO3溶液流速分别为3、5、10 mL·min-1时,动态吸附至饱和时间分别为150、120、65 min,改性吸附剂对硝酸根的饱和吸附量和去除率降低;改性木薯秸秆在中性溶液时,吸附效果较好,120 min后达饱和,而在碱性和酸性时40 min即达饱和.Thomas模型能够很好地描述改性木薯秸秆对KNO3的动态吸附动力学.分别选用0.05 mol·L-1 NaCl、NaOH和HCl溶液做脱附剂可以得到较好的脱附效果.     

Recovery of NH 4 + by corn cob produced biochars and its potential application as soil conditioner

NH4^＋ ion, a main pollutant in aquatic systems, not only causes eutrophication in rivers and lakes but also contributes to fish toxicity. In this study, an eco-friendly biosorbent was prepared from the pyrolysis of corn cob, a low-cost agricultural residue. The biochars produced by pyrolysis of corn cob at 400℃ and 600℃ were characterized and investigated as adsorbents for NH4＋ -N from an aqueous solution. The biochars were characterized through elemental analysis, Brunauer-Emmett-Teller-N2 surface area analysis, scanning electron microscopy, and Fourier transform infrared spectroscopy. Batch experiments were conducted to investigate the NH4＋ adsorption process of the corn cob biochars. The Freundlich isotherm model fitted the adsorption process better than the Langmuir and Dubinin-Radushkevich isotherm models. Moreover, the adsorption process was well described by a pseudo-second-order kinetic model. Results of thermodynamic analysis suggested that adsorption was a nonspontaneous exothermic process. Biochars produced at 400℃ had higher adsorption capacity than those produced at 600℃ because of the presence of polar functional groups with higher acidity. The exhausted biochar can be potentially used as soil conditioner, which can provide 6.37 kg NH4＋-N-t^-1 （N fertilizer per ton of biochar）.     

Ⅱ.尾矿砂对重金属的吸附作用

本文研究了尾矿砂颗粒对Cu,pb,Cd三种重金属离子的吸附作用,以及各种环境条件因素对颗粒表面吸附作用的影响。实验结果表明,细微尾矿砂颗粒对溶液中的重金属离子具有较强烈的吸附作用,并且强烈地依赖于溶液的pH。根据表面络合反应,对尾矿砂颗粒表面基团可能参与的表面络合反应和吸附的重金属形态进行了讨论,并应用简化络合反应模式,求取了尾矿砂颗粒与Cu,Pb,Cd的表面络合形成的条件稳定常数pKad。     

纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展

重金属是毒性大、难降解、易累积的环境污染物,纳米零价铁作为一种新型功能修复材料在去除水体和土壤中重金属方面有着广阔的应用前景.本文综述了纳米零价铁颗粒去除水中重金属的研究进展,包括纳米零价铁的常用制备方法及特性、去除效能、对不同重金属的去除机理以及发展前景和今后的研究方向,以期为该领域的深入研究提供借鉴并拓展新的思路.     

Heavy metals uptake from aqueous solutions using marine algae (Colpomenia sinuosa): kinetics and isotherms

The adsorption of copper, zinc, cobalt, lead and cadmium ions onto Colpomenia sinuosa was studied as a function of contact time, initial metal ion concentration and initial pH. In addition, desorption studies were performed. Characterisation of this adsorbent was also confirmed by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) analysis. Batch adsorption experimental data were analysed using Langmuir, Freundlich and Dubinin–Raduschkevich (D–R) adsorption isotherms. The results indicated that the biosorption equilibrium was well described by both the Freudlich and D–R isotherms. Moreover, sorption kinetics was performed and it was observed that equilibrium was reached in<60 min, which could be described by the pseudo-second-order kinetic model for all heavy metals. The sorption of heavy metals onto the biomass was largely dependent on the initial solution pH. The elution efficiency for heavy metal ions desorption from C. sinuosa was determined for 0.1 M HCl, 1.0 M HCl and 1.0 M HNO₃. Desorption efficiency and also adsorption capacity were highest for Pb(II). The results indicate that C. sinuosa has great potential for the removal of heavy metals in an ecofriendly process.