鸡蛋壳废料对水体中Cr(Ⅵ)的吸附特征与机理

利用鸡蛋壳废料对水中的Cr(Ⅵ)进行吸附处理,研究溶液p H、振荡时间、投加量和温度对鸡蛋壳废料吸附水体中Cr(Ⅵ)的特征和吸附机理。结果表明,在含有1 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液的100 m L吸附体系中,鸡蛋壳废料可在30 min内完成吸附过程。溶液p H=2.5时,吸附量最大。鸡蛋壳投加量为1.0 g时,平衡吸附容量为0.0917 mg/g。利用鸡蛋壳去除水中Cr(Ⅵ)的最佳工艺参数为振荡时间30 min,初始p H为3.0,投加量2.0 g,体系温度35℃。鸡蛋壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程用Langmiur和Freundlich方程能较好拟合,其中理论饱和吸附量在20℃、30℃和40℃时分别为0.1944、0.2034和0.2096 mg/g。吸附的焓变为8.76×10-3k J/mol,熵变为-45.96 J/(mol·K),吉布斯自由能变均为正值,变化范围是4.357~9.693 k J/mol。鸡蛋壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程主要为物理性的单分子层和多分子层吸附。     

Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-铁粉还原再生脱除NO性能

利用Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收-铁粉间歇还原再生脱除NO并回收氨资源的方法,实验研究了铁粉还原再生Fe(Ⅱ)(NO)EDTA的过程及其影响因素。结果表明,以0.015 mol/L的Fe(Ⅱ)EDTA做吸收剂,在起始p H 5.5、温度323K条件下吸收400×10-6~500×10-6的NO,脱除率95%以上;铁粉还原再生Fe(Ⅱ)(NO)EDTA过程可用缩芯模型阐释;铁粉添加量与搅拌强度直接决定了铁粉质点数量,是影响反应的重要因素;实验中Fe(Ⅱ)(NO)EDTA络合液150 m L,氧气含量为5%时,搅拌速度900 r/min、粒径为0.12 mm的铁粉浓度5.3 g/L、温度353 K、p H=6为最适宜再生条件。     

Fe(Ⅱ)络合—Fe(Ⅲ)催化氧化—S(Ⅳ)还原湿法脱除烟气中NO_x

Fe(Ⅱ)络合吸收烟气中的NO生成亚硝酰亚铁络合物,使NO快速进入液相;在Fe(Ⅲ)催化氧化作用下NO可以被S(Ⅳ)化合物还原。基于以上反应机制,提出了Fe(Ⅱ)络合—Fe(Ⅲ)催化氧化—S(Ⅳ)还原湿法脱除燃煤锅炉烟气中NO_x的新方法,考察了Fe的价态、吸收液pH、烟气中O_2、亚硫酸钠添加量等因素对NO_x脱除效率的影响。结果表明,在无O_2烟气的脱硝实验中,当吸收液中Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)共存,pH为2.2~2.9时,对NO_x的脱除效果最好,脱除效率为75%;当烟气中有O_2存在时,Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)共存,吸收液中的S(Ⅳ)被快速氧化,使得烟气中SO_2所提供的S(Ⅳ)化合物积累量难以达到预期脱硝效果所需的浓度水平,实验通过持续投加亚硫酸钠来补充脱硝所必需的S(Ⅳ)化合物,其瞬时投加量为10~(-4)~10~(-3) mol/(L·min)时,对NO_x的脱除具有较明显的促进作用。与此同时,投加亚硫酸钠并未影响此工艺对SO_2的脱除效率,脱硫效率始终维持在95%以上。     

铁碳材料还原NO络合吸收体系中Fe(Ⅲ)EDTA的性能

在湿法烟气脱硝中,Fe(Ⅱ)EDTA是一种常用的螯合剂,对NO有良好的络合吸收能力,但是Fe(Ⅱ)EDTA容易被O2氧化成对NO无络合能力的Fe(Ⅲ)EDTA。因此,选择合适的还原剂实现Fe(Ⅲ)EDTA的高效还原是络合脱硝的关键技术之一。比较了铁碳(Fe/AC)和铁粉(Fe)在不同搅拌速度下对Fe(Ⅲ)EDTA的还原,系统探讨了铁碳质量比、O2浓度、铁碳中Fe与Fe(Ⅲ)EDTA的摩尔比、pH值和Fe(Ⅲ)EDTA初始浓度对铁碳还原Fe(Ⅲ)EDTA的影响,考察了Fe/AC投加前后NO吸收效率的变化,同时通过BET、XRD表征技术对铁碳材料进行了分析。结果表明:Fe/AC能很好地再生Fe(Ⅱ)EDTA,从而提高NO吸收效率。提高搅拌速度、铁碳中Fe与Fe(Ⅲ)EDTA的摩尔比、Fe(Ⅲ)EDTA初始浓度,Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率会相应增大;O2浓度及pH增大会降低Fe(Ⅲ)EDTA的还原速率。表征结果表明,铁碳表面形成的氢氧化物为γ-Fe OOH。     

多胺改性PGMA-DAAM树脂的合成及对Pb~(2+)的吸附性能

甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与双丙酮丙烯酰胺(DAAM)发生共聚,生成一种含环氧基和DAAM亲水链节的PGMA-DAAM共聚物,再与三乙烯四胺反应,合成了一种多胺改性的PGMA-DAAM树脂(TETA-PGMA-DAAM)。树脂的结构经元素分析、红外光谱和热重分析进行表征。探讨了合成树脂对Pb~(2+)的吸附性能,考察了吸附温度、pH、金属离子浓度等因素对吸附效果的影响。结果表明,树脂对Pb~(2+)的吸附量随着温度的升高而略有增大,在pH约为4.7、温度为40℃和Pb~(2+)平衡浓度为0.01299 mol/L时其最高吸附量可达到1.581 mmol/g。树脂对Pb~(2+)的吸附符合Boyd模型,表现为液膜扩散控制,其扩散系数在30℃和35℃时分别为0.0131 min-1和0.0175 min-1。吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附式。吸附热力学参数ΔG,ΔH和ΔS分别为-3.912 k J/mol(25℃)、2.058 k J/mol和20.025 J/mol,表明吸附过程为自发进行的吸热过程。     

MnO2表面结合Fe(Ⅱ)对三氯乙烯的还原脱氯作用

通过批量实验研究了Fe(Ⅱ)、MnO2和MnO2表面吸附Fe(Ⅱ)这3种体系对溶液中三氯乙烯的还原脱氯作用。发现Fe(Ⅱ)吸附在MnO2表面时,对三氯乙烯的脱氯作用最强,氯代降解产物为顺-二氯乙烯(cis-DCE),且反应符合准一级动力学。进一步实验表明,保持Fe(Ⅱ)浓度为1 mmol/L,反应速率常数kobs和三氯乙烯去除率随pH升高(5.0～9.0)而增加,最大值分别为1.62×10-1h-1、70.4%;固定pH=7.0,kobs和三氯乙烯去除率随其Fe(Ⅱ)浓度增加(1～3mmol/L)而增大。Fe(Ⅱ)浓度继续增加,kobs和三氯乙烯去除率反而减小。pH=7.0,Fe(Ⅱ)浓度为3 mmol/L时,kobs和三氯乙烯去除率达到最大值,分别为2.86×10-1h-1和85.7%。     

汞(Ⅱ)和砷(Ⅲ)在草炭土胡敏酸上的吸附

为研究汞和砷在胡敏酸上的吸附特性,从辽宁彰武采集了草炭土并用稀碱法提取胡敏酸。研究胡敏酸对Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)吸附作用,探讨温度(15、25、35、45℃)、pH(3,5,7,9)和离子强度(Ca2+,H2PO-4)对该吸附的影响,并计算吸附活化能。结果表明:温度与胡敏酸对Hg(Ⅱ)的吸附呈显著正相关,而对胡敏酸吸附As(Ⅲ)的影响较小;pH对胡敏酸吸附Hg(Ⅱ)也呈正相关,而胡敏酸对As(Ⅲ)的吸附以中性最好,酸性、碱性下吸附量均降低;Ca2+对Hg(Ⅱ)的吸附有明显的抑制作用,H2PO-4对As(Ⅲ)的吸附影响很小。对等温吸附实验结果拟合证明,胡敏酸对Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)等温吸附更符合Freundlich模型。对动力学吸附实验结果拟合证明,准二级动力学方程能很好地描述胡敏酸对Hg(Ⅱ)和As(Ⅲ)的吸附。Hg和As(Ⅲ)在胡敏酸的吸附活化能分别为23.06 k J·mol-1和2.65 k J·mol-1,表明Hg(Ⅱ)在胡敏酸上的吸附以化学吸附为主,As(Ⅲ)在胡敏酸上的吸附以物理吸附为主。     

001×14.5离子交换树脂对镍(Ⅱ)的吸附

实验采用离子交换树脂法吸附镍(Ⅱ),树脂选型确定了强酸性阳离子交换树脂001×14.5对镍(Ⅱ)吸附容量最大.用所选的001×14.5树脂吸附镍(Ⅱ)的过程,静态吸附实验表明,转速大于100 r/min时,对树脂吸附的影响可忽略,即基本消除外扩散,pH =7.0时吸附最佳,镍(Ⅱ)吸附率随树脂用量的增加而增大;001×14.5树脂吸附镍(Ⅱ)过程符合Langmuir等温吸附方程,且为优惠吸附;吸附过程符合拟二级动力学模型,吸附过程活化能为E=30.9 kJ/mol,由颗粒内扩散控制;用1 mol/L的硫酸对吸附饱和树脂进行脱附再生,脱附率可达98％以上.     

D006树脂对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

通过树脂筛选实验,选用大孔强酸性阳离子树脂D006作为Cd(Ⅱ)的吸附材料,通过静态实验考察吸附时间、振荡转速、溶液pH和树脂用量对吸附效果的影响,并探讨了吸附的热力学和动力学性能,同时对树脂进行了再生实验。结果表明,D006树脂对Cd(Ⅱ)的平衡吸附量可达20.98mg/g;D006树脂吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件为吸附时间120min、振荡转速120r/min、溶液pH 2.9左右、树脂用量0.20g;D006树脂对Cd(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir方程,为单分子层吸附;准二级动力学模型能较好地描述Cd(Ⅱ)在D006树脂上的吸附行为,吸附的活化能为5.46kJ/mol,该吸附过程主要为物理吸附;于30℃下采用1mol/L硫酸对吸附后的D006树脂进行脱附,脱附率可达到96%以上,可实现对Cd(Ⅱ)的富集与回收。     

Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系光降解黄连素

紫外光(UV)照射下,利用Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系对黄连素(berberine)的降解反应进行研究。探讨Fe(Ⅲ)、富马酸盐(fumarate)和黄连素的初始浓度及溶液pH值对黄连素降解率的影响,并对黄连素的降解过程进行了动力学分析和机理分析。结果表明,在紫外光照射下,Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系对黄连素有较好的降解效果。当Fe(Ⅲ)和富马酸钠初始浓度分别为25μmol/L和250μmol/L,溶液pH值为3.0时,紫外光照75 min后黄连素降解率接近91%。在pH 2.0~6.0范围内,pH值越大黄连素的降解率越低;Fe(Ⅲ)和富马酸盐初始浓度的增大能促进黄连素的降解;而随着黄连素初始浓度的增大,其降解率逐渐降低。动力学分析表明,黄连素光降解过程符合一级动力学。利用异丙醇和硫脲猝灭法证明Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系在光反应过程中产生了羟基自由基和超氧负离子自由基。通过紫外光谱、红外光谱、TOC检测和GC-MS分析表明,在紫外光照射下黄连素在Fe(Ⅲ)-富马酸盐体系中结构被破坏,降解为小分子物质。     

新型多功能螯合树脂的合成及对水中Cd(II)离子的吸附特征

研究了使用交联聚苯乙烯叔胺树脂为前驱体与5-氯甲基水杨醛经搅拌反应合成季铵盐型多功能螯合树脂及其对水中Cd(Ⅱ)离子的吸附特征。结果表明,水杨醛单元成功地连接到树脂表面,其含量为1.89 mmol/g。通过浓度、pH值、时间等条件的变化对吸附性能进行研究,得到了25℃时Cd(Ⅱ)的最佳吸附条件:Cd(II)离子浓度为600μg/L,pH=6.0,吸附达平衡的时间约为4 min,树脂的最大吸附量为200.0μg/g,吸附符合Langmuir等温式。pH=6.0时,对重金属离子Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)吸附能力强但选择性较差。     

酸性溶液中Fe(Ⅲ)离子浓度对烟道气脱硫的影响

用鼓泡反应器研究了Fe（Ⅲ）离子与S（Ⅳ）氧化物之间的反应。证明Fe（Ⅲ）离子催化氧化SO2的反应速度与Fe（Ⅲ）离子浓度并非是正相关,而是存在一个最佳脱硫率的Fe（Ⅲ）离子摩尔浓度（CFe（Ⅲ）T=0．13mol／L）。随着反应时间的增加,脱硫率不断下降。随着O2含量的上升,S（Ⅳ）的氧化速率也随着增加。     

Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物体系的光解特性

以Fe(Ⅲ)-酒石酸配合物体系光化学过程中产生的Fe(Ⅱ)和.OH为主要检测对象,探讨了Fe(Ⅲ)-酒石酸配合物体系光化学反应的基本规律及影响因素。结果表明,体系的光化学过程能产生Fe(Ⅱ)和.OH;产生Fe(Ⅱ)的速率远高于产生.OH的速率;Fe(Ⅱ)生成浓度在pH 3.50时最大,.OH则在pH 3.00时最大;配合物的光化学过程中会伴随pH的升高;在照度为3.6×103Lux的日光灯照射下,Fe(Ⅲ)-酒石酸盐配合物初级光解的速率常数为2.1×10-3S-1;Fe(Ⅱ)是高价重金属的主要还原剂,.OH是有机物的主要氧化剂。     

Mg/Fe水滑石吸附水中磷的动力学及热力学研究

以MgCl2和FeCl3为原料通过共沉淀法制备了Mg/Fe水滑石,并对其进行焙烧得到了焙烧态Mg/Fe水滑石。采用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对所得产物进行了结构表征。利用焙烧前后的水滑石作吸附剂吸附处理含磷废水,比较了两者对磷的吸附能力,并在不同温度和pH条件下进行了吸附动力学实验。结果表明,焙烧前后的水滑石对磷都具有很好的吸附能力,但300℃焙烧后水滑石的吸附能力提高了约5%。动力学实验表明,水滑石对磷的吸附可很好地用准二级动力学方程进行描述,其线性相关系数达0.999以上。在15~35℃下进行了等温吸附实验,结果发现水滑石对磷的吸附更符合Langmuir方程。经热力学研究发现,标准吸附焓变(ΔH0)0J/mol、标准吸附自由能(ΔG0)0J/mol和标准吸附熵变(ΔS0)0J/(mol·K),说明水滑石对磷的吸附反应是自发的吸热反应,且是一个熵增加的过程。     

腐殖酸还原Fe(Ⅲ)的影响因素研究

研究了腐殖酸还原溶解性Fe(Ⅲ)反应的影响因素,以及腐殖酸对赤铁矿、磁铁矿、针铁矿和钢渣4种含Fe(Ⅲ)矿物的还原作用,探讨了腐殖酸还原溶解Fe(Ⅲ)的反应机制.结果表明,腐殖酸还原溶解性Fe(Ⅲ)的反应符合零级动力学方程.增加腐殖酸或溶解性Fe(Ⅲ)浓度、降低pH或使用可见光照射均能促进反应进行.腐殖酸能直接还原含Fe(Ⅲ)矿物生成溶解性Fe(Ⅱ),对不同含Fe(Ⅲ)矿物的还原效果依次为针铁矿>赤铁矿>磁铁矿>钢渣.红外光谱分析表明,腐殖酸含有的还原性官能团酚羟基和羧基与溶解性Fe(Ⅲ)络合在一起形成稳定的螯合结构,传递电子给溶解性Fe(Ⅲ).溶解性Fe(Ⅲ)得到电子,生成溶解性Fe(Ⅱ).     

高岭石吸附水溶液中铅离子的动力学研究

研究了高岭石吸附水相中铅离子的动力学行为.结果表明:高岭石对水溶液中铅离子的吸附是一个复杂的非均相固液反应,从动力学角度来看,大致可以分为2个阶段:初期阶段反应速度快,动力学过程复杂,有待于深入研究;后期阶段反应速度较慢,并符合一级反应动力学方程.吸附速率常数k与温度T之间的关系符合阿累尼乌斯公式,吸附的活化能为Ea=26.44 J/mol,吸附的频率因子A=603s-1.ln(k/T)与1/T之间的关系符合Eyring公式,其活化焓△H=23.94J/mol,活化熵△S=-200J/K·mol.同时,k与铅离子初始浓度呈负相关性,与高岭石用量、介质pH值呈正相关性.     

多孔水凝胶P(HEA/AMPS)对水溶液中 Fe(Ⅲ) 的吸附

以2-丙烯酸羟乙酯(HEA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)为单体合成了聚合物水凝胶(PHEA/AMPS),采用水凝胶对水溶液中Fe(Ⅲ)的吸附行为进行了研究。实验主要考察了聚合物组分、溶液pH、初始Fe(Ⅲ)浓度和吸附时间对水凝胶吸附作用的影响,并通过FT-IR和XPS分析了吸附前后水凝胶的变化。结果表明,当单体摩尔比AMPS∶HEA=1∶1,pH=2时,水凝胶对Fe(Ⅲ)的吸附容量最大。水凝胶对水溶液中Fe(Ⅲ)的吸附容量随着溶液中初始Fe3+浓度的增加而增加,但当初始Fe3+的浓度达到1 g/L时,吸附容量基本达到饱和。吸附等温线符合Langmuir等温线方程,吸附动力学符合准二级模型。FI-IR和XPS的分析表明,水凝胶的磺酸基和酰胺基是吸附Fe3+的有效功能性基团,吸附机理为螯合和离子交换。     

抛光污泥掺杂Fe3O4复合微球吸附剂对Sb(Ⅲ)的吸附性能研究

为去除水中Sb(Ⅲ),采用改进的共沉淀法制备抛光污泥掺杂Fe_3O_4吸附剂(HCO/Fe_3O_4),并采用海藻酸钠(SA)固化交联形成HCO/Fe_3O_4复合微球吸附剂(SAB);利用吸附序批实验考察了pH、温度和共存离子对SAB吸附Sb(Ⅲ)效果的影响。结果表明,制备SAB的HCO/Fe_3O_4和SA最佳质量分数分别为2.5%和2.0%。在pH为7,温度为25℃时吸附72h,投加4.0g/L SAB对初始质量浓度为20.0 mg/L的Sb(Ⅲ),去除率达到80%以上。NO_3~-和SO_4~(2-)对SAB吸附Sb(Ⅲ)没有显著影响,而10mmol/L PO_4~(3-)对SAB吸附Sb(Ⅲ)有微弱的促进作用。SAB对Sb(Ⅲ)的吸附符合Langmuir模型和准二级动力学模型,吸附过程结合了化学吸附(离子交换)与物理吸附(扩散反应)作用。     

EGCG-Fe配合物对水中Cr(Ⅵ)还原

通过实验对水溶液中EGCG-Fe(Ⅱ)、EGCG-Fe(Ⅲ)还原Cr(Ⅵ)进行了研究。结果表明,EGCG-Fe(Ⅱ)能高效的还原六价铬,其反应速率与EGCG-Fe(Ⅱ)的分布以及溶液pH有关。提高反应物浓度和pH有利于EGCG-Fe(Ⅱ)的形成从而提高Cr(Ⅵ)的还原速率;与之相反,EGCG-Fe(Ⅱ)与Cr(Ⅵ)的反应速率常数则随pH的升高而降低,在pH=3.75、4.02、4.32以及4.61的条件下分别为3 556.3、2 049.5、1 453.7和1 022.0 L·(mol·s)-1。在pH5的条件下EGCG还可以还原Fe(Ⅲ)并形成EGCG-Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)循环,其间产生的多种中间体可能对Cr(Ⅵ)具有较强的反应活性,并大幅提高Cr(Ⅵ)的还原速率。在pH5的条件下由于水中溶解氧的竞争反应会降低EGCG-Fe(Ⅱ)对Cr(Ⅵ)的还原效率,而对于pH4的情形则可忽略溶解氧的影响。     

程序升温脱附法测定活性炭上酯类有机物的脱附活化能

采用程序升温脱附(TPD)法,测定了5个不同升温速率下乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯的程序升温脱附曲线,研究了其脱附活化能、及其与汽化潜热及偶极距之间的关系。4种酯类有机物在活性炭上的吸附过程是物理吸附,脱附活化能大小依次为:乙酸甲酯(20.17 k J/mol)乙酸异丙酯(27.4 k J/mol)乙酸乙酯(28.4 k J/mol)乙酸丁酯(51.9 k J/mol);脱附活化能随物质沸点变化不明显,随汽化潜热的增大而增大,且与其极性大小有关,极性越大,越易被吸附。