沸石分子筛的碱改性及其吸附去除水中铜离子

考察了市售ZSM-5沸石分子筛的碱改性及其吸附去除水中重金属离子Cu2+的效果。研究结果表明,碱改性可有效提高材料吸附容量,经0.40 mol/L氢氧化钠碱改性效果最好。以碱改性分子筛为研究对象,研究其吸附动力学及吸附等温过程,结果表明:吸附过程符合假二阶动力学模型;吸附等温线符合Langmuir等温模型,极限吸附容量达40.49 mg/g。考察投加量、干扰离子等影响因素对碱改性分子筛吸附去除Cu2+离子的影响,对于初始浓度50 mg/L的Cu2+离子,改性材料投加量为0.4~2.4 g/L时,吸附去除率随投加量的增大而增大;当投加量大于1.6 g/L时,对铜离子去除率均在97%以上。当干扰离子Na+、K+、Mg2+、Pb2+与Cu2+离子共存时,Pb2+的干扰影响最大,去除率由不加干扰离子时的98.3%下降至56.5%。此外,采用BET和XRD手段对改性前后的材料进行了表征,并对改性机理进行了探讨。     

活性炭负载二氧化锰的制备及其对罗丹明B吸附效能

采用颗粒活性炭(GAC)以共沉淀和热分解法制备了改性活性炭(MnO_2-AC),并采用SEM、XRD表征手段对改性前后活性炭进行微观分析;进而研究了GAC和MnO_2-AC随染料初始浓度、活性碳投加量、温度、吸附时间变化对染料废水罗丹明B的吸附效果影响。结果表明:GAC经改性后,活性炭表面变得粗糙,并有MnO_2产生。在MnO_2-AC投加量为0.2 g,罗丹明B浓度为100 mg/L,温度为25℃条件下反应12 h,其吸附量达到36.80 mg/g。另外,MnO_2-AC对罗丹明B的吸附过程符合Langmuir等温模型,并遵循准二级动力学模型。     

缺陷Zr基金属有机框架材料的制备、表征及其对四环素的吸附性能研究

吸附具有成本低、能耗小、操作方便和环境友好等优点,在污水净化领域具有广泛应用潜力。通过简单的溶剂热法制备了缺陷Zr基金属有机框架(UiO-66-NH₂)吸附剂,并将其用于去除废水中四环素。利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、氮气吸附-脱附和X射线光电子能谱等手段对吸附剂进行表征。为获得吸附剂去除废水中四环素最佳条件,以四环素的吸附量为响应值,在单因素实验基础上,采用Box-Behnken设计(BBD)响应曲面法(RSM)考察吸附剂投加量、溶液pH值、四环素初始浓度以及吸附时间等因素相互作用和影响。结果表明,经实验修正后的最佳吸附条件：吸附剂投加量为10 mg, pH=3.80,四环素初始浓度为27 mg/L,吸附时间为3 h;此条件下,吸附剂对四环素的吸附量可达71.85 mg/g。此外,再生实验表明,经过5次循环吸附后,吸附剂仍具有较强的吸附能力(68.33 mg/g),是一种相对稳定的吸附材料。     

氟羟基磷灰石的制备及对重金属离子吸附研究

采用动态水热法制备出了含氟硅酸钙粉体。磷酸盐改性后得到含氟羟基磷灰石(FHAs)吸附材料。采用SEM、BET等手段对吸附材料的形貌和比表面积进行了表征;通过静态吸附实验探究了溶液pH、初始离子浓度、温度和吸附时间等因素对材料吸附性能的影响。实验结果表明,吸附过程符合准二级动力学方程;氟羟基磷灰石对污水中Pb~(2+)、Cd~(2+)重金属离子具有高效的吸附能力,吸附量分别可达112.5 mg/g和95.3 mg/g,重金属离子去除率均高达99.6%。     

磁性纳米复合吸附剂PFM对铜的吸附性能与吸附机理研究

制备了磁性纳米复合吸附剂PAM@Fe₃O₄/MnO₂(PFM),用于含铜废水的吸附实验研究,考察了吸附剂投加量、重金属溶液初始浓度、吸附时间等因素对吸附效果的影响。实验结果表明:磁性纳米复合吸附剂PFM可有效去除水中的铜离子,在Cu2+浓度为50 mg/L,pH为6.0,吸附剂量为1.6 g/L的条件下,在400 min达到吸附平衡,吸附容量可达到30.29 mg/g,Cu2+去除率可达到97%。吸附-再生循环实验证实PFM具有良好的再生性能,在去除Cu2+方面具有很好的实际应用前景。VSM分析表明:纳米PFM具备超顺磁性和铁磁性的优势;PFM的XRD图谱显示,PAM附着于纳米Fe₃O₄/MnO₂表面,增强了其与溶液中金属离子接触的表面积,有利于对金属离子的吸附;在纳米PFM吸附剂的FTIR中出现PAM中的酰胺键,印证了Fe₃O₄/MnO₂与PAM成功制备为磁性纳米复合吸附剂PFM。     

磁性铝基MOF的表征和对水体中氟化物吸附性能研究

我国多地的地表水受到成土母质或背景值的影响,氟离子浓度均超过1.0 mg/L,即高于GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类标准限值.为了实现地表水的快速降氟和吸附材料的便捷回收,通过水热法制备了磁性Al-MOF@Fe₃O₄吸附材料,使用扫描电极（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）和孔隙度分析仪（BET）对材料的形貌和化学组成进行了表征.结果表明:①Al-MOF@Fe₃O₄具有不规则的晶体形状和直径更小的介孔结构,能够提供更高的比表面积吸附氟离子.②吸附试验结果表明,Al-MOF/Fe₃O₄的吸附量达到了75.2 mg/g,吸附过程更加符合拟二阶动力学模型,证明了化学吸附是该除氟过程的主要机理.③增加吸附剂投加和降低氟离子初始浓度,有助于提高除氟效率,但却难以得到较高的吸附量,同时碱性条件不利于氟离子的吸附,阴离子对除氟性能的影响程度表现为CO₃2- > HCO₃- > SO₄2- > PO₄3- > Cl-.④对吸附机理的研究表明,氟离子是通过取代Al-OH实现稳定和快速地脱离水体,使用NaOH溶液淋洗可以实现吸附剂的高效再生.⑤5次循环吸附试验后,复合材料依然保留了71.4 mg/g的吸附能力和良好的磁性.在实际地表水中进行除氟试验,该吸附剂可以将氟化物浓度从1.17 mg/L降至0.2 mg/L以下.研究显示,Al-MOF@Fe₃O₄纳米材料可以作为地表水除氟材料,实现对低浓度氟离子的高效去除.      

毛竹基Fe-Co/C复合材料对水体中阿特拉津的去除

以毛竹为载体、铁钴复合盐溶液为前驱体,采用水热浸渍法制备了毛竹基Fe-Co/C复合材料,并用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和比表面积分析仪(BET)对样品进行了表征分析。通过批量实验研究了Fe-Co/C复合材料对阿特拉津的吸附特性。该吸附材料对水体中阿特拉津显示了良好的吸附性能。在阿特拉津初始浓度为10.0 mg/L,溶液pH为7.0,吸附剂用量为0.4 g/L,反应温度为25℃时,阿特拉津的平衡吸附量为21.89 mg/g。吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温式。热力学结果表明,Fe-Co/C复合材料对阿特拉津吸附是自发吸热过程。红外结果表明,氢键是Fe-Co/C复合材料对阿特拉津吸附的主要作用力,孔隙效应和л-л电子共轭作用也可能促进复合材料对阿特拉津的吸附。     

纳米氢氧化钛及焙烧产物对磷酸根的吸附特性研究

以纳米氢氧化钛(NTH)作为吸附水溶液中磷酸根的吸附剂,考察了NTH不同焙烧温度下的分子式及其对PO4吸附效果的影响。选择PO4初始浓度为50mg/L,通过正交试验确定在pH=2、吸附剂用量为0.1g、吸附时间3-3-为40min、温度25℃时,NTH吸附效果达到最佳,吸附量为55.5mg/g,经200、300、400及500℃焙烧后的NTH对磷酸根的吸附量逐渐减小;吸附量分别为49.4、40.6、25.5及16.8mg/g;NTH经800℃焙烧后,焙烧产物TiO2不具有吸附性。TG、XRD分析表明随着焙烧温度的升高,NTH的表面活性基团(-OH)数量逐渐减少。结果表明,吸附剂的吸附性与吸附剂表面羟基的数量有直接关系。     

纳米铁去除废水中硫离子的研究

研究了实验室自制的纳米铁对人工配制的含硫废水中S2-吸附的影响因素、吸附等温线、吸附动力学.并对纳米铁去除S2-的机制进行了初探.结果表明.增加纳米铁的投加量能增大S2-的去除率;增加初始S2-浓度,去除率下降,<100 mg·L-1的初始S2-浓度能被10 g·L-1纳米铁完全去除;纳米铁对S2-的吸附能力随pH值的升高而下降.且变化较大,pH为2、7、13时的去除率分别为87.34%、65.80%和44.61%;25℃时纳米铁对S2-的吸附能力最强,平衡吸附量为19.17 mg·g-1;温度升高或降低,吸附能力均下降,但变化不大;纳米铁对S2-的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程;纳米铁吸附S2-的过程符合拟二级动力学方程,初始时刻的吸附速率h在25℃最大,为1.575 3 mg·(g·mg)-1,而吸附速率常数随温度的升高而增大;吸附反应的活化能E.为8.22 kJ·mol-1;纳米铁对S2-的去除主要是通过形成表面络合物、硫氢基氧化铁和硫化铁(FeS、FeS2、FeSn)沉淀吸附在纳米铁表面来去除.     

电解锰渣基方沸石的制备及其对Pb2+的吸附性能

以电解锰渣为原料,经过"弱酸除杂-碱融活化-室温陈化-晶化"水热合成反应体系,在分别外加铝源和硅源的条件下制备方沸石ANA-A及ANA-S,运用XRF、XRD、SEM-EDS和BET等表征手段对2种方沸石的化学组成、晶相结构、微观形貌和比表面积进行分析。结果表明:在煅烧温度750℃、合成温度180℃、水热反应时间8 h的条件下,外加铝源和硅源均可合成方沸石。进一步研究2种沸石对水溶液中Pb2+的静态吸附性能,其所合成的电解锰渣基ANA-A及ANA-S方沸石均可以很好地用Langmuir等温模型拟合,属于单分子层吸附,饱和吸附量分别为161.29,185.19 mg/g,对初始浓度为100 mg/L的Pb2+去除率分别为93.69%和95.47%,且均符合Lagergren准二级动力学模型,属于化学吸附;两者中ANA-S的吸附效果更好。     

优化多孔蜂窝状硅镁胶的制备及其对弱酸性红的吸附性能

为了研究开发经济、高吸附量、可再生的吸附剂,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料,通过溶胶-凝胶法制备出一系列优化蜂窝状硅镁胶,并分析制备硅镁胶的最佳焙烧条件,采用热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射光谱(XRD)、比表面及孔隙度分析、电镜扫描(SEM)等手段对硅镁胶进行结构表征和性质测定,研究硅镁胶对印染废水中弱酸性红的吸附行为. 结果表明:经500 ℃焙烧4 h后镁硅配比〔n(Mg2+)∶n(SO2-₃)〕为3∶1的硅镁胶对弱酸性红具有最好的吸附效果,硅镁胶对弱酸性红的吸附符合Langmuir模型,吸附过程符合伪二级动力学模型,在吸附温度为25 ℃、投加量为0.5 g/L、ρ(弱酸性红)初始值为200 mg/L时,硅镁胶对弱酸性红的饱和吸附量可达到199.51 mg/g,脱除率达到99.34%;经过5次再生之后对弱酸性红依然具有较高的吸附量,可达到192.12 mg/g,脱除率为95.60%. 研究显示,以Na₂SiO₃、MgCl₂为原料制备的优化多孔蜂窝状硅镁胶对弱酸性红具备良好的吸附性能,并且具有较好的再生能力,是一种廉价高效的吸附材料.      

Fe_3O_4@碳/氧化石墨烯复合材料制备及染料吸附性能

采用水热法合成了四氧化三铁@碳/氧化石墨烯(Fe_3O_4@C/GO)复合材料,并利用XRD、TEM、VSM等对其结构与性质进行了表征,进一步研究了其对水中染料的吸附性能.研究结果表明,Fe_3O_4比较均匀地分散在GO上;在实验范围内,随着GO用量、罗丹明B初始浓度或吸附温度的提高,Fe_3O_4@C/GO复合材料对罗丹明B染料的饱和吸附量均相应地增加;而且高GO用量条件下所制备的复合材料的吸附速率更快;随着pH值在2~11范围内增加,复合材料的饱和吸附量先增大后降低,pH值为7时达到最大值.对于GO和Fe_3O_4质量比为0.8的条件下所制备的Fe_3O_4@C/GO复合材料,当罗丹明B初始浓度为1000mg/L,其饱和吸附量可达到303.4mg/g.     

羧基甲壳素对Pb(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

为了提高甲壳素对Pb²⁺吸附性能,采用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧基（TEMPO）/次氯酸钠（NaClO）/溴化钠（NaBr）氧化体系对甲壳素羧基化改性.采用FTIR、Solid ¹³C-NMR、XRD和SEM-EDX等对羧基甲壳素结构和形貌进行表征,考察了不同NaClO用量制备的羧基甲壳素、溶液pH值、Pb（Ⅱ）初始浓度、吸附时间和离子强度对吸附量的影响,利用XPS探究其吸附机理.结果表明,氧化改性不改变甲壳素的晶型,羧基出现在甲壳素晶体表面;NaClO用量和溶液pH值对吸附量影响显著,pH值为4.0~6.0,NaClO用量为30mL制备的羧基甲壳素吸附效果好,60min达到平衡,室温下饱和吸附量达233.64mg/g;吸附动力学符合准二阶动力学方程,吸附等温线符合Freundlich等温吸附模型,吸附机理包括静电作用、络合配位和离子交换.     

纳米氢氧化钛及焙烧产物对磷酸根的吸附特性研究

以纳米氢氧化钛(NTH)作为吸附水溶液中磷酸根的吸附剂,考察了NTH不同焙烧温度下的分子式及其对PO43-吸附效果的影响.选择PO43-初始浓度为50 mg/L,通过正交试验确定在pH=2、吸附剂用量为0.1g、吸附时间为40min、温度25℃时,NTH吸附效果达到最佳,吸附量为55.5 mg/g,经200、300、400及500℃焙烧后的NTH对磷酸根的吸附量逐渐减小;吸附量分别为494、40.6、25.5及16.8 mg/g;NTH经800℃焙烧后,焙烧产物TiO2不具有吸附性.TG、XRD分析表明随着焙烧温度的升高,NTH的表面活性基团(-OH)数量逐渐减少.结果表明,吸附剂的吸附性与吸附剂表面羟基的数量有直接关系.     

不同配体合成的锆基MOFs吸附VOCs的试验研究

以对苯二甲酸作为基础配体，采用功能化官能团配体2-氨基对苯二甲酸、1,4-萘二甲酸以及长链配体联苯二甲酸，水热合成UIO-66、UIO-66-NH₂、UIO-66-NDC和UIO-67等含有不同配体的锆基MOFs吸附材料。利用XRD、FTIR、BET表征分析了这4种材料，分别考察了其对甲苯和乙酸乙酯的动态吸附容量。结果表明：具有4种不同配体的MOFs均合成成功；在相对湿度为80%时，UIO-66表现出最高的吸附容量，甲苯吸附量高达139.4 mg/g,乙酸乙酯吸附量为60.8 mg/g; UIO-66具有最佳吸附性能归因于其以微孔为主的孔径结构，BET结果显示其微孔分布在0.5～1 nm之间，有利于小分子VOCs的吸附，展示出良好的应用潜力。     

海藻酸钙﹣羟基磷灰石复合材料制备及其对Pb2+的吸附性能

采用超声共沉淀法制备羟基磷灰石(HAP),用海藻酸钙固定羟基磷灰石制得吸附剂(SA/HAP-1.5),考察SA/HAP-1.5吸附剂对Pb²⁺吸附性能。研究结果表明,当Pb²⁺初始质量浓度分别为1000 mg/L、1200 mg/L和1500 mg/L,pH=6.0,SA/HAP-1.5投加量为2 g/L,吸附时间为60 min时,吸附量分别为508.89 mg/g、615.53 mg/g、766.79 mg/g。SA/HAP-1.5对Pb²⁺的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附主要为单分子层的化学吸附。热力学模型拟合得ΔH为19.98 kJ·mol^-1,ΔS为157.57 J·mol^-1·k^-1,吸附是自发过程。SA/HAP-1.5经过4次再生循环使用依然表现出优异吸附性能。     

剩余污泥对柠檬黄-85的吸附行为

以城市污水厂中的剩余污泥为主要原料制备污泥吸附剂(SA),并用于柠檬黄-85(Tt-85)脱色的实验研究。静态实验主要考察了pH值、投加量、反应时间、反应温度和Tt-85初始浓度对吸附的影响。结果表明:在投加质量浓度为6 g/L,pH值=2.0,温度为25℃的条件下,反应90 min后,SS对水中初始质量浓度为65 mg/L和221 mg/L的Tt-85去除率分别达到了97%和75%。对动力学实验数据进行拟合,发现准二级动力学模型能较好地描述SA对Tt-85的吸附行为。动态吸附柱实验表明,污泥凝胶球对水中Tt-85的去除率为64%。Langmuir等温吸附模型符合SA对Tt-85的吸附过程,其最大吸附质量比为27.78 mg/g,由SEM,FTIR和XRD的分析可得,SA对柠檬黄-85的化学吸附主要发生在表面,其中SA表面羟基官能团起到关键性作用。     

丙基硫醇键合蔗渣的制备及其吸附Hg~(2+)的性能

文章构建了(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷试剂与蔗渣纤维素发生的硅烷化反应,成功将丙基硫醇基团键合至蔗渣纤维素,制备出丙基硫醇键合蔗渣(SBM)。采用静态吸附方法,设置吸附液与吸附剂质量比为50:1,考察了SBM对重金属离子Hg2+的吸附性能,结果表明:SBM对Hg2+的吸附平衡时间为22 h;pH、温度和电解质对其吸附性能无明显影响,即使在pH=0这一极强酸性条件下,SBM对Hg2+仍具有很好的吸附效果;当溶液中Hg2+初始浓度为200 mg/L溶液时,SBM对Hg2+一次吸附率高达88%;当溶液中Hg2+初始浓度小于50 mg/L,SBM对Hg2+一次吸附率高于99.9%,经一次吸附即可达标排放(≤0.05 mg/L)。SBM对水溶液中Hg2+的饱和吸附量为12.24mg/g,而在相同条件下,蔗渣纤维素原料对Hg2+无吸附,活性炭的饱和吸附量仅有3.58 mg/g。该研究制备的SBM对水溶液中Hg2+的吸附性能明显优于蔗渣纤维素原料和活性炭。     

活性炭吸附法处理金矿含氰废水的试验研究

研究了活性炭吸附法对金矿含氰废水的处理效果 ,结果表明 ,活性炭对水中氰化物的吸附过程符合Langmuir吸附等温式。金矿含氰废水经活性炭吸附法处理后 ,氰化物浓度可达排放标准 0 5mg/L以下 ,氰化物去除效率达 99 8%～ 99 9%。处理后CN- 浓度C<0 5mg/L时的CN- 吸咐量为 6 74mg/g～ 10 2 4mg/g活性炭 ;处理后CN- 浓度C <1/2初始浓度C0 (mg/L)时的CN- 吸咐量为12 5 0mg/g～ 2 8 92mg/g活性炭。     

X型粉煤灰沸石吸附丙酮及其动力学研究

文章采用碱熔融水热法合成了X型粉煤灰沸石,通过XRD、XRF、SEM、氮气吸附等手段研究了该沸石的结构组成特点,考察了初始浓度、吸附温度和空速对X型粉煤灰沸石吸附丙酮的影响机制,在此基础上,进一步研究了X型粉煤灰沸石对丙酮的吸附动力学及吸附机理。结果表明：合成的X型粉煤灰沸石品质较高,平均粒径为0.83μm,平均孔径为3.2 nm,比表面积为165.8 m²/g,总孔容积为0.133 8 cm2/g,总孔容积为0.133 8 cm³/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m3/g;X型粉煤灰沸石吸附丙酮的过程中,初始浓度、空速和温度越高,穿透时间和饱和时间越短;在实验范围内,升高温度会导致吸附量显著降低,增加空速会使吸附量略有下降,而增加初始浓度会使吸附量明显增加,当温度为40℃,初始浓度为777.9 mg/m³,空速为75 h3,空速为75 h^(-1)时,X型粉煤灰沸石对丙酮具有最高的吸附量;Bangham模型和准一阶模型能更好地拟合丙酮在X型粉煤灰沸石上的吸附过程,说明丙酮在X型粉煤灰沸石表面的吸附更符合以物理吸附为主的孔道吸附。