改性松针对水体中铅(II)的吸附

探讨了改性松针(GXLsp)作为吸附剂对水体中铅离子的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、盐离子浓度、Pb(II)初始浓度及温度对改性松针吸附Pb(II)的影响。利用Langmuir和Freundlich等温线模型对实验数据进行非线性拟合分析,结果表明,Freundlich等温线模型能很好地描述松针对Pb(II)的吸附过程。热力学参数表明吸附是一个自发的吸热过程。改性松针对铅的吸附行为符合拟二级动力学方程,表明吸附过程是以化学吸附为主。在293K时松针对Pb(II)的饱和吸附量为318.3 mg/g,因此,GXLsp可作为一种高效低值生物质吸附剂以去除水体中重金属Pb(II)的污染。     

APTES改性污泥基炭的表征及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附特性

污泥炭(SC)灰分含量高,吸附性能差,因而限制了其应用范围。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对污泥炭进行改性,提高其对重金属的吸附能力。结果表明:APTES成功地负载到污泥炭上;在25℃时,APTES-SC对Pb(II)的吸附量是SC的8倍;吸附量随溶液pH (1～8)的增大而增强。APTES-SC对Pb(II)的吸附行为符合二级动力学模型,等温吸附曲线符合Langmuir模型,吸附过程是自发、吸热反应(ΔG0,ΔH0)。该方法制备的改性污泥基炭是一种能去除废水中Pb(II)的高效吸附剂。     

壳聚糖改性对磁性Fe_3O_4吸附去除Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的影响研究

利用壳聚糖改性磁性Fe_3O_4以提高其对重金属Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,考察了改性前后磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附等温线及吸附动力学过程。结果表明,经壳聚糖改性后,壳聚糖-磁性Fe_3O_4比表面积大幅增加,由原来的76.12m2/g增加到142.67m2/g;壳聚糖-磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能优于磁性Fe_3O_4;当pH为2.0~7.0时,提高pH有助于促进两种磁性材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量;两种磁性材料对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,吸附过程属于吸热过程;重复吸附—脱附循环再生5次后,壳聚糖-磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的去除率仍在80%以上,磁性Fe_3O_4对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的去除率在75%以上,两种磁性材料再生性能较好。     

狭叶香蒲活性炭对Cd2+与Pb2+的吸附及机理分析

为了解狭叶香蒲(Typha angustifolia L.)活性炭的吸附性能及其机理,采用磷酸一步活化法制备了狭叶香蒲活性炭,并对其理化性质进行了表征;通过静态实验,研究了溶液起始pH、Cd2+和Pb2+浓度、吸附时间、温度、活性炭剂量对狭叶香蒲活性炭吸附水溶液中Cd2+和Pb2+的影响。狭叶香蒲活性炭对Cd2+和Pb2+的吸附量随溶液起始pH与温度的增加而增加,吸附平衡时间约为10 min;热力学分析表明,吸附过程自发而且吸热,吸附动力学实验结果符合拟二级动力学模型, Langmuir吸附等温模型能更好地拟合狭叶香蒲活性炭对Cd2+的吸附, Pb2+的平衡吸附量与Freundlich模型的拟合性更好。25℃条件下,由Langmuir线性模型拟合得到的Cd2+和Pb2+最大吸附量Qm分别为83.33和116.28 mg/g。狭叶香蒲活性炭的理化性质分析表明,活性炭表面凹凸不平、多孔,比表面积为780.42 m2/g、孔容23.29 mL/g、平均孔径3.14 nm;活性炭含有羟基、磷酸基、C[FY=, 1]C键等,等电点为3.3。结果表明,狭叶香蒲活性炭是Cd2+和Pb2+吸附的有效吸附剂,吸附过程包括静电吸附、离子交换等。     

多胺改性PGMA-DAAM树脂的合成及对Pb2+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Pb2+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Pb2+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Pb2+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Pb2+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 kJ/mol(25℃)、2.058 kJ/mol和20.025 J/mol,表明吸附过程为自发进行的吸热过程。     

生物炭对水中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附特征

选取花生壳和玉米秸秆为原材料,在不同温度下制备生物炭,与市售的银杉木炭一起作为吸附剂探究其对水溶液中Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附能力和特性。用FTIR和扫描电镜表征生物炭表面性质。实验考察了吸附时间、溶液初始pH、初始浓度对吸附的影响。结果表明,在室温25℃和pH 5.0条件下,生物炭对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附量随时间的增加而增大,在24 h后基本达到平衡,并且生物炭对Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程;溶液初始pH显著影响生物炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附,其中对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的最佳吸附pH分别为5.0和6.0;花生壳生物炭和玉米秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,而对Zn(Ⅱ)的等温吸附Freundlich模型拟合效果更佳;银杉木炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的等温吸附更适用于Langmuir模型。另外,随着生物炭制备时热解温度的升高,生物炭对Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附量增加,且各生物炭对Pb(Ⅱ)的最大吸附量远大于其对Zn(Ⅱ)的最大吸附量。不同生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力有明显差异,表现为:花生壳生物炭玉米秸秆炭银杉木炭,而对Zn(Ⅱ)的吸附力差异不明显。     

酸性条件下微波改性活性碳纤维对Pb(Ⅱ)的吸附

采用微波辐照的方法,在混酸条件下对活性碳纤维(ACF)进行改性,制备得到一种改性活性碳纤维(M-ACF).通过小试吸附实验考察了微波功率、溶液pH值对M-ACF吸附Pb(Ⅱ)的影响.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、电子能谱(EDX)等技术对ACF和M-ACF进行表征.结果表明,M-ACF表面的羧基等酸性含氧官能团增多,纤维长度变短且表面粗糙化.当M-ACF的投加量为10 mg、含铅溶液初始浓度为50 mg/L、pH为6、吸附时间为24 h、吸附温度为308 K时,M-ACF对Pb(Ⅱ)的吸附量高达248.5 mg/g.吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型;热力学参数表明吸附为吸热、自发的过程.     

纳米SiO2对Pb2+污染水源水混凝过程的影响

随着纳米材料的广泛应用,越来越多的纳米材料会泄露到水环境中,但目前关于纳米材料对混凝过程的影响还缺乏充分的研究。针对不同浊度,不同纳米SiO2浓度,不同pH以及腐殖酸对混凝去除Pb2+的影响进行了一系列的研究。结果表明,在低投加量(40 mg/L) 条件下,Pb2+的去除率受浊度影响较大,然而在高投加量(80 mg/L) 条件下,Pb2+的去除率受浊度的影响反而较小,且随着浊度从15.0 NTU增加到90.0 NTU,Pb2+的去除率从70.172%下降到63.925%。当浊度为45.0 NTU,投加量为40 mg/L时,铅离子的去除率在 SiO2投加量达到0.8 mg/L时达到最高(92.34%)。由于在低浊度条件下絮体形成不充分,以至于生成的絮体对SiO2的吸附去除率较低,所以吸附在SiO2表面的Pb2+会悬浮在溶液体系中,造成Pb2+去除率的下降。随着pH的升高,Pb2+去除率呈先升高后降低的趋势,且在偏碱性条件下达到最高。pH对Pb2+去除率的影响主要体现在其对纳米SiO2表面电荷的影响,SiO2表面负电荷增多可有效提高Pb2+的去除率,说明纳米SiO2的吸附作用在去除Pb2+的过程中起重要的作用。在高混凝剂投加量(80.0 mg/L)下腐殖酸对Pb2+的去除有促进作用,且当腐殖酸存在时,SiO2的含量对Pb2+的去除率无明显影响。     

改性谷壳生物炭负载磁性Fe去除废水中Pb2+的效果及机制

将谷壳生物炭用酸改性后负载磁性Fe3O4,得到一种新的吸附材料（BC-Fe）。通过单因素吸附实验,研究了时间、pH、添加量、浓度以及温度等参数对BC-Fe吸附废水中Pb2+的影响,并对其进行比表面积及傅里叶红外光谱分析,探讨该磁性生物炭对Pb2+的吸附机理。结果表明,BC-Fe对Pb2+的吸附能在2 h内基本达到平衡。在Pb2+溶液初始浓度为100 mg·L-1,pH=5.0,温度为25℃,分别添加0.1 g和0.15 g的BC-Fe于50 mL Pb2+溶液中,单位质量的BC-Fe对溶液中Pb2+的吸附量分别为40.6 mg·g-1和33.2 mg·g-1,去除率分别为81.3%和99.9%。该吸附过程符合拟二级动力学模型,理论平衡吸附量为43.9 mg·g-1。用Langmuir等温吸附方程能够很好地描述其吸附行为;热力学研究表明,BC-Fe对Pb2+的吸附过程是自发的吸热过程。     

掺铁碳羟基磷灰石复合物对铅离子废水的吸附

采用废弃蛋壳和自制纳米Fe3O4为原材料,采用水热法制备Fe3O4/碳羟基磷灰石复合物(简称掺铁碳羟基磷灰石复合物,Fe-CHAP),将其用于吸附含Pb2+废水。通过BET比表面积、FTIR和XRD等表征手段对样品进行测试,分别探讨了影响吸附性能的主要因素,如pH、吸附剂用量、吸附时间、Pb2+初始浓度以及反应温度等。研究结果表明,在p H=5.0、0.03 g Fe-CHAP、150 mg/L Pb2+初始浓度、作用时间45 min和反应温度323 K等优化条件下,Fe-CHAP对Pb2+的去除率和吸附容量分别为98.59%和492.95mg/g。Langmuir等温模型较好地拟合了吸附实验数据,相关系数高达0.99,饱和吸附容量高达1 111.11 mg/g;准二级动力学模型较好地描述该吸附行为,相关系数高达0.999;热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算值显示该吸附过程为自发吸热过程。     

锆(Ⅳ)负载交联壳聚糖吸附硫酸根的性能

以甲醛、苯甲醛为交联剂,制备交联壳聚糖树脂,再与锆(Ⅳ)离子反应制备锆负载交联壳聚糖吸附剂。采用静态吸附法考察了该吸附剂对水中硫酸根离子(SO24-)的吸附性能。实验发现,吸附时间2 h,SO24-溶液初始浓度500 mg/L,pH值3.0,溶液温度35℃为较优的吸附条件;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,属于优惠吸附型,吸附容量可达78.65 mg/g;吸附过程较好地符合拟二级动力学模型;锆负载前后交联壳聚糖对硫酸根的吸附量提高了约4.5倍;该吸附剂具有良好的耐酸性和再生性能。     

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。     

膨润土对Pb2+、Cu2+、Cr3+的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3,属于Ca基膨润土,BET表面积为50.83 m2/g.在恒温及恒定pH条件下,用静态吸附法研究了膨润土对Pb2 、Cu2 、Cr3 的吸附特性,结果表明其较好地符合Lagergten二级吸附速率方程,对这3种离子的吸附速率为Pb2 ＞Cu2 ＞Cr3 .利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合,发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb2 、Cu2 、Cr3 试验数据最为吻合.膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr3 ＞Cu2 ＞Pb2 .     

磁性羟基氧化铝的制备及对水体中Cu~(2+)的吸附性能研究

采用水热法制备磁性羟基氧化铝(γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4),使用透射电子显微镜、X射线衍射、比表面积分析对其进行形貌表征,并研究了其对水体中Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4对水体中Cu~(2+)的吸附性能受pH、Cu~(2+)初始浓度、接触时间和温度的影响;γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4对Cu~(2+)的吸附符合Freundlich等温线方程,最大吸附量可达284.77mg/g;热力学分析表明,γ-AlOOH@SiO_2/Fe_3O_4对水体中Cu~(2+)的吸附过程是自发和吸热过程;动力学分析说明,该吸附过程遵循准二级动力学反应模型,该吸附过程为化学吸附,内扩散是整个吸附过程的限速步骤;Cu~(2+)吸附率随循环使用次数的增加稍有下降,吸附的Cu~(2+)可通过乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)脱附。     

花生壳吸附Cu^2＋的动力学和热力学研究

采用平衡吸附法,研究了pH、时间及温度对花生壳吸附水溶液中Cu2 的影响.结果表明,pH显著影响花生壳对Cu2 的吸附,pH为3.00～5.00时,吸附效果最好;初始吸附过程非常快,30 min时即达到最大吸附量的97%左右,其动力学行为更好地符合Lagergren准二级反应动力学模型,随着温度增加,初始吸附速率和平衡吸附量增加.吸附过程的表观活化能(Ea)为17.02 kJ/mol,表明花生壳吸附水溶液中Cu2 是吸热的化学过程.吸附活化熵为负值,表明Cu2 从水溶液本体中溶解的自由状态到被吸附的状态是有序增加的过程.吸附活化焓呈正值,意味着升温有利于吸附.花生壳对Cu2 的吸附较好地符合Langmuir吸附等温线.吸附过程中吉布斯自由能变化呈负值,说明吸附过程为自发的过程.     

胞外聚合物对水中Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

以Pseudomonas fluorescens C-2产生的胞外聚合物PF-2作为新型生物吸附剂,以傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征。系统地研究了胞外聚合物PF-2对水中Cd(II)的吸附行为。结果表明,在pH值为6.0,该吸附剂对水中的Cd(II)具有很强的吸附能力。聚合物PF-2对Cd(Ⅱ)的吸附较易进行,吸附等温线能较好地用Langmuir模型来描述,最大单分子层吸附量为33.50 mg/g,吸附动力学很好地符合准二级动力学模型。胞外聚合物PF-2含有的主要官能团为羧基、羟基和氨基等,其中羧基、羟基参与了Cd(Ⅱ)的吸附。结果表明利用胞外聚合物PF-2去除环境水样中的Cd(Ⅱ)是可行的。     

4A沸石分子筛处理中低浓度氨氮废水

利用天然沸石、采用水热合成法制备4A沸石分子筛,用XRD和SEM进行了表征。通过考察吸附剂用量、pH、共存金属阳离子、吸附时间、氨氮废水初始浓度、温度对吸附性能的影响,结合动力学方程、吸附等温线、热力学函数等研究了吸附性能和机理。结果表明,当4 g/L的4A沸石分子筛在废水pH值为4~8的条件下对中低浓度氨氮吸附120min后,去除率可达88%;废水中共存单一金属阳离子(Pb2+、Cu2+、Ca2+和Mg2+)浓度大于100 mg/L时,对中低浓度的NH+4有强烈的竞争吸附;氨氮的吸附过程较好地符合准二级动力学方程、Freundlich模型,是一种混乱度增加、自发的放热过程。     

TiO2@碳纳米管吸附去除盐酸四环素

采用静电组装法制备了TiO2@碳纳米管复合吸附剂,用以除去水中的盐酸四环素。通过FE-SEM、EDS和XRD进行表征,考察了pH、初始浓度和吸附剂用量对吸附过程的影响,研究了吸附动力学、等温模型和热力学,并对吸附剂的再生进行了评价。结果表明,复合吸附剂对盐酸四环素的最大饱和吸附量为52.33 mg/g;最佳吸附pH值为6,强酸不利于吸附;当初始浓度在15~60 mg/L范围内时,吸附量随着初始浓度的增大而增加;当吸附剂投加量为0.50 g/L时,吸附效率最高。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型。热力学参数ΔG H >0,表明该吸附过程是自发、吸热过程。H2O2-TiO2光催化协同效应可有效完成吸附剂的再生。     

分子筛对水中Pb2+的吸附行为及回收利用

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察了分子筛投加量、废水pH值、Pb2+初始浓度和吸附时间对去除率的影响。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16 g/L,废水pH为5,Pb2+初始浓度为30 mg/L时,吸附10 min后Pb2+去除率达到95%以上。通过吸附等温线和吸附动力学方程拟合,4A和13X分子筛对Pb2+的吸附过程均符合Langmuir吸附模型和Lagergren二级速率方程,计算出的饱和吸附容量Q0分别为714.3 mg/g和684.9 mg/g,二级反应速率常数k2分别为8.9×10-4g/(mg·s)和7.1×10-5g/(mg·s)。4A分子筛沉降性能较好,适宜回收;经过4次吸附-解吸仍保持88.7%的Pb2+去除率和493.2 mg/g的吸附容量,经解吸后的浓缩液中富含铅离子720.3 mg/L,富集倍数3.78,加入Na2S生成硫化物沉淀能够达到回收金属铅的目的。     

镧柱撑膨润土对铅的吸附特性

以钠基膨润土(Na-B)为原料,加入镧柱化剂,采用水热法制得镧柱撑膨润土(La-P),用比表面积、X射线衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等手段对材料进行表征分析,并考察La-P对Pb(Ⅱ)的吸附行为。结果表明:(1)镧柱化剂进入到Na-B层间,起到了增大层间距的作用。(2)La-P对Pb(Ⅱ)吸附的最佳pH为4。(3)Langmuir方程能较好地描述La-P对Pb(Ⅱ)的吸附行为,表明其吸附过程为单分子层吸附,拟合得到的最大吸附量为32.89mg/g,表现了较好的Pb(Ⅱ)去除能力。(4)准二级动力学模型可较好描述La-P对Pb(Ⅱ)的吸附过程,该吸附以化学吸附为主;颗粒内扩散模型表明,La-P对Pb(Ⅱ)的吸附速率受膜扩散和颗粒内扩散共同影响。