羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)的去除性能

采用无机羟基铝及阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对天然蒙脱石进行无机及复合改性。在吸附过程中研究了反应时间、投加量和pH等变量对吸附性能的影响,同时进行吸附动力学及吸附等温线研究,吸附规律符合Langmuir等温方程式。采用X射线衍射、X射线荧光、傅里叶红外光谱等表征手段对未改性及改性蒙脱石进行性能表征。研究结果表明,羟基铝及复合改性蒙脱石对As(V)具有良好的吸附性能,在pH为4～10,初始砷浓度为2 mg/L,改性蒙脱石对As(V)的去除率接近99%。吸附机理主要为羟基铝表面络合吸附和静电吸附。     

MnO2负载树脂的制备及对As(Ⅴ)的去除效果

制备了大孔和DH302 2种MnO2的负载树脂.并用SEM、EDS手段表征了负载树脂,实验了负载MnO2后树脂对As(Ⅴ)的去除效果.结果表明:负载树脂对As(Ⅴ)的去除效果比原树脂有很大提高;吸附As(Ⅴ)后的2种负载树脂,均能较好地解吸并可重新用于对As(Ⅴ)的吸附实验.     

甲硫氨酸改性MgFe水滑石对Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)的吸附性能

采用共沉淀法制备了甲硫氨酸改性镁铁水滑石(Met/LDHs)的吸附材料。利用X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对Met/LDHs的形貌和结构进行了表征和基本特性分析,采用静态批处理法考察了Met/LDHs对Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)的吸附性能。经甲硫氨酸改性后的水滑石材料中羧酸根和甲巯基等功能基团增加,对Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)的最大吸附量分别可达66.23 mg∙g⁻¹和67.20 mg∙g⁻¹,均高于未改性的水滑石。在Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)共存的二元体系中,Met/LDHs会优先吸附As(Ⅴ),这可能与As(Ⅴ)的离子半径更小有关。第1次解吸实验后少量的Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)以牢固的化学吸附占据部分吸附位点,导致后续循环使用中其去除率略有降低。Met/LDHs对Sb(Ⅴ)和As(Ⅴ)去除主要依靠层间阴离子交换、氢键作用以及内球表面络合反应等机制共同作用。     

粒状人造菱铁矿及其吸附As(Ⅴ)的特征

砷作为饮用水中三致作用的污染物,导致越来越严重的环境问题。人造菱铁矿对水中的砷去除效率高。为了达到工业化应用的程度,人造菱铁矿的造粒研究非常关键。研究了人造菱铁矿造粒的条件及其去除As(Ⅴ)的特征。人造菱铁矿造粒的最佳条件是70℃条件下加热干燥90 min。造粒后的菱铁矿吸附As(Ⅴ)的平衡时间为24 h。准一级和准二级动力学都可以较好地模拟As(Ⅴ)的吸附随时间的变化。在15、25、35和45℃时,与Langmuir吸附等温方程相比,Fre-undlich吸附等温方程可以更好地模拟As(Ⅴ)的吸附等温。pH<3时,As(Ⅴ)的吸附明显降低。共存阴离子HCO3-、SO24-、NO3-或Cl-对材料去除As(Ⅴ)的影响不明显,而SiO23-、PO34-会降低As(Ⅴ)的去除效率。通过XRD和SEM电镜扫描分析,初步得出人造菱铁矿颗粒除As(Ⅴ)可能是化学吸附与共沉淀同时存在的去除过程。     

铁改性竹炭去除水中的As(Ⅲ)和As(Ⅴ)

利用竹炭负载铁氧化物制备了复合吸附剂,并用粉末X射线衍射对负载的铁进行了表征。通过静态吸附实验,对比研究了改性竹炭对水溶液中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)阴离子的吸附特性。结果表明,载铁竹炭对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最佳吸附pH分别为8和2。改性竹炭对砷阴离子的吸附过程可符合准二级动力。Freundlich等温方程式能很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在改性竹炭上的吸附。在相同初始浓度和吸附剂投加量下,改性竹炭对As(Ⅴ)的吸附量大于As(Ⅲ)。     

载钴活性焦对As(V)的吸附性能与去除效果

使用沉淀负载法制备了载钴活性焦,并研究了溶液pH值、反应时间、As(V)初始浓度以及共存阴离子等对载钴活性焦吸附去除水环境中As(V)的影响。结果表明,(1)载钴后活性焦的比表面积和孔容积分别提高了20.87%和43.47%;(2)载钴活性焦对As(V)最佳吸附pH值为4.0,当As(V)的初始浓度为10 mg/L时,As(V)去除率可达97%;(3)吸附过程符合准二级动力学模型(k2=0.66,R2=0.96),吸附等温线为Freundlich型(kF=8.227,1/n=0.396,R2=0.97);(4)稳定性实验验证了载钴活性焦的稳定性,钴不易脱附,最大脱附率仅为0.145%。     

改性炭化谷壳负载纳米Fe3O4对含As(V)废水的吸附性能

以谷壳为原料,通过600℃缺氧高温热解制备一种炭化谷壳（CRH-I）,并利用CRH-I通过改性负载方法获得另一种新型的负载纳米Fe3O4的碱改性炭化谷壳（CRH-II）。经过对比表面积进行表征分析发现,CRH-II相较CRH-I的BET比表面积增大约30%,达到182 m2·g-1,微比表面积和微孔体积都扩大了6倍左右。FTIR分析结果表明,相比CRH-I,CRH-II分子间的羧基和酚羟基官能团有所增加,产生了芳构化反应和脂肪醚类物质。吸附实验表明,相对CRH-I而言,CRH-II对As（V）的吸附率明显提高。pH=2时,CRH-II对溶液中As（V）的吸附率达到98.3%;但是As的吸附率随着溶液pH值升高而逐渐降低,pH=11时下降最为明显,吸附率只有63.4%。CRH-II吸附反应满足准动力学二级方程,其相关系数为R2=0.999;在不同温度下,将CRH-II对As（V）的吸附验数据进行Langmuir方程和Freundlich等温方程拟合,结果更符合Langmuir方程;在25℃时,相关系数R2=0.985。解吸吸附实验证明,CRH-II依然具备良好的吸附性能,且再生吸附性能稳定。     

As(V)在金红石TiO_2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As(V)初始浓度为10 mg/L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0.41 mg/g高于30℃时的吸附量0.31 mg/g,As(V)在金红石TiO2上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As(V)在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2+或Mg2+浓度为10 mmol/L时,As(V)吸附量分别为0.64和0.56 mg/g,Ca2+比Mg2+对As(V)吸附促进作用强。As(V)在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As(V)在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

无定型纳米TiO2吸附去除饮用水中的低浓度As(Ⅲ)

研究了纳米无定型TiO2颗粒对饮用水中低浓度的三价砷As(Ⅲ)吸附行为。纳米TiO2颗粒吸附剂的BET表面积为205 m2/g,计算的BJH吸附平均孔径为4.02 nm(4 V/A)。对起始As(Ⅲ)浓度为150μg/L的模拟含砷水,经过5h的吸附处理后残余浓度不足4μg/L,As(Ⅲ)去除率达到97%。反应起始阶段吸附速率较快,84%的As(Ⅲ)能够在20min内去除。As(Ⅲ)吸附动力学较好地符合拟二级动力学模式。最佳As(Ⅲ)吸附pH为9.3,低于此值,随酸性增加吸附速率有所降低;而高于此值的强碱性pH对吸附有强烈抑制作用。在平衡浓度较低的情形下(10～220μg/L),Lang-muir,Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)吸附等温式均可较好拟合吸附行为,但中性和弱碱性条件下更符合Fre-undlich吸附等温式;平衡浓度大于220μg/L,吸附容量随平衡浓度增加而迅速增加,最大吸附容量在低浓度下达到4.79 mg/g。     

改性木屑对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

在木屑上接枝季氨基团制备了改性木屑,并用傅里叶红外光谱(FT-IR)对其进行了表征。通过静态实验研究了改性木屑对水溶液中六价铬Cr(Ⅵ)的吸附特性,并探讨了温度、pH、多组分共存离子等对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,在30℃时,改性木屑对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为218.33 mg/g,吸附规律符合Langmuir等温方程式。在pH为3~10时,改性木屑对Cr(Ⅵ)均有显著的吸附效能,吸附过程符合准二级动力学方程,反应活化能为21.71 kJ/mol,对吸附热力学参数△G0、△H0和△S0的计算表明,吸附过程是吸热的自发过程。多组分干扰离子共存时,对Cr(Ⅵ)的吸附影响不大。     

Fenton氧化-絮凝耦合去除水中As(Ⅲ)的机理

为了改善亚铁(Fe(Ⅱ))絮凝去除水中As(Ⅲ)的效果,对Fe(Ⅱ)/H2O2(Fenton试剂)氧化-絮凝耦合工艺进行了研究。以5 mg/L的As(Ⅲ)模拟废水为处理对象,对比了Fenton氧化-絮凝耦合处理As(Ⅲ)和单一Fe(Ⅱ)絮凝的效果。结果表明:单一絮凝对总砷的去除率只有60%左右,而氧化-絮凝耦合的去除率可达99.3%;氧化-絮凝耦合产生的絮体粒度约为单一絮凝的3倍,明显增强了絮凝沉降性能。SEM、XRD、BET测试结果表明:Fenton氧化-絮凝耦合去除水中As(Ⅲ)产生的絮体初级粒子是一种无定形纳米颗粒;氧化-絮凝耦合反应产生的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)混合态水解形成纳米胶体,对As(Ⅴ)的絮凝吸附优于As(Ⅲ)。氧化还原电位的测定表明As(Ⅲ)被迅速氧化为As(Ⅴ),且是一种原位氧化-絮凝反应过程。     

改性陶粒对水中内分泌干扰物的吸附去除

用CTMAB(十六烷三甲基溴化铵)对陶粒进行改性.实验研究了陶粒改性前后对5种内分泌干扰物EDCs(美托洛尔MTP、磺胺甲噁唑SMZ、卡马西平CBZ、对氯苯氧异丁酸CA、17α-乙炔基雌二醇EE2)的吸附特性.结果表明,CTMAB改性处理对陶粒的孔结构和表面性质都有影响,有效吸附的孔径所占比例和陶粒表面极性升高;室温条件下,EDCs初始浓度和吸附剂浓度均为1 mg/L时,实验用改性陶粒和陶粒达到吸附平衡的时间基本相同,均为5 min左右;改性陶粒能提高大部分EDCs的吸附量,5种内分泌干扰物混合物一起吸附时存在竞争,其中SMZ和MTP竞争力强,CA最弱;吸附机理包括表面物理吸附和分配作用.实验研究拟为改性陶粒应用于水中痕量污染物的处理提供理论依据,支撑保障饮用水处理达标的目的.     

海藻酸钠微胶囊负载纳米铁吸附水中的As(Ⅴ)

利用本实验所制备的海藻酸钠微胶囊负载纳米零价铁材料(M-NZVI)对水中不同浓度的As(V)进行了吸附去除研究,并比较了不同材料的吸附等温曲线。实验结果表明,2 g/L M-NZVI在pH=6.5±0.1,常温常压条件下对5 mg/L的As(V)的吸附去除率为90.35%,吸附速率较快,在30 min即可达到吸附平衡。通过M-NZVI、Ca-ALG和NZVI的热力学对比实验可知,M-NZVI表现出优越的吸附性能。溶液吸附剂添加量、初始pH值、离子浓度等因素对M-NZVI吸附水中砷离子的效率有一定影响:在其他条件不变的情况下,As(V)的去除率随着添加量的增加而逐渐增大;M-NZVI对As(V)的最佳吸附效果在pH=6~7范围之间;溶液中高浓度NaCl能对M-NZVI的吸附性产生较强的干扰。同时,对于As(V) ≤ 5 mg/L的溶液,M-NZVI可以不做任何处理多次利用3~4次。这些结果显示,M-NZVI是一种用于原位修复重金属污染水体的潜在理想材料。     

钛(Ⅳ)和铝(Ⅲ)改性沸石去除水溶液中过量氟离子

制备了负载铝沸石（Al-Z）和负载钛沸石（Ti-Z）复合材料并测试了2种吸附材料对氟离子的吸附性能。未改性的人造沸石对氟离子几乎没有吸附作用,室温下2 g·L-1的Al-Z和4 g·L-1的Ti-Z的最大吸附量分别为32.94 mg·g-1和15.03 mg·g-1。在偏酸性和中性条件下有利于Al-Z对氟离子的吸附;Ti-Z对氟离子的吸附效果在酸性条件下较好;Zeta电位结果表明Al-Z对氟离子的吸附较Ti-Z有更广泛的pH适应能力;Al-Z和Ti-Z受CO32-和PO43-共存离子的影响对氟离子的去除率下降,且Ti-Z受影响程度更大,这是因为CO32-和PO43-的存在会改变溶液的pH值,使溶液呈碱性,从而影响吸附剂对氟离子的吸附效果;准二级动力学模型和Freundlich等温线方程符合描述这两种改性沸石对氟离子的吸附行为。与Ti-Z相比,Al-Z在吸附剂用量、氟离子吸附量、对pH与共存阴离子的适应性方面表现更好,是一种非常具有应用前景的氟离子吸附剂。     

氢氧化镁对水中As（Ⅲ）的吸附作用

以氢氧化镁为吸附材料,通过单因素实验分别考察了氢氧化镁投加量、pH、温度、吸附时间对吸附效果的影响。研究了氢氧化镁对As（Ⅲ）的吸附热力学和动力学特性,并对作用机理进行了探讨。结果表明：在砷初始浓度为0.5～100 mg/L之间,温度为25℃,pH为3,氢氧化镁投加量为0.5～4 g,吸附时间为1 h的条件下,氢氧化镁...     

改性生物炭对高浓度锑废水中Sb(Ⅴ)的去除效果

锑(Sb)污染是我国的典型环境问题之一,高浓度的Sb废水是Sb矿区一个重要的Sb污染来源,治理Sb矿废水的重点是高效去除水中的Sb(Ⅴ)。因此本研究采用经典吸附实验方法,用改性生物炭去除水溶液中的Sb(Ⅴ),旨在评价该改性生物炭在含Sb废水中的应用效果和潜力;结果显示,生物炭经过改性处理后吸附Sb(Ⅴ)能力显著增大,热解温度为600 ℃得到的改性生物炭(MC600),在投加比为2.5 g·L⁻¹、pH=7.5条件下,对Sb(Ⅴ)的吸附能力最强,Langmuir模型拟合的最大饱和吸附量为8 089 mg·kg⁻¹。吸附动力学实验发现Elovich方程对MC600吸附Sb(Ⅴ)的拟合效果最好(R²=0.993),吸附过程主要为非均匀表面吸附;吸附等温实验中MC600对Sb(Ⅴ)的吸附行为适用于Langmuir和Langmuir-Freundlich模型拟合(R²=0.981、0.980),表明MC600对Sb(Ⅴ)的吸附主要以单分子层吸附为主,并伴有部分多分子层吸附。通过对MC600吸附高浓度Sb(Ⅴ)后的样品进行解吸,2种样品3次总解吸率均低于30%,表明MC600吸附Sb(Ⅴ)的效果稳定。以上结果表明,改性的MC600对高浓度Sb废水中Sb(Ⅴ) 的去除具有潜在的应用前景。     

改性魔芋废弃物对废水中的油脂和Cr(Ⅵ)的去除

采用醚化、磷酸酯化和接枝共聚等3种方法改性魔芋下脚料中提取的絮凝活性物,用以去除废水中油脂和Cr(Ⅵ).反应时间、用量和pH等3因子正交实验表明,经醚化改性与磷酸酯化改性后的絮凝剂分别对油脂和Cr(Ⅵ)的去除效果较好.聚合氯化铝(PAC)用量、ZnSO4用量、pH和微波照射时间等4因子正交实验表明,PAC和ZnSO4可以强化改性絮凝剂效果,对2种污染物的吸附去除效果分别用双常数方程和Elovich方程能够较好地拟合.     

改性魔芋废弃物对废水中的油脂和Cr(VI)的去除

采用醚化、磷酸酯化和接枝共聚等3种方法改性魔芋下脚料中提取的絮凝活性物,用以去除废水中油脂和Cr(Ⅵ)。反应时间、用量和pH等3因子正交实验表明,经醚化改性与磷酸酯化改性后的絮凝剂分别对油脂和Cr(Ⅵ)的去除效果较好。聚合氯化铝(PAC)用量、ZnSO4用量、pH和微波照射时间等4因子正交实验表明,PAC和ZnSO4可以强化改性絮凝剂效果,对2种污染物的吸附去除效果分别用双常数方程和Elovich方程能够较好地拟合。     

磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2的合成及对水中氟和砷的吸附性能

用共沉淀法将ZrOCl2·8H2O包裹在磁性纳米Fe3O4表面,合成了一种针对高浓度含砷含氟废水的高效新型磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2.研究考察了吸附剂对氟和砷的吸附容量、反应平衡时间以及pH对吸附效果的影响.实验表明,磁性纳米Fe3O4·ZrO(OH)2吸附剂对水中F-和As(Ⅲ/Ⅴ)等温吸附模型符合Langmuir和Freundlich模型.对溶液中总氟和总砷的吸附容量分别可达70.42 mg/g和133.33 mg/g.通过拟二级动力学方程可得知吸附过程在20 min左右即可达到平衡.随着pH的不断增加,吸附剂对氟的吸附容量逐渐降低,而对砷的吸附量则是先增加后减少.     

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+,H2PO4-）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,H2PO4-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 kJ·mol-1和2.65 kJ·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。