13X分子筛对水体中钒离子的吸附

为研究分子筛对水体中重金属的吸附效果,选取了13X分子筛作为实验材料,研究其对钒离子的吸附效果。分别研究了在不同温度、时间、溶液pH值和初始钒浓度的条件下,13X分子筛对钒离子的吸附量,结果表明：酸性条件更利于13X分子筛对钒的吸附,溶液pH≥5时吸附量趋于0;随着反应温度的升高,13X分子筛对钒离子的吸附量逐渐增加;13X分子筛对钒离子的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。13X分子筛对钒离子具有一定的吸附效果,在一定的处理工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。但针对不同来源废水的特点,需对分子筛进行改性并进一步优化修复工艺条件以实际应用。     

巯基功能化13X分子筛对Pb(Ⅱ)的吸附

用3-巯丙基三甲氧基硅烷（MPTMS）对13X分子筛表面进行修饰,采用XRD和FT—JR测试方法对功能化前后的分子筛结构进行表征,结果表明,功能化后分子筛在保持原有结构同时表面还接枝了对Ph^2＋离子有吸附能力的巯基基团。吸附实验表明,巯基功能化分子筛对水中Ph^2＋离子比原分子筛具有更强的吸附去除效果,饱和吸附容量和去除率提高近一倍。SH-13X对Ph^2＋离子的等温吸附符合Langmuir模型,最大吸附容量为47．01mg／g,吸附强度b为2．26。动力学分析表明SH-13X对Ph^2＋离子的吸附过程更符合准二级动力学模型,而且粒内扩散不是该吸附过程的主要吸附机制。溶液中的Ph“与嫁接在分子筛表面及孔口位置的-SH功能团形成配位络合物而去除。     

NaY分子筛疏水改性及其对汽车涂装VOCs废气的吸附

针对水分存在条件下分子筛吸附VOCs吸附容量急剧下降的问题,以汽车涂装过程产生的二甲苯、甲苯、乙酸丁酯为VOCs代表,采用三甲基氯硅烷 (TMCS) /正己烷对NaY分子筛进行疏水改性,以提高高湿度条件下分子筛对VOCs的吸附性能。结果表明,最佳的TMCS/正己烷体积比为1:7 (NaY-4) ,在RH=65%条件下,NaY-4对甲苯的吸附量为7.15 mg·g⁻¹,是未改性NaY分子筛吸附量的2.58倍,且经5次吸附脱附循环实验,吸附容量仍保持在92.56%以上。BET、XRD、FTIR及接触角等表征结果表明,改性并未对分子筛的晶型结构造成影响,但会减小其比表面积;改性后Si—CH₃和Si—O—Si疏水官能团增多,接触角由13.2°增加到121.6°,疏水性增强。该研究结果可为分子筛转轮VOCs吸附技术的工业应用提供参考。     

酸碱盐改性对活性炭吸附油气特征的影响

采用酸碱盐溶液浸渍方法对活性炭进行改性,探究了其吸附油气的特征,考察了改性后的活性炭对油气吸附量和穿透时间的影响,采用BET、SEM、XRD及FT-IR等方法对活性炭进行了表征。结果表明：改性后的活性炭孔结构和表面化学性质发生了明显的变化,2^#样品(醋酸改性)比表面积最大为1 264.33 m²·g⁻¹,碱改性活性炭对油气的吸附性能优于其他改性方法,3^#样品(氨水改性)吸附容量最高为0.279 g·g⁻¹,拟合动力学速率常数k′值是0.096 3,5^#样品(氢氧化钾改性)穿透时间最长为130 min;改性处理后,增加了活性炭表面的—OH与C=C含量,正丁烷主要以—CH₂基团吸附在吸附剂表面。在综合酸碱盐溶液改性的基础上,利用Yoon-Nelson动力学方程对吸附曲线进行拟合,评价改性活性炭对油气的吸附性能。以上研究结果可为活性炭吸附油气的工业应用提供参考。     

利用13X沸石分子筛净化含NH+4-N废水的实验研究

研究了13X沸石分子筛在静态和动态条件下对中低浓度含NH4^＋-N废水的吸附性能,包括影响吸附的主要因素、沸石对NH4^＋-N的吸附效果和沸石的再生等。静态实验结果表明,pH值为6．5～7．5,吸附时间35rain,吸附温度20～30℃的条件下,沸石对50mL NH4^＋-N初始浓度（C0）为80mg／L的废水吸附效果最佳,吸附过程符合Langmuir型吸附等温式,饱和吸附量为8．61mg／g。动态条件下,随水力停留时间增加,沸石对NH4^＋-N的吸附量上升,最大饱和吸附量可达24．20mg／g,吸附过程符合Thomas吸附模型。直接焙烧法对吸附后的沸石进行再生活化处理效果良好。实验证明,利用13X沸石净化中低浓度含NH4^＋-N废水具有良好的工业化应用前景。     

橘子皮皂化交联改性及其对重金属离子的吸附

以生物废料橘子皮(OP)为原料,经乙醇、NaOH和CaCl2处理,得到皂化交联改性橘子皮(SCOP)生物吸附剂,将其用于对重金属离子Cu2+、pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的吸附,并研究了溶液pH、吸附时间和重金属离子初始浓度对SCOP吸附性能的影响.结果表明,重金属离子在改性橘子皮上的吸附速率快,符合准二级动力学方程;改性橘子皮对Cu2+、pb2+、Zn2+和Ni2+的吸附等温线符合Langmuir方程,对Cd2+的吸附等温线符合Freundlich方程,根据Langmuir方程计算对Cu2+、pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的饱和吸附量分别为72.73、209.80、85.84、56.18、33.80mg/g,均高于改性前.改性后的橘子皮生物吸附剂可以再生重复使用4次以上,是性能良好的重金属离子吸附剂.     

改性木屑对海上溢油的吸附

为提高吸油倍率降低吸水倍率,对天然松木屑进行了改性,得到了一种新的除油吸附剂。对该吸附剂的吸油吸水性能进行测定,并确定最佳条件。结果显示：改性木屑吸油效果提升显著,在纯原油中吸油倍率是天然松木屑的2.50倍;吸水倍率降低了80%;漂浮性能好;吸附2 min就能达到吸附平衡,吸附速率是原始松木屑和活性炭的15倍;粒径对改性木屑吸水吸油性能基本无影响;低温和中性条件有利于油的吸附。     

氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响

研究了氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响.以傅立叶红外光谱定性表面官能团变化,以扫描电镜观察表面形貌,以化学吸附分析仪测定后再通过测定样品的氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔径.结果表明:(1)氧化改性使活性炭比表面积增大;还原改性使活性炭比表面积减小.还原阶段使先前氧化阶段中产生的孔道以及原有孔道均发生塌陷,导致还原改性活性炭比表面积减小.(2)在静态吸附的条件下,氧化改性和还原改性活性炭对草甘膦的吸附均为吸热反应.还原改性在活性炭表面产生的还原性官能团有利于活性炭对草甘膦的吸附,而氧化改性产生的氧化性官能团并不利于活性炭对草甘膦的吸附.(3)热力学参数的计算进一步表明,改性活性炭对草甘膦的吸附为吸热反应.     

CTAB-HAP@ZMS复合材料的制备及其对氟离子的吸附性能

使用贝壳和粉煤灰等固体废弃物为原材料,采用水热合成法将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性后的羟基磷灰石(HAP)负载到粉煤灰基沸石分子筛(ZMS)上,得到一种高效的吸附剂(CTAB-HAP@ZMS)用于去除氟离子。当投加量为8.0 g·L⁻¹、pH为3、温度为55 ℃时,CTAB-HAP@ZMS复合材料的最高吸附容量达到了10.4 mg·g⁻¹,对10.0 mg·L⁻¹氟化钠溶液中F⁻的去除率可以达到95%。动力学和热力学拟合参数表明吸附过程主要为多分子层式、自发、吸热的化学吸附。将此吸附剂用于处理模拟地热水(F⁻初始浓度为8.0 mg·L⁻¹),去除率达到89%,残留浓度低于我国饮用水质量标准中F⁻的浓度限值(1.0 mg·L⁻¹)。此外,经4次循环再生吸附后,CTAB-HAP@ZMS复合材料仍然表现出较高的氟离子去除效率。该复合材料的制备不仅能使固体废物资源化,还在氟离子去除方面有广阔应用前景。     

改性黄麻制备及其对铜离子的吸附

从地表水突发污染应急处置实际需求的角度,考虑纤维材料的现场实用性,研究了均苯四甲酸二酐改性黄麻的制备过程及对重金属铜离子的吸附性能,吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学。通过正交实验对改性条件进行了优化,结果表明,反应物(黄麻与酸酐)配比和反应温度对改性黄麻的吸附量有十分显著的影响;在室温,pH为5~7的条件下,改性黄麻对铜离子的吸附容量为43.56 mg/g,比原态黄麻提高了7倍多;改性黄麻对铜离子的吸附符合Langmuir模型,为单分子层吸附;吸附过程是符合假二级动力模型的自发吸热反应。     

酸碱改性活性炭吸附微污染水源水中的Ni2+

通过HNO3-KOH对活性炭进行改性,采用扫面电镜（SEM）、比表面积分析（BET）、红外光谱分析（FT-IR）和Boehm滴定法对改性前后的活性炭进行表征,研究了改性前后的活性炭在不同条件下对微污染水源水中Ni2+的吸附能力和动力学。结果表明：改性活性炭表面含氧酸性官能团数量增加,比表面积和总孔容均略有降低,孔径变化不明显。在Ni2+浓度为0.4 mg·L-1,改性活性炭投加量5.0 g·L-1,温度30 ℃时,反应1 h去除率可达95.55%,剩余Ni2+浓度为0.017 8 mg·L-1,达到《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）中的要求。相同条件下,改性前活性炭对Ni2+的去除率仅为74.45%,剩余Ni2+浓度达不到标准要求。活性炭对Ni2+的等温吸附更符合Langmuir方程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程。     

改性硅藻土的制备及其对硝基苯的吸附性能研究

对硅藻土采用酸煮、碱煮和超声预处理,在不同温度下焙烧,然后用氢氧化铁改性得到9种改性硅藻土样品,并研究了改性后样品在不同pH、吸附剂的量、吸附时间、吸附温度下对硝基苯模拟废水的吸附性能。结果表明,酸煮后500℃焙烧下用氢氧化铁改性的硅藻土改性效果最好,并且在pH为5、吸附剂的量为1.0g(以硝基苯溶液250mL计)、吸附时间为120 min、温度为50℃时去除率最高,可达到99.5%,较未改性前提高了50百分点。     

改性松针对水中壬基酚的吸附

研究了由乙醇改性后的松针对水中壬基酚的吸附去除效果;探讨了其吸附过程的热力学和动力学行为;考察了pH、温度对吸附效果的影响。实验结果表明,改性松针对水中壬基酚具有很好的吸附能力,当壬基酚浓度为10 mg·L-1,溶液30 mL、吸附剂投加量为1 g、温度为25℃、pH值为7时,35 min达到吸附饱和,实验饱和吸附量为0.279 mg·g-1,吸附去除率为93.3%;吸附过程符合准一级动力学方程,并能够同时满足Langmuir和Freundlich吸附等温吸附模型。     

分子筛吸附法脱除废水中的聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺(PAM)用于油田驱油产生大量难处理的含聚废水。以分子筛为吸附剂处理含聚废水,研究分子筛类型(Y、Beta和ZSM-5,H型和Na型)和物化性质对其吸附PAM性能的影响,并测定吸附等温线。结果表明,吸附性能顺序为Beta>Y>ZSM-5,H型优于Na型。H-Beta对PAM的吸附来自分子筛中阳离子与PAM中阴离子的静电作用,Si—O和Al—OH与PAM中酰胺基的氢键作用。H-Beta开放的通道结构,较高的介孔比例和表面积,较强的酸性和良好的酸中心可接近性使其具有优异的吸附性能。SiO2/Al2O3=26的H-Beta对浓度为200 mg/L的PAM溶液,PAM脱除率可达95.2%。在低PAM平衡浓度时,PAM在H-Beta上的吸附符合Langmuir单层吸附特征,饱和吸附量达70.2 mg/g,在高浓度区域则由于PAM疏水缔合作用加强呈现多层吸附。     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

用于氨氮去除的13X分子筛／PES膜吸附剂的制备与性能表征

针对氨氮排放对环境造成的污染以及给人类带来的危害这一问题,将分子筛吸附与膜技术相结合,以13x分子筛为功能颗粒,以聚醚砜（PES）为膜的基质材料,以二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂,通过相转化法制备了不同13x分子筛填充量的13x／PEs膜吸附剂。研究发现,随着13x分子筛填充量的增加,膜的指状孔变得细密、短小,其吸附容量,断裂强度都在增加,但是水通量逐渐降低。料液温度与pH值对吸附性能的影响表明,该膜吸附剂在293K,pH=7时对氨氮有较好的吸附容量,可达21．69mg／g;吸附热力学研究表明,该类型膜吸附剂对氨氮的吸附等温线符合Langmuir方程。     

改性ZSM-5介孔沸石分子筛对焦化尾水吸附行为及动力学

通过改性制备了具有二次介孔的沸石分子筛(ZSM-5m),使用SEM、N2吸附-脱附等温线和XRD对材料的结构进行了表征。以焦化尾水残余有机污染物(ROPs)为研究对象,探讨ZSM-5m对ROPs的吸附行为和动力学。结果表明,溶液初始pH和吸附剂投加量对吸附效率均有一定的影响,ZSM-5m吸附量明显高于ZSM-5。在初始COD为150~350 mg/L,pH为3.0,投加量为2.0 g/L,吸附300 min后,ZSM-5m对COD去除率达到57.5%~69.7%,吸附量达到14.9~25.1 mg/g。吸附动力学拟合结果显示,可以更好地用假二级动力学方程和Elovich模型来描述;动边界模型推算表明,吸附的主要速度控制步骤为颗粒内扩散,温度升高,颗粒扩散控制作用减弱,表观活化能为12.58 kJ/mol。推测ZSM-5m对ROPs的吸附是非均相扩散为主,带有复杂转化的物理吸附和化学吸附过程。     

有机官能团对改性硅吸附微囊藻毒素的影响

考察了不同有机改性硅对微囊藻毒素LR(mLR)和LA(mLA)的等温吸附行为。结果表明,有机改性硅可有效吸附去除水体中<0.1×10-6(质量分数)的微囊藻毒素,并且吸附去除效果随表面改性官能团中碳原子数量的增加而增加;相同条件下,有机改性硅在微囊藻毒素异构体之间存在着一定的吸附选择性。     

腐殖土的改性及对氨气的吸附性能

氨气是一种无色而具有强烈刺激性气味的碱性气体,不仅对人和动物健康造成危害,还会对空气造成污染。腐殖土有疏松多孔的结构和羧基、羟基等官能团。实验以腐殖土为原料,采用典型的酸、碱、盐对其进行改性,以扩大比表面积和孔径,来改善腐殖土对氨气的吸附能力。结果表明：用17%的H2SO4溶液,液固比为8∶1,60℃活化8 h,105℃下烘干的条件下改性得到的腐殖土比表面积最大,由原样的12 m2·g-1提高到46 m2·g-1,提高3.83倍。改性后的腐殖土中加入1%的甲基纤维素,制成的吸附剂在200℃焙烧2 h,穿透时间由原样的10 min增长到90 min,提高了8倍。穿透吸附量由原样的0.085 mg·g-1增加到2.3 mg·g-1,提高了26倍。     

改性木屑对铜离子的吸附性能

用热解+NaOH浸泡的方法制备改性木屑,通过表征手段观察了改性后木屑表面结构的变化,并研究了改性木屑对水溶液中Cu2+的吸附性能。结果表明：改性木屑表面变光滑,羟基增多;与原木屑和活性炭相比,改性木屑的平衡时间缩短了60 min,吸附速率提高了50%;改性木屑对铜离子的吸附符合Langmuir等温模型,最大吸附量为31.25 mg·g-1,是原始木屑吸附量的8倍,是活性炭的3倍。