硅酸钙-壳聚糖聚合物制备及其对重金属废水的吸附特性

使用溶液共混法制备出硅酸钙-壳聚糖聚合物,同时采用FT-IR、XRD等方法对制备的硅酸钙-壳聚糖聚合物进行表征,并分别对壳聚糖、硅酸钙、硅酸钙-壳聚糖聚合物吸附去除重金属废水的特性进行了初步研究.结果表明,硅酸钙-壳聚糖聚合物在制备过程中晶型发生变化,结晶度降低;硅酸钙-壳聚糖聚合物对各重金属离子的吸附能力最强,其对Ni2+、Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cr3+的最大吸附量分别为167.01、192.30、232.47、174.71、162.33 mg·g-1;重要的是,硅酸钙-壳聚糖聚合物可在酸性环境下更有效吸附去除废水中重金属离子.     

桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附

以桑树杆为主要原料,采用氧化和共沉淀法制备桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂,用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、XPS对其进行了表征,研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能.探讨了溶液pH值、吸附时间等对吸附效果的影响.实验结果表明,桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂有羟基、羧基、羟基和内酯基官能团的存在;桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂上的铁锰分別以Fe2O3和MnO2的形式存在;相比桑树杆生物炭,桑树杆活性炭/铁锰氧化物复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的最大吸附量提高了33.02%;当溶液pH值为2时,吸附效果最好;准二级动力学模型对吸附过程的拟合效果最好,当初始浓度为20、50、100 mg·L-1时,拟合的相关系数 R2分别为0.9998、0.9882、0.9829;25 ℃、35 ℃和45 ℃下,Langmuir等温吸附模型拟合的相关系数均为0.9999,对应的最大的吸附量分别为35.93、38.58、48.29 mg·g-1.Langmuir等温模型较Freundlich等温模型更适合对Cr(Ⅵ)吸附过程的拟合.热力学参数表明,吸附过程是自发的、吸热的.经过3次的解吸再生,复合吸附剂的再生利用效率为86.80%.     

锆改性凹凸棒土对水中氟的吸附热力学与动力学研究

以锆改性凹凸棒土(Zr-ATP) 为吸附剂,研究了其对水中F-的吸附、脱附性能,探讨了Zr-ATP对F-的吸附热力学和动力学规律.结果表明,随着温度的升高,Zr-ATP对F-的吸附量逐渐增加;F-在Zr-ATP上的吸附等温线可用Freundlich等温线方程拟合,吸附过程为熵驱动的吸热、熵增的自发过程;Zr-ATP对F-的吸附量随着吸附剂中锆含量的升高而增加;F-在Zr-ATP吸附剂上的吸附动力学符合拟二级动力学方程,且其吸附过程中受边界层扩散的影响.当pH=5时,Zr-ATP对F-的吸附量最大(30.37 mg·g-1);阴离子的存在抑制F-在Zr-ATP上的吸附效果,不同阴离子影响的大小顺序为:HCO3- > SO42- > NO3- > Cl-.吸附饱和的Zr-ATP可在NaOH溶液中脱附再生,经4次脱附后,F-的吸附量为22.78 mg·g-1,有良好的再生性,可循环使用.     

生物炭对极性与非极性有机污染物的吸附机理

以玉米秸秆为原料,分别在200、400、600、700℃下制备了不同性质的生物炭,对其性质进行了表征.研究了极性物质普萘洛尔和非极性物质萘在生物炭上的吸附,并对不同物质的吸附机理进行了探讨.结果表明,随裂解温度的升高,生物炭芳香性增强,极性降低,比表面积增大.普萘洛尔和萘的吸附都随生物炭裂解温度的升高而增大,普萘洛尔的lgKoc由3.10(低平衡浓度3 mg·L-1)和2.88(高浓度10 mg·L-1)增加到3.89和3.67;萘的lgKoc由2.74(低平衡浓度3 mg·L-1)和2.65(高浓度15 mg·L-1)增加到4.59和4.05.疏水分配作用对萘在低温生物炭上的吸附起主要作用,而随裂解温度升高,表面吸附和孔填充所占贡献逐渐增强.除了以上机理,普萘洛尔还可通过静电吸引进行吸附,而且在BC200上,由于大量极性官能团的作用,有利于静电吸附,其对普萘洛尔的吸附显著大于对萘的吸附;而且存在分子的倾斜吸附或多分子层吸附,单位表面积的吸附量远远大于单分子层吸附预测值.而在高温生物炭上,由于萘的分子较小而憎水性较高有利于孔填充作用,其对萘的吸附大于对普萘洛尔的吸附.     

模板法合成介孔硅酸钙及其对重金属离子的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料,采用模板法制备了介孔硅酸钙.探讨了不同模板剂（十二烷基磺酸钠、十六烷基三甲溴化铵、P123和十六烷基三甲溴化铵-四甲基氢氧化胺）对介孔硅酸钙孔径和表面形貌的影响,通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、BET表面分析和红外光谱（FT-IR）等对其结构进行了表征,考察其对含Pb2+和Cu2+模拟废水的吸附性能和解吸再生性能,并与活性炭的吸附性能进行比较.结果表明,采用十六烷基三甲溴化铵模板剂为模板合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径主要介于4-50 nm之间,比表面积达158.13 m2·g-1;在298 K下,对Pb2+和Cu2+的吸附容量分别为1.833 mmol·g-1和6.557 mmol·g-1,远比在相同吸附条件下活性炭的吸附容量高.介孔硅酸钙吸附重金属离子为放热反应,主要是表面羟基与重金属离子间配位化学作用.经过5次洗脱再生,对Pb2+的平衡吸附量和吸附率仅分别降低了0.102 mmol·g-1和4.2%,表明其具有优良的吸附/再生性能,有望成为优良的重金属离子吸附材料.     

生物遗态氧化锰基镁铝水滑石的制备及铅吸附性能

本文以棉花为模板,浸渍醋酸锰溶液进而再煅烧的方法制备出具有棉花生物遗态的氧化锰.以氧化锰为基底,采用水热合成法制备出氧化锰基镁铝水滑石.利用热重差热（TG-DTA）分析、X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对其进行表征.将所得样品在500℃下煅烧,研究所得氧化物对铅离子的吸附性能,对吸附剂用量、初始浓度、温度、时间等对吸附有影响的因素进行了系统的研究.结果表明,在25℃下,50 mg生物遗态氧化锰基镁铝氧化物吸附浓度为50 mg·L-1的铅离子溶液,去除率可达99%以上,吸附可在120 min基本达到平衡,吸附动力学模型符合准二级动力学.吸附等温线符合D-R模型,吸附属于物理吸附,且升温有利于吸附.     

左氧氟沙星在蒙脱石存在条件下对大肠杆菌的毒性效应

采用批实验研究了蒙脱石对左氧氟沙星的吸附机理及对左氧氟沙星抗菌作用的影响。结果表明,中性条件下存在培养基时,左氧氟沙星在蒙脱石上前2 h即达到吸附平衡,吸附等温线符合Langmuir吸附方程,吸附率达90%以上;蒙脱石吸附左氧氟沙星存在阳离子交换作用、氢键作用、疏水作用、阳离子键桥作用、静电吸附作用等物理化学过程;蒙脱石本身不具有抑菌、杀菌活性,且由于蒙脱石增大了微生物附着的比表面积,在特定情况下可以促进微生物的生长;扣除其对微生物生长的促进作用后,蒙脱石吸附左氧氟沙星降低了后者的毒性效应,其抑菌率降低约25%。上述结果为进一步研究抗生素在环境中的毒理效应提供了基础依据。     

活性污泥对Pb(Ⅱ)的吸附机理

实验主要研究了活性污泥对Pb(Ⅱ)的吸附行为和吸附作用机理。结果表明,伪一级动力学模型和伪二级动力学模型均符合活性污泥对Pb(Ⅱ)吸附实验。在10、20和30 ℃时,Langmuir和Freundlich等温吸附线均能对活性污泥吸附Pb(Ⅱ)的行为进行较好的拟合。根据Zeta电位分析、轻金属离子释放分析、傅里叶红外分析(FT-IR)、扫描电镜分析(SEM)、和X射线光谱衍射分析(XPS)可得,活性污泥对铅的吸附机理包含静电吸附、离子交换、微絮凝沉淀、表面络合等。     

改性花生壳活性炭吸附-催化臭氧氧化处理反渗透浓水

考察了改性活性炭吸附-催化臭氧氧化对炼化RO浓水中有机污染物的降解效果。结果表明,花生壳经H3PO4活化后具有较好的比表面积及孔径结构,再经Cu2+、Mn2+、Fe3+溶液负载改性,得到花生壳活性炭催化剂,其中Cu2+改性后的活性炭具有最大的比表面积。将不同的改性活性炭与臭氧组合处理RO浓水,COD去除率显著提高,表现为Cu-AC≥Mn-AC > Fe-AC > H3PO4-AC,偏碱性条件和提高活性炭投加量均利于活性炭吸附-催化臭氧氧化反应,且在30 min后COD去除率趋于平稳。当利用金属离子负载改性活性炭时,臭氧消耗率显著提高。其中,Cu-AC和Mn-AC吸附-催化臭氧氧化时臭氧的消耗率较高,COD去除率≥80%,出水COD-1,达到国家一级排放标准。     

松果活性炭对有机染料的吸附

以松果为原料,利用ZnCl2活化法和FeCl3改性剂进行活性炭的制备和改性,测定了松果活性炭的比表面积,并研究其对甲基橙染料的吸附性能。结果表明：改性后的松果活性炭比表面积达到681 m2·g-1,并以中孔为主,有利于大分子有机染料的吸附;当松果活性炭的投加量为0.3 g·L-1、吸附30 min、甲基橙初始浓度100 mg·L-1、pH=7以及25℃温度条件下,吸附效果最佳,甲基橙去除率高达99.41%;Langmuir模型比Freundlich模型能更好地描述甲基橙染料的吸附行为,说明吸附以表面单层覆盖为主;吸附动力学符合Lagergren准二级动力学方程,R2大于0.999。可为松果的开发利用和制备低成本、高吸附性的吸附剂提供参考。