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。     

活性炭的制备及其对苯酚的吸附

以红枣核为原料,ZnCl2为活化剂制备了活性炭,研究了其对苯酚的吸附性能。采用低温氮气吸附脱附及FT-IR等手段对活性炭的性能进行表征。结果表明：制备所得活性炭收率为42.1%,碘吸附值为1 086 mg·g-1,BET比表面积达1 096 m2·g-1,总孔容为0.603 cm3·g-1,平均孔径为2.200 nm,活性炭表面具有羟基、羧基等活性基团。通过Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson、Toth和Temkin等吸附等温模型对数据进行拟合,表明Redlich-Peterson和Toth 3参数模型能较好地描述苯酚在活性炭上的吸附平衡。动力学研究表明枣核基活性炭对苯酚的吸附过程符合二级吸附动力学方程。     

改进水热法合成纳米CoxFe3-xO4(0≤x≤2)及其对刚果红染料的吸附性能

采用快速水热法制备了纯相CoxFe3-xO4（0≤x≤2）纳米颗粒,并对样品进行了XRD、EDX、FTIR、SEM、N2吸附-脱附以及VSM表征,研究了Co含量、初始浓度和pH值对水中刚果红吸附性能的影响。实验结果表明,Co1.6Fe1.4O4纳米颗粒具有最大的比表面积170.1 m2·g-1和最好的吸附性能,在pH=3,初始浓度为200 mg·L-1时,饱和吸附容量达到475 mg·g-1。对CoxFe3-xO4进行了吸附过程动力学和热力学分析,该吸附过程符合准二级动力学模型,根据Langmuir等温吸附模型计算得出最大吸附容量为370.4 mg·g-1。良好的磁性能使Co1.6Fe1.4O4纳米颗粒很容易从水中分离再利用,实验表明,经过多次脱附/吸附过程,Co1.6Fe1.4O4纳米颗粒对刚果红仍具有良好的吸附性能。     

天然有机质模型化合物在无机矿物表面的吸附

天然有机质（NOM）在全球碳循环中扮演重要角色,而无机矿物对有机碳稳定具有重要作用.本实验以Fe2O3（纳米和微米颗粒）和高岭土为吸附剂,探讨复杂多组分NOM模型化合物（单宁酸、没食子酸、富马酸钠和油酸钠）在无机矿物表面的吸附稳定机理.结果表明,4种不同性质的模型化合物在矿物表面均呈现明显的非线性吸附.纳米氧化铁较大的比表面积能够提供更多的吸附位点,有利于其对模型化合物的吸附,但是其比表面积的有效性最低,显示其极大的吸附潜力.不管是芳香性还是脂肪性化学物质,大分子模型化合物的吸附显著高于小分子模型化合物,说明NOM的模型化合物中大分子组分更倾向于吸附在无机矿物表面,这一现象提示NOM在无机矿物表面发生选择性吸附时,有可能优先吸附大分子组分.     

TiO2同质吸附层强化光催化矿化甲苯

矿化效率是VOCs光催化净化技术应用的关键指标。为提高光催化剂对VOCs的矿化性能,以邻苯二胺和间苯二胺为模板剂在P25表面诱导生长微孔TiO2形成同质多孔吸附层,分别得到多孔-晶体TiO2复合材料P25-A和P25-B,利用透射电镜（TEM）、氯气等温吸附脱附和表面光电压谱（SPV）等手段表征其物理结构及光生载流子分离行为,以甲苯为VOCs代表研究材料的吸附和光催化氧化特性。结果发现,同质吸附层显著提升了催化剂的吸附性能,P25-A和P25-B的甲苯平衡吸附量分别是P25的1.9和2.4倍。其中邻苯二胺诱导生成的同质吸附层同时促进了光生载流子的分离,表现出明显的吸附与光催化氧化的协同效应,对甲苯的矿化效率相比P25提高了270%。     

纳米氧化铝/氧化锰-硅藻土复合物对磷酸根阴离子的吸附

为改善纳米金属氧化物颗粒在硅藻土表面的负载特性,在保留硅藻土大孔结构的同时提高纳米颗粒的分散性,本研究通过原位合成/负载法,制备出一种具有多级孔结构的纳米氧化铝/氧化锰-硅藻土复合物（Dt-Al-Mn）.采用X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和氮气吸脱附等温线分析等手段对其进行物相、形貌及孔结构等表征,并通过吸附实验来探究其对磷酸根离子的吸附特性.结果表明,硅藻土表面均匀负载了铝-锰双金属氧化物颗粒薄膜,该颗粒薄膜以无定形存在.Dt-Al-Mn不仅保留硅藻土的大孔结构,并且形成了大量的微孔和介孔结构,其比表面积和孔容为352.4 m2·g-1和0.535 cm3·g-1,远高于硅藻土（Dt）和硅藻土负载氧化铝材料（DA）.Dt-Al-Mn对磷酸根的最大吸附量为67.9 mg P·g-1,其吸附等温线较好地符合于Langmuir模型.综上所述,Dt-Al-Mn有望成为一种具有应用前景的富营养化水体修复材料.     

凹凸棒石负载CuO催化剂脱除气态Hg0

利用固定床反应器在模拟烟气条件下研究了凹凸棒石（PG）负载CuO催化剂（CuO/PG）对气态Hg0的脱除.考察了CuO负载量、反应温度、烟气成分、SO2浓度以及空速等对CuO/PG脱除Hg0的影响,并利用逐级化学提取和程序升温脱附实验分析了CuO/PG上吸附Hg的形态.结果表明,CuO/PG对Hg0具有较高的脱除能力,明显高于载体PG,且随CuO负载量的增加而增强（1%—8%）;在150—250 ℃温度范围内,温度升高,CuO/PG对Hg0的脱除能力降低;HCl对CuO/PG脱除Hg0具有显著的促进作用,O2具有促进作用,H2O和SO2具有抑制作用,NO的作用不明显;在6000—15000 h-1空速范围内,空速降低,CuO/PG表现出了更好的脱除Hg0的能力.逐级化学提取和程序升温脱附实验结果证实,CuO/PG对Hg0的脱除是吸附和催化氧化的共同作用,Hg0被氧化为Hg2+的化合物并吸附在CuO/PG上.     

Bi2MoO6/BiOBr的制备及其对罗丹明B的吸附

通过一步溶剂热合成法合成Bi2MoO6/BiOBr复合材料,利用扫描电子显微镜（SEM）,X射线衍射仪（XRD）,BET比表面积测定仪等对该材料进行表征,考察了投加量、pH、吸附时间、浓度和温度对Bi2MoO6/BiOBr复合材料吸附罗丹明B（RhB）的影响。结果表明,复合材料的吸附能力随pH和温度的增加而减小,随初始浓度的增加而增大。吸附过程符合二级动力学和Langmuir吸附等温线模型。在20 mL 90 mg·L-1罗丹明B溶液中,当吸附剂投加量为1 g·L-1时,5 min内RhB去除率达到82.3%,1 h内达到吸附平衡,去除率达到93.2%,分别为同等条件下Bi2MoO6单体的4.4倍和BiOBr单体的4.0倍。同时,该复合材料的最大吸附量达182.48 mg·g-1,其用于处理染料废水有较好的应用前景。