改性玉米秸秆对水溶液中硝酸根的吸附动力学研究

为了将玉米秸秆资源化,成为一种能够有效去除水及废水中硝酸根的吸附剂,将玉米秸秆进行化学改性制备了阴离子交换剂.重点研究了改性玉米秸秆对硝酸根的吸附热力学及动力学特性.结果表明,改性玉米秸秆对硝酸根的吸附均符合Langmuir等温模式和Freundlich等温模式.在20℃和40℃条件下的最大吸附量分别为80.8407 mg·g-1和72.7273 mg·g-1.吸附过程放热,降低温度有利于吸附的进行.改性玉米秸秆对硝酸根的吸附为快速吸附过程,30min内即可达到吸附平衡.改性玉米秸秆对不同初始浓度硝酸根的吸附过程均为一级反应,吸附过程受液膜扩散和颗粒内扩散同时控制.研究结果表明,改性玉米秸秆是一种良好的硝酸根吸附剂.     

金属负载活性炭的亚甲基蓝/单宁酸吸附性能

考察了亚甲基蓝和单宁酸在金属负载活性炭表面的吸附行为,并用Langmuir与Freundlich方程对等温吸附线进行拟合。结果表明,亚甲基蓝在活性炭表面倾向于多分子层吸附,而单宁酸则倾向于单分子层吸附;金属负载降低了活性炭对有机污染物的饱和吸附容量,但新建的金属氧化物活性中心可促进单宁酸在低浓度下的吸附。金属负载改性是饮用水深度处理中活性炭滤料改性的重要方向。     

两亲性壳聚糖制备优化及其气浮除藻研究

对壳聚糖（CTS）进行了两亲改性,通过响应曲面实验对比各因素对取代度影响的显著程度且优选出最佳的制备条件,并采用3种两亲性CTS进行了表面改性气浮（PosiDAF）除藻实验,对比了不同条件下的除藻效果且探究除藻机理.结果表明,两亲性CTS水溶性增强,但热稳定性降低;对响应值影响的显著程度为：碳链长度>反应时间>反应温度>原料投加比;以丁基N-2羟丙基三甲基壳聚糖氯化铵（C4-HTCC）为改性剂,投加量为1.0mg/L时改性气浮除藻效果最佳,可达93.47%,源于其改性的微气泡具有较强的静电吸引作用.     

改性生物炭固定床对模拟湖库水体中Mn2+的吸附

湖库是社会生产发展的重要水资源,而湖库饮用水中锰离子（Mn²⁺）的季节性超标成为威胁人类的生活健康和社会安全生产的重要因素之一.首先,开展了NaOH改性生物炭的静态吸附研究,并考察了热解温度（400、500和600℃）和改性条件（未改性、碱前处理改性和碱后处理改性）对吸附性能的影响,研究表明碱前处理改性能提高生物炭的吸附容量,在400℃时获得最大吸附容量为41.06 mg ·g^-1.之后,开展了改性生物炭固定床对Mn²⁺的动态吸附研究.结果表明,碱改性生物炭在静态吸附状态下的吸附能力越强,其在固定床动态吸附过程中的穿透点（c_t/c₀=0.1）和饱和点（c_t/c₀=0.9）时间越长;当分别提高Mn²⁺初始浓度和进水流速时,固定床吸附的穿透点时间由360 min分别缩短至160 min和200 min,饱和点时间由865 min分别缩短至700 min和600 min.Thomas吸附模型能较好地拟合生物炭固定床吸附过程,表明动态吸附过程中,生物炭对Mn²⁺的去除由化学吸附主导,研究结果可为实际运行提供科学指导.     

铝和锆改性沸石对太湖底泥-水系统中溶解性磷酸盐的固定作用

通过试验方法考察了2种不同底泥改良剂(铝和锆改性沸石)对太湖底泥-水系统中SRP(可溶解性磷酸盐)的固定作用. 改性沸石改良前后太湖底泥对水中较高浓度磷的吸附平衡数据可用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述,吸附动力学过程可用准二级动力学模型进行描述. 太湖底泥、铝和锆改性沸石改良太湖底泥的最大磷吸附量分别为395、613和1 009 mg/kg. 被改良太湖底泥中,铝改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP(NaOH提取态磷)形态存在,锆改性沸石所吸附的磷主要以NaOH-rP和Res-P(残渣态磷)形态存在. 当水中初始ρ(SRP)很低时,太湖底泥和改性沸石改良太湖底泥均释放出磷,其中后者的释磷量较低. 改性沸石改良太湖底泥中的w(BAP)(BAP为生物有效磷)低于太湖底泥,w(liable-P)(liable-P为弱吸附态磷)也明显偏低. 铝改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)(BD-P为氧化还原敏感态磷)与太湖底泥相比差异不显著,而锆改性沸石改良太湖底泥中的w(BD-P)明显低于太湖底泥. 可见,铝和锆改性沸石均可用于控制太湖底泥磷的释放,其中锆改性沸石的控制效果更好.      

响应曲面优化改性壳聚糖强化混凝处理硝酸盐研究

针对我国北方地区地下水硝酸盐超标问题,采用Box-Behnken响应曲面方法,分析温度为4~20℃时改性壳聚糖强化聚合氯化铝(PAC)处理硝酸盐的最优工艺。试验考察了改性壳聚糖投加量(X_1)、聚合氯化铝投加量(X_2)及温度(X_3)3种因素对硝酸盐去除效果的影响规律,并建立了硝酸盐去除率与温度、药剂投加量的数学模型。结果表明:Box-Behnken响应面建立的数学模型对硝酸盐氮去除具有较高的拟合度,R~2可达93.9%。当平均水温为4,12,20℃,改性壳聚糖与PAC投加量分别为2.3,22.5 mg/L时,改性壳聚糖强化混凝工艺对硝酸盐的去除效率分别为38%、62%、61%。     

改性活性炭纤维对甲醛吸附性能的研究

对室内甲醛的来源和污染现状进行了初步分析,指出甲醛严重危害人类健康。分别用HNO_3、NH_3—NH_4Cl、H_2O_2对活性炭纤维进行表面改性,动态吸附试验发现用H_2O_2改性后对甲醛的吸附效果最佳,并用日立(HITACHI)X-650型扫描电子显微镜(SEM,Scanning Electron Microscope)进行了显微结构分析。结果表明活性炭纤维特别是改性活性炭纤维治理含甲醛的空气具有良好的应用前景。     

氧等离子体改性竹活性炭对苯胺的吸附特性

对氧等离子体改性前后的竹活性炭表面理化性质的改变及其对水溶液中苯胺的吸附特性进行了研究.结果表明,氧等离子体改性竹活性炭的表面物理性质变化较小,但是表面化学性质的变化十分显著.在实验条件下,当溶液pH值超过5.0以后,3种竹活性炭对苯胺的吸附效率达到最大并基本保持不变.吸附动力学研究表明,3种竹活性炭对苯胺的吸附过程均可以在480min内达到平衡,改性竹活性炭的苯胺平衡吸附量显著大于未改性炭,吸附过程均可以用准二级动力学模型和内部颗粒扩散模型进行描述.吸附等温线研究表明,3种竹活性炭对苯胺的吸附等温线均符合Langmuir模型.进一步的分析表明, π-π色散力和氢键作用的增强可能是导致改性竹活性炭吸附苯胺性能提高的主要原因.     

两种改性膨润土对含油废水吸附行为的研究

本文用壳聚糖和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)作为改性剂,对钠基膨润土进行改性,制得两种改性膨润土.通过实验研究了其吸附的机理,并根据范德霍夫方程计算了吸附过程中的热力学参数.实验结果表明:两种改性膨润土对含油废水的吸附过程较好的符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型;在吸附过程中,既有物理吸附,也有化学吸附.当温度小于10℃时,以物理吸附为主,当温度大于10℃时,以化学吸附为主.     

锰铁改性针簇莫来石对水中BPA和EE2的去除

为提高传统水处理工艺对内分泌干扰物的去除效果,本研究合成了锰铁二元金属氧化物改性的针簇莫来石陶粒(MnFe-M),对其理化性质进行了表征,并以黏土陶粒为对照,结合批次吸附实验研究其对水中典型内分泌干扰物双酚A(bisphenol A,BPA)和17α-乙炔雌二醇(17α-ethinylestradiol,EE2)的去除效果和溶液环境对其吸附效果的影响,并对其再生效果进行了研究.结果表明,锰改性后,针簇莫来石陶粒上负载了平均粒径为450 nm的水锰矿,使针簇莫来石陶粒的比表面积、累积孔体积和介孔比表面积均显著增加.未改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2几乎没有去除能力,锰铁改性后的针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的去除效率显著增加.针簇莫来石陶粒比黏土陶粒更适合做改性滤料的载体材料.锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附动力学符合颗粒内扩散模型,颗粒内扩散是影响吸附速率的重要因素.等温吸附数据与LangmuirFreundlich模型拟合效果较好,基于该模型计算出的BPA和EE2最大吸附量分别为5. 043 mg·g~(-1)和3. 990 mg·g~(-1).热力学研究表明锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附为自发的吸热反应.锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附量随pH值的升高而降低.离子强度的增加有利于锰铁改性针簇莫来石陶粒对BPA和EE2的吸附去除,共存阴离子中SO_4~(2-)对BPA和EE2的吸附均有促进作用,而CO_3~(2-)和PO_4~(3-)则会抑制BPA和EE2的吸附.吸附剂再生实验表明锰铁改性针簇莫来石陶粒是易于再生可循环使用的吸附剂.因此,锰铁改性针簇莫来石陶粒对水中典型内分泌干扰物有较好的去除效果,其推广应用可有效解决传统水处理工艺中过滤单元对内分泌干扰物去除效率低的问题.