柚子皮制备生物炭吸附苯酚的特性和动力学

廉价的柚子皮作为原材料制备生物炭吸附剂对含苯酚废水进行吸附研究。扫描电镜结果表明,柚子皮制备的生物炭具有较好表面吸附空间结构,比表面积测定为261.69 m2/g。此外,能谱对柚子皮生物炭元素分析发现,生物炭主要含有C、O、P、K,这些是生物质特点。红外对柚子皮生物炭分析发现生物炭含有羟基、氨基、羰基、羧基、磷酸酯或者硫酸酯等活性基团,这些是吸附苯酚的特性官能团。在初始浓度为100 mg/L,投加量为3 g/L,中性pH,30℃条件下吸附30 min后柚子皮生物炭对苯酚的去除率达到76.4%。伪二级动力学方程能很好地拟合柚子皮生物炭对苯酚的吸附过程。同时,Langmiur和Freundlich等温方程在整个温度都能较好地拟合数据,在30℃时,Langmuir理论最大吸附容量可达到49.75 mg/g。通过实际废水应用实验,表明柚子皮生物炭是一种有潜力可用于高浓度含酚废水的处理的有效材料。     

不同粒径炉渣对磷的静态吸附

研究了不同粒级炉渣对含磷废水的静态等温吸附性能,为其在污水处理领域的有效利用和合理级配提供理论依据。经筛分得到<0.2 mm、0.2~0.45 mm、0.45~0.9 mm、0.9~2 mm、2~4 mm、4~6 mm、≥6 mm的7个粒级的供试炉渣,其中0.9~4 mm粒级占总量的64.54%。XRD、XRF分析显示,各粒级炉渣物相组成相似,<0.2 mm粒级炉渣中活性铝含量最高。静态吸附实验表明,炉渣对磷素的最大吸附量为4 021 mg/kg,最佳吸附时间为24 h;Langmuir和Freundlich吸附等温线可较好地拟合各粒级炉渣对溶液中磷素的吸附,而小于0.9 mm粒级炉渣具有更高的拟合度;炉渣粒径越小,吸附能力越强,<0.2 mm粒级炉渣的理论饱和吸附容量达14 084 mg/kg,≥6 mm粒级炉渣吸附磷素能力差;受粒径、溶液含磷浓度等因素影响,炉渣的平均理论吸附容量为1 142.4 mg/kg。     

羽毛角蛋白海绵材料对亚甲基蓝的吸附去除

以羽毛角蛋白提取后产生的残渣为原料,采用简单物理法制得角蛋白海绵材料,通过扫描电镜和红外光谱对其表观形貌和表面结构进行表征,同时以亚甲基蓝染料作为实验对象,考察制得的海绵材料对其吸附特性和去除效果。结果表明,当吸附平衡时间为1 440 min、亚甲基蓝溶液初始浓度为100 mg/L、海绵材料投加量为0.06 g、反应温度为25℃、溶液pH为7.0时,海绵材料对亚甲基蓝的吸附去除率可达98%以上,同时由Langmuir等温吸附模型拟合结果可知,海绵材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达151.5 mg/g。因此,将羽毛角蛋白提取后产生的残渣可制备良好的染料吸附剂,取得良好的环境效益。     

活性炭对水中微量酰胺咪嗪吸附规律

选择3种商品活性炭(煤质炭MAC、杏壳炭XAC、椰壳炭YAC),从其对水中微量药物酰胺咪嗪(carbamaz-epine,CBZ)的吸附平衡、吸附等温式、吸附动力学和热力学等方面详细考察了不同种类活性炭对CBZ的吸附去除规律。实验结果表明,3种活性炭与CBZ接触反应10 h后均达到吸附平衡,对CBZ的平衡吸附量在8.3 mg/g左右;比较了Lang-muir和Freundlich两种吸附等温式,发现Langmuir方程更适合描述3种活性炭对CBZ的吸附过程;计算表明3种活性炭的吸附过程均符合拟二级动力学方程,Weber-Morris方程的模拟结果则说明膜扩散和内扩散共同限制了3种活性炭对CBZ的吸附速率;3种活性炭的Ea值分别为29.87 kJ/mol(MAC)、36.02 kJ/mol(XAC)和38.86 kJ/mol(YAC),表明3种活性炭吸附CBZ时同时发生了物理吸附和化学吸附作用,且以化学吸附为主;20～40℃时3种活性炭的△G均为负值,说明3种活性炭对CBZ的吸附反应可以自发进行;MAC、XAC、YAC的△H值分别为-3.10、-3.05和-3.02 kJ/mol,负值表明吸附过程放热,上述△H值较小则说明温度对CBZ的吸附影响不大;3种活性炭吸附CBZ过程的△S值为0.94 J/(mol.K)(MAC)、2.24 J/(mol.K)(XAC)和2.97 J/(mol.K)(YAC),说明吸附过程熵值增加,在外界条件不改变的情况下该吸附过程不可逆,同时可以看出在3种活性炭中,CBZ分子更倾向于吸附在YAC上。     

凹凸棒粘土对水中亚甲蓝的吸附性能

用焦磷酸钠和盐酸纯化了地产凹凸棒粘土,SEM、XRD和FT-IR表征其结构。研究了凹凸棒粘土对亚甲蓝的吸附性能及热力学和动力学特征,考察了吸附时间、温度、初始浓度、pH和离子强度下对亚甲蓝吸附的影响。结果表明,不同实验条件下,吸附过程均符合准二级动力学特征。凹凸棒粘土对亚甲蓝是放热的物理吸附过程,吸附符合Langmuir模式,在303 K时最大吸附量为114.02 mg/g。与其他吸附材料相比,凹凸棒粘土对亚甲蓝有较快的吸附速率和较大的吸附量,可以作为价廉的吸附剂用于亚甲蓝的消除。     

Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子

通过共沉淀法制备了Mg/AUFe型类水滑石(MgAlFe-HTLCs)并在500℃下焙烧得焙烧产物(HTLCs-500),利用HTLCs-500吸附去除水中的硫酸根离子,并用X射线衍射对MgAlFe-HTLCs及HTLCs-500吸附硫酸根离子前后的结构进行了表征,研究了环境中其他因素对HTLCs-500吸附硫酸根离子的影响.结果表明,实验数据对准二级动力学模型的拟合结果最好;吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,通过实验得到HTLCs-500对硫酸根离子的最大吸附量为157.73 mg/g,和Langmuir等温线得到的理论最大吸附量161.29 mg/g相差不大,对硫酸根离子具有良好的吸附性能;硫酸根溶液的初始pH值对HTLCs-500吸附硫酸根离子的性能影响不大,最佳pH值为3;X射线衍射结果表明,HTLCs-500吸附去除硫酸根离子的机理之一为HTLCs-500通过吸附硫酸根离子来恢复层状结构.     

化学活化法制备羊骨基活性炭工艺的优化及其孔结构的表征

以氯化锌为活化剂,用羊骨为原料,利用化学活化法制备羊骨基活性炭。通过正交实验和单因素实验相结合得出最优工艺条件为:氯化锌溶液浓度0.05 g/100 mL、活化温度350℃、活化时间10 min、浸渍时间为36 h。在此最佳工艺条件下羊骨基活性炭的碘吸附量为407.35 mg/g,得率为62%;用此工艺制备的羊骨基活性炭等温曲线类型属于多层吸附;BET比表面积为59 m2/g,总孔容为0.1945 cm3/g,孔径分布落在1.31～20 nm之间,为中孔结构;羊骨基活性炭SEM图可看出,颗粒呈不规则状,结构疏松。     

活性炭在不同浓度NaNO_3溶液中对硝基苯的吸附

研究了活性炭在不同浓度NaNO3溶液中对硝基苯的吸附行为,着重考察活性炭对硝基苯的吸附规律。结果表明,活性炭对硝基苯的吸附量大、吸附速度快,其吸附动力学可以用Lagergren伪二级速率方程很好拟合,吸附过程是双速过程;活性炭对硝基苯的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;不同浓度NaNO3溶液,对活性炭吸附硝基苯有很大影响。吸附动力学和吸附等温线实验均表明在低浓度和高浓度的NaNO3溶液中,活性炭对硝基苯的吸附量小于其在无NaNO3溶液中对硝基苯的吸附量,而在中等浓度的NaNO3溶液中,活性炭对硝基苯的吸附量大于其在无NaNO3溶液中对硝基苯的吸附量。     

氯化钙改性凹凸棒处理亚甲基蓝废水的研究

采用氯化钙改性凹凸棒,并对其进行了透射电镜、红外光谱分析。用改性后的凹凸棒泥浆处理亚甲基蓝废水,讨论了动力学和热力学吸附性质。结果表明:(1)利用氯化钙改性凹凸棒,泥浆粘度在21Pa.s条件下对亚甲基蓝废水的吸附动力学和热力学性质进行了研究。在研究范围内,改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的吸附符合准二级反应动力学方程,并且Langmuir等温方程能更好地描述吸附过程。(2)改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的平衡吸附量随亚甲基蓝初始浓度的增加而增大,随pH的增大而减小。(3)改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝主要以表面吸附为主。ΔG00、ΔH00表明吸附过程可以自发进行,并且为放热反应。ΔS00意味着随温度的增加,改性凹凸棒泥浆对亚甲基蓝的吸附趋于有序性。     

麻质活性炭的制备及其对Cu2＋的吸附研究

以废麻为原料,KOH为活化剂制备粉状活性炭,通过静态吸附实验研究了活性炭对Cu2＋的吸附性能,探讨了溶液起始pH值、活性炭投加量、吸附时间、起始Cu2＋质量浓度等对Cu2＋吸附效果的影响。结果表明,溶液pH和活性炭投加量对吸附效果有较大影响,活性炭对Cu2＋的吸附率在60 min内超过50%,初始浓度在10~50 mg/L时,活性炭对Cu2＋的吸附量与起始浓度近似成正比。采用Langmuir、Freundlich吸附等温式对吸附平衡数据进行了拟合,结果表明吸附等温线符合Frenudlich模型。采用傅立叶红外光谱法（FT-IR）分析了活性炭的表面官能团,分析表明活性炭表面酸性官能团可能是吸附Cu2＋的活性中心。