高铝粉煤灰基NaP1型沸石/水合金属氧化物的制备及其对亚甲基蓝的吸附

以高铝粉煤灰为原料,通过水热法制备沸石,然后在室温下,采用沉淀法在其表面负载水合金属氧化物,分别得到了沸石/水合氧化锆和沸石/水合氧化铁.通过XRD、SEM、BET对吸附剂进行表征,并对沸石及负载型沸石吸附亚甲基蓝的吸附动力学和吸附等温线进行研究.结果 表明,粉煤灰基沸石为NaP1型,比表面积为50.88 m2/g,平均孔径为8.01 nm.沸石及负载型沸石吸附亚甲基蓝过程均符合准二级动力学模型,以化学吸附为速率控制步骤,吸附等温线均更符合Langmuir方程.其中,沸石/水合氧化铁的理论饱和吸附量高达185 mg/g,并且在无需调节溶液的pH值条件下,再生后的样品对亚甲基蓝的去除率仍然达到90％以上.因此,高铝粉煤灰基沸石原位负载水合金属氧化物材料是一种新型高效、绿色环保的吸附剂.     

Keggin结构三维有序大孔PMo_(12)-SiO_2材料的制备与表征

以三维有序大孔SiO2为载体,采用等体积浸渍法将Keggin结构的12-磷钼酸(PMo12)固载化,制备了三维有序大孔PMo12-SiO2材料,利用IR、TG-DTA、XRD、SEM及低温N2吸附等测试手段对制备的样品进行了表征。结果表明,负载后磷钼酸的热稳定性显著提高,经500℃焙烧后,其Keggin结构依然保持;负载后,样品具有三维有序的大孔结构;磷钼酸以微晶形式高度分散在载体的孔隙中,其对孔隙的填充作用使载体的比表面积由125.4 m2/g下降到24.4 m2/g。     

甘蔗渣基水合氧化铁对源水中单宁酸的吸附特征

利用甘蔗渣(BR)、甘蔗渣水合氧化铁(HFO-BR)和甘蔗渣水合氧化锆(HZO-BR)三种材料对源水中单宁酸进行吸附去除,探讨其吸附特征。试验结果表明:甘蔗渣水合氧化铁(HFO-BR)和甘蔗渣水合氧化锆(HZO-BR)具有较宽的pH适用范围,当吸附剂剂量为1.6g/L、反应时间为180min时,两种复合材料对50mg/L单宁酸的去除率分别为96.54%和97.89%,比甘蔗渣对单宁酸的去除率分别提高10.56%和11.91%。准二级动力学方程能较好的拟合三种材料对单宁酸的吸附动力学过程,揭示其吸附以离子交换吸附为主。Langmuir和Freundlich方程均能较好地拟合单宁酸等温吸附试验数据,表明三种材料对单宁酸的吸附既有单分子层吸附,又有多分子层吸附。     

蜂巢石负载纳米水合氧化铁吸附氮磷的性能研究

制备了蜂巢石纳米水合氧化铁复合吸附剂(PUMICE-NHFO),研究投加量、溶液pH和共存阴阳离子对PUMICE-NHFO同时吸附氮和磷性能的影响;采用吸附等温线和吸附动力学模型研究PUMICE-NHFO的吸附特征。结果表明,纳米水合氧化铁成功地负载到蜂巢石上。当PUMICE-NHFO投加量为7.5 g/L、溶液pH为7时,氮和磷被吸附的效果较好,共存阴阳离子与氮和磷竞争吸附位点,降低氮磷吸附效率。PUMICE-NHFO对氮和磷的吸附过程更符合Langmuir吸附等温线模型,氮和磷的最大吸附量分别为3.09 mg/g和5.12 mg/g。准二级动力学模型可准确描述PUMICE-NHFO吸附氮和磷的过程,R²可分别达到0.992和0.996,吸附过程主要受化学吸附控制。经过5次吸附-解吸循环后,PUMICE-NHFO对氮和磷的吸附容量仍保持在初次吸附容量的68%以上,表现出较好的可重复利用性。     

水合氧化锆改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附特性研究

将剩余污泥在 600 ℃下热处理得到污泥生物炭（SBC）,以 SBC为载体通过一步共沉淀法制得新型水合氧化锆改性污泥生物炭（SBC-Zr）,对其进行了表征,并研究了其对磷酸盐的吸附行为。表征结果表明,该吸附剂成功负载水合氧化锆,比表面积为 183.03 m²/g,孔容为 0.07 cm³/g。吸附实验结果表明：SBC-Zr 在 pH=2 时获得较高吸附量;随着投加量的减少,吸附量逐渐减小;SO₄^2-对吸附性能影响较 Cl^-、NO₃^-以及腐殖酸（HA）明显;准二级动力学模型能更好地拟合吸附动力学数据,且吸附过程较好地符合 Langmuir 等温吸附模型;SBC-Zr 吸附磷酸盐的机理包括静电吸引和磷酸盐取代表面 O-H 基团形成内层配合物。应用其处理实际含磷污水,可将磷酸盐浓度从 1.30 mg/L 降低到0.36 mg/L。     

工业酚醛树脂制备有序介孔炭性能研究

以不同分子质量的工业酚醛树脂和自制的酚醛树脂分别为炭前体,以三嵌段共聚物F127为模板剂,探究工业酚醛树脂合成有序介孔炭可行性。在有机-有机自组装法基础上,利用工业酚醛树脂成功制备出介孔炭材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和N2吸脱附等技术手段对其结构、形貌进行表征,并探究材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明:工业酚醛树脂可制备出有序介孔炭,其中PF-8012型工业酚醛树脂制备出的介孔炭材料(MC-2)和实验室自制酚醛树脂(MC-0)都呈二维六方介观结构,介孔都高度均一有序,MC-2平均孔径为3.9 nm,平均比表面积为604 m2/g,MC-0平均孔径为3.4 nm,平均比表面积为517 m2/g,两者吸附均符合二级动力学方程和Langmuir吸附等温曲线,且MC-2平衡吸附量为70 m2/g,大于MC-0的67 m2/g。     

ZrO2掺杂介孔活性炭材料的制备及除磷性能研究

以废弃甘蔗渣为碳源制备了ZrO_2掺杂介孔活性炭材料,并对其除磷性能进行了研究。采用FT-IR、XRD、SEM和N2吸附-脱附实验对材料进行了表征,结果表明,该材料成片状,具有高比表面积和介孔结构。吸附实验结果表明,锆的最佳掺杂量为甘蔗渣质量的10%,理论最大吸附容量为41.41 mg/g(308 K)。材料对磷酸盐的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,且为吸热过程,包含物理吸附和化学吸附,遵循静电吸附和离子交换机制。     

硅藻土负载镧对水体中磷酸根的吸附研究

经超声混合、干燥和煅烧,在硅藻土上负载镧(D-La)。采用XRD、SEM和N_2吸脱附曲线表征其结构和形貌,通过系列吸附实验研究其对磷的吸附特性。表征结果表明,含镧化合物为碳酸氧镧(La_2O_2CO_3),均匀地负载在硅藻土表面。吸附结果表明,D-La能对磷酸根快速吸附,2 h内基本达到吸附平衡,吸附动力曲线符合拟二级动力学模型,Langmuir模型能更好地拟合D-La对磷的吸附,D-La对磷的最大吸附量为80.90 mg/g。     

Cu Al-LDHs/生物质炭的制备及对水中磷的去除

采用水热法制备铜铝层状双金属氢氧化物,负载在剑麻生物质炭上,得到CuAl-LDHs/生物质炭,通过SEM、BET、XRD和FTIR等对结构进行表征,考察了初始pH值、投加量、吸附时间和温度等对吸附除磷的影响,并讨论了吸附动力学与等温吸附特性。结果表明,制备的材料结晶度高、粒径小,平均孔径为4.37 nm;吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温方程。在pH为8.0,温度25℃时,对磷的最大吸附容量可达78.56 mg/g。     

功能磁性核壳纳米颗粒制备及对双酚A的吸附

采用水热法制备了球形四氧化三铁纳米颗粒,对其表面改性后得到两种吸附剂并用于对双酚A的吸附。借助透射电镜、红外光谱分析、热重分析仪和氮气吸脱附等温仪对两种吸附材料进行物理结构表征。结果表明:成功制备了核壳磁性介孔氧化硅纳米吸附剂(Fe_3O_4@mSiO_2),孔径约为2 nm,比表面积约为160 cm~2/g;对其进一步改性得到苯基改性吸附材料(Fe_3O_4@mSiO_2@PhTES)。通过动力学模拟探究了两种吸附剂对双酚A的吸附特性。结果表明:二者对双酚A的吸附动力学均符合拟二级动力学模型,与Fe_3O_4@mSiO_2相比,Fe_3O_4@mSiO_2@PhTES对双酚A的吸附量明显增加,最高达109 mg/g。主要是分子中苯环以π-π共轭方式与吸附剂表面苯基发生作用增强吸附性能。     

煤系高岭土合成Al-MCM-41及镧改性后有效脱除磷

用煤系高岭土作为硅源和铝源合成介孔分子筛Al-MCM-41,然后浸渍镧获得一种具有高吸附容量和磷去除率的新型磷酸根吸附剂。分别考察了载体和镧负载量对吸附磷酸根性能影响。 硅铝比为48的介孔分子筛Al₄₈-MCM-41具有非常规整的一维孔道结构,作为载体为负载镧氧化物提供一个好的空间结构。负载量为15%的 La₁₅-Al₄₈-MCM-41磷酸根吸附量吸附时间先呈线性增长,后缓慢增加,最后趋于平衡,饱和吸附量为60.43 mg/g,投加量为0.12 g时磷去除率96.01%。通过比较不同初始pH值条件下吸附过程中的pH值变化情况,发现吸附剂表面上的羟基和磷酸根之间的离子交换是去除磷酸盐的主要原因。     

镧改性核桃壳生物炭制备及吸附水体磷酸盐性能

为研发低成本的磷酸盐吸附剂,以核桃壳为原料,LaCl₃为改性试剂热解制备核桃壳生物炭。通过SEM-EDS、ICP-OES、FTIR和XRD对生物炭进行表征,采用吸附等温模型和动力学模型拟合生物炭的吸磷特征,并研究热解温度、La改性浓度、添加量、初始溶液pH和共存离子对生物炭吸附磷的影响。结果表明：La改性后,生物炭表面由于负载了La₂O₃和LaOCl,其吸附能力明显提高。热解温度为400℃、La浸渍浓度为0.1mol/L时获得的生物炭（BC-La400）,其Langmuir最大磷吸附容量为12.18mg/g,吸附过程主要受化学吸附和颗粒内扩散控制。热解温度和La改性浓度过高均不利于磷的吸附。磷初始浓度为50mg/L时,BC-La400添加量为2.7g/L可获得较理想的吸附能力,但当添加量超过4.0g/L时,磷脱除率可超过98%。BC-La400吸磷时最佳初始pH为3,CO{}_{\mathrm{3}}^{\mathrm{2}-}共存会明显削弱BC-La400对磷的吸附能力。     

生物质炭改性微球去除化工废水中无机磷的性能研究

我国化工废水排放量巨大，其中含有的无机磷会导致淡水富营养化。选用来源广泛且环境友好的海藻酸钠为载体，微波一步热解活化法制得的高比表面积甘蔗渣生物炭为添加剂，氯化铁溶液为交联剂，通过溶胶凝胶法和包埋法制备了SA-Fe、SA-C-Fe和SA-C-Fe(C)三种吸附材料，并用其进行了无机磷的去除实验。研究发现三种材料的吸附过程均符合准二级动力学模型，其中SA-Fe和SA-C-Fe的吸附过程符合Langmuir等温模型，其对无机磷的最大吸附量分别为53.79 mg/g和78.75 mg/g；SA-C-Fe(C)对无机磷的吸附过程符合Langmuir-Freundlich等温吸附模型。SA-C-Fe材料吸附无机磷过程存在配体交换、静电吸引和表面沉积三种吸附机制，吸附容量最高；SA-C-Fe(C)微球经过碳化后，羟基官能团数量减少，配体交换作用减弱，且形成了铁氧化物沉积层，吸附容量最低。     

竹基纤维素纳米纤丝交联改性后对水体中低浓度磷的吸附

通过优化制备条件,将竹基纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibrils,CNFs）与聚酰胺环氧氯丙烷树脂（polyamide epichlorohydrin resin,PAE）进行交联,随后负载Fe(OH)₃,得到了吸附废水中低浓度磷的新型复合材料CNFs-PAE-Fe。与其他交联剂相比,竹基纤维素纳米纤丝与PAE交联并负载后展现出更好的机械强度和吸附性能。通过BET比表面积测量、热重分析、FTIR、扫描电镜、XPS能谱分析,探究了交联负载Fe(OH)₃前后材料的孔径、热稳定性、表面形貌、元素组成等。CNFs-PAE-Fe对磷的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,这表明改性材料对磷的吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。CNFs-PAE-Fe在较宽的pH范围下对低浓度磷都保持着较好的吸附性能,当pH=4.0时吸附容量最高,达到9.11mg/g。对吸附饱和的改性材料进行再生研究,洗脱液V(NaCl)∶V(NaOH)配比为3∶2时再生效果最好。解吸后的材料经冷冻干燥,重复利用5次,仍保持较好的强度和完整的形貌。     

造粒粉煤灰的磷吸附特征及其对景观水的直接净化效果

研究了造粒粉煤灰的磷吸附特征，以及采用造粒粉煤灰为填料的滤床对实际景观水的磷去除效果。结果表明：造粒粉煤灰的最大磷吸附容量达5．95mg／g，用于对初始浓度〈5mg／L的模拟水进行处理，最终处理水中磷浓度低于0．1mg／L。针对污染浓度较低的实际景观水，在0．25m／h的较低滤速下运行时，磷去除率保持在85％以上；在1．5m／h的高滤速下运行时，21d内磷的去除率始终维持在30％～40％之间；同时景观水中的P03^--P、NHs3^-N、COD、浊度等水质指标也得到了显著改善，pH略有上升。     

污泥生物炭制备及其对磷的吸附性能研究

以污水污泥、粉煤灰为原料,以质量分数为30%的氯化锌溶液为活化剂,在不同温度下煅烧制备污泥生物炭,用于处理含磷废水。通过单因素静态吸附实验探讨了污泥生物炭对磷的去除效果,并探究了其吸附机理。结果表明：300 ℃制备的污泥生物炭具有较好的除磷效果;扫描电镜（SEM）、比表面分析仪、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对原料和污泥生物炭表征结果显示,污泥生物炭煅烧前后的形貌及表面基团发生了显著改变,煅烧后样品的表面产生了较多微小空隙,比表面积增大,最高可达5.51 m²/g;在磷初始质量浓度为50 mg/L、吸附剂用量为16 g/L条件下,吸附在90 min达到平衡,磷的去除率高达93.73%;吸附过程符合准二级动力学方程及Freundlich等温吸附模型,最大饱和吸附量为9.615 mg/g;整个吸附过程ΔG⁰<0、ΔH⁰<0,是自发进行的放热过程;吸附过程除物理吸附外,同时涉及磷酸盐与吸附剂—OH或C—O共价键发生电子对配位作用,为物理-化学复合吸附;吸附剂第5次吸附为首次吸附量的85.74%,表现出较好的再生性能。     

氧化铁改性活性炭的制备及其吸附脱硫性能

制备了负载型氧化铁改性活性炭吸附剂,并采用比表面积（BET）、扫描电镜（SEM）技术对吸附剂进行了表征。在固定吸附床上考察了制备条件及吸附条件对吸附剂脱除硫化氢性能的影响。研究结果表明,负载氧化铁后吸附剂的比表面积由580.4 m2/g提高到658.6 m2/g,氧化铁改性能有效改善活性炭对硫化氢的吸附脱除能力。氧化铁与活性炭的质量比为1∶1,真空干燥温度为70 ℃,干燥时间为36 h时得到的负载氧化铁吸附剂的吸附效果最好。在吸附温度为60 ℃时,饱和硫容和脱硫率分别达到77.4 mg/g和99.2%。饱和硫容比未经改性的活性炭的提高了60.2 mg/g。     

人工湿地基质对氮磷的吸附特性研究

选取火山石和红砖屑作为人工湿地基质研究其氮磷吸附特性。结果表明,Langmuir方程和Freundlich方程都能很好的拟合两种基质的磷素和氮素吸附数据。基质对含磷溶液的吸附过程中,火山石最大吸附容量达到2.0000mg/g,红砖屑为3.1818mg/g;在基质对含氮溶液的吸附过程中,火山石最大吸附容量达到0.5435mg/g,红砖屑为0.3016mg/g。两种基质对磷素的吸附能力远大于对氮素的吸附,火山石和红砖屑对氮素的最大吸附量仅占其各自对磷素最大吸附量的27%和9.4%。     

Selective sorption of a Ge(IV) oxoanion by composite sorbent with hydrous oxide of cerium

In this work, composite sorbent based on hydrous cerium oxide was used for selective removal of a Ge (IV) oxoanion. Experiments were carried out by batch equilibrium tests and dynamic column sorption. The best sorption capacity of the Ge(IV) anion was reached at a pH of 9, where the sorption capacity was about 1.1 g/L. The negative effect of chlorides and sulfates was not observed in the concentration range of 100–1000 mg/L. The optimal flow rate for Ge(VI) sorption by sorbent CeO₂/XAD-7 was determined to be 6–12 BV/h. For regeneration, 10 BV of 1 mol/L HCl solution was used.     

铁改性杭锦土对磷的吸附及对沉积物磷释放的控制

以天然粘土矿物杭锦土(HJ)为原料,采用浸渍法制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土(FHJ)吸附剂.采用BET、SEM、XRD等技术对其进行表征,并考察了铁负载比例、pH、共存离子对FHJ除磷的影响.结果表明,浸渍法成功将铁氧化物负载在杭锦土表面;溶液pH越低越有利于FHJ对磷酸盐的吸附;除磷性能受CO32-、SiO32...