改性亚氨基膦酸树脂的制备与除氟性能研究

以亚氨基膦酸树脂为骨架,经浸渍螯合吸附锆,构建了以锆为中心离子的配体交换材料,具有吸附除氟性能。结果表明,在含氟5~40 mg/L的溶液中,除氟剂对氟（F-）吸附去除率可达99.23%;在起始浓度为10~2 000 mg/L的含氟溶液中,树脂对氟的饱和吸附量为34.36 mg F-/g;水中常见共存离子对树脂吸附除氟无影响,表现出该种材料对氟吸附的高度选择性。     

新型除氟载铁(Fe~(3+))聚丙烯酰胺凝胶的性能研究

以Fe3+溶液在30℃,pH=1.75条件下对聚丙烯酰胺凝胶改性2 h,得到载铁凝胶。运用载铁凝胶进行除氟实验,考察pH值、反应温度、反应时间、初始F-浓度以及干扰离子等因素对载铁凝胶的除氟效果的影响。结果表明,载铁聚丙烯酰胺凝胶适于氟离子浓度为5 mg/L的含氟溶液在30℃,pH=8条件下反应2 h,除氟率可达69.32%。Na2SO4、Na2CO3、CaCl2和KCl等干扰离子对除氟效果的影响较大,而且干扰离子含量越多影响越大,除氟率越低,故用凝胶进行除氟时应先除去干扰离子。     

用改性粉煤灰处理含氟废水的试验

通过实验探讨了改性粉煤灰处理含氟废水的影响因素。实验结果表明:经Ca(OH)2溶液改性的粉煤灰的除氟性能与改性试剂Ca(OH)2溶液的浓度、吸附时间、废水氟离子初始浓度、废水pH值、反应温度等因素有关。将氟离子浓度为267.0mg/L的含氟废水的pH调至3.5后,按每升废水中加入经过5%的Ca(OH)2溶液改性烘干的粉煤灰0.05g,在室温下振荡1h,F-去除率可达98.0%。最后对改性粉煤灰处理含氟废水的机理作了初步分析。     

新型除氟载铁(Fe~(3+))螯合絮凝剂的制备研究

以聚丙烯酰胺絮凝剂为原料,利用铁盐对氟离子的还原作用,将絮凝剂载铁改性得到载铁螯合絮凝剂,该改性絮凝剂能达到从水中除去F~-的目的。通过改变改性实验中絮凝剂的用量、铁离子的浓度、pH值、反应温度、反应时间来确定除氟剂的最佳制备参数,用等温吸附模型描述对其除氟过程进行拟合,并探究干扰离子对载铁絮凝剂除氟效果的影响。实验表明,改性实验的最佳反应条件为4 mL亚氨基二乙酸接枝聚丙烯酰胺絮凝剂,0.013 mol/L三氯化铁溶液,pH值为2.1,在35℃下反应50 min,除氟率可达97%,除氟过程可用Freundlich等温吸附模型描述。Na_2SO_4对除氟效果影响严重,KCl和CaCl_2次之,用改性载铁絮凝剂除氟时,要先除去干扰离子,避免减弱除氟效果。方法不会在水中引入其他离子、成本低、操作易、除氟效果好、可用于大规模含氟水处理。     

新型除氟载铁(Fe~(3+))螯合絮凝剂的制备研究

以聚丙烯酰胺絮凝剂为原料,利用铁盐对氟离子的还原作用,将絮凝剂载铁改性得到载铁螯合絮凝剂,该改性絮凝剂能达到从水中除去F^-的目的。通过改变改性实验中絮凝剂的用量、铁离子的浓度、pH值、反应温度、反应时间来确定除氟剂的最佳制备参数,用等温吸附模型描述对其除氟过程进行拟合,并探究干扰离子对载铁絮凝剂除氟效果的影响。实验表明,改性实验的最佳反应条件为4 mL亚氨基二乙酸接枝聚丙烯酰胺絮凝剂,0.013 mol/L三氯化铁溶液,pH值为2.1,在35℃下反应50 min,除氟率可达97%,除氟过程可用Freundlich等温吸附模型描述。Na_2SO_4对除氟效果影响严重,KCl和CaCl_2次之,用改性载铁絮凝剂除氟时,要先除去干扰离子,避免减弱除氟效果。方法不会在水中引入其他离子、成本低、操作易、除氟效果好、可用于大规模含氟水处理。     

Fe(Ⅲ)-La(Ⅲ)/壳聚糖复合材料对地下水中氟的吸附性能研究

通过FeCl3和LaCl3对壳聚糖进行改性,采用凝胶法和煅烧法制备Fe/La复合材料,将其用于地下水中F-的吸附去除。通过单因素实验,考察了反应条件对吸附性能的影响,并对吸附剂表面进行SEM和FT-IR分析。结果表明,吸附反应非常迅速,反应主要发生在前20 min。当F-溶液质量浓度小于10 mg/L,投加量为2.0 g/L时,Fe/La复合材料能够在较宽的pH范围(3~9)内有效地吸附F-,去除率均在94%以上。地下水中的干扰离子的浓度是影响F-吸附的重要因素,CO32-、HCO3-的存在会显著降低吸附剂的吸附容量。吸附反应主要是由于Fe/La复合材料与F-之间的络合作用和静电作用的结果。氢氧化钠溶液对吸附饱和后的Fe/La复合材料具有较好的再生效果,再生率可达87.72%。Fe/La双金属壳聚糖小球在处理实际含氟污染地下水时也具有很好的除氟性能。     

改性火山石对氟离子的吸附性能研究

选用盐酸改性天然火山石作为吸附剂,研究了其对水中氟离子的去除性能,探究吸附时间、改性火山石投加量和溶液pH值对氟离子吸附效果的影响。结果表明,盐酸改性提高了火山石对氟离子的吸附能力。改性火山石对含氟废水的处理时间较短,120min即可达到平衡;吸附剂投加量为8g·L-1时,氟离子的吸附去除率达到最大,为82.4%;溶液pH为4～7的范围内,对氟离子的吸附去除率达到75%以上。正交实验结果发现,当吸附时间为60min,改性火山石投加量为8g·L-1,溶液pH为4时,对氟离子的吸附效果较好。改性火山石吸附氟离子的过程更符合Langmuir模型,吸附过程更接近单层吸附,吸附容量可达0.91mg·g-1,吸附动力学符合Lagergren二级动力学方程,吸附速率快。     

沸石分子筛的载铝改性条件及除氟性能研究

以沸石分子筛为骨架原料,通过在不同类型的铝盐溶液中交换吸附,使分子筛载铝,获得了具有配体交换结合氟性能的改性分子筛,研究了不同类型分子筛载铝改性条件及改性分子筛除氟性能。结果表明,用硝酸铝溶液改性各分子筛效果最好,而用其改性的各分子筛中,改性5A分子筛除氟效果显著,对于氟的静态饱和吸附量为29.940 1 mg/g,且不易受pH和多种共存离子的影响。改性5A分子筛的最佳除氟条件:温度40℃,吸附时间100 min,反应物物料配比为0.03～0.05 g/L氟溶液(氟离子浓度为10 mg/L)。流动除氟实验表明,利用改性5A分子筛除氟可把氟离子浓度降低到小于1 mg/L,达到国家饮水标准。     

高岭土的改性及其从含砷水中除砷性能研究

以高岭土为原料通过碱熔合成得到类似于分子筛的笼状骨架结构,并将Fe3+通过离子交换吸附,负载在其骨架上,实现改性;利用改性后的吸附剂具有大的活性表面积,以及砷阴离子(AsO43-)与Fe3+的强配位能力,实现了基于配体交换的固液分离的从微量含砷水中去除砷。实验表明,改性高岭土除砷材料具有良好的吸附除砷性能,在含As(V)5~40 mg/L的水中,在实验条件下平衡除砷率可达99%以上。经测定,该材料对As(V)的吸附量可达3.7 mg/g除砷剂以上,并具有水中常见共存离子不影响砷的去除效果,以及不对水体产生二次污染等特点。处理后的水的砷含量可达到国家饮用水标准甚至更低。获得一种新的从饮用水源中去除砷的方法。     

载铁(Fe~(2+))螯合树脂的制备及其去除水中余氯的研究

用D401氨基羧酸螯合树脂吸附Fe2+,获得了具有还原性能的载铁改性树脂,利用水中余氯与Fe2+的氧化还原作用,实现了对水中微量余氯的去除。实验结果表明,树脂改性的最佳条件为:Fe2+溶液浓度4 045.44 mg/L,pH在3~5,改性时间2 h。可得到载铁量为39.648 mg/g。当树脂交换铁量达到平衡时,其吸附除氯率可高达98%以上,溶液中余氯残留量低于0.5 mg/L。全过程无其他离子引入水中。获得了一种新的从饮用水中去除有害余氯的方法。     

EDTA—NaOH—Fe2（SO4）3改性沸石除氟性能静态实验研究

为提高天然沸石除氟性能,比较了不同方法改性的沸石对水样的除氟效果,并通过静态吸附实验对其中效果最好的EDTA-NaOH—Fe2（SO4）3改性沸石进行了除氟条件优化。结果表明;以EDTA-NaOH—Fe2（SO4）3改性沸石除氟时,EDTA、NaOH和Fe2（SO4）3的最佳浓度分别为0．2mol·L-1、1．0mol·L-1和1．0mol·L-1,最佳粒径、投料量、水样pH值、吸附时间和水样温度分别为60目、5．0g·（100mL）-1、7．0、60min和50℃。含氟20．0mg·L-1的高氟水经改性沸石处理2次后,F-浓度降至1．0mg·L-1以下,符合国家生活饮用水标准。     

载锆凝胶吸附除氟研究

以凝胶为材料,利用锆和氟可以形成配合物,通过接枝二乙烯三胺、载锆,得到载锆凝胶。载锆凝胶在15℃,pH约为6,振荡速度为120次/min,吸附时间为180 min时,可以固液比为0.003 g/mL除去10 mg/L的氟溶液中90.48%的氟离子,使其符合国家饮水标准。载锆凝胶适于处理偏酸性的含氟水。Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NO-3、Cl-对载锆凝胶除氟基本无影响,H2PO-4、SO2-4影响适中,CO2-3影响严重。载锆凝胶吸附氟可用Langmuir等温吸附模型描述。15℃下,根据Langmuir模型计算得到的最大吸附量为10.31 mg/g。     

Adsorption behavior of fluoride ions using a titanium hydroxide-derived adsorbent

The removal behavior of fluoride ions was examined in aqueous sodium fluoride solutions using a titanium hydroxide-derived adsorbent. The adsorbent was prepared from titanium oxysulfate (TiOSO₄·xH₂O) solution, and was characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetry-differential thermal analysis, Fourier transform infrared spectrum and specific surface area. Batchwise adsorption test of prepared adsorbent was carried out in aqueous sodium fluoride solutions and real wastewater containing fluoride ion. The absorbent was the amorphous material, which had different morphology to the raw material, titanium oxysulfate, and the specific surface area of the adsorbent (96.8 m²/g) was 200 times higher than that of raw material (0.5 m²/g). Adsorption of fluoride on the adsorbent was saturated within 30 min in the solution with 200 mg/L of fluoride ions, together with increasing pH of the solution, due to ion exchange between fluoride ions in the solution and hydroxide ions in the adsorbent. Fluoride ions were adsorbed even in at a low fluoride concentration of 5 mg/L; and were selectively adsorbed in the solution containing a high concentration of chloride, nitrate and sulfate ions. The adsorbent can remove fluoride below permitted level (< 0.8 mg/L) from real wastewaters containing various substances. The maximum adsorption of fluoride on the adsorbent could be obtained in the solution at about pH 3. After fluoride adsorption, fluoride ions were easily desorbed using a high pH solution, completely regenerating for further removal process at acidic pH. The capacity for fluoride ion adsorption was almost unchanged three times after repeat adsorption and desorption. The equilibrium adsorption capacity of the adsorbent used for fluoride ion at pH 3 was measured, extrapolated using Langmuir and Freundlich isotherm models, and experimental data are found to fit Freundlich than Langmuir. The prepared adsorbent is expected to be a new inorganic ion exchanger for the removal and recovery of fluoride ions from wastewater.     

改性沸石除氟的动态实验研究

为将阴离子型改性沸石应用于实际,通过动态吸附实验,对用改性沸石除氟技术的可行性进行了研究。实验对影响除氟的pH、水力停留时间、溶液中可能共存的阴离子竞争影响、前水的氟浓度的几个主要的因素水平进行了实验分析。得出在原水pH为7.7、水力停留时间为80 min、氟离子浓度为5 mg/L时改性沸石除氟动态平衡吸附量最佳。溶液中的阴离子SO42-对除氟效果影响较大     

载铁阳离子交换树脂去除饮用水中余氯的性能研究

用D001强酸性阳离子交换树脂吸附Fe2+,获得了具有还原性能的载铁改性树脂,用于去除水中微量余氯。实验结果表明,在含余氯10~30 mg/L左右的水中,改性树脂在实验条件下平衡除氯率可达95%以上,而未改性的树脂基本无除氯效果;树脂对氯的去除量可达20 mg/g-Resin以上;水中常见共存离子不影响氯的去除效果;用0.5%的VC溶液可将树脂还原再生,再生后的树脂可循环使用,且除氯效果稳定,全过程无其他离子引入水中。获得了一种新的从饮用水中去除有害余氯方法。     

改性海泡石除氟影响因素分析及机理探讨

对海泡石除氟条件及机理进行了实验探讨。结果表明,海泡石经过活化改性后,具有降低水中氟离子含量的作用。活化海泡石与含氟溶液的作用时间、海泡石用量、水中氟离子沈度以及酸度等因素都会影响除氟效果。活化海泡石除氟机理是由于活化过程,靠离子交换作用吸附了一定量的铝离子,而铝离子又与水中的氟离子结合从而达到除氟目的。     

Ion‐exchange adsorption of calcium ions from water and geothermal water with modified zeolite A

The modified zeolite A was prepared by a two‐step crystallization method to remove scale‐forming cations from water and geothermal water. The adsorption kinetics, mechanism and thermodynamics were studied. The calcium ion adsorption capacity of the modified zeolite A was 129.3 mg/g (1 mg/g = 10^?3 kg/kg) at 298 K. The adsorption rate was fitted well with pseudo‐second‐order rate model. The adsorption process was controlled by film diffusion at the calcium ion concentration less than 250 mg/L (1 mg/L = 10^?3 kg/m³), and it was controlled by intraparticle diffusion at the concentration larger than 250 mg/L. The calculated mass‐transfer coefficient ranged from 2.23 × 10^?5 to 2.80 × 10^?4cm/s (1 cm/s = 10^?2m/s). Dubinin–Astakhov isotherm model could appropriately describe the adsorption thermodynamic properties when combined with Langmuir model. The adsorption process included not only ion exchange but also complexation between calcium and hydroxyl ions. The adsorption was spontaneous and endothermal. The high adsorption capacity indicates that the modified zeolite A is a suitable adsorption material for scale removal from aqueous solution. © 2014 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 61: 640–654, 2015