改性活性炭吸附湿法冶金高盐废水中有机物的研究

针对湿法冶金高盐废水有机物去除难的问题,通过浸渍法对活性炭进行改性,研究了改性活性炭对湿法冶金高盐废水中有机物的去除效果,并探讨了改性活性炭的吸附机理。结果表明,在温度为25℃,改性活性炭投加量为50 g/L,不调节pH,吸附时间为36 h的条件下,COD去除率为65%,较改性前提高了25%。吸附过程符合准二级动力学方程,吸附等温线服从Langmuir方程,饱和吸附量为40.49 mg/g。     

黄麻活性炭纤维的改性及其对Pb(Ⅱ)的吸附研究

研究探讨了微波辅助硝酸氧化改性对黄麻活性炭纤维(ACF)理化性质的影响及其对Pb(Ⅱ)吸附动力学等温线研究。正交试验显示最佳改性条件为:硝酸浓度9mol/L,改性温度140℃,改性时间15min,微波功率800W。采用比表面积及孔隙分析,以及Boehm滴定表征了改性前后活性炭纤维的物理化学系特征,说明改性后黄麻活性炭纤维微孔比表面积占比增大、表面官能团增加。吸附过程符合Langmuir等温线,改性后最大吸附量由72. 28mg/g增加到192. 64mg/g。吸附过程受颗粒内扩散和膜扩散过程的共同控制。     

羧甲基甲壳胺纤维对铜离子的吸附性能

为了提高甲壳胺纤维对重金属离子的吸附性能,用氯乙酸对纤维进行改性处理,在纤维的结构中引入羧甲基团后使纤维同时具有能结合重金属离子的胺基和羧酸基团。研究了改性后纤维在不同的改性程度、添加量、时间、温度、pH值等条件下对铜离子的吸附性能。结果表明:羧甲基化改性后的甲壳胺纤维对铜离子有很好的吸附性能。在同样的条件下,未改性的纤维对铜离子的吸附值为41.3mg/g,而改性后的纤维为79.4mg/g。经过羧甲基化改性的甲壳胺纤维对铜离子的饱和吸附容量可以达到148.1mg/g。     

改性木质素磺酸钙及其对氟离子(F~-)的吸附研究

利用三亚乙基四胺(TETA)和聚乙二醇(PEG-400)对市售的木质素磺酸钙进行了改性,并研究了改性木质素磺酸钙对溶液中氟离子(F^-)的吸附行为。结果表明,改性后的木质素对F-)的吸附行为。结果表明,改性后的木质素对F^-表现出了一定的吸附能力。在实际吸附实验中,改性木质素对F-表现出了一定的吸附能力。在实际吸附实验中,改性木质素对F^-的平衡吸附量约为1.6 mg/g,理论饱和吸附量为2.17 mg/g。通过对改性木质素对F-的平衡吸附量约为1.6 mg/g,理论饱和吸附量为2.17 mg/g。通过对改性木质素对F^-的吸附动力学分析,其吸附行为符合Langmuir模型和Lagergren准二级动力学。     

硝基苯吸附剂的筛选及吸附性能研究

为了研究常见吸附剂对高盐废水中低浓度硝基苯的吸附性能,对粉末活性炭、大孔树脂和粉煤灰进行了筛选,并考察了高盐、 pH值对粉末活性炭吸附硝基苯的影响和吸附模型。结果表明:在pH值为3,吸附温度为20℃的条件下,粉末活性炭对硝基苯的吸附效果最好,平衡吸附量为148.4～278.3 mg/g;其次为大孔树脂,平衡吸附量为15.4～28.3 mg/g;粉煤灰的吸附效果最差,平衡吸附量仅为8.55～13.2 mg/g。NaCl促进了粉末活性炭对硝基苯的吸附,溶液中NaCl质量分数从0提高到30%,粉末活性炭对硝基苯的平衡吸附量从186.5 mg/g升高到325.3 mg/g。pH值对粉末活性炭吸附硝基苯的影响不显著。粉末活性炭对硝基苯的吸附符合Langmuir模型,饱和吸附量为384.6 mg/g。     

十六烷基三甲基溴化铵改性活性炭的制备及吸附苯酚研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对颗粒活性炭进行改性。用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和氮吸附脱附法对改性活性炭的结构和组成进行表征。用单一变量法研究了CTAB的质量浓度和初始pH值对CTAB活性炭改性的影响,研究了吸附时间、吸附温度、苯酚初始质量浓度、苯酚pH、CTAB改性活性炭投加量等对苯酚去除率的影响,并对吸附过程进行了动力学研究。得到了最佳吸附条件为:以质量浓度为2g/L的CTAB改性活性炭为吸附剂,CTAB改性活性炭投加量为7g/L、吸附温度为35℃、吸附时间为90min、苯酚初始质量浓度为200mg/L、初始pH=6时,苯酚去除率达到94.76%,CTAB改性活性炭的吸附量为27.07mg/g。Langmuir等温吸附模型可较好地描述CTAB改性活性炭对水中苯酚的等温吸附过程,通过Langmuir模型计算得到吸附剂对苯酚的最大单位吸附量为72.62mg/g。CTAB改性活性炭对苯酚的吸附过程符合拟二级动力学方程。     

有机/无机酸改性兰炭基活性炭及其对焦化废水的吸附研究

兰炭因其固定碳和化学活性高,且保留了低变质煤丰富的微孔结构,是一种优质且廉价的活性炭原料。但兰炭末制成的兰炭基活性炭具有孔径分布无序、表面化学性质局限等缺点,限制了其应用效果,而化学法改性可以弥补这一不足。笔者研究对比了无机酸和有机酸改性对兰炭基活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响。常温下,分别用硝酸、磷酸、草酸和乙酸溶液对水蒸气活化制备的兰炭基活性炭进行改性,采用碘吸附试验、N2吸附/脱附试验、扫描电子显微镜和Boehm滴定等方法考察改性过程对活性炭孔隙结构和表面化学性质的影响,并对焦化废水进行吸附,分别研究了吸附剂投加量、吸附时间和转速对吸附效果的影响,用Langmuir和Freundlich模型模拟等温吸附过程。结果表明:改性后的兰炭基活性炭表面亲和力大的活性点由于受到酸的刻蚀发生了扩孔作用,导致其碘吸附值、比表面积和孔结构参数均降低,又因为活性炭边缘的高活性碳原子遇酸氧化后会结合氧原子形成含氧官能团,故表面含氧官能团含量升高,且氧化性越强的酸,结合的氧原子越多,硝酸改性后含氧官能团升高最明显,含量是改性前的2.41倍。焦化废水吸附试验表明,经酸改性后的兰炭基活性炭对焦化废水的吸附效果明显优于改性前,其中无机酸改性较有机酸更好,硝酸改性效果最佳,COD去除率比改性前最多可提升31.34%。这是因为焦化废水中污染物的主要是有较大分子量和分子直径的有机污染物,而酸改性使兰炭基活性炭平均孔径增加,中大孔比例提升,这有利于大分子有机污染物被吸附,而且改性后活性炭表面所增加的含氧官能团也提高了对污染物的亲水性和对极性有机物的亲和力。等温吸附试验表明,318 K条件下,50 m L焦化废水中加入4 g硝酸改性兰炭基活性炭吸附90 min后,COD去除率可达86.79%,吸附过程符合Langmuir模型。     

硫酸改性活性炭对Li~+吸附的影响

以不同浓度的硫酸对活性炭进行酸化处理,并考察活性炭添加量、改性方式对Li⁺吸附效果的影响,同时与未处理的活性炭进行比较。结果表明,利用H_2SO_4、改性活性炭的吸附效果最佳条件为40%H_2SO_4,改性时间6 h,改性温度60℃,吸附量与原炭相比提升了1.54 mg/g。在锂离子浓度为100 mg/L的溶液中加入活性炭,当添加量为0.6 g时,去除率最大为85.6%,同等投加量下与原炭相比,去除率提升了15.2%。     

活性炭改性对双酚A的吸附研究

以硝酸氧化法对活性炭进行改性,考察改性前后活性炭对水体双酚A的吸附效果。结果表明,改性前活性炭(AC)对双酚A的平衡吸附量约为3.72mg/g,而改性后活性炭(MAC)的平衡吸附量增大到5.78mg/g左右;分析活性炭的孔面结构,发现MAC的比表面积虽然有所降低,但孔容增大,平均孔径由改性前的1.87nm增大到2.01nm,说明改性扩孔的活性炭更利于对双酚A的吸附;吸附动力学分析表明,活性炭对双酚A的吸附是由内、外扩散共同控制。     

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。     

硫酸改性活性炭对Li~+吸附的影响

以不同浓度的硫酸对活性炭进行酸化处理,并考察活性炭添加量、改性方式对Li~+吸附效果的影响,同时与未处理的活性炭进行比较。结果表明,利用H_2SO_4、改性活性炭的吸附效果最佳条件为40%H_2SO_4,改性时间6 h,改性温度60℃,吸附量与原炭相比提升了1.54 mg/g。在锂离子浓度为100 mg/L的溶液中加入活性炭,当添加量为0.6 g时,去除率最大为85.6%,同等投加量下与原炭相比,去除率提升了15.2%。     

干熄兰炭基活性炭的制备及其吸附性能

采用物理化学活化法处理干熄兰炭进一步制备活性炭,探究了活化剂选择、碱炭比、活化温度、活化时间对活性炭吸附维生素B_(12)溶液的影响,并且对最优条件下制备的活性炭进行SEM、BET、FIIR分析。研究表明,对比不同活化剂(ZnCl_2、H_3PO_4、KOH)饱和溶液浸渍后得到的活性炭吸附维生素B_(12)吸附量,KOH活化制备活性炭的吸附量远大于ZnCl_2和H_3PO_4,当采用饱和KOH溶液浸渍,m(碱)∶m(炭)=3∶1、活化温度为880℃、活化时间为110 min时制备的活性炭对维生素B_(12)溶液的吸附量最大,可达57.5 mg/g,其BET比表面积为1 157.2 m~2/g。经扫描电镜和孔径分布分析其微孔和中孔最为丰富,通过红外光谱可知最优条件下制备的活性炭的表面有—OH、CO、—COOH、C—H等基团,可为榆林干熄兰炭作为吸附材料的利用提供新的思路。     

铁钛改性白云石吸附除磷的性能研究

对天然白云石进行钛、铁改性,分析化学成分、表面性能的变化,并用于对磷酸盐的吸附.结果表明,改性后的白云石的结构没有明显改变,但表面粗糙缺陷增加,比表面积增大,可以提供更多的吸附点位.钛改性白云石投加量为10g/L时,理论磷饱和吸附量为5.45mg/g.铁改性白云石投加量为5 g/L的理论磷饱和吸附量为7.36 mg/g...     

改性活性炭吸附污水中氨氮的性能

采用浸渍法制备一系列过渡金属(Zn,Fe,Cu)改性活性炭吸附剂,并探讨其吸附污水中氨氮的性能。结果表明,过渡金属的添加能在一定程度上提高活性炭吸附氨氮性能,其中铜为最佳改性元素。分别采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对改性活性炭吸附氨氮行为进行拟合。结果显示改活性炭对氨氮的吸附过程可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合,在温度为25℃时,单分子层饱和吸附量为7.19 mg/g,其吸附动力学较符合准二级反应动力学方程。     

改性活性炭对甲基橙的吸附

用盐酸和氨水对活性炭进行改性获得改性活性炭,将其用于处理甲基橙废水,考察了改性条件、振荡速度和温度等因素对甲基橙吸附性能的影响,采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合,并分析吸附过程的热力学特征. 结果表明,盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附效果优于氨水改性活性炭,在甲基橙初始浓度60 mg/L、溶液体积50 mL、温度20℃、振荡速度100 r/min、盐酸改性活性炭投加量0.2 g时,24 h基本达到吸附平衡,甲基橙去除率为93.7%. 不同温度下,盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附符合Langmuir(RC2>0.95)和Freundlich(RC2>0.97)吸附等温模型,饱和吸附量达112.7 mg/g. 热力学参数DG0<0,DH0>0,DS0>0,表明盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附是自发吸热反应,其吸附动力学可用准二级动力学方程描述,随振荡速度增加,吸附速率常数增加.     

改性活性炭吸附污水中氨氮的性能

采用浸渍法制备一系列过渡金属(Zn,Fe,Cu)改性活性炭吸附剂,并探讨其吸附污水中氨氮的性能。结果表明,过渡金属的添加能在一定程度上提高活性炭吸附氨氮性能,其中铜为最佳改性元素。分别采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对改性活性炭吸附氨氮行为进行拟合。结果显示改活性炭对氨氮的吸附过程可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合,在温度为25℃时,单分子层饱和吸附量为7.19 mg/g,其吸附动力学较符合准二级反应动力学方程。     

吸附法回收油气的研究

分别以活性炭和活性炭纤维为吸附剂吸附回收油气,比较了两者油气吸附性能的差异,研究结果表明:在相同的吸附条件下,活性炭纤维对油气的穿透吸附量为114.0mg/g,明显大于活性炭对油气的穿透吸附量(71.8 mg/g),而且活性炭纤维床层的最高温升仅为4.7℃,低于活性炭床层温升(12.0℃);活性炭纤维对油气的吸附速率快、穿透时间短,但是能处理的油气的浓度小;活性炭重复利用18次后失活,活性炭纤维利用20次后失活.     

改性斜发沸石对含盐污水中氨氮和总磷吸附性能的研究

研究了NaCl改性斜发沸石对含盐污水中NH3-N和TP的吸附特性,进行了等温吸附实验、不同盐度条件下的吸附实验和动态吸附实验。等温吸附实验结果显示,盐度为1.5%、温度为25℃条件下,改性沸石对NH3-N和TP的饱和吸附量分别为0.912 mg/g和0.504 mg/g,较未改性沸石分别高出81%和66%。盐度升高会降低2种沸石对NH3-N和TP的吸附量,但在各种盐度条件下,改性沸石对NH3-N和TP的去除率均高于未改性沸石,最高可分别高出8个和6个百分点左右。动态吸附实验中,NH3-N在第102天达到吸附饱和,动态饱和吸附量为0.587 mg/g;TP在第16天达到吸附饱和,动态饱和吸附量为7.551μg/g。     

改性兰炭末对对硝基苯酚的吸附平衡和动力学

采用硝酸改性-高温活化法对废弃的兰炭末进行处理,对改性前后的兰炭末进行了SEM和BET表征,测定了改性后的兰炭末对对硝基苯酚的吸附性能,通过静态吸附实验研究了改性兰炭末对对硝基苯酚的吸附平衡和动力学特征。结果表明,兰炭末经改性后表面粗糙度明显增加,孔道明显增多,总孔容和比表面积分别增加了7.1倍和4.3倍; Langmuir方程可较好地描述对硝基苯酚在改性兰炭末上的吸附平衡,特征分离系数R_L为0~1,为优惠吸附,温度升高有利于吸附的进行;动力学研究表明,对硝基苯酚在改性兰炭末上的吸附过程符合HO准二级动力学模型,颗粒外的液膜扩散是决定吸附速率的控制步骤,吸附过程的表观活化能E_a为9.825kJ/mol。改性兰炭末对对硝基苯酚有较好的吸附能力,328K下平衡吸附量达158.5mg/g,可作为一种廉价、高效的酚类废水处理用吸附剂,有很好的工业化应用前景。     

葡甲胺改性活性炭的制备及其对硼的吸附特性

通过葡甲胺和活性炭制备了葡甲胺改性活性炭(NMDg-C),去除超标4倍的微量硼。试验考察了吸附时间、pH、温度和硼初始浓度对葡甲胺改性活性炭吸附硼效果的影响,并进行了吸附动力学和热力学分析。试验结果表明:改性后的活性炭吸附效果提高显著,吸附后的硼浓度降低到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)以下;改性活性炭吸附硼的最佳条件:pH值为7,温度为15℃,30mL的2.5mg/L的硼溶液,投加1.5g改性活性炭,去除率达到90.59%,吸附平衡时间为30min,理论饱和吸附量约为1.16 mg/g,其吸附过程较好地符合了准二级动力学模型(R~2≈1)和Langmuir等温吸附模型,吸附快速。用1 mol/L的KCl溶液作解吸剂,NMDg-C可重复使用。