改性柚皮生物炭的制备及其对水体磷酸盐的吸附性能

针对地表水体磷污染问题,利用农业废弃物柚子皮为原料制备柚皮生物炭(PB),以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为分散剂,制备改性纳米零价铁生物炭吸附材料(CNZVI)。使用扫描电镜、比表面积分析仪和X射线衍射分析仪等手段,研究柚皮生物炭改性前后的理化性能,并分析溶液p H、吸附剂投加量、反应时间、初始浓度和温度对CNZVI-PB吸附水中磷酸盐的影响。结果表明:CNZVI-PB对水中磷酸盐具备较好的吸附去除能力;溶液pH对磷吸附过程影响较大,最优吸附效率的pH值为3.0～7.0;该吸附反应是一个吸热过程,反应过程符合准二级动力学模型,及Langmuir等温吸附模型,在20～40℃时,磷最大吸附量达到8.47～9.62 mg/g。CNZVI-PB对磷酸盐的吸附过程主要包括静电吸附和配位基交换作用。     

劣质褐煤活性炭对含Acid black 10B水溶液吸附性能的研究

以劣质褐煤为原料制备的活性炭对含Acid black 10B的染料废水具有明显的吸附效果,研究结果表明:静态吸附时间以60 min为宜;活性炭投加量和染料初始浓度是影响吸附过程的主要因素,初始染料浓度为100 mg/L时,其投加量以1.5 g/L为宜;温度和pH值对吸附处理结果影响很小.     

响应面法优化柚皮基活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附条件

以农业废弃物柚子皮为原料,利用Zn Cl2活化法制备柚皮基活性炭(GAC)处理含Cr(Ⅵ)废水。采用响应面优化法中Box-Behnken设计试验,研究了吸附剂投加量、初始浓度、温度和p H值4个因素对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,建立了GAC对Cr(Ⅵ)去除率的二次多项回归模型。Cr(Ⅵ)去除率试验值和预测值基本一致,方程能够较好地预测吸附过程。在试验范围内以最小吸附剂量获得最大去除率为目标进行优化,确定最佳吸附工艺条件为温度45℃、p H为2、初始浓度300.05 mg/L、GAC投加量1.38 g/L,Cr(Ⅵ)的平均去除率为72.08%,与理论预测值(72.38%)相比,误差仅为0.415%。     

柚皮粉对中性红的吸附性能研究

为了探索柚皮粉去除染料废水的效果,采用柚皮粉作为吸附材料吸附去除模拟废水中的中性红,重点研究了柚皮粉在不同的吸附剂投加量、振荡时间、中性红的初始浓度、温度等实验条件下对中性红的吸附规律及吸附效果.结果显示:当温度为30℃时,0.3 g柚皮粉在100 mL质量浓度为150 mg/L的中性红溶液中振荡60 min后,中性红的去除率达到80%以上,最大吸附量为49.20 mg/g.柚皮粉对中性红的吸附过程可以用Temkin吸附等温方程和二级吸附速率方程进行很好的描述,吸附过程主要为物理吸附.     

柚皮生物炭对模拟印染废水的吸附性能研究

为探究柚皮生物炭对印染废水的吸附性能,利用水热法炭化制备了柚皮生物炭吸附剂.采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT - IR)对其进行了表征,并考察了吸附时间、吸附温度和溶液初始浓度等因素对其吸附模拟废水中中性红的影响.结果表明:当吸附剂用量为0.09 g、吸附时间为40 min、 吸附温度为30 ℃时,柚皮生物炭对模拟废水中中性红的吸附效果最佳,为54.32 mg/g(模拟废水初始质量浓度为100 mg/L); 其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学过程遵循准二级动力学模型.     

载铁活性炭的制备及对水中P(V)的吸附性能研究

通过直接蒸发法制备载铁活性炭,研究了载铁活性炭对水中P(V)的吸附等温线和吸附热动力学,并分析了pH值、P(V)初始浓度等因素对载铁活性炭吸附性能的影响.实验表明,载铁活性炭可以有效快速地吸附P(V),载铁活性炭对P(V)的去除效果随pH值的上升、P(V)初始浓度的增大而降低.吸附等温线符合Langmuir方程,最大吸附量为9.32mg/g;准二级动力学能够很好地描述P(V)在载铁活性炭上的吸附行为,吸附速率常数在0.01min·g/mg左右,且随着温度的升高逐渐增大.吸附P(V)的活化能Ea为10.89kJ/mol,吸附行为是自发吸热的化学吸附过程.     

柚子皮对水中六价铬的吸附性能研究

采用柚子皮制备生物吸附剂用于去除水中的Cr（VI）,考察了pH值、柚子皮投加量、柚子皮粒径、溶液离子强度、反应温度等因素对吸附效果的影响。结果表明,当溶液中Cr（VI）离子初始浓度15mg／L、pH 1．5、反应温度25℃、柚子皮投加量1．Og／100mL、吸附时间7h时,Cr（VI）离子去除率可达90％以上。柚于皮对Or（VI）离子的吸附过程可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型来描述,吸附等温线线性相关性均较显著,吸附过程符合准二级动力学方程。柚子皮对水中Cr（VI）离子吸附性能较好,且运行成本低,可推广应用于水中重金属离子的治理。     

泥炭对磷吸附特性的试验研究

通过试验研究了吸附时间、磷初始浓度、pH值、温度、吸附剂量和盐度等因素对磷在泥炭上吸附的影响。结果表明:磷在泥炭上的吸附量在反应的初始阶段(0~2 h)增加很快,此后趋于平缓;泥炭对磷的吸附过程遵循准二级动力学模型;随着磷初始浓度的增加,吸附量上升而吸附率下降;泥炭对磷的等温吸附可用Langmuir和Freundlich等温模型拟合,相关性均达到极显著水平(P<0.01);随着溶液pH值的升高,分配系数Kd和吸附量均降低;泥炭对磷的最大吸附量随着温度的上升而减小,由Langmuir等温方程计算出的最大吸附量qm分别为:2 380.95 mg/kg(25℃)>2 008.03mg/kg(35℃)>1 848.42 mg/kg(45℃);随着吸附剂量的增加,吸附量下降而吸附率上升;盐度对吸附有一定的抑制作用。     

热改性铁污泥除磷特性研究

对自来水厂含铁污泥进行高温热改性，得到热改性铁污泥（Thermally modified iron sludge:TMIS）吸附材料。试验研究了TMIS的最佳改性温度、吸附除磷最佳参数及其吸附除磷的动力学、等温线和热力学，进一步利用浸渍试验考察了吸附磷后TMIS对污染物的溶出效果。结果表明，TMIS最佳改性温度为400℃，在投加量为10 g/L，初始磷浓度为15 mg/L,pH为5，反应100 min时的条件下，磷去除率最佳，达到99.68%，吸附量为1.495 mg/g。TMIS对磷的吸附数据值符合Lagergren拟二级动力学模型与Langmuir等温吸附线模型，表明吸附是以化学过程为主的单层吸附。热力学分析表明此吸附为可自发进行的吸热反应。30 d浸渍试验结果表明，吸附磷后的TMIS体系中COD、氨氮及铁释放量均低于原污泥体系，磷释放量高于原污泥体系，但小于0.02 mg/L。     

羟丙基壳聚糖对Cr（Ⅵ）的吸附性能研究

研究了羟丙基壳聚糖对Cr（Ⅵ）的吸附作用,探讨了溶液的pH值、反应时间、温度、初始Cr（Ⅵ）浓度和离子浓度等因素对其吸附性能的影响.实验表明：pH是羟丙基壳聚糖吸附Cr（Ⅵ）的主要影响因素.在pH等于5时,对Cr（Ⅵ）初始浓度为15 mg/L的溶液,可控制温度在20℃左右吸附2 h,吸附剂羟丙基壳聚糖用量为1%（g/mL）时具有一定的吸附效果,且发现离子浓度对吸附性能也有影响.     

食用菌菌糠对重金属离子的吸附性

利用廉价生物吸附剂去除污水中Pb2＋和Zn2＋的技术,研究了食用菌菌糠的吸附特性,调查污水pH、重金属初始浓度、吸附剂用量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响.结果表明,在食用菌菌糠吸附剂用量分别为16g/L和12g/L,pH值分别为5和6,初始重金属质量浓度为20mg/L,吸附时间为3h,25℃条件下,达到了最大吸附量,对Pb2＋和Zn2＋的去除率分别达到92.79%和88.96%,处理后的Pb2＋和Zn2＋质量浓度分别为1.442mg/L和2.208mg/L,接近污水综合排放标准（GB8978—1996）中的排放质量浓度1mg/L和2mg/L.食用菌菌糠对Pb2＋和Zn2＋的吸附等温线符合Fleundlich模式.     

磷酸锡晶体去除高盐介质中Cu(Ⅱ)的研究

以磷酸锡晶体作为吸附剂,应用批量吸附法,研究了pH值、吸附时间、初始浓度、温度、离子强度等因素对去除水溶液中Cu2+的影响,通过热力学分析及电位滴定实验探讨了吸附机理.结果表明:磷酸锡对Cu2+的吸附量随着pH(3～6.5)以及吸附时间的增加而增大,吸附动力学过程符合准二级动力学模型.等温吸附数据用Langmuir方程拟合效果最好,20℃时饱和吸附量达到48.69mg/g.根据吸附自由能Es(kJ/mol)可知,吸附机理属于化学离子交换,即磷酸锡中的H+与溶液中的Cu2+发生了离子交换反应.该反应是一个自发的、吸热的过程,升温有利于吸附.在模拟海水中,高盐强度对磷酸锡吸附Cu2+有一定的不利影响,但幅度不大.当NaCl浓度达到0.6mol/L时,吸附量为21.87mg/g,是淡水介质时的93.3%,表明磷酸锡适用于去除养殖海水中的Cu2+.     

硫酸铝浸渍活性氧化铝球吸附饮水中的高浓度氟

硫酸铝浸渍活性氧化铝球（AIAA）是饮水除氟领域常用的吸附剂,它对氟的吸附性能受各种因素的影响。静态吸附通过改变AIAA质量与氟溶液体积比（m（AIAA）：V）（2～40 g.L-1）、氟的质量浓度（ρ（F））（2～100 mg.L-1）、pH值（4～10）、温度（11～33℃）和时间等实验参数,研究这些因素对AIAA吸附除氟的影响。在11～33℃的温度范围内、pH值变化为4～10之间时,当m（AIAA）：V为20 g.L-1,3 h内处理ρ（F）为10 mg.L-1水溶液其氟的去除率可达90%以上,足以保证其满足饮用水的含氟标准。利用Langmuir和Freundlich模型对吸附数据进行了拟合研究,结果表明：在ρ（F）为2～100 mg.L-1、pH=5～10、温度11～33℃范围内,Langmuir线性拟合模型是最优拟合方式;而当溶液氟质量浓度为2～1 000 mg.L-1或2～100 mg.L-1且pH为4时,Freundlich非线性拟合模型是最优拟合方式。AIAA吸附容量随溶液氟质量浓度升高、pH降低及温度升高逐渐增加。     

香蕉皮对重金属六价铬吸附性能研究

用香蕉皮作吸附剂,对含有Cr(VI)的模拟重金属废水进行了吸附研究.分别考察了温度、pH、吸附剂粒径、吸附剂量、溶液初始浓度及震荡时间等因素对吸附效果的影响.结果表明,0.1g香蕉皮在pH为2左右、温度30℃、吸附7h、初始浓度为30mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,吸附量可达20mg/g.吸附可以用Langmuir等温线很好的描述,且符合准二级动力学方程.热力学数据表明,该吸附反应为吸热过程,且以物理吸附为主.香蕉皮处理含铬废水具有很好的应用前景.     

生物炭对亚甲基蓝的吸附动力学

采用静态吸附试验确定生物炭吸附的最适宜温度、振荡速度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭投加量及吸附时间的范围,选择吸附温度、亚甲基蓝初始浓度、生物炭的投加量进行正交实验,得到最优吸附工艺条件:反应温度35℃,生物炭的投加量0.4g,亚甲基蓝的浓度45mg/L,生物炭对亚甲基蓝的去除率98.6%,吸附量5.54mg/g.最优条件下的动力学研究表明亚甲基蓝溶质分子在两相界面上进行的吸附达到平衡时,亚甲基蓝浓度与生物炭的吸附量之间符合Freundlich吸附等温线.吸附动力学特性符合准二级吸附动力学,生物炭对于亚甲基蓝的吸附以化学吸附为速率控制步骤.     

Co2Z型铁氧体的制备及其吸附性能

以硝酸钡、硝酸铁和硝酸钴为原料,采用共沉淀法制备了Co2Z型铁氧体（Ba3Co2Fe24O41）粉末,制备工艺的最佳条件为溶液pH=12、煅烧温度为1 300 ℃和煅烧时间为4 h. 通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜对产物晶型和形貌进行了表征. 考察了Co2Z型铁氧体对溶液中亚甲基蓝的吸附作用. 结果表明:铁氧体质量为0.10 g、溶液pH=12、亚甲基蓝的初始质量浓度为10 mg/L时,铁氧体对亚甲基蓝的吸附率可达89.49%,最大吸附量为9.181 mg/g. Co2Z型铁氧体（Ba3Co2Fe24O41）对亚甲基蓝有较好的吸附作用,可用于亚甲基蓝染料废水处理.     

USY吸附脱除页岩柴油中的碱性氮

以USY分子筛为吸附剂,采用静态吸附的方法,对桦甸页岩柴油进行了吸附脱氮的研究。实验考察了吸附时间、吸附温度和剂油质量比对脱氮率的影响。实验结果表明,当吸附时间为30min、吸附温度为120℃、剂油质量比为0.03g/g时,脱氮率达到最高,为30.73%,静态平衡吸附量为27.2mg/g,经多次再生,脱氮率仍在25%以上。对吸附脱氮进行了动力学研究,结果表明,Y分子筛吸附脱氮过程符合二级吸附速率方程。     

竹炭对水相中镉（Ⅱ）的吸附行为及机理

研究竹炭对水相中Cd^2＋的吸附行为．研究接触时间、pH、投料量、吸附温度和溶液中镉的初始浓度对吸附的影响．结果表明：竹炭能有效地除去水相中的镉（Ⅱ）;在pH=3．0～6．5的范围内竹炭对镉均有较大的吸附,其最佳酸度为pH=5．7;吸附温度升高,吸附量减小,说明吸附是放热过程．动力学研究表明：竹炭对镉的吸附拟用准一级动力学处理;并测定不同粒径竹炭对镉吸附的表观速率常数．研究表明Freundlich等温吸附模型能较好地描述吸附过程．用水和微波加热的方法对吸附后的竹炭进行再生实验,竹炭的吸附能力可恢复到原来的93％以上．竹炭可作为理想的除镉吸附材料．