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。     

改性氧化铝对饮用水中氟离子的吸附性能研究

采用浸渍法制备ZrCl₄改性γ-Al₂O₃吸附剂,探究了吸附剂用量、初始F-浓度、吸附时间以及溶液pH值对吸附量的影响。结果表明,ZrCl₄改性浓度为2(wt)%,吸附剂ZrCl₄-Al₂O₃投加量为4g·L^-1,溶液初始pH值为4,吸附温度为25℃,吸附时间为24h时,吸附效果最好,吸附量为17.08mg·g^-1,相较于未改性γ-Al₂O₃提高了149.4%。吸附过程符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学模型,是一种优势放热吸附过程。     

凹凸棒土/壳聚糖复合物的制备和吸附性能探究

以凹凸棒土为载体，将壳聚糖负载于凹凸棒土，得到凹凸棒土/壳聚糖(AT/CTS)改性吸附剂，用于染料废水的处理。利用紫外光谱、红外光谱和X射线衍射对AT/CTS的结构进行分析，初步探讨了AT/CTS对染料亚甲基蓝吸附性能的影响因素。结果表明：最佳吸附性能出现在吸附剂用量为10 mg、10 mL初始质量浓度70 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液、温度30℃、pH值为13和吸附时间30 min时，此时的平均吸附率达到98.5%。同时AT/CTS吸附剂对亚甲基蓝吸附动力学符合准二级动力学模型，吸附过程符合Langmuir等温方程。     

纳米复合材料Fe3O4@MIL-100(Fe)对亚甲基蓝的吸附

采用溶剂热法来合成Fe₃O₄@MIL-100(Fe)纳米材料,通过红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱和磁性等多种方法表征测试。从测试结果能够得知MIL-100(Fe)成功包覆在Fe₃O₄上。用Fe₃O₄@MIL-100(Fe)纳米材料作为吸附剂吸附亚甲基蓝溶液,考察了振荡时间、溶液pH、吸附剂用量、亚甲基蓝水试剂浓度等因素对吸附过程的影响。结果表明：振荡时间为40 min、pH为8、Fe₃O₄@MIL-100(Fe)微球用量为4 mg、亚甲基蓝水试剂浓度为6 mg·L^-1时为最佳条件,最大饱和吸附量为9.688 6 mg·g^-1。此外动力学与热力学结果表明室温下利于反应进行且符合准一级动力学模型。     

AlCl_3改性柿叶对苯酚废水的生物吸附性能

以柿叶为原料,采用硫酸-甲醛和AlCl_3进行改性制备新型吸附剂硫酸甲醛改性柿叶(SCLAl)。研究了SCL-Al对苯酚的吸附性能,探讨了吸附剂用量、吸附时间、初始浓度、pH值、温度等因素对吸附性能的影响。结果表明:pH值、吸附剂用量和吸附时间对吸附率的影响较明显;温度对吸附率的影响较小;SCL-Al吸附1g/L苯酚时,在pH≥7,1L苯酚溶液中吸附剂用量为15g/L,室温条件下吸附60min基本达平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程;吸附行为符合Freundlish吸附等温式。     

CTAB改性膨润土对苯酚的吸附

制备了有机改性膨润土—十六烷基三甲基溴化铵改性膨润土(CTAB-膨润土)。对CTAB-膨润土进行了表征,研究了影响CTAB-膨润土吸附苯酚的主要因素。结果表明,CTAB已成功进入了膨润土表面和层间,CTAB-膨润土的比表面积为53. 12 m~2/g。用5 g/L的吸附剂处理300 mg/L的苯酚,苯酚的去除率可达到92. 6%。CTAB-膨润土对苯酚的吸附符合Langmuir吸附等温模型,吸附量为55. 6 mg/g;苯酚的吸附符合拟二级动力学模型,吸附过程以表面吸附为主。     

有机改性膨润土吸附去除苯酚的特性研究

以膨润土矿为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为改性剂制备出有机膨润土,进行吸附去除苯酚的特性研究,主要研究条件:有吸附剂投加量、吸附时间、p H值、苯酚初始浓度、改性前后去除率的对比。实验结果表明,最佳吸附条件为:以1 L水样为基础,苯酚初始浓度为20 mg/L时,吸附剂投加量为5 g,吸附时间为30 min,吸附p H值为7。当苯酚初始浓度达到100 mg/L时,苯酚的去除率达到87.3%,改性后的膨润土对苯酚的去除率是改性前的两倍多,可见改性膨润土对苯酚有良好的吸附性能。     

铁柱撑膨润土/UV/Fenton催化降解五氯苯酚研究

研究了铁柱撑膨润土/UV/Fenton多相催化氧化降解五氯苯酚(PCP)的行为,探讨了反应过程中溶液初始pH、铁柱撑膨润土投加量、H202浓度等因素对光催化降解的影响.研究表明:在pH=9.0、铁柱撑膨润土投加质量浓度为50.0 mg/L、H202浓度为0.6 mmol/L的条件下,反应80 min后,铁离子质量浓度＜...     

改性酵母载纳米铁对水中甲基橙的吸附性能研究

以改性酵母为载体、烟叶提取液为还原剂,制备了改性酵母载纳米铁(Fe NPs/SC_M),并将其用于去除水中甲基橙,通过考察初始pH值、Fe NPs/SC_M投加量、甲基橙初始浓度、温度、无机阴离子等对甲基橙去除率的影响,研究其对甲基橙的吸附性能,同时对其吸附动力学、等温吸附模型及吸附热力学进行了探究。结果表明：初始pH值为4.0～9.0时对甲基橙去除率的影响较小,甲基橙去除率随Fe NPs/SC_M投加量的增加而升高,随甲基橙初始浓度的增加和温度的升高而降低;无机阴离子会降低甲基橙去除率,其影响大小为：HCO^-₃>SO■>HPO■>NO^-₃>Cl^-;在30℃、pH值为6.3的条件下,5.0 g·L^-1 Fe NPs/SC_M对50 mg·L^-1甲基橙的去除率和去除量(以纯铁计)分别为93.50%±0.38%和523 mg·g     

活性白土的改性及其对苯酚废水的吸附研究

以氧化钙(CaO)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为改性剂,对活性白土进行改性,制得吸附剂CTAB/Ca-Bent.利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)对其进行结构表征.结果表明改性后d001值增大,说明改性分子进入活性白土层间.以苯酚水溶液为模拟废水,考察了改性活性白土对苯酚的吸附特性,并对其进行实验条件的优化和动力学拟合.实验结果表明:当苯酚浓度为100 mg/L,吸附剂用量为30 g/L,吸附温度为298 K,接触时间为30 min,不调节pH值时,苯酚的去除率可以达到78.13％,吸附过程符合准二级动力学.     

改性镍铁渣吸附剂对Cr(VI)吸附性能的影响及机理分析

以镍铁渣为原料,加入硝酸和表面活性剂对其矿物相改性,制备改性镍铁渣吸附剂,考察表面活性剂种类、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)掺量、吸附剂掺量、溶液初始pH值、Cr(VI)浓度对Cr(VI)吸附效果的影响。结果表明:镍铁渣经改性后可制得结构疏松、比表面积高达180.6 m²/g的无定形SiO₂;改性镍铁渣对Cr(VI)的吸附率在10 min内可达到90%,吸附等温线符合Langmuir模型,最大理论吸附容量为42.55 mg/g,吸附动力学符合拟二级动力学模型。改性镍铁渣吸附剂对Cr(VI)的吸附机理主要是物理吸附和氧化还原,即吸附剂表面范德华力将HCrO ^-₄吸附至吸附剂表面,CTAB提供的电子对将Cr(VI)还原为Cr(III)。对镍铁渣改性获得的高比表面积无定形SiO₂不仅可以有效吸附净化Cr(VI),同时可以实现镍铁渣资源化利用,达到以废治污的目的,具有良好的环境效应和经济效益。     

Preparation of Modified Reduced Graphene Oxide nanosheet with Cationic Surfactant and its Dye Adsorption Ability from Colored Wastewater

In this paper, reduced graphene oxide (rGO) nanosheet from graphite was synthesized using the top-down approach. The surface of rGO was modified by cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) to prepare rGO/CTAB adsorbent for anionic dye removal. The prepared rGO/CTAB was characterized by XRD, FTIR, FE-SEM and TGA. The operation parameters (surfactant concentration, adsorbent dosage, pH and initial concentration of dye solution) affecting the batch adsorption process to remove direct red 80 (DR80) and direct red 23 (DR23) were studied in detail. The dye adsorption capacity of rGO/CTAB was 213 and 79 mg/g for DR80 and DR23, respectively. In addition, dye removal followed the Langmuir isotherm with pseudo-second order reaction kinetics.     

有机蒙脱土的制备表征及其对4-氯酚的吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为有机化试剂,利用溶液插层法,通过控制CTAB的投加量成功制备了不同有机化程度的蒙脱土,使用X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)与透射电镜(TEM)对其结构进行了表征.以去除率(R)和吸附量(q)为评价指标,探讨了田口-灰色关联分析方法多目标优化有机蒙脱土对水中4-氯酚的吸附反应条件的可行性.考察了吸附动力学和吸附热力学行为.结果表明,CTAB成功插入到蒙脱土的片层间,有机蒙脱土的层间距随着CTAB投加量的增加而增大,CTAB在蒙脱土片层间的排列方式也由平卧单层和倾斜单层转为倾斜双层.田口-灰色关联分析可知,在以2倍蒙脱土离子交换容量制备的有机蒙脱土为吸附剂(CTM4)、4-氯酚溶液pH值为6、浓度为150 mg·L-1、固液比为0.6 g·L-1和反应时间90 min的条件下,可实现4-氯酚的去除率和吸附容量的同时优化,此时去除率和吸附容量分别为36.85%和91.07 mg·g-1.CTM4对4-氯酚的吸附更符合拟二级动力学方程,整个吸附过程可能是由膜扩散和颗粒内扩散共同作用的结果.Langmuir和Freundlich吸附等温方程均能较好地描述CTM4对4-氯酚的吸附行为.吸附过程的热力学参数表明,CMT4对4-氯酚的吸附是一个自发的放热反应.     

利用电解锰渣制备As(Ⅲ)吸附材料及其性能研究

通过对工业废弃物电解锰渣(electrolytic manganese residues, EMRs)进行改性制备As(Ⅲ)吸附材料（改性EMRs），探究了NaOH用量、超声及微波对其表面结构及吸附性能的影响。结果表明：该工业废渣在固液比M(EMRs)∶V(NaOH, aq) = 1∶10(C _NaOH，aq = 2.0 mol·L^-1)条件下，经超声反应（200 W）2 h脱除大部分Si、S、Ca后，再微波（700 W）反应5 min以使Fe、Mn等活性吸附基团在其表面沉积，最后经105℃烘干制得改性EMRs。SEM结果表明，EMRs改性后表面形成片层纳米结构，对砷具有良好的吸附性能，可将初始As(Ⅲ)浓度为50 mg·L^-1废水出水中砷降至0.042 mg·L^-1，符合国家地表水环境质量标准Ⅰ类水质量要求(GB 3838—2002)；同时，经3% NaOH溶液再生处理后可继续使用。XPS结果表明，改性EMRs吸附砷性能与其表面Fe₃O₄、FeOOH、MnO₂等对As(Ⅲ)具有吸附作用或氧化作用的活性物种的增多密切相关。     

改性膨润土对刚果红的吸附动力学及热力学研究

制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性膨润土,利用红外光谱和XRD对其结构进行了表征,考察了投加量和pH值对吸附性能的影响.结果表明: CTAB能插入膨润土层间;当投加量为4 g/L,pH值为4时,去除率最高达97.15%.改性膨润土对刚果红的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,由吸附热力学方程计算得到的吸附焓变(ΔH)<0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)<0,表明吸附为放热和熵减少的自发过程.     

乙酸膨润土对孔雀石绿的吸附去除

为提高膨润土对染料的吸附性能,制备了有机酸改性膨润土-乙酸膨润土(AAB).对AAB 进行了N₂-BET、FTIR 和XRD 表征分析,同时考察了影响乙酸膨润土(AAB)去除孔雀石绿(MG)的主要因素,并进行了吸附 动力学和吸附等温模型研究。研究结果表明,乙酸分子已成功负载在天然膨润土(RB)上,AAB 的比表面积为 45m2/g;层间距为1.721nm;在实验条件下,用0.4g/L 的吸附剂处理300mg/L 的MG,MG 的脱色率达到99%; pH 值为1～12 时,AAB 对MG 的脱色率均达到97%以上;低浓度的十二烷基苯磺酸钠(SDBS)能提高AAB 对MG 的去除率,而加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)会产生很强的抑制作用;AAB 对MG 的吸附符合 Langmuir 模型,Langmuir 吸附容量高达1250mg/g;MG 在AAB 上的吸附先是一个快速吸附阶段,然后逐渐到 达吸附平衡,符合准二级动力学模型。总之,AAB 环保无毒,在MG 去除方面具有用量低、适应pH 值范围广、吸附容量大和吸附快速的优势。     

Hydrothermal synthesis of zeolitic material from circulating fluidized bed combustion fly ash for the highly efficient removal of lead from aqueous solution

The utilization of coal fly ash derived from circulating fluidized bed combustion (CFBFA) still faces great challenges because of its unique characteristics. In this study, a zeolitic material with Na-P1 zeolite as the main phase was successfully synthesized via a hydrothermal method by using CFBFA as the raw material. The effects of hydrothermal temperature, time, and added CTAB amount on the characterizations of synthesized materials were investigated by XRD, SEM, and XPS. The properties of the optimal zeolitic material and its adsorption performance for Pb²⁺ in aqueous solution were evaluated. The influences of pH, initial concentration, dosage, and temperature on Pb²⁺ adsorption were also examined. Results revealed the following optimal parameters for the synthesis of zeolitic material:NaOH concentration of 2 mol·L^-1, solid-to-liquid ratio of 1:10 g·ml^-1, hydrothermal temperature of 110℃, hydrothermal time of 9 h, and CTAB amount of 1 g (per 100 ml solution). The adsorption capacities of the zeolitic material reached 329.67, 424.69, and 542.22 mg·g^-1 when the pH values of aqueous solution were 5, 6, and 7, respectively. The Pb²⁺removal efficiency can reach more than 99% in aqueous solution with the initial concentrations of 100-300 mg·L^-1 under pH 6 and suitable adsorbent dosage. The adsorption and kinetics of Pb²⁺ on the zeolitic material can be described by Langmuir isotherm and pseudo-second-order kinetic models, respectively. The ion exchange between Pb²⁺ and Na⁺ and chemisorption are the main adsorption mechanism. All these findings imply that the synthesis of low-cost adsorbent for Pb²⁺ removal from weak acid and neutral aqueous solution provides a highly effective method to utilize CFBFA.     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca²⁺表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明：CPAANa@Fe₃O₄在pH 2～6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L^-1和1.6 g·L^-1时对初始浓度分别为200 mg·L^-1的Pb²⁺和100 mg·L^-1的Cd²⁺的去除率达到最大,可使Pb²⁺实现达标排放（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为454.55 mg·g^-1和275.48 mg·g^-1。将CPAANa@Fe₃O₄用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb²⁺和Cd²⁺,具有潜在实用价值。     

聚氨酯泡沫固定化Alcaligenes sp.DN25去除苯酚的研究

载体材料是构建固定化体系的基础,其中孔结构直接影响固定化的生物量及降解结果,开展了制备不同孔径聚氨酯泡沫材料并考察其固定化产碱杆菌DN25降解苯酚的研究。结果表明,孔隙结构的聚氨酯泡沫材料在孔径均值为150 μm时所固定的生物量达到最大值（0.0253±0.0010） g,固定化细胞能在48 h内完全降解1160 mg·L^-1苯酚,而游离细胞则完全受到抑制,并且发现载体材料PUF在降解前12 h内吸附苯酚的平衡吸附率为56.1%。进一步研究固定化细胞在初始pH6.0~9.0,NaCl浓度0~4.0%条件下降解900 mg·L^-1苯酚的情况,固定化细胞对苯酚的去除率受pH、NaCl浓度的影响不显著。并且,固定化细胞重复使用11个批次对500 mg·L^-1苯酚的去除率仍能保持100%,反映了PUF-固定化细胞体系对苯酚处理浓度和系统稳定性两方面的强化作用。     

微波辅助制备柱撑膨润土对刚果红的吸附性能

用微波辅助制备锆铝柱撑膨润土,考察其对废水中刚果红染料的吸附行为,并对吸附前后柱撑膨润土进行表征,以探索吸附机理. 结果表明,在原始溶液pH和室温条件下,初始浓度为50 mg/L的刚果红溶液,吸附剂用量为4 g/L时,吸附45 min后即能达到吸附平衡,柱撑膨润土的吸附容量为12.17 mg/g,脱色率达97.64%;其吸附过程符合准二级动力学方程,粒子扩散不是唯一的速率控制步骤;锆铝柱撑膨润土对刚果红的等温吸附符合Langmuir方程;XRD与FT-IR表征结果表明,吸附过程主要以物理吸附为主.