玉米芯改性前后对水中重金属去除的研究

以玉米芯为吸附剂,经氢氧化钠(NaOH)和硫酸(H_2SO_4)改性得到改性吸附剂,研究改性吸附剂对镉、铬、铅吸附性能的影响。实验研究了吸附时间和吸附初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)三种重金属离子的吸附能力都增强,且对Pb~(2+)的吸附效果最好,其吸附顺序为Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+);在初始质量浓度为400 mg/L时,酸改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量为15、26、37 mg/g,而碱改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量分别为17、29、59 mg/g。相对酸改性,碱改性的吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附量提高了14.54%、11.22%、57.86%。     

NaOH处理香菇废弃物在二元金属溶液中镉的吸附特性研究

香菇废弃物是一种廉价生物吸附剂,Na OH处理后对Cd~(2+)吸附能力大大提高,在此基础上探讨该生物吸附剂在二元金属溶液中的吸附行为特征。结果显示,NaOH处理后的香菇在二元金属溶液中对镉的吸附更具优势。当共存离子浓度较低时(1~10 mg/L),Cu~(2+)(Pb~(2+))对Cd~(2+)吸附的负影响较小,继续增大共存离子浓度至30 mg/L,Cd~(2+)的吸附量降低了0.247 mg/g(0.111 mg/g)。Zn~(2+)浓度较低时(1 mg/L)对Cd~(2+)吸附的负干扰作用明显,继续增加Zn~(2+)浓度至30 mg/L,Cd~(2+)吸附量维持不变。预处理香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd~(2+)吸附的最适宜p H范围为5~7,较一元镉金属溶液的适宜pH值范围广(6~7)。热力学实验表明,Cu~(2+)/Zn~(2+)/Pb~(2+)对香菇Cd~(2+)吸附的负干扰作用强弱的顺序依次是Zn~(2+)Pb~(2+)Cu~(2+);Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型能够较好地拟合Na OH处理后香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd~(2+)的热力学吸附过程。     

改性煤气化灰渣吸附重金属离子的研究

以煤气化灰渣为原料,采用酸改性法(HF酸)制备改性煤气化灰渣。通过静态实验研究了改性煤气化灰渣对溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的静态饱和吸附量分别为112.07,40.18,31.21 mg/g。     

硫酸钙/污泥基生物炭对水中铅的吸附性能研究

将硫酸钙作为添加剂与污泥共热解制备硫酸钙/污泥基生物炭(SBC),并使用BET、SEM、FTIR和XRD表征,研究了其对Pb~(2+)的吸附去除特性。结果表明,硫酸钙已负载在生物炭表面并对去除Pb~(2+)有促进作用。当温度为25℃,初始pH为5,SBC投加量为0.4 g/L,吸附时间为240 min时,Pb~(2+)去除率可达99.69%。Langmuir等温吸附模型能更好地描述SBC对Pb~(2+)的吸附过程,最大吸附量为280.899 mg/g;SBC对Pb~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型,该吸附过程可能以化学吸附为主;热力学分析表明SBC对Pb~(2+)的吸附是自发的吸热过程,升温有利于吸附。     

肉骨生物炭对重金属Pb~(2+)的吸附特性

为研究以病死猪以炭化焚烧法制备的肉骨生物炭对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,分析了吸附时间、吸附剂用量、Pb~(2+)的初始含量等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于50 mL质量浓度400 mg/L的Pb~(2+)溶液,当溶液初始pH为5.5、肉骨生物炭投加量为200 mg、吸附时间为240 min时,肉骨生物炭对Pb~(2+)的吸附效果达到最佳,吸附量为99.37 mg/g,Pb~(2+)去除率达到99%以上。肉骨生物炭对Pb~(2+)的动力吸附过程可以由准2级动力学模型很好地拟合;Langmuir方程描述的单分子层吸附模型能更好地拟合其等温吸附过程,饱和吸附量为106.4 mg/g。相比于玉米秸秆生物炭,肉骨生物炭对Pb~(2+)有更大的吸附容量和更快的吸附速率,是性能较好的Pb~(2+)吸附材料。     

中华麦饭石对重金属离子的吸附作用

以产于内蒙古通辽市奈曼旗的中华麦饭石为吸附剂,研究麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附作用。结果表明,中华麦饭石对重金属离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。中华麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附容量分别为0.119 8、0.133 1、0.105 4、0.069 8、0.057 5 mg/g。中华麦饭石对重金属离子的吸附机理主要是物理吸附与离子交换。     

固定化生物吸附剂对废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能

从含重金属废渣堆积区的土壤中筛选分离出一种对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)具有高耐受性的功能菌株,采用包埋法制成固定化生物吸附剂,用于吸附废水中的重金属,考察了重金属的初始浓度、吸附时间、废水pH值及吸附剂添加量等因素对吸附性能的影响.结果表明,筛选出的菌株为短杆菌,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的最大耐受浓度分别为2200和700 mg/L;吸附剂投加量为10 g/L、废水pH为6时,Pb~(2+)和Cd~(2+)达最大吸附率,分别为87.77%和57.50%;Pb~(2+)和Cd~(2+)基本可在40 min内被快速吸附达平衡,最大吸附量分别为114.3和82.12 mg/g;废水初始pH为5?7利于吸附;Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度增加使吸附率降低,且Pb~(2+)初始浓度比Cd~(2+)初始浓度对吸附速率影响更大.Langmuir和Freundlich吸附方程拟合表明,Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附主要为单分子层表面吸附;Pseudo-second order动力学方程拟合表明,吸附过程的限速步骤主要为化学吸附,且Pb~(2+)比Cd~(2+)更易被吸附.     

铅离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以磁性碳纳米管(Fe_3O_4/MWCNTs-COOH)为基质,壳聚糖(CS)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为功能单体,戊二醛为交联剂,Pb~(2+)为模板,采用反相悬浮聚合法制得一种新型铅离子印迹材料(IIPs)。利用FT-IR、XRD、TG、SEM对其进行结构表征,通过UV-Vis和AAS研究了IIPs的吸附特性。结果表明,IIPs对Pb~(2+)平衡吸附量为33.60 mg/g,该吸附过程符合准二级动力学模型,在竞争离子Cu~(2+)和Cd~(2+)存在时,Pb~(2+)/Cu~(2+)和Pb~(2+)/Cd~(2+)的选择系数分别为7.62和6.04。     

污泥-玉米秸秆热解制生物炭及其对Pb~(2+)的吸附特性

开展了脱水污泥单独热解及其与玉米秸秆共热解(泥秆质量分别为9∶1,8∶2,5∶5)制备生物炭吸附剂的研究。采用元素分析、扫描电镜和比表面积仪对4种生物炭的理化特性及微观形貌进行了全面分析。结果表明,在相同热解温度下,随着玉米秸秆掺杂量的增加,生物炭产率及灰分含量降低,全碳含量增加,pH值略有下降,生物炭比表面积和总孔体积增大,棒状残焦分布量增多,孔结构更加发达。生物炭对Pb~(2+)的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程分为快反应和慢反应两个阶段,吸附实验前10 min的吸附量达到饱和吸附量的80%以上。Dubinin-A模型较好地描述了生物炭对Pb~(2+)的等温吸附行为,4种生物炭对Pb~(2+)的饱和吸附量大小依次为:SSMT50%(44. 8 mg/g) SS-MT20%(38. 1 mg/g) SS-MT10%(30. 7 mg/g) SS(21. 7 mg/g),表明污泥-玉米秸秆生物炭有作为重金属Pb吸附剂的潜力。     

磁性生物炭对镉、砷的吸附效果研究

用Fe_3O_4对谷壳生物炭进行改性得到磁性生物炭。利用SEM、XRD对磁性生物炭进行表征,并通过响应面优化和共吸附实验探究该生物炭在共吸附系统中对As~(3+)和Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,在pH为5.0、镉(砷)初始质量浓度分别为10 mg/L、吸附剂质量浓度为1 g/L时,镉和砷去除率达到最大。在共吸附实验中,As~(3+)和Cd~(2+)共存时,Cd~(2+)质量浓度大于20 mg/L时会抑制生物炭对As~(3+)的吸附,10 mg/L As~(3+)与生物炭达到平衡后可以使50 mg/L Cd~(2+)的吸附量由17.44 mg/g增加到31.91 mg/g,说明砷和镉之间存在协同作用,该协同作用是由于镉、砷与四氧化三铁形成了B型三元表面配合物,增大了镉的吸附量。     

改性泥炭对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

以强碱改性泥炭,研究改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附效果及竞争吸附机制。结果表明,改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)具有显著的吸附效果,吸附容量分别由118,64 mg/g提高到225,95 mg/g;FTIR分析表明,吸附过程为Pb~(2+)、Cd~(2+)与—OH、—COO-、C—H等官能团的络合作用或者离子交换作用。当吸附时间为70 min,pH在4～8,改性泥炭添加量分别为0.8,1.6 g/L时,可达到高效与经济双层效益。竞争吸附中,Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量均低于单一离子时的吸附容量,且竞争吸附能力Pb~(2+)Cd~(2+)。     

海参营养素对废水中Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附性研究

[目的]研究海参营养素对重金属离子的吸附性能及海参营养素与木质素磺酸钠吸附效果的大小。[方法]采用海参营养素与木质素磺酸钠对比法,对一定浓度的Cu~(2+)、Cr~(6+)溶液进行吸附研究。[结果]在试验条件下,海参营养素对Cu~(2+)、Cr~(6+)的单位吸附量分别为103.24mg/g、83.95mg/g,去除率分别为61.9%、25.2%;木质素磺酸钠对Cu~(2+)、Cr~(6+)的单位吸附量分别为92.49mg/g、41.2mg/g,去除率分别为55.5%、12.4%。[结论]海参营养素对重金属离子具有选择吸附性且其吸附效果优于相同条件下的木质素磺酸钠。     

溶液中腐植酸对钢渣吸附重金属离子的影响

正以宝钢钢渣和首钢钢渣为吸附剂,通过吸附实验考察了溶液中腐植酸的存在对钢渣吸附重金属离子Cu~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)的影响。研究结果表明,钢渣可以同时吸附去除溶液中的腐植酸和重金属离子。腐植酸的存在可以明显地促进钢渣对重金属离子的吸附。当腐植酸的浓度为30 m g/L时,可使宝钢钢渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的理论吸附量分     

羽毛纤维对废水中重金属离子的吸附性能研究

利用禽类羽毛纤维作为吸附剂,吸附溶液中的重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(6+)。考察温度、pH值、吸附剂投加量、重金属离子初始浓度等对羽毛纤维吸附效果的影响并建立吸附等温线。结果表明,羽毛纤维能吸附重金属离子,随着温度、吸附剂投加量的增大,重金属离子初始浓度的降低,羽毛纤维对重金属离子的吸附率逐渐提高。随着pH值的升高,羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)的吸附率提高,对Cr~(6+)的吸附率降低。羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)吸附符合Freundlich吸附等温模型。羽毛纤维对重金属离子的吸附能力顺序为Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Ni~(2+)>Cr~(6+)。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。     

单宁酸/硫酸掺杂聚邻甲氧基苯胺的吸附性能

以邻甲氧基苯胺为单体,通过化学氧化聚合法合成了单宁酸/硫酸掺杂聚邻甲氧基苯胺(POMA-H-GA),采用FTIR、XRD、SEM及BET对其结构进行了表征。通过平衡吸附实验考察了POMA-H-GA对Cr~(3+)的吸附性能,并以其为指标优化了Cr~(3+)溶液初始质量浓度、时间、温度、pH。结果表明:POMA-H-GA在Cr~(3+)初始质量浓度为0.1 g/L、时间3 h、温度25℃、pH=3.0~4.5时,吸附量为18.2 mg/g,吸附率达到93.2%,POMA-H-GA对几种重金属离子的吸附量大小顺序为Cr~(3+)Hg~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)。     

固定化生物吸附剂处理含铜电镀废水的研究

通过平板涂布法,从电镀污泥中筛选得到1株吸附Cu~(2+)性能优良的菌株,鉴定其为假单胞菌,并将其制成固定化生物吸附剂。研究了包埋比、吸附时间、温度、Cu~(2+)初始质量浓度、pH值、投加量对固定化生物吸附剂去除Cu~(2+)的影响。结果表明:当包埋比为1∶5、吸附时间为60min、温度为35℃、Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L、pH值为6、投加量为10g/L时,固定化生物吸附剂对Cu~(2+)的去除率可达到85.2%。     

锰铁氧体/生物炭复合材料的制备及吸附Cd2+性能

以核桃壳生物炭为原料,利用一步水热法合成锰铁氧体/生物炭复合材料(BMFC),采用SEM、XRD和FTIR对BMFC进行了表征,并研究了pH、吸附时间、起始浓度等对BMFC吸附Cd~(2+)性能的影响,通过XPS对BMFC吸附Cd~(2+)机理进行了研究。结果表明:在25℃下,BMFC对Cd~(2+)的最佳吸附pH为7.0,吸附平衡时间为80min,最大饱和吸附量为32.74mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,对Cd~(2+)的吸附过程属于单分子层化学吸附;根据XPS分析表明,Cd~(2+)的去除是因其与BMFC表面的官能团发生作用。解吸-吸附实验发现,BMFC进行5次循环吸附后,仍对Cd~(2+)表现出较好的再生吸附性能。     

黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物的吸附性能测试

以改性黄腐酸为功能单体,反相悬浮聚合法制备了Cd~(2+)离子印迹聚合物,并研究其吸附性能。动力学模型表明,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物对Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学吸附模型,相关系数达到0.9977;热力学研究发现,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物吸附重金属离子的形式为单分子层表面吸附,与Langmuir等温吸附模型相符;竞争吸附实验显示,竞争离子Pb~(2+)、Cr~(3+)存在时,Cd~(2+)/Pb~(2+)、Cd~(2+)/Cr~(3+)的相对选择性系数分别为4.32、13.47,说明MFA-IIP对模板离子拥有较强的选择识别性能,竞争离子化合价不同,选择识别性更加显著。     

MCM-41分子筛的氨三乙酸功能化及对重金属离子吸附特性研究

用氨三乙酸酐对MCM-41介孔分子筛进行功能化,制备了NATT-MCM-41吸附材料,研究其对废水中Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附特性。XRD、TEM、FT-IR分析表明,MCM-41分子筛表面成功引入了氨三乙酸分子的氨基和酯基基团。NATT-MCM-41吸附剂投加量为1 g/L,Pb~(2+)和Cu~(2+)的初始浓度为150 mg/L,达到吸附平衡后,NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量分别为123.5 mg/g和103.4 mg/g;NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)吸附的最佳p H范围为5.0,吸附去除率分别达到95%和90.4%;NATT-MCM-41循环5次后依然表现出良好的吸附去除性能,说明NATT-MCM-41在处理废水重金属离子方面有较好的应用前景。