新型介孔吸附剂的制备及重金属吸附性能研究

本文采用挥发诱导自组装技术(ELSA),以乙醇为溶剂、四甲基氢氧化铵( TMAOH)为结构导向剂,合成了胺基修饰的介孔硅吸附剂。同时以Cu2 、Pb2 、Mn2 、Cd2 为目标污染物,考察了介孔吸附剂对重金属的吸附性能。结果表明,吸附剂对重金属的吸附更符合Langmuir 吸附等温模式,行为主要表现为单分子层吸附;吸附动力学方程拟合表明样品对重金属的吸附行为更符合二级动力学吸附模型,表明此类吸附剂对金属离子的吸附以化学作用为主;吸附饱和的介孔吸附剂可经过简单的酸洗回收,多次回用后的重金属去除率仍可达到90%左右。     

污泥活性炭对焦化废水中COD的深度处理

以污水厂脱水污泥、锯末和焦油的混合物为原料,采用ZnC l2和KOH为活化剂制备出过渡孔发达、强度大的污泥活性炭S-AC(ZnC l2)和S-AC(KOH),并将其应用于焦化废水生化出水中COD的深度处理。结果表明:2种吸附剂对焦化废水中COD的吸附行为均符合Langmuir等温方程,吸附量随着温度的升高而增大。伪二级方程可较好地描述2种吸附剂对COD的吸附行为,静态动力学数据结果符合液膜扩散方程,液膜扩散为吸附过程的主控步骤。动态吸附与脱附研究表明:吸附流速为10 BV/h(BV为吸附剂装柱体积)时,S-AC(KOH)对COD的穿透吸附量和饱和吸附量分别为11.75 mg/mL和13.54 mg/mL;S-AC(ZnC l2)对COD的穿透吸附量和饱和吸附量分别为12.46 mg/mL和14.53 mg/mL;以质量分数5%NaOH为脱附剂,脱附流速为5 BV/h时,吸附剂的脱附率可达90%以上。     

4A沸石基磁性吸附剂对Sr~(2+)、Cs~+的吸附性能

以高岭石型硫铁矿烧渣为主要原料,制备可快速磁分离回收的4A沸石基磁性吸附剂,结合静态吸附试验研究吸附剂用量、背景电解质浓度、溶液pH值对Sr~(2+)、Cs~+吸附效果的影响,以及吸附剂对Sr~(2+)、Cs~+的吸附动/热力学特征。结果表明,吸附剂用量对吸附效果的影响与Sr~(2+)、Cs~+的电价及原子量相关,背景电解质中Na~+存在竞争吸附,pH值也显著影响吸附效果。吸附剂对Sr~(2+)、Cs~+的吸附符合准二级吸附动力学方程,对Sr~(2+)的饱和吸附量低于Cs~+,但吸附速率却高于Cs~+。磁性吸附剂对Sr~(2+)的吸附为单层吸附,对Cs~+则为多层吸附。     

锰系和铝系吸附剂对江汉盆地卤水中锂的吸附性能研究

江汉盆地地下卤水锂资源储量丰富,具有很高的工业开发价值。 研究利用 XRD、SEM、BET 对锰系和铝 系锂吸附剂进行了表征,并通过静态吸附试验对比了两种吸附剂对江汉盆地卤水中锂的吸附性能。 锰系吸附剂最佳 吸附条件为:温度 25 ℃ 、pH = 8、液固比 200 mL / g,吸附容量为 3. 93 mg / g;铝系吸附剂最佳吸附条件为:温度 25 ℃ 、pH = 7. 1(原卤)、液固比 400 mL / g,吸附容量为 1. 76 mg / g。 经过 5 次循环试验,锰系吸附剂吸附容量是第一次的 66. 3%,铝系吸附剂吸附容量基本不变,铝系吸附剂的循环稳定性远优于锰系吸附剂。 锰系和铝系吸附剂对 Li+的吸 附符合拟二级动力学模型,是典型的化学吸附。 BET 分析表明锰系和铝系吸附剂均存在介孔结构,锰系吸附剂以大孔 为主,铝系吸附剂以介孔为主。 FTIR 分析表明,锰系吸附剂吸附过程存在 Li⁺-H⁺交换,铝系吸附剂在吸附 Li⁺的同时 会吸附 Cl^-来平衡电荷。     

三乙烯四胺基蔗渣纤维素的制备及其对Cu~(2+)、Cr~（6+)的吸附

工业废水中存在的铜、铬等重金属离子不仅污染土壤、水体,而且对人体危害极大,采用农业废弃物改性制备的重金属吸附剂吸附处理含重金属离子废水具有原料成本低、吸附性能好等优点。以蔗渣为原料提纯纤维素,再选择性氧化成双醛纤维素,并与三乙烯四胺进行席夫碱反应制备三乙烯四胺基蔗渣纤维素吸附剂。三乙烯四胺基蔗渣纤维素吸附剂对Cu2+、Cr6+进行的吸附试验表明:吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级吸附动力学吸附模型,三乙烯四胺基蔗渣纤维素对Cu2+、Cr6+的饱和吸附量分别为222.72 mg/g和10.86 mg/g;吸附自由能变ΔG均为负值,说明试验条件下吸附剂对Cu2+和Cr6+的吸附反应均能自发进行;吸附自由焓变ΔH均为负值,说明试验条件下吸附剂对Cu2+和Cr6+的吸附反应均为放热反应;吸附熵变ΔS均为负值,说明吸附过程体系趋于稳定。     

钛白石膏对重金属Pb（II）的吸附特性研究

利用工业废弃物钛白石膏作为吸附剂,研究了其对重金属Pb(II)的吸附特性。采用BET、XRD、SEM对钛白石膏进行了表征,研究了介质pH值、温度、接触时间、投加量以及离子强度对Pb(II)在钛白石膏上吸附特性的影响。结果表明,钛白石膏对Pb(II)的吸附速率较快,在70 min时就达到吸附平衡,去除率达到99.8%。升高温度和增大吸附剂的投加量,均有助于去除率的提高,表明该吸附过程为吸热反应,最适宜pH值为5.7左右。吸附动力学特征更符合准二级动力学模型,Langmuir等温模型可较好的拟合钛白石膏吸附Pb(II)的等温过程。     

赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究

利用赤泥基吸附剂对废水中重金属离子开展吸附特性研究,以酸性废水中Cu²⁺、Zn²⁺为研究对象,借助吸附动力学模型、吸附等温线、FTIR、XRD等手段探究了赤泥基吸附剂的吸附机理。结果表明：赤泥基吸附剂对重金属离子Cu²⁺、Zn²⁺的吸附过程属于单分子层吸附,Langmuir吸附等温线拟合得出吸附剂对Cu²⁺、Zn²⁺的最大吸附量分别为33.12 mg/g、129.88 mg/g,符合准二级动力学模型。赤泥基吸附剂中Si-O-Si键与Cu²⁺、Zn²⁺发生相互作用,吸附过程为化学吸附。该研究为铝工业固废赤泥的回收利用提供了新途径。     

电解锰渣-方解石复合吸附剂对水中镉的吸附

针对水体Cd(Ⅱ)污染问题,将电解锰渣(EMR)与方解石进行热改性制备复合吸附剂(F-EMR)。研究重金属溶液初始pH值、吸附时间和吸附温度等对吸附剂去除溶液中Cd(Ⅱ)的影响,并结合吸附动力学和等温吸附模型对其进行分析。结果表明:随着pH值的增大,复合吸附剂对于水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附量呈先增加后略微降低的趋势,当Cd(Ⅱ)为450 mg/L时,Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达435.69 mg/g。复合吸附剂对于Cd(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学模型,对Cd(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir吸附模型,在平衡状态下Cd(Ⅱ)的最大吸附容量为467.14 mg/g。电解锰渣-方解石复合吸附剂可作为吸附材料应用于重金属污染水体的治理,这一技术为电解锰渣的减量化处理提供了新思路,对硅酸盐矿冶废弃物的资源化利用也具有一定意义。     

赤泥颗粒吸附剂吸附水中磷酸根离子动态研究

采用拜耳法赤泥为原料,针对传统烧结法耗能大、成本高的问题,采用非烧结的方法制备颗粒吸附剂,考察以及吸附剂投加量、初始磷酸根浓度、pH值和温度因素对吸附除磷的赤泥颗粒吸附剂对磷酸根的吸附性能影响,吸附实验结果显示对磷酸根的吸附量达到了67.68 mg/g,优于其他文献报道的吸附剂。基于试验结果,对赤泥颗粒吸附剂对磷酸根的吸附行为进行等温吸附、动力学的数学拟合,伪二级动力学和Langmuir-Freundlich吸附等温式能较好描述赤泥颗粒吸附剂对磷酸根的吸附行为,其相关系数R2均大于0.98,赤泥颗粒吸附剂对磷酸根的吸附过程既存在多层吸附,也存在单层吸附且符合化学吸附的特点。      

钠基蒙脱石对Cu2+的吸附研究

为了寻找高效、低成本、无二次污染地解决重金属离子污染问题的方法,以提纯钠化后的蒙脱石(Na-mnt)为吸附剂,在对其进行性能表征的基础上,进行了Cu²⁺吸附试验,考察了Cu²⁺初始浓度、溶液的初始pH、吸附温度及吸附时间对Cu²⁺吸附的影响,并通过Langmuir、Freundlich等温吸附模型及动力学方程从热力学与动力学角度分析了Na-mnt对Cu²⁺的吸附机理。结果表明：Na-mnt对Cu²⁺的吸附平衡数据符合Langmuir等温模型,吸附过程是一个非自发的放热反应过程,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

煤基重金属螯合吸附剂的制备及性能研究

为提高煤对重金属离子的吸附性能,以平均粒度为71.55 μm的神府煤颗粒为原料,γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）为偶联剂,将三乙烯四胺（TETA）通过偶联剂接枝于煤粉颗粒表面,与二硫化碳、氢氧化钠反应生成二硫代氨基甲酸盐制得以神府煤为基体的重金属螯合吸附剂,考察了其对重金属离子Ni2+的螯合吸附特性。结果表明,螯合吸附剂对Ni2+的螯合吸附符合Langmuir吸附等温线,其吸附容量为104.17 mg/g,明显高于原煤粉的32.23 mg/g。螯合吸附剂吸附Ni2+的ΔH,ΔG均为负值,说明吸附为自发放热过程。红外光谱分析表明,螯合吸附剂在1 309 cm-1及1 120 cm-1吸收峰为N-C-S,CS的吸收峰,表明DTC螯合基团成功接枝到煤颗粒表面。吸附饱和的螯合吸附剂在较高pH值条件下具有较好的稳定性。用0.1 mol/L醋酸脱附吸附饱和的螯合吸附剂,脱附率达90.74%。     

含铀废水中镉的处理

研究了含铀废水中镉的处理方法.采用了矿渣水泥作为吸附剂,对废水中镉进行吸附实验,实验结果表明,矿渣水泥作为吸附剂,在溶液pH为3～12,镉的浓度为10 mg/L,吸附剂用量为处理水量的0.1％时,10 min即可达到吸附最大值,除去98.5％以上的镉.溶液中含有Fe3+,UO22+,Cu2,Zn2等离子时,吸附顺序为Cu2+ ＞UO22+ ＞Fe3+ ＞Zn2+ ＞Cd2+,共存的离子对镉的吸附率影响很大,可采用分段吸附,提高对镉的吸附率.     

铁改性蛭石-腐殖酸复合吸附剂对As（Ⅲ）吸附条件的响应面优化与吸附机理研究

采用响应面法研究了铁改性蛭石-腐殖酸复合吸附剂去除As(Ⅲ)的影响因素(吸附时间、吸附剂量、pH、腐殖酸含量在吸附剂中的占比、As(Ⅲ)初始浓度),得到了影响因素对去除率的二次多项式模型和最佳吸附条件,并对吸附行为的吸附动力学与热力学进行了探讨。结果表明,5个因素均对复合吸附剂吸附As(Ⅲ)的行为有显著影响;吸附最佳条件是:时间235min,吸附剂剂量8.48g·L~(-1),pH6.4,腐殖酸占比20%,As(Ⅲ)初始浓度11mg·L~(-1),此条件下的最大去除率为96.06%;用Langmuir、Freundlich方程拟合表明,Langmuir拟合结果最好,最大吸附量为3.94mg·g~(-1)(313K);吸附动力学研究结果表明,该吸附过程符合准二级动力学模型;对吸附过程热力学函数ΔG、ΔH、ΔS的计算表明,吸附过程是自发的吸热过程,吸附过程增加了体系的混乱度。     

氨基修饰介孔氧化硅处理含镉废水的工艺研究

为研究氨基化介孔氧化硅对废水中Cd2+的吸附效果,室温下以粉煤灰为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模版剂,氨水为催化剂,氯化钾为添加剂,采用一步合成法制备了具有规则孔道结构的介孔氧化硅。用N-β氨乙基-γ氨丙基三甲氧基硅烷对其功能化修饰,引入了对Cd2+离子具有吸附能力的氨基,通过N2吸附—脱附、SEM、XRD和FTIR等测试手段表征,结果表明氨基功能团负载在氧化硅表面。吸附实验结果显示,氨基修饰后的介孔氧化硅吸附废水中Cd2+的最佳操作条件为吸附时间25min,pH值为8,吸附剂投加量为1.0g。     

凹凸棒石基复合吸附剂对亚甲基蓝的吸附平衡及吸附动力学、热力学研究

以甘肃产凹凸棒石为基体,活性氧化铝、成型剂等为复合添加剂,通过造粒成型制得了一种凹凸棒石基复合吸附剂。研究了该种吸附剂对亚甲基蓝的吸附过程,并对其吸附平衡、吸附动力学和热力学进行了研究。结果表明,这种复合吸附剂对亚甲基蓝的吸附属于Langmiur型,吸附动力学符合一级动力学方程。     

磁性纳米膨润土的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附行为

采用水热法制备了磁性纳米膨润土(膨润土@Fe_3O_4),采用SEM、BET、VSM等对其结构进行表征,并研究了其对Cu(Ⅱ)的吸附行为。结果表明,磁性纳米膨润土属于多级介孔结构材料,具有良好的磁分离和磁稳定性能。吸附等温线符合Langmuir吸附模型,为单层吸附,主要是表面吸附。对Cu(Ⅱ)吸附动力学满足伪二阶吸附动力学模型,以化学吸附为主。在吸附再生试验中,重复8次以上,仍能够保持较好的去除率。     

改性吸附剂对水中Cu(Ⅱ)的去除效果研究

以改性有机肥为吸附剂吸附水中Cu(Ⅱ),探究了Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附时间、吸附温度、吸附剂用量、转速和溶液初始pH值等因素的影响。结果表明,pH=5、温度30 ℃、转速150 r/min时,改性吸附剂吸附Cu(Ⅱ)在2 h达到吸附平衡;吸附剂用量为8 g/L时,吸附量最大;吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附曲线符合Langmuir方程,说明其吸附为单层吸附。     

改性海泡石的特性及其对重金属离子的吸附研究

本文采用盐酸对海泡石进行改性,改性海泡石的比表面和孔体积都有提高,中大孔孔体积增加更多。利用改性海泡石对重金属离子的吸附性能进行了测试,结果表明:改性海泡石对重金属离子均具有较强的吸附作用,吸附效果依次为Cu2+>Zn2+>Ni2+,且以脱镁率10%的改性海泡石吸附能力最强。在试验基础上,确定了改性海泡石吸附重金属离子较理想的条件为:室温下,固液比为1∶500(g/mL),pH值=5.0,吸附时间为6h,此时对Cu2+、Zn2+、Ni2+离子的吸附比率分别为43.9%、40.7%、28.7%。改性海泡石对Cu2+、Zn2+、Ni2+离子的吸附符合Freundlich吸附方程。     

新型介孔净化材料与活性炭的性能对比及其制备方法和应用

本文分析了天然沸石作为水处理吸附剂与活性炭吸附剂各自的性能特点，得出二者吸附能力差距较大的内在原因。并从上述内因出发，利用天然沸石作为基体，首次提出一种在分子尺度范围内可控地破坏孔洞结构，进行造孔的介孔固体制备方法，再通过物理化学方法改变材料的表面性质，制备出了一种介孔复合吸附材料。应用试验表明，该材料对污水中分子量较大的水溶性有机物及含磷无机物的去除率优于活性炭。     

钛铁矿-污泥复合吸附剂制备及应用

利用污水厂剩余污泥添加钛铁矿为造孔剂制备钛铁矿-污泥复合吸附剂,对其性质进行比表面积及孔隙结构(BET)、表面形态(SEM)、X射线衍射(XRD)等表征分析,并研究钛铁矿-污泥复合吸附剂对酸性品红废水的吸附。结果表明:制得的钛铁矿-污泥复合吸附剂有发达的大孔和中孔结构,其比表面积为285.003 m2/g、总孔容积达0.634 cm3/g,碘吸附值可达523.24 mg/g,相对于纯污泥吸附剂分别提高43.08%、31.81%、27.95%。在吸附剂投加量为4 g/L、吸附时间为100 min的条件下,对酸性品红的吸附平衡容量为24.93 mg/g,吸附率可达99.71%。其动力学过程可近似用Mckay拟二级模型来描述。