载铝改性沸石除氟的热力学和动力学机理研究

本文依次采用1.0 mol/L的氢氧化钠和10％的硫酸铝改性天然沸石,然后经过焙烧得到载铝改性沸石样品.对天然沸石和改性沸石的吸附性能做了比较,考查了溶液pH值和温度对改性沸石吸附容量的影响,并对吸附过程进行了动力学和热力学研究.结果表明:改性沸石的吸附容量远远大于天然沸石,在溶液pH值为6,温度为室温时改性沸石的吸附容量达到最佳为1.44 mg/g;改性沸石对氟离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附热力学过程符合Freundlich模型,不同温度下的吸附热力学的吉布斯自由能以及焓变和熵变均为负值表明该吸附过程为自发放热反应;初步探讨了载铝改性沸石对氟离子吸附过程的反应机理.     

改性Zr-Na/Zeolite双功能沸石脱除水溶液中氨氮和磷性能研究

采用氯化钠离子交换和氯氧化锆沉积沉淀两步法改性天然沸石,得到具有脱除水中氨氮和磷的双功能锆钠改性天然沸石（Zr-Na/Zeolite）,考察了不同pH、溶液初始质量浓度和温度下Zr-Na/Zeolite对氨氮溶液、含磷溶液及氮磷共存溶液的吸附情况。结果表明,Zr-Na/Zeolite能够在保持Na改性沸石（Na/Zeolite）优良的吸附氨氮性能的基础上,极大地提高吸附磷的能力。在不同pH下,Zr-Na/Zeolite 吸附氨氮和磷的效果呈现不同的规律。对于氨氮,水溶液pH在4~8时具有最佳吸附性能,最高吸附量达到4.5 mg/g。对于含磷阴离子,脱磷能力随pH的升高而降低,吸附容量从pH=2时的4.71 mg/g降到pH=10时的2.20 mg/g。溶液初始质量浓度从10 mg/L提高到200 mg/L时,氨氮和磷的单位吸附容量分别从1.42和2.46 mg/g提高到11.6和11.8 mg/g,去除率分别从57.0%和98.2%降低到23.2%和23.6%。溶液温度从25 ℃升高到45 ℃,氨氮的吸附容量提高了10%,磷的吸附容量提高了11%。磷和氨氮的吸附过程符合准二级动力学模型。0.1 mol/L NaOH和1.0 mol/L NaCl混合溶液可以再生Zr-Na/Zeolite,循环吸附14次,吸附效率几乎保持不变。     

改性钢渣陶粒对低浓度磷的吸附特征

为了阐明改性钢渣陶粒应用于水体除磷的可行性,通过吸附实验研究了镧铁复合氧化物改性钢渣陶粒对低浓度磷的吸附特性,考察了投加量、pH、共存离子等因素对除磷率的影响,并研究其吸附动力学特性。采用NaOH作为再生剂,比较了吸附饱和的改性钢渣陶粒经不同条件再生处理后的除磷效果。结果表明,对于初始磷浓度1 mg/L的溶液,吸附剂投加量5 g/L,pH为7时,除磷率高达99.07%;HCO_3^-和SO_4-和SO_4^(2-)对除磷的抑制作用较强。吸附动力学过程符合准二级动力学模型。使用1.5 mol/L NaOH浸泡60 min是较为合理的再生条件,一次再生后的除磷率仍可达98.51%。     

氢氧化钙改性沸石对磷酸盐的吸附特性

采用氢氧化钙对天然沸石进行改性,考察了沸石投加量、初始pH值和吸附时间等对改性沸石吸附磷酸盐的影响,分析了等温吸附及吸附动力学特性,探讨了改性沸石吸附磷酸盐的机理。结果表明,沸石在氢氧化钙浓度为0.25 mol/L,改性时间为24 h的条件下对磷酸盐去除效果最佳;在初始磷酸盐浓度为10 mg/L,沸石投加量为60 g/L,吸附时间为24 h的条件下,改性沸石对磷酸盐的去除率可达97%;改性沸石对磷酸盐的吸附过程符合准一级动力学方程;在20℃时,Freundlich等温方程式能更好地描述改性沸石对磷酸盐的吸附行为,而在30℃时Langmuir等温方程式更适合;改性沸石吸附磷酸盐的主要机理是化学吸附。     

改性沸石的制备与除氟性能研究

以阜新天然丝光沸石为原料,依次使用0.2 mol/L的EDTA溶液25℃恒温浸泡2h、1.0 mol/L的NaOH溶液煮沸1h、0.15 mol/L的KAl(SO4)2溶液25℃恒温浸泡10 h处理后得到改性沸石.利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对改性前后的样品进行分析,通过静态除氟实验和动态除氟实验结合,考查改性沸石除氟实验过程的影响因素和除氟效果,并对天然沸石的改性、除氟和再生过程的机理进行了探讨.结果表明:用改性沸石做吸附剂,可使氟离子浓度为80 mg/L的废水浓度降低到10 mg/L以下,达到国家工业废水排放标准,且沸石再生使用效果良好.     

超声与改性沸石强化处理高浓度氨氮废水

在对人造沸石进行NaCl溶液浸泡改性处理的基础上,采用超声强化吸附氨氮的传质过程。通过氨氮吸附试验、表征分析和吸附等温线拟合,进一步考察了改性沸石在超声和非超声条件下对氨氮的吸附特性,叠加超声作用后,溶液中氨氮去除效果更显著。试验结果表明,浓度为0.8 mol/L的NaCl溶液对人造沸石改性效果最佳;当改性沸石投加量为50g/L、吸附时间为40 min、常温为25℃、pH呈中性、超声功率为240 W时,氨氮去除效果最好。Langmuir和Freundlich吸附等温曲线皆可较好描述改性沸石对氨氮的吸附过程。     

改性Zr-Na/Zeolite双功能沸石脱除水溶液中氨氮和磷性能

采用氯化钠离子交换和氯氧化锆沉积-沉淀两步法改性天然沸石,得到具有脱除水中氨氮和磷的双功能锆钠改性天然沸石(Zr-Na/Zeolite)。考察了Zr-Na/Zeolite在不同pH、氨氮和磷初始质量浓度和温度下对氨氮溶液、含磷溶液及氮磷共存溶液的吸附情况。结果表明,Zr-Na/Zeolite能够在保持Na改性沸石(Na/Zeolite)优良的吸附氨氮性能的基础上,极大地提高吸附磷的能力。在不同pH下,Zr-Na/Zeolite吸附氨氮和磷的效果呈现不同的规律。对于氨氮,水溶液pH在4~8时Zr-Na/Zeolite具有最佳吸附性能,最高吸附量达到4.5 mg/g。对于含磷阴离子,脱磷能力随pH的升高而降低,吸附量从pH=2时的4.71 mg/g降到pH=10时的2.20 mg/g。当Zr-Na/Zeolite投加量为0.2 g,氨氮和磷初始质量浓度从10 mg/L提高到200 mg/L时,氨氮和磷的吸附量分别从1.42和2.46 mg/g提高到11.60和11.80 mg/g。溶液温度从25℃升高到45℃时,氨氮的吸附量提高了10%,磷的吸附量提高了11%。磷和氨氮的吸附过程符合准二级动力学模型。0.1 mol/L Na OH和1.0 mol/L Na Cl混合溶液可以再生Zr-Na/Zeolite,循环吸附14次后,吸附效率几乎保持不变。     

改性花生壳对活性黄的吸附性能研究

以甲醛和硫酸改性处理后的花生壳作为生物质吸附剂,对活性黄染料溶液吸附脱色性能进行了研究。考察了溶液的pH值、溶液的初始浓度、温度、吸附剂的用量及大小、吸附时间及溶液中的盐离子浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学和热力学进行研究。结果表明,改性的花生壳吸附活性黄的最佳条件为:在染料浓度100mg/L、吸附剂的用量10 g/L、pH值为2.0、吸附时间在240 min的条件下,改性花生壳对活性黄的吸附率可达到99%以上;Langmuir型吸附模型能较好地描述改性花生壳对活性黄的吸附实验数据,该吸附过程符合准二动力学吸附模型,且吸附过程的Gibbs自由函数ΔG0,反应活化能Ea=20.60 kJ/mol,吸附反应可以自发进行。     

改性钢渣陶粒对低浓度磷的吸附特征

为了阐明改性钢渣陶粒应用于水体除磷的可行性,通过吸附实验研究了镧铁复合氧化物改性钢渣陶粒对低浓度磷的吸附特性,考察了投加量、pH、共存离子等因素对除磷率的影响,并研究其吸附动力学特性。采用NaOH作为再生剂,比较了吸附饱和的改性钢渣陶粒经不同条件再生处理后的除磷效果。结果表明,对于初始磷浓度1 mg/L的溶液,吸附剂投加量5 g/L,pH为7时,除磷率高达99.07%;HCO_3~-和SO_4~(2-)对除磷的抑制作用较强。吸附动力学过程符合准二级动力学模型。使用1.5 mol/L NaOH浸泡60 min是较为合理的再生条件,一次再生后的除磷率仍可达98.51%。     

沸石的优化改性及其对水中氨氮去除性能

为提高沸石对氨氮废水的处理能力,对沸石进行了优化改性,探讨了改性剂种类、改性剂浓度和不同改性操作方法对沸石去除氨氮的影响。结果表明,经氢氧化钠和氯化钠溶液改性的沸石,其氨氮去除性能有明显提升,而磷酸处理后的沸石对氨氮的去除无明显作用,且加热搅拌对沸石改性的效果优于混合静置的方法。采用1.5 mol/L的氢氧化钠溶液浸渍沸石、搅拌加热1 h后,可获得最佳的改性沸石,强化的离子交换作用使得沸石对水中的氨氮有良好的去除效果。室温下,在初始氨氮浓度为50 mg/L的溶液中投加4 g/L的改性沸石,反应2 h后,氨氮的去除率可达90%,且反应后溶液的pH变为弱碱性,更利于氨氮的析出。耗竭的沸石用0.9 mol/L的氯化钠溶液进行解吸并再生,经3次解吸和再生后,沸石的解吸率为86.3%,吸附容量约为原沸石的70%。     

热改性铝污泥对水中磷的吸附性能

考察了接触时间、pH、投加量对热改性铝污泥吸附磷的影响,确定了其最佳吸附条件和影响因素顺序。结果表明,除磷影响因素依次为磷溶液初始浓度接触时间溶液pH投加量,改性铝污泥吸附除磷的最佳条件:初始磷浓度为60.00 mg/L,pH值为3.0,投加量为4 g/L,振荡反应时间为4 h,改性铝污泥对磷的最高去除率达77.2%。     

Zr负载NaOH活化开心果壳生物炭及其除磷和再生性能

以开心果果壳为原料,制备锆改性生物炭,并研究了其除磷性能。结果表明,Zr/生物炭摩尔质量比为2.0 mmol/g时,制备的生物炭(Zr_(2nd2.0)-PNSBC)除磷效果较好。一定程度增加初始磷浓度有助于提高磷吸附量和低pH环境下有利于磷的吸附,共存离子HCO~-_3抑制磷的吸附。固定床吸附中,吸附剂对真实含磷污水有一定的处理能力,以1.0 mol/L NaOH为再生试剂,经5次循环吸附和再生后,Zr_(2nd2.0)-PNSBC对磷的吸附量下降了13.3%。表征结果表明,Zr改性后生物炭对磷的吸附主要通过静电吸引和配体交换磷的吸附机理主要为配体交换。     

铁改沸石处理含铬废水的实验研究

采用改性沸石处理含铬废水,研究沸石的最佳改性工艺以及处理废水的最佳条件,通过吸附热力学研究探讨改性沸石的吸附行为。实验结果表明:原沸石的最佳改性浓度为0.4mol/L的氯化铁溶液,最佳投加量为1.5g,最佳pH值为5。原沸石对铬的平衡吸附量为0.2873mg/g,而改性沸石对铬的平衡吸附量为0.7492mg/g,Langmuir方程比Freundlich方程更好地描述铬在原沸石和改性沸石上的吸附行为。     

ZnAl-LDHs覆膜改性湿地基质强化氮磷吸附性能

传统湿地基质存在吸附作用单一的缺陷，采用LDHs覆膜定向改性具有一定氨氮吸附优势的人工湿地基质，通过冷场发射扫描电镜、X射线衍射仪对改性基质进行物理表征，研究无机磷(In-P)溶液初始浓度、吸附时间等因素对改性基质吸附In-P的影响，结合吸附等温线和吸附动力学分析除磷特性及吸附机理。结果表明，ZnAl-LDHs改性蛭石拟合得到的最大吸附量达74.239 mg/g,高于同类改性的沸石(4.133 mg/g)和砖渣(11.937 mg/g);吸附强度和吸附容量(K_f=5.022)均大于改性沸石(0.633)和改性砖渣(0.971);ZnAl-LDHs改性基质对In-P的吸附动力学与准二级动力学模型拟合度(R²>0.980)更高，以化学吸附为控制步骤的吸附过程为主。利用蛭石进行ZnAl-LDHs覆膜改性可实现氨氮与In-P的同步高效吸附，有望弥补传统人工湿地基质吸附功能单一的不足。     

载银沸石吸附去除水中溴离子的特性研究

将天然沸石依次使用1 mol/LNaCl溶液、1moL/LHCl溶液、0.2 mol/LAgNO3溶液改性并于马弗炉中450℃焙烧2h制得载银沸石吸附剂.采用静态吸附方法,探讨了溴离子浓度、吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值等因素对溴离子去除效果的影响.载银沸石投加量为0.9 g/L,溶液pH值为7,吸附时间为90 min时,溴离子去除效果达97％以上.拟二级动力学模型可以很好地描述载银沸石对溴离子的吸附动力学过程,其吸附平衡规律符合Langmuir等温线模型.     

改性沸石去除中低放废水中痕量放射性核素的研究

研究了天然沸石的改性及其去除模拟中低放废水中痕量放射性核素的性能.将预处理好的天然沸石在浓度为0.25 mol/L的NaCl溶液中浸泡并在25℃、转速为200 r/min下恒温振荡24h,洗净烘干后得到钠型改性沸石.研究了吸附时间、溶液pH、沸石投加量和竞争离子对沸石吸附Co2+的影响,得到了最佳吸附条件:Co2+起始...     

改性沸石除氟性能及热力学研究

研究应用酸碱处理,硫酸铁浸泡等方法来改性天然沸石,探讨其除氟性能,并得到了最佳的改性途径:40～80目斜发沸石用去离子水冲洗、烘干,然后在1.38 mol/L硫酸溶液中搅拌、浸泡24 h,洗净烘干,最后在Fe~(3+)浓度为1.5 mol/L的硫酸铁溶液中煮沸、搅拌2 h.采用静态和动态相结合的方法确定了影响沸石除氟的多种因素,并对除氟过程的吸附模式、热力学性质进行了研究.     

改性铵型沸石对脱硫废水中有机物处理的影响

铵型沸石分别进行微波磷、复配表面活性剂改性并处理脱硫废水中的有机物.利用正交法分别考察两沸石对有机物最佳处理条件,通过扫描电镜观测其表观形态及孔隙程度.通过加权、极差分析得出处理有机物影响因素的权重及主要影响因素,借助orign建立主要影响因素与有机物吸附率的关系.结果表明:两沸石对有机物最佳处理条件均为沸石投加量6 g、有机物浓度35 mol/L、吸附温度30℃、吸附时间5h;此时,有机物吸附率分别为85％、86.18％.沸石投加量、吸附温度分别为微波磷、复配表面活性剂改性沸石处理有机物的主要影响因素.改性铵型沸石的研制为火力发电系统低污染化处理脱硫废水提供一种新型处理材料,并对有机物的去除提供参考.     

沸石的交联壳聚糖改性及对腐殖酸的吸附研究

缩水甘油基三乙基氯化铵交联壳聚糖负载到沸石上,制得了交联壳聚糖改性沸石复合吸附剂。复合吸附剂的结构经热重和扫描电镜进行了表征;考察了吸附剂用量、腐殖酸初始浓度、吸附时间、pH值等对腐殖酸吸附效果的影响。结果表明:交联壳聚糖成功地对沸石进行了改性;复合吸附剂对腐殖酸的吸附性能较沸石有显著提高;适宜的吸附条件是:吸附剂用量为2g/L,腐殖酸初始浓度不大于0.01kg/m3,吸附时间为150min,pH≈7,对腐殖酸的去除率为81.4%,最大吸附量为4.07mg/g。     

茶叶质铁的吸附性能及动力学研究

研究了改性茶叶对Fe3+的吸附性能及吸附动力学。探讨了溶液的初始浓度、pH值、时间和温度对吸附性能的影响,并采用Langmuir等温吸附方程和准二级动力学吸附速率方程探讨了等温吸附过程和吸附动力学过程。结果表明:改性茶叶对Fe3+吸附时,溶液最佳pH为0.8~0.9之间,Fe3+初始浓度大于1.40 mol/L,吸附温度范围为50~60℃,吸附60 min基本达到饱和;改性茶叶吸附Fe3+的吸附规律符合Langmuir等温吸附方程,在不同初始浓度下,改性茶叶吸附Fe3+的吸附过程符合准二级动力学吸附速率方程,活化能为Ea=12.73 kJ/mol,该吸附行为是一个吸热过程。