粉煤灰-硅藻土复合材料对选矿废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

将粉煤灰、硅藻土复合焙烧改性后制得吸附剂——粉煤灰-硅藻土复合材料,并将其应用于吸附选矿废水中的Cr(Ⅵ),考察了溶液Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值、吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间等参数对吸附剂吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明:粉煤灰与硅藻土复合焙烧改性后,材料孔隙增加,比表面积增大; 粉煤灰-硅藻土复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的吸热过程,以物理吸附为主。在溶液Cr(Ⅵ)初始浓度10 mg/L、pH=2、粉煤灰-硅藻土复合材料投加量20 g/L、吸附温度60 ℃、吸附时间6 h条件下,500 ℃焙烧2 h制得的粉煤灰-硅藻土复合材料对废水中Cr(Ⅵ)去除率可达70.6%。     

表面活性剂改性膨润土吸附水中六价铬

采用十六烷基三甲基氯化铵(HTMAC)作为有机改性剂制备有机改性膨润土(HTMAC-Bent),用于吸附水中六价铬(Cr(Ⅵ)),并考察了反应时间、初始p H值、投加量、初始浓度、温度等影响因素对HTMAC-Bent吸附水中Cr(Ⅵ)的影响。试验结果表明,HTMAC-Bent对水中Cr(Ⅵ)的吸附具有较好p H值适应性,去除率可达90%以上,投加量和初始浓度对吸附过程影响显著。     

膨润土对溶液中阴离子态Cr(Ⅵ)的吸附特性及机理研究

本文研究了阴离子态Cr(Ⅵ)在膨润土中的吸附行为,并对吸附机理进行了分析。结果表明,pH=2~12,膨润土表面ζ电位均为负值,随着溶液pH值提高,膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附效率明显下降。膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附符合准2级动力学模型,吸附传质速率主要受膜扩散过程影响。Freundlich方程能够更精确的描述膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附行为。热力学分析结果说明膨润土吸附Cr(Ⅵ)是一个自发的吸热反应,低pH值条件下少量Cr(Ⅵ)会发生还原反应从而生成Cr~(3+),导致部分Cr(Ⅵ)以Cr~(3+)的形式被去除。综合分析认为Cr(Ⅵ)的初始浓度较低时,内界表面配合是主要去除机制;初始浓度较高时,同时存在物理吸附以及内界表面配合作用。     

自支撑MIL-53(Fe)基复合纳米吸附剂对含Cr(VI)废水的处理效果研究

采用原位生长法在三聚氰胺海绵(MF)上原位生长MIL-53(Fe),制备了自支撑吸附剂MF@MIL-53(Fe),并将其应用于吸附废水中Cr(Ⅵ)。结果表明,MF@MIL-53(Fe) 吸附废水中Cr(Ⅵ)的适宜条件为: 吸附剂投加量0.2 g/L、pH=7、初始Cr(Ⅵ)浓度8 mg/L、吸附时间120 min,此时MF@MIL-53(Fe) 对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为38.9 mg/g。MF@MIL-53(Fe)吸附剂循环利用性能良好,5次吸附与解吸附后,平衡吸附量保持率仍在90%以上。     

生物铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤的试验研究

将海绵铁介于活性污泥中以SBR法培养得到生物铁,通过单因素实验对生物铁修复模拟Cr(Ⅵ)污染土壤的影响因素及效果进行了研究。结果表明:生物铁修复Cr(Ⅵ)污染土壤受时间、pH值、生物铁投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度的影响;生物铁投加量越大,Cr(Ⅵ)初始浓度越低,Cr(Ⅵ)的修复效果越好,pH值对修复效果影响较小。Cr(Ⅵ)初始浓度为333.33mg/kg,投加1 440mg/kg生物铁,7d后土壤中Cr(Ⅵ)的浓度为42.87mg/kg,去除率为87.14%,达到国家土壤环境质量一级标准。生物铁通过氧化还原、电化学、物理吸附、络合沉淀及生物作用修复土壤Cr(Ⅵ)。     

铁铝复合材料对水中三价砷的去除效果研究

合成了铁铝复合材料吸附剂,并比较了其与酸改活性炭、陶粒、类水滑石3种吸附材料对含砷废水中As(Ⅲ)的去除效果。结果表明,铁铝复合材料对水中三价砷的吸附效果好于其它3种吸附材料,吸附率大于89%。铁铝复合材料对水中As(Ⅲ)的吸附符合Langmuir等温模型和Freundlich等温模型,吸附作用力既涉及离子交换和静电吸引,又涉及表面配位作用。     

铁屑强化麦饭石修复地下水中阴离子试验研究

针对地下水中阴离子Cr(Ⅵ)、NO3-难以利用一种可渗透反应墙(PRB)活性材料有效修复的问题,构建铁屑强化麦饭石PRB修复系统去除地下水中Cr(Ⅵ)和NO3-的试验模型。结果表明,铁屑强化麦饭石2#(麦饭石与铁屑按1∶2分层)和3#(麦饭石与铁屑按1∶2混合)柱对Cr(Ⅵ)和NO3-的去除率较1#(麦饭石)柱提高6~8倍,3#柱去除效果最好且稳定,对Cr(Ⅵ)和NO3-的平均去除率分别为97.7%和94.09%,出水质量浓度分别小于0.23 mg/L、1.18 mg/L。由此可见,铁屑强化麦饭石PRB系统修复地下水中Cr(Ⅵ)和NO3-污染物是可行和有效的。     

氮掺杂含钛高炉渣的矿物特征及降解吸附性能研究

为了实现含钛高炉渣的资源化利用,利用其含有的Ti O2可制备光催化降解药剂的特点,以攀钢含钛高炉废渣为原料掺杂硝酸铵,采用高能球磨法,在300℃煅烧2 h,制得氮掺杂含钛高炉渣催化剂。利用X射线衍射、X射线荧光光谱、扫描电子显微镜和电子背散射衍射分析对N-TBFSx-300催化剂进行了表征,并研究了影响N-TBFS5.0-300降解吸附Cr(Ⅵ)的因素。结果表明,光催化剂N-TBFS5.0-300用量、溶液Cr(Ⅵ)初始浓度、溶液pH值和反应时间等4因素中,pH值对N-TBFS5.0-300催化降解吸附Cr(Ⅵ)的影响最大,其次是反应时间,然后是光催化剂用量和溶液Cr(Ⅵ)初始浓度;光催化剂N-TBFS5.0-300在室温和照明下对水中Cr(Ⅵ)光催化吸附的最佳pH=1.5,反应时间为3 h,对重铬酸钾溶液浓度为20 mg/L的模拟废水的降解吸附率达97.80%,饱和降解吸附容量约为0.01 g/g。     

磷酸活化咖啡渣制备活性炭及其表征

以咖啡渣为原料,采用正交试验法,通过磷酸活化制备咖啡渣基质活性炭(CGAC),研究了活化温度、活化时间和磷酸质量浓度对活性炭吸附性能及炭化得率的影响。利用比表面积(BET)、N_2吸附-脱附及孔径分析、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等对其理化性能进行表征。结果表明:以10%磷酸为活化剂,600℃高温活化1.5 h,制得CGAC-1.5 h-600℃-10%H_3PO_4,对水中Cr(Ⅵ)去除率可达98.76%,炭化得率为45.54%。CGAC芳构化程度高,形成了类石墨微晶碳结构,其表面呈现网孔状疏松结构,比表面积可达1 058.75 m~2/g,平均孔径为1.80 nm,是一种微孔型活性炭。经红外图谱分析,活性炭表面的-OH、C=O、C-H等含氧、含氢官能团及芳香环提供的π电子对吸附溶液中Cr(Ⅵ)有重要贡献。     

煤矸石还原酸性废水中Cr(Ⅵ)的机理分析

通过试验探讨了煤矸石与Cr(Ⅵ)反应的动力学行为以及作用机制。研究表明,煤矸石还原Cr(Ⅵ)的过程分为两个阶段:第一阶段为煤矸石中的菱铁矿和黄铁矿与氢离子作用生成Fe(Ⅱ)、S、H₂S,由于该阶段为固—液反应,反应速率与传质速率密切相关,在搅拌条件下反应速率常数为0.169 mg/(L·min),远大于静态条件下的反应速率常数0.048 mg/(L·min);第二阶段为Cr(Ⅵ)的还原,通过元素分析,结合红外和XRD表征,说明菱铁矿和黄铁矿中的铁和硫元素最终被Cr(Ⅵ)氧化成Fe（Ⅲ）和硫酸根,而Cr(Ⅵ)被还原成低毒性的Cr(Ⅲ)。菱铁矿和黄铁矿均是煤矸石常见成分,根据上述研究和分析,将煤矸石用于含Cr(Ⅵ)废水的处理,不仅提高了煤矸石的综合利用效率,同时为处理含Cr(Ⅵ)废水提供了低廉高效的方法。      

偕胺肟基改性满江红干粉对水中U（Ⅵ）的吸附

采集池塘中的野生满江红制成满江红干粉后,经偕胺肟基改性,合成了偕胺肟基满江红干粉(AI-g-AO)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)表征分析了吸附前、后的AI-g-AO的微观组织结构、元素组成与结构。采用单因素实验研究pH值、反应时间、初始U(Ⅵ)浓度、吸附剂用量等对AI-g-AO吸附U(Ⅵ)的影响。运用准一级、准二级动力学模型、Langmuir和Freundlich等温线研究吸附过程。结果表明,在30℃、初始U(Ⅵ)浓度15mg/L、吸附剂:U(Ⅵ)溶液=1g∶1L、pH值为6条件下,U(Ⅵ)的最大吸附量为14.98mg/L。准二级动力学、Langmuir等温线适用于吸附过程。综上,AI-g-AO是一种较好的U(Ⅵ)生物吸附材料。     

零价铁粉在含U（Ⅵ）废水处理中的应用研究

研究零价铁粉在不同pH、反应时间、温度等条件下对溶液中U(Ⅵ)的去除效果.结果表明:在酸性条件下,零价铁粉对溶液中U(Ⅵ)的固定效果较好,随着pH的升高,溶液中U(Ⅵ)去除率也随之降低.在溶液初始pH=3,溶液用量为100 mL,ρ(U)＝20 mg/L,反应3 h,铁粉用量为2 g时,U(Ⅵ)去除率可达98%以上.污染水体中U(Ⅵ)的去除机制为零价铁对U(Ⅵ)的还原沉淀和零价铁腐蚀物对溶液中U(Ⅵ)的吸附沉淀共同作用.     

黏土矿物增强黄铁矿去除水中Cr（Ⅵ）的研究

为了了解黄铁矿+黏土矿物在含铬废水处理中的协同增强效果,进行了验证试验,并对协同机理进行了分析。结果表明:(1)黄铁矿能够将Cr(Ⅵ)完全还原成Cr(Ⅲ),而黏土矿物对于Cr离子具有吸附效果。(2)当黄铁矿与黏土矿物按质量比1∶1混合后,其对Cr(Ⅵ)的去除效果增强,其中效果最好的是添加海泡石,Cr(Ⅵ)的去除量能够增强14.27 mg/g,效果最差的蒙脱石也能增强1.08 mg/g。(3)黏土矿物增强黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的原因是黏土矿物对还原产生的Cr(Ⅲ)有去除效果,进而促进了黄铁矿对Cr(Ⅵ)的去除。该研究成果为利用天然混合矿物进行环境治理提供了思路和努力方向。     

交联改性膨润土处理Cr(Ⅵ)废水的研究

以膨润土为原料,制备了铁镍改性膨润土,研究了不同条件下铁镍改性膨润土对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,结果表明:在废水pH值为4,Cr(Ⅵ)初始浓度为22mg/L,铁镍改性膨润土用量为5g/L,吸附1h,温度为25℃条件下,铁镍改性膨润土对Cr(Ⅵ)的去除率达到94%以上。     

焙烧改性的浮选尾煤对水中Cr(Ⅵ)吸附研究

选煤厂分选产生的大量浮选尾煤给环境带来了很大的影响,本文通过焙烧法将浮选尾煤进行隔氧惰性氛围焙烧处理,以求获得对重金属具有较好吸附活性的尾煤吸附材料,减少尾煤与重金属废水对环境的污染.结果 表明,在焙烧温度为800℃、反应温度为45℃、反应时间为3h、溶液pH值为3、吸附剂投放量为1.5g/200 mL、初始Cr(Ⅵ)浓度为20 mg/L的条件下,制备的尾煤吸附剂使得浮选尾煤对水中Cr(Ⅵ)去除率从67％提高到99％.SEM-EDS、XRD、BET和FTIR进行分析结果发现,焙烧改性浮选尾煤比表面积增大,孔隙增加,结晶度增加,有机碳链结构减少,易与Cr(Ⅵ)形成离子键,满足作为良好吸附剂材料的要求.     

改性膨润土吸附处理含Gr(Ⅵ)废水的研究

用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钙基膨润土进行活化改性,并用制备的改性膨润土对含Cr(Ⅵ)模拟废水进行吸附实验,研究了改性膨润土去除模拟水样中重金属Cr(Ⅵ)的适宜条件.结果表明,用质量分数为5%的CTMAB溶液改性后的膨润土去除Cr(Ⅵ)效果较好,当改性膨润土用量为10g/L,搅拌时间30min、pH值为3～5时、有机膨润土对含Cr(Ⅵ)废水的去除率超过85%.     

改性夏威夷壳炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

利用夏威夷壳和草酸钾制备改性夏威夷壳炭,采用SEM分析、SAP测定、FTIR及Raman光谱分析表征产物微观结构、孔结构、官能团及石墨化程度,通过吸附试验、动力学模拟及吸附等温线拟合,探究改性前后夏威夷壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附规律。结果表明:(1)改性前夏威夷壳炭的表面孔隙结构相对较少、整体光滑;改性后夏威夷壳炭表面明显崎岖不平,粗糙度、孔隙增加。改性大幅提高了夏威夷壳炭的比表面积和孔容,降低了孔径,有利于提高夏威夷壳炭吸附性能。(2)改性前后夏威夷壳炭的结构仍保持相对完整,改性后夏威夷壳炭的峰强度比I_D/I_G增大,石墨化程度降低。(3)改性夏威夷壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附率始终高于未改性夏威夷炭的;酸性条件有利于Cr(Ⅵ)的去除;Cr(Ⅵ)的吸附率随吸附剂用量和吸附时间的增加而升高,之后达到饱和;Cr(Ⅵ)的吸附率随溶液初始Cr(Ⅵ)浓度的增加而逐渐降低。(4)吸附动力学用准二级动力学模型描述和预测,夏威夷炭对Cr(Ⅵ)的等温吸附过程符合Langmuir方程,静电吸引和Cr(Ⅵ)的还原络合为主要吸附机制。     

Nb2O5纳米线/碳纤维制备及Cr(Ⅵ)吸附降解研究

以铌酸前驱体为铌源,十二烷基硫酸钠为模板剂,草酸铵为沉积剂,采用水热法制备了Nb2O5纳米线/碳纤维复合材料.采用SEM、TEM、XRD、BET、ICP等对样品性能进行了表征,Nb2O5纳米线长度为2~3 mm,直径为15~30 nm,呈单晶形态.研究了样品对Cr(Ⅵ)吸附与光还原降解能力,对Cr(Ⅵ)最大吸附量为115.6 mg/g;在紫外光照射条件下,反应50 min对Cr(Ⅵ)毒性降解率可达94.5%.     

天然蛭石吸附废水中Cr(Ⅵ)的动力学试验研究

以新疆尉犁天然蛭石为吸附材料,初步研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。采用静态实验方法,通过对p H值、投加量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、温度的考察,讨论蛭石吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件,并研究了蛭石对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和热力学特性。实验表明,蛭石对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好,其适宜吸附条件为:蛭石投加量为2.5 g/L,吸附温度为室温,p H值为4,吸附时间为20~30 min。此条件下在10 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中最大吸附量为2.27 mg/g。吸附过程可用准二阶方程较好地进行描述;以Langmuir方程拟合得到理论最大吸附量为15.29 mg/g;ΔGθ0,ΔHθ=11.93 k J/mol,表明蛭石对Cr(Ⅵ)的吸附是自发的吸热过程,吸附以物理吸附为主,并伴随化学吸附。     

CaCl2-热处理煤泥制备复合材料及其活化PMS降解苯酚性能

基于我国煤泥当前综合利用现状与煤矿集聚区地下水体污染治理的迫切需求,以煤泥(CS)为原料,添加不同质量的CaCl₂作为活化剂,采用混合绝氧煅烧的方式制备了不同配比的煤泥基复合催化材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试(BET)、红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱等手段对其进行表征,并研究其用于活化过一硫酸氢钾复合盐(PMS)和催化降解水中苯酚的性能。结果表明:CaCl₂-热处理煤泥制得的催化材料能高效活化PMS和降解苯酚;当煤泥与CaCl₂质量比为4∶3时所制备的复合材料应用效能最优,苯酚降解率可达100 %;降解体系中活性物种1O₂起主要作用;催化材料pH值适用范围(3.0~11.0)较广,且水体中各种阴离子对苯酚降解的影响较为有限,展现出良好的应用前景。