不同条件甘蔗渣基水热炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性

研究草酸和磷酸两种酸性条件下甘蔗渣水热炭对模拟废水中的Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM、FTIR和BET等方法对两甘蔗渣进行表征。结果显示,比表面积表现为磷酸条件下甘蔗渣基水热炭>草酸条件下甘蔗渣基水热炭>普通甘蔗渣;两种水热炭较普通甘蔗渣的含氧官能团种类及数量大大增加,吸附能力提高。吸附量表现为磷酸条件下甘蔗渣基水热炭>草酸条件下甘蔗渣基水热炭>普通甘蔗渣。Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程,吸附过程遵循拟二级动力学方程。     

不同条件甘蔗渣基水热炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性

研究草酸和磷酸两种酸性条件下甘蔗渣水热炭对模拟废水中的Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM、FTIR和BET等方法对两甘蔗渣进行表征。结果显示,比表面积表现为磷酸条件下甘蔗渣基水热炭>草酸条件下甘蔗渣基水热炭>普通甘蔗渣;两种水热炭较普通甘蔗渣的含氧官能团种类及数量大大增加,吸附能力提高。吸附量表现为磷酸条件下甘蔗渣基水热炭>草酸条件下甘蔗渣基水热炭>普通甘蔗渣。Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程,吸附过程遵循拟二级动力学方程。     

甘蔗渣炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附

以甘蔗渣为原料,在真空氛围下炭化,制得甘蔗渣炭。采用SEM、FTIR、BET等方法对炭化前后的甘蔗渣进行表征,研究了甘蔗渣炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果显示,炭化前甘蔗渣孔结构较少,结构较平整;炭化后甘蔗渣出现大量孔隙,比表面积大大增加。甘蔗渣化学结构发生了变化,产生新的官能团,吸附效果大大提高。炭化甘蔗渣吸附废水中Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件为:吸附温度25℃,初始废水p H=1,炭化后甘蔗渣加入量14 g/L,吸附时间120 min,转速120 r/min。在此条件下处理初始浓度50 mg/L的废水时,去除率达到94. 5%,最大吸附量4. 805 mg/g。Langmuir等温吸附模型、拟二级动力学方程能更好的反应吸附过程。     

改性甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以甘蔗渣为原料,通过高温限氧和氧化钙改性制备钙改性甘蔗渣活性炭。研究了钙改性甘蔗渣活性炭对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,并通过吸附等温线模型和吸附动力学,进一步讨论其吸附机理。由实验数据可知,氧化钙改性有利于提高甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果。改性后,甘蔗渣活性炭的最佳吸附条件为:pH=2,吸附时间8h,吸附剂添加量为0.2 g,Cr(Ⅵ)的吸附浓度为20 mg·L~(-1),此时吸附容量达到2.89 mg·g~(-1)。吸附等温模型的拟合结果表明,改性后,甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温模型。吸附动力学模型拟合结果表明,改性后,甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附可用Lagergren准二级动力学模型表示,吸附过程存在物理扩散和化学吸附。     

硝酸改性甘蔗渣对废水中Cr(Ⅵ)的吸附

研究了硝酸改性甘蔗渣对模拟废水中的Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM和FTIR等方法对改性前后的甘蔗渣进行表征。结果显示,改性后的甘蔗渣为褶皱层结构,且褶皱层上有许多孔隙,比表面积大大增加,改变了甘蔗渣原本的化学结构,使吸附效果提高。Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L的废水样,反应温度25℃,改性甘蔗渣投加量18 g/L,p H为2. 0,吸附时间180 min时,Cr(Ⅵ)去除率94. 5%,最大Cr(Ⅵ)吸附量3. 532 mg/g,Langmuir等温吸附模型、拟二级动力学方程能更好的拟合吸附反应。     

硝酸改性甘蔗渣对废水中Cr(Ⅵ)的吸附

研究了硝酸改性甘蔗渣对模拟废水中的Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM和FTIR等方法对改性前后的甘蔗渣进行表征。结果显示,改性后的甘蔗渣为褶皱层结构,且褶皱层上有许多孔隙,比表面积大大增加,改变了甘蔗渣原本的化学结构,使吸附效果提高。Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L的废水样,反应温度25℃,改性甘蔗渣投加量18 g/L,p H为2. 0,吸附时间180 min时,Cr(Ⅵ)去除率94. 5%,最大Cr(Ⅵ)吸附量3. 532 mg/g,Langmuir等温吸附模型、拟二级动力学方程能更好的拟合吸附反应。     

氯化锌造孔甘蔗渣制备的生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

制备并研究了氯化锌造孔甘蔗渣炭(ZBC)对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,采用SEM、FTIR、BET对吸附剂进行表征。结果显示,氯化锌造孔甘蔗渣炭出现大量孔隙,比表面积和官能团数量增加。当废水初始p H=2,Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L,ZBC投加量为4 g/L时,在25℃下以120 r/min转速进行吸附120 min,Cr(Ⅵ)去除率99. 8%,最大吸附量为20. 450 mg/g。由吸附热力学及动力学可知,Langmuir等温吸附模型能更好的反映吸附过程,且该过程遵循拟二级动力学方程。     

氯化锌造孔甘蔗渣制备的生物炭对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

制备并研究了氯化锌造孔甘蔗渣炭(ZBC)对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,采用SEM、FTIR、BET对吸附剂进行表征。结果显示,氯化锌造孔甘蔗渣炭出现大量孔隙,比表面积和官能团数量增加。当废水初始p H=2,Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg/L,ZBC投加量为4 g/L时,在25℃下以120 r/min转速进行吸附120 min,Cr(Ⅵ)去除率99. 8%,最大吸附量为20. 450 mg/g。由吸附热力学及动力学可知,Langmuir等温吸附模型能更好的反映吸附过程,且该过程遵循拟二级动力学方程。     

赤泥/煤基铁炭材料的制备及其脱除废水Cr(Ⅵ)的性能

以脱钠赤泥、粉状褐煤为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用碳热还原法制备了可替代商业铁炭微电解填料的廉价铁炭材料,用于去除废水中的Cr（Ⅵ）。考察了不同的制备参数（炭化温度、炭化时间、赤泥/煤质量比）和吸附条件（溶液pH、浓度）,以提升Cr（Ⅵ）去除效果。结果表明质量比（赤泥/煤）为1/3、800℃炭化1h的赤泥/煤基铁炭材料,可达到最大Cr（Ⅵ）吸附量（4.03 mg·g^-1）、最低铁溶出量（< 0.19 mg·g^-1）和最大比吸附量（12.97 mg·g^-1,由Langmuir吸附等温线模型算出）。赤泥/煤基铁炭材料对Cr （Ⅵ）的吸附等温线符合Freundlich方程,其吸附动力学可用准一级或准二级动力学方程来描述。多种表征（XRD、XRF、BET和SEM等）结果进一步表明赤泥/煤基铁炭材料比商业铁炭填料具有更高的铁还原度、更大的比表面积和孔容以及更好的颗粒分散度,使其具有更好的Cr（Ⅵ）的去除效果。     

氯化锌造孔壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用氯化锌浸渍活化法制备了氯化锌造孔壳炭,研究了其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,并采用SEM、FTIR和BET等方法对改性壳炭的结构进行了表征。结果表明,处理初始Cr(Ⅵ)质量浓度为20 mg/L的水样,当温度为25℃,改性壳炭投加量为0.5 g,pH为2.0,吸附时间为180 min时,Cr(Ⅵ)去除率为98.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为11.284 mg/g。拟合结果显示,Langmuir等温吸附方程可以较好地拟合改性壳炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程,该动态吸附平衡遵循拟二级动力学方程。     

甘蔗渣水热炭对电镀废水中六价铬的吸附特性

采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)及BET方法对在硫酸中水热炭化前后的甘蔗渣进行了表征。结果显示,炭化后的甘蔗渣为骨状结构,表面有大量整齐排列的孔隙,比表面积大大增加,且化学结构与炭化前相比发生了改变。采用14 g/L甘蔗渣水热炭处理含50 mg/L Cr(Ⅵ)的模拟废水时,在温度35℃和pH=2的条件下反应90 min,Cr(Ⅵ)的去除率为99.8%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为3.871 mg/g。Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能很好地反映吸附过程。采用该甘蔗渣水热炭,只要12 g/L就能令含总铬25.09 mg/L、Cr(Ⅵ)20.07 mg/L、Zn~(2+)1.88 mg/L、Ni~(2+)1.14 mg/L和Cu~(2+)1.68 mg/L的实际电镀废水达到GB 21900–2008《电镀污染物排放标准》的"表3"要求。     

硫酸改性核桃壳处理含Cr(Ⅵ)模拟废水研究

在100 mL 8 mol·L^-1硫酸溶液中,核桃壳加入量为9 g,核桃壳颗粒度为100目,反应时间为3 h,反应温度为25 ℃的条件下制备得到硫酸改性核桃壳。硫酸改性核桃壳对Cr（Ⅵ）具有优异的吸附性能。详细探讨了硫酸改性核桃壳处理含Cr（Ⅵ）模拟废水的影响因素：废水pH值、Cr（Ⅵ）离子浓度、硫酸改性核桃壳用量、处理时间和处理温度等对Cr（Ⅵ）去除率的影响,并进一步通过正交试验及对比试验得出处理150 mL 200 mg·L^-1的含Cr（Ⅵ）模拟废水的最适宜处理工艺为：pH值为1,硫酸改性核桃壳用量为1.4 g,处理时间为2 h,处理温度为25 ℃,在此条件下,对Cr（Ⅵ）的去除率达到95.86%,Cr（Ⅵ）吸附量为20.54 mg·g^-1。     

咖啡渣活性炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以碘吸附值为评价指标，活化时间、活化温度和浸渍比为影响因素，采用响应面法试验设计对磷酸活化法制备咖啡渣活性炭的工艺条件进行优化，并通过静态吸附试验研究了不同吸附时间、溶液pH值和吸附温度条件下，活性炭对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附性能的影响，最后利用Langmuir、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散方程进行拟合。试验结果表明，制备咖啡渣活性炭的最佳工艺条件为活化时间1 h、活化温度498℃、浸渍比1.72；在此条件下活性炭得率为30.4%，碘吸附值为（799±16）mg/g，比表面积为1 006 m²/g，孔容为0.779 cm³/g、微孔孔容为0.051 cm³/g、平均孔径为3.088 nm。较低pH值和较高温度能够促进活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附；Langmuir等温方程能够更好地描述活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附效果；活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附分3个阶段：快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段，10 min内可完成吸附总量的79%，360 min内达到吸附平衡，该吸附过程符合准二级吸附动力学方程。分析表明咖啡渣活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附主要为单分子层的化学吸附。     

解磷菌改性生物炭去除水中U(Ⅵ)的效能与机理

采用解磷菌(PSB)对猪粪生物炭(PMBC)改性制得改性生物炭(PMBC+PSB)，探讨了其对水中U(Ⅵ)的去除效果与作用机制。研究结果表明， PMBC改性24 h制得生物炭(PMBC+PSB24)的除U(Ⅵ)效果最佳，改性后生物炭内壁孔洞明显增多，BET结果测定PMBC+PSB24比表面积和总孔体积相较改性前分别增加了88.1%和39.7% 。当温度为30 ℃，pH值为4， U(Ⅵ)初始质量浓度10.00 mg/L，PMBC+PSB24投加量0.20 g/L时，其对水中U(Ⅵ)去除率达99.46%。PMBC+PSB24对水中U(Ⅵ)最大吸附容量达555.19 mg/g，相较未改性的提升24.44%，吸附过程符合Freundlich 等温模型与拟二级动力学模型。SEM、TEM表征结果显示，PMBC+PSB24表面和菌体内部均出现放射状晶体，XRD结果表明该晶体为变钾铀云母[K(UO2)(PO4)·3H2O]。FTIR、XPS结果表明，PMBC+PSB24表面官能团丰度提高，参与吸附的主要为羟基和磷酸基团。改性生物炭主要的除U(Ⅵ) 机理为表面络合和矿化沉淀。经过5次吸附-解吸循环后改性生物炭的吸附量仅下降9.4%，具有良好的再生性能。     

改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能

利用氢氧化钙对蜂窝煤渣进行改性,并通过粉末X射线衍射光谱（XRD）对改性前后蜂窝煤渣的物质组成进行表征,研究了改性蜂窝煤渣对模拟含铬废水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。探讨了吸附剂用量、吸附时间、pH值、振荡速率、温度以及Cr（Ⅵ）初始浓度等对吸附效果的影响。改性蜂窝煤渣吸附处理Cr（Ⅵ）的最佳工艺条件是：吸附剂用量40 g/L,室温下以150 r/min振荡速率吸附处理40 min,当Cr（Ⅵ）初始浓度为30 mg/L时,Cr（Ⅵ）的去除率能达到98.84%。改性蜂窝煤渣对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附能力,吸附过程符合二级吸附动力学模型并且可用Langmuir吸附等温线来描述。改性蜂窝煤渣对模拟废水中Cr（Ⅵ）的吸附是煤渣组分和新生分子筛组分共同作用的结果。     

改性猪粪生物炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以猪粪为原料,采用限氧热解法(700℃)制备生物炭并利用"硫酸+超声波"对其进行改性,通过元素分析、Boehm滴定、BET-N_2及电镜扫描等对改性前后生物炭的结构和性质进行了表征,并采用序批实验研究了其对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性及影响因素。结果表明,改性猪粪生物炭的酸性含氧官能团含量、比表面积和总孔体积分别比改性前提高了1.7、5.1、14.5倍,对Cr(Ⅵ)的吸附效果相比改性前有显著提高,在pH为4.0、投加量为4.0 g/L的条件下,吸附在120 min左右达到平衡。该吸附行为符合准二级动力学模型和Langmuir单分子层吸附模型,理论最大吸附量q_m为26.045~32.601 mg/g,吸附过程以物理吸附为主,属于自发、放热、熵增加的过程。改性猪粪生物炭可作为一种性能优良、价格低廉的水体Cr(Ⅵ)吸附剂。     

零价铁、铜改性生物炭及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响

针对纳米零价铁（nanoscale zero valent iron，nZVI）易团聚的特性，本文用鸡骨生物炭（BC）作载体，制备出生物炭-零价铁（Fe-BC）去除Cr(Ⅵ)，并与铜改性的生物炭-零价铁（Fe-Cu-BC）和BC对Cr(Ⅵ)的吸附性能进行了对比。通过扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、N₂吸脱附等温线和傅里叶红外光谱（FTIR）对材料表面形貌及结构性质进行分析，同时考察了溶液pH、接触时间等条件对吸附剂吸附容量的影响，通过吸附动力学和吸附等温线分析了吸附特性。结果表明，在pH=2的条件下去除Cr(Ⅵ)效果较好；吸附平衡遵从Langmuir吸附等温式；吸附动力学符合准二级动力学方程。Fe-BC材料吸附水体污染物后可用磁分离技术加以回收。Fe-Cu-BC缩短了对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间。制备出的吸附剂对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量顺序为 Fe-BC>Fe-Cu-BC>BC；同时， Fe-BC吸附量为153.60mg/g，对比于先前报道的nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附容量85mg/g左右，有了很大的提升，说明BC作载体成功解决了nZVI易团聚的缺点，拓展了实际应用。     

木屑生物炭的制备及其对Pb2+的吸附特性研究

以松木（SM）和楠木（NM）木屑为原料，分别在300、450、600℃下制备了6种木屑生物炭，通过扫描电镜、孔径与比表面积分析仪、傅里叶红外光谱仪和热重分析仪对生物炭的理化性质进行了表征，并探讨了金属离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺）和pH值对生物炭吸附Pb²⁺的影响，同时研究了其吸附动力学。研究结果表明：在相同制备条件下，随着热解温度升高，生物炭的比表面积和孔容积增大，其最可几孔径呈下降趋势，楠木生物炭的比表面积（23.2~311.4 m²/g）均大于松木生物炭（17.6~210.6 m²/g）；FT-IR分析表明，热解温度的升高使生物炭芳香化程度增强，有助于生物炭与Pb²⁺形成稳定的结构。楠木生物炭对Pb²⁺吸附量（46.92~77.12 mg/g）高于松木生物炭（34.90~62.79 mg/g）；溶液中的Na⁺和K⁺不利于生物炭对Pb²⁺的吸附，Ca²⁺有利于Pb²⁺的去除。生物炭对Pb²⁺的吸附均符合准二级动力学方程，颗粒内扩散模型分析表明吸附受多种因素共同影响。     

霉变甘蔗渣和普通甘蔗渣对废水中Cr(Ⅵ)的吸附

研究了在35℃条件下自然霉变甘蔗渣对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L废水,反应温度35℃,霉变甘蔗渣投加量1 g(即20 g/L),p H为2. 0,吸附时间150 min时,Cr(Ⅵ)去除率为91. 2%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为2. 447 mg/g,吸附热力学显示,Langmuir等温吸附模型能更好的反应吸附过程。吸附动力学表明,拟二级动力学方程更好的拟合吸附反应。     

霉变甘蔗渣和普通甘蔗渣对废水中Cr(Ⅵ)的吸附

研究了在35℃条件下自然霉变甘蔗渣对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L废水,反应温度35℃,霉变甘蔗渣投加量1 g(即20 g/L),p H为2. 0,吸附时间150 min时,Cr(Ⅵ)去除率为91. 2%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为2. 447 mg/g,吸附热力学显示,Langmuir等温吸附模型能更好的反应吸附过程。吸附动力学表明,拟二级动力学方程更好的拟合吸附反应。