赤泥吸附废水中Mn2+的机理分析研究

选用固体废弃物赤泥为吸附剂,研究了其对Mn2+的去除能力及动力学特性,考察了溶液pH值、赤泥投入量、Mn2初始浓度对吸附效率的影响,并通过X射线荧光(XRF)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量色散(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)与X射线能谱(XPS)等表征手段分析了赤泥去除Mn2的机理.结果 表明:当赤泥投加量为0.8g/L,Mn2+初始浓度为20 mg/L,pH值为6.0,反应24h后,赤泥对Mn2的去除率可达69.1％;增加赤泥投加量、提高溶液pH值以及降低污染物初始浓度有助于赤泥去除Mn2;该吸附过程符合Freundlich吸附等温式和准二级动力学模型;整个吸附过程主要受化学吸附控制,其中赤泥表面的O-C-O、Si-O-Al和Fe-O等活性基团对Mn2+去除有显著的影响,而且吸附后的Mn2+可被部分被氧化成高价的锰氧化物.     

柠檬酸改性柚子皮纤维素对废水中铜离子的吸附

采用静态平衡吸附法用柠檬酸纤维素(Cell-CA)吸附废水中Cu2+,考察了溶液的初始浓度、吸附剂颗粒大小、pH值、吸附时间和温度对吸附的影响,分析了吸附过程的热力学、动力学和等温吸附规律.结果表明,在pH值为5.5时Cell-CA对废水中Cu2+的吸附率为92.7%,吸附容量高达18.54mg/g;对不同温度下的吸附等温线采用Freundlich和Langmuir方程进行拟合,结果显示Langmuir方程的拟合效果更好.模拟吸附动力学实验数据符合准一级和准二级动力学模型,Cell-CA对Cu2+的吸附是放热反应.     

磷基生物炭对含Pb2+废水的吸附特性研究

以污泥与含磷试剂(磷酸二氢钾、磷酸二氢钙)为原料制备磷基生物炭(BC600、BC650)并用于废水中Pb2+的去除.通过单因素静态吸附实验分别研究了吸附剂添加量、含Pb2+废水初始pH、浓度和吸附时间等对BC600和BC650吸附水中Pb2+的影响.结果表明,含Pb2+废水初始pH显著影响BC600和BC650的吸附效率,在pH=5时,BC600和BC650的吸附量分别为37 mg/g和10 mg/g.吸附动力学和吸附等温模型拟合结果表明BC600符合二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,BC650符合一级动力学模型和Freundlich吸附等温模型.结合XRD与SEM分析,BC600和BC650对Pb2+的吸附过程包含物理-化学吸附协同作用,其中BC600以化学吸附为主,BC650以物理吸附为主.     

花生壳对水中Mn2+的吸附特性

为了探究花生壳作为吸附剂处理含锰废水的可行性和寻求农业废弃物花生壳资源化利用的新途径,研究了花生壳对水中Mn2+的吸附特性.结果 表明,在较优条件下(花生壳投料量6.0g·L-1、pH值为6.97、温度40℃、时间40min和Mn2+初始浓度16.25mg· L-1),Mn2+去除率可达60％以上.花生壳对Mn2+吸附过程符合准二级反应动力学模型,符合Langmuir等温吸附方程.吸附过程ΔG0小于0,该吸附过程是自发过程.     

蚯蚓粪生物炭对废水中Cd2+的吸附效果

采用高温热解的方法制备了一种蚯蚓粪生物炭(EB),并用其吸附废水中的Cd2+,研究了Cd2+初始浓度、pH、EB投加量、反应温度、吸附时间对吸附效果的影响,分析了等温吸附和吸附动力学特征.结果表明:Cd2+的初始浓度为8 mg/L,EB的投加量为2.0 g/L,pH=5.0,温度为30℃,吸附时间为150 min条件下吸附效果最佳,Cd2+去除率可达96.79％.蚯蚓粪生物炭对Cd2+的吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,吸附过程是以多层非均相吸附为主的化学吸附.     

硫脲改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)与Ni~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和硫脲为原料,经环氧氯丙烷交联,制得硫脲改性壳聚糖颗粒,通过吸附实验考察了pH、吸附时间对Cr(Ⅵ)、Ni2+吸附的影响。结果表明,硫脲壳聚糖颗粒对Ni2+吸附的最佳pH为6,对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为1,最佳吸附t为2h。利用准一级反应动力学模型和准二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型、Langmuir模型对吸附等温线进行拟合。结果表明,吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。吸附等温线用Langmuir模型拟合结果最好。在初始质量浓度80mg/L,θ为25℃时,Ni2+,Cr(Ⅵ)的饱和吸附量可达40.98mg/g和33.33mg/g。     

PBMA/GMA-SiO2吸附剂的制备及其高效去除铅离子

以甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)功能化的纳米SiO2为单体,通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法制备了PBMA/GMA-SiO2有机/无机复合吸附材料,并将其用于吸附含Pb2+的水溶液。考察了吸附时间、温度、pH以及Pb2+初始质量浓度对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨。结果表明,PBMA/GMA-SiO2对Pb2+具有良好的吸附性能,其对Pb2+的饱和吸附量为423.84mg/g,吸附最佳pH=5~6,平衡时间为1 h,去除率随Pb2+初始质量浓度的减小而增加。优化实验条件下,50 mg吸附剂在298 K时,对pH=6的50 mL 0.02 g/L含Pb2+溶液的去除率高达100%。热力学和动力学过程模拟结果表明,吸附的动力学过程比较符合准二级动力学速率方程,Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述此吸附行为。颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤。吸附剂经过5次脱附、吸附后,依然具有较强吸附Pb2+的能力。     

膨润土-活性炭复合吸附剂对锰离子的吸附

以膨润土和活性炭为原料制备了复合吸附剂并将之应用于含锰离子废水的吸附。考察了不同条件下该吸附剂对水体中Mn（Ⅱ）的去除效果,并研究了吸附动力学特征和等温吸附过程。结果表明膨润土和活性炭复合吸附剂对Mn（Ⅱ）具有优良的吸附能力,在25 ℃下,当投加量为4 g/L、Mn（Ⅱ）初始质量浓度为50 mg/L、溶液pH为6时,吸附180 min,吸附率为93.2%。准一级、准二级动力学和内扩散模型用来拟合吸附过程,结果表明准二级动力学符合该吸附过程,吸附速率常数为0.003 6 g/（mg·min）,内扩散过程不是吸附的限速步骤,还存在吸附机制的制约。用Langmuir和Freundlich模型描述吸附等温过程,结果得出该吸附过程服从Langmuir吸附,饱和吸附容量为27.781 mg/g。     

改性文冠果活性炭吸附Ca~(2+)的研究

采用硝酸对文冠果活性炭进行氧化改性,探讨了Ca⁽²⁺⁾溶液初始浓度、吸附温度、时间、pH值对Ca(2+)溶液初始浓度、吸附温度、时间、pH值对Ca⁽²⁺⁾吸附的影响。分析了吸附热力学和动力学,初步探讨了吸附机理。实验表明,当Ca(2+)吸附的影响。分析了吸附热力学和动力学,初步探讨了吸附机理。实验表明,当Ca⁽²⁺⁾的初始浓度为500 mg/L,吸附温度为40℃,吸附时间为120 min,pH值为2时,吸附量最大,可达285.9 mg/g。硝酸改性文冠果活性炭吸附Ca(2+)的初始浓度为500 mg/L,吸附温度为40℃,吸附时间为120 min,pH值为2时,吸附量最大,可达285.9 mg/g。硝酸改性文冠果活性炭吸附Ca⁽²⁺⁾符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线模型,吉布斯自由能ΔG°<0、焓变ΔH°<0、熵变ΔS°<0,表明该吸附是一个自发的放热过程。     

层迭灵芝子实体及其制备炭吸附Cd2+的研究

以大型真菌层迭灵芝（Ganoderma lobatum）子实体及制备炭作为吸附材料用于吸附Cd²⁺,研究了吸附剂用量、初始pH值、反应时间、初始Cd²⁺质量浓度对吸附的影响。结果表明,当Cd²⁺质量浓度为10 mg/L时,层迭灵芝子实体及制备炭吸附Cd²⁺的最佳条件为吸附剂用量0.2 g,pH值为7,吸附时间为480 min,在此条件下Cd²⁺最大去除率分别为94.50%和92.75%。子实体对Cd²⁺的吸附速率显著高于制备炭,但子实体和制备炭吸附Cd²⁺的吸附能力之间无显著差异。采用Langmuir和Freundlich等温吸附模型研究子实体和制备炭吸附Cd²⁺的过程,子实体对Cd²⁺的吸附过程符合Freundlich模型,而制备炭更符合Langmuir模型。吸附动力学研究表明子实体和制备炭对Cd²⁺的吸附过程均符合准二级动力学模型。     

聚丙烯酸/锂藻土纳米复合水凝胶对亚甲基蓝吸附性能的研究

研究了聚丙烯酸/锂藻土纳米复合水凝胶对染料亚甲基蓝的吸附性能,考察了不同吸附条件,包括凝胶用量、染料浓度、吸附时间及溶液p H条件等对水凝胶吸附效果的影响。实验结果表明,水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程在30 min内即能达到平衡,吸附速度快;最大吸附容量高达1 192.9 mg/g,是普通吸附剂吸附容量的几十倍,吸附效果好;凝胶的吸附等温线拟合结果符合Freundlich模型,动力学拟合结果显示,凝胶对亚甲基蓝的吸附过程符合二级动力学模型。     

Kinetics of zinc adsorption on charcoal

The kinetics of zinc adsorption on charcoal was carried out. In order to study the kinetics of adsorption various parameters were studied such as pH, particle size of charcoal, temperature, amount of charcoal as well as initial Zn²⁺ ion concentration. The adsorption kinetics followed a Freundlich adsorption isotherm. Good correlation of the theoretical and experimental equilibrium concentrations of Zn²⁺ ions was observed for the isotherm model. A mathematical model was developed to explain the kinetic data. The rate determining step for adsorption was found to be diffusion controlled.     

PAMAM接枝稻草对Nd3+、Sm3+、La3+的吸附特性

以环氧氯丙烷为交联剂,将聚酰胺胺树状大分子(PAMAM)接枝到稻草基体上,利用FTIR、SEM、XRD、TG等对其结构进行了表征和分析。考察了其对Nd~(3+)、Sm~(3+)、La~(3+)稀土金属离子的吸附性能,探讨了吸附时间、稀土金属离子浓度、吸附温度、溶液pH等因素对吸附性能的影响。同时对吸附过程的动力学、吸附等温线和吸附热力学进行了研究。结果表明,所制备的吸附剂对Nd~(3+)、Sm~(3+)、La~(3+)稀土金属离子的吸附平衡时间约为4 h,平衡吸附量分别为47.14、40.11和50.12 mg/g。吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich等温线,表明此吸附过程是属于化学吸附过程。吸附热力学研究表明,此吸附过程是自发进行的,同时吸附过程是一个混乱度增加的熵增过程。     

固定化啤酒酵母对锶离子的吸附

用2%海藻酸钠(SA),4%氯化钙(CaCl2)包埋法制备了固定啤酒废酵母。考察了菌体含量对固定化菌体强度的影响,研究了pH值、温度、Sr2+初始浓度、吸附时间等外界因素对固定化啤酒酵母吸附溶液中Sr2+的影响。结果表明:菌体含量为10%时,制备的固定化菌体具有较好的机械强度。固定化啤酒废酵母对Sr2+最佳吸附条件为:pH=4.5,温度30℃,Sr2+起始浓度50 mg/L,吸附时间4 h。Sr2+浓度在10～150 mg/L范围内,固定化啤酒废酵母对Sr2+的吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,但符合Freundlich模型的程度更优。     

臭氧氧化直接生成锰氧化物处理含铊废水

以臭氧氧化直接生成锰氧化物,采用批实验对锰氧化物吸附处理含铊(Tl)废水特性进行研究。结果表明,锰氧化物对Tl的吸附等温线符合Langmuir方程和Freundlich方程,Elovich方程和双常数方程能够较好地描述该吸附材料对Tl的吸附动力学过程。由Langmuir等温方程计算得出,在pH为10.0、臭氧体积流量3.0 L/min、Mn^2+的质量浓度20 mg/L时,锰氧化物对Tl的最大吸附量为355 mg/g,反应60 min后含铊废水中Tl去除率达99.7%,处理后Tl的质量浓度由200μg/L降至0.60μg/L,达到GB 31573-2015直接排放标准。与O2+Mn^2+或Mn^2+处理含Tl废水相比,O3+Mn^2+表现出较高的Tl去除效果。     

竹炭对水溶液中Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了竹炭对溶液中Cu2+、Cd2+的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附温度和溶液初始浓度对吸附效果的影响,同时研究了活性炭对Cu2+、Cd2+的吸附性能。结果表明,竹炭能有效吸附水溶液中的Cu2+、Cd2+,且单位吸附量均随时间的延长而增加,均在14 h左右达到平衡,吸附速度快于活性炭;相同pH值条件下,竹炭的单位吸附量明显高于活性炭,吸附效果最佳的pH值分别为3.8左右和7.5左右;当吸附温度为15,25,45℃时,竹炭对Cu2+的最大吸附量分别为4.13,4.45,4.23 mg/g,而竹炭对Cd2+的最大吸附量分别为0.81,1.05,2.01 mg/g。竹炭对Cu2+、Cd2+的吸附均符合Freundlich方程和Langmuir方程。     

CoFe2O4-PPy@CS磁性纳米材料制备及吸附研究

用聚吡咯(PPy)和壳聚糖(CS)功能化CoFe2O4,制得CoFe2O4-PPy@CS磁性纳米复合材料。对所得材料的形貌和结构进行表征,并研究了不同环境参数对复合材料吸附Cu^2+、孔雀石绿(MG)和甲基蓝(MB)的影响。结果表明,复合材料吸附Cu^2+和MG(MB)的适宜pH分别为5~7、5~9;随着时间的延长,对Cu^2+、MG、MB的吸附量均逐渐增加,MB的吸附速率要明显快于Cu^2+和MG,并于120 min左右达到吸附平衡,而Cu^2+和MG则需要更长的平衡时间。对Cu^2+的吸附符合Langmuir等温线模型,对MG的吸附符合Freundlich等温线模型,且2种吸附等温线模型均能较好地拟合对MB的吸附过程,最大吸附量分别可达48.3、246.0、233.8 mg/g。三者的吸附动力学均遵循准2级动力学反应模型。     

Removal of manganese from water by electrocoagulation: Adsorption,kinetics and thermodynamic studies

The present study provides an electrocoagulation process for the removal of manganese (Mn) from water using magnesium as anode and galvanised iron as cathode. The various operating parameters like effect of initial pH, current density, electrode configuration, inter‐electrode distance, coexisting ions and temperature on the removal efficiency of Mn were studied. The results showed that the maximum removal efficiency of 97.2% at a pH of 7.0 was achieved at a current density 0.05 A/dm² with an energy consumption of 1.151 kWhr/m³. Thermodynamic parameters, including the Gibbs free energy, enthalpy and entropy, indicated that the Mn adsorption of water on magnesium hydroxides was feasible, spontaneous and endothermic. The experimental data were fitted with several adsorption isotherm models to describe the electrocoagulation process. The adsorption of Mn preferably fitting the Langmuir adsorption isotherm suggests monolayer coverage of adsorbed molecules. In addition, the adsorption kinetic studies showed that the electrocoagulation process was best described using the second‐order kinetic model at the various current densities. © 2012 Canadian Society for Chemical Engineering