文冠果壳活性炭的结构表征及吸附Cu~(2+)的研究

以废弃的文冠果壳为原料,通过H_3PO_4活化法制备高比表面积活性炭。利用N_2吸脱附、SEM、XRD和FTIR对文冠果壳活性炭结构进行了表征。分析了其吸附热力学性质和动力学特性,初步探讨了吸附机理。结果表明,活性炭含有丰富的微孔和中孔结构,总比表面积为1 364.596 m~2/g,平均孔径为1.62 nm;活性炭对Cu~(2+)的吸附等温线符合Langmuir模型,其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好;在303~323 K温度范围内,活性炭吸附Cu~(2+)的吉布斯自由能ΔG00、焓变ΔH00、熵变ΔS00,表明活性炭对Cu~(2+)吸附是一个自发的吸热过程。     

生物炭和活性炭吸附水中典型染料的研究

用竹屑生物炭和活性炭对染料废水中常见甲基橙进行对比吸附实验。考察吸附时间、甲基橙初始浓度、温度等因素对吸附效果的影响。同时对吸附剂表面进行FTIR、SEM、Bohem滴定法等检测,进一步探究吸附剂表面的化学性质。结果表明:竹屑生物炭比活性炭有更高的表面芳香度和更多种类和数量的含氧官能团,因此,竹炭对甲基橙的吸附效果比活性炭更好。活性炭的等温吸附行为比较符合Langmuir模型(R20.98),竹屑生物炭的吸附行为与Langmuir和Freundlich模型的拟合度都比较高(R20.95),说明竹屑生物炭吸附性能受物理化学等多方面因素的影响。活性炭的动力吸附行为较符合准一级动力学模型(R20.95),竹屑生物炭更符合二级动力学模型(R20.95)。两种吸附剂对甲基橙的吸附量均随着温度的升高而增加,热力学参数ΔG00,ΔH00,ΔS00,说明两种吸附剂对甲基橙的吸附是自发吸热的过程。     

磁性生物炭对铅镉离子的吸附动力学

采用水热合成法制备磁性生物炭,利用XRD、FTIR和BET分析磁性生物炭的结构、官能团种类和比表面积,并研究磁性生物炭对Pb⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾的吸附机理。结果表明,磁性生物炭含有丰富的含氧官能团和芳香结构,磁性物质为Fe_3O_4颗粒。Pb(2+)的吸附机理。结果表明,磁性生物炭含有丰富的含氧官能团和芳香结构,磁性物质为Fe_3O_4颗粒。Pb⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾在磁性生物炭上的吸附是一个高温自发、吸热且熵增的过程,其吸附过程符合准二级动力学方程,表明化学吸附占据优势,吸附过程是由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。Pb(2+)在磁性生物炭上的吸附是一个高温自发、吸热且熵增的过程,其吸附过程符合准二级动力学方程,表明化学吸附占据优势,吸附过程是由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。Pb⁽²⁺⁾在磁性生物炭的吸附机制,主要与含氧官能团(—COOH、—OH、C—O—C)的络合作用和π电子的配位作用有关,还存在氧化还原反应。磁性生物炭吸附Cd(2+)在磁性生物炭的吸附机制,主要与含氧官能团(—COOH、—OH、C—O—C)的络合作用和π电子的配位作用有关,还存在氧化还原反应。磁性生物炭吸附Cd⁽²⁺⁾的机制,主要与—COOH、—OH和π电子的络合作用有关,C—O—C和氧化还原反应不参与磁性生物炭对Cd(2+)的机制,主要与—COOH、—OH和π电子的络合作用有关,C—O—C和氧化还原反应不参与磁性生物炭对Cd⁽²⁺⁾的吸附。     

改良固定化香菇废弃物对Cu~(2+)的热力学吸附研究

利用磷酸钠对固定化香菇进行二次交联反应,缩短了固定化香菇对Cu~(2+)吸附平衡时间,探讨其吸附等温线、吸附动力学及吸附热力学。结果表明,改良固定化香菇对Cu~(2+)的吸附平衡时间为120 min,伪二级动力学模型比伪一级动力学模型更适合描述改良固定化香菇吸附Cu~(2+)的动力学过程,相关系数R~2为0.998 1;Langmuir模型和Freundlich模型均能很好地描述改良固定化香菇吸附Cu~(2+)的热力学过程,热力学参数ΔH~θ=8.91 kJ/mol,ΔS~θ=26.15 J/(mol·K),ΔG~θ=-1.93 kJ/mol(40℃),这表明改良固定化香菇吸附Cu~(2+)是一个自发吸热的过程,温度的升高更有利于吸附的进行。     

改性玉米芯生物炭对废水中铜和氨氮的吸附

用KMnO_4改性玉米芯生物炭,并用改性生物炭吸附水中的Cu~(2+)和氨氮。结果表明:改性后,生物炭中的—OH基团数量增多且其表面有新生态MnO_2生成,吸附能力增强;生物炭吸附Cu~(2+)、氨氮的最佳pH为7;共存Na~+不影响生物炭对Cu~(2+)的吸附,但显著影响对氨氮的吸附。生物炭对Cu~(2+)、氨氮的吸附分别遵循准二级、一级动力学模型。Freundlich模型能更好地模拟生物炭对Cu~(2+)的吸附行为,Langmuir模型能更好地模拟生物炭对氨氮的吸附行为。     

PS-HQD树脂吸附废水中Cu~(2+)的动力学与热力学研究

为进一步探讨8-羟基喹哪啶树脂(PS-HQD)吸附废水中Cu~(2+)的吸附机理,用静态法研究了PS-HQD吸附Cu~(2+)的动力学与热力学规律等吸附性能。结果表明:在实验条件下,ΔH0、ΔS0说明PS-HQD对Cu~(2+)的吸附过程为吸热的熵增过程,ΔG0表明吸附过程能够自发进行,准二级动力学Lagergren方程更适合描述此吸附过程。PS-HQD第5次吸附的再生效率仍可达到83.84%,说明PS-HQD对Cu~(2+)的吸附具有良好的再生性能。     

磁性三乙烯四胺氧化石墨烯对Cu~(2+)的吸附行为

为了提高氧化石墨烯(GO)的吸附能力和分离效果,采用恒温搅拌法和水热法制备磁性三乙烯四胺氧化石墨烯(M-T-GO)复合吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)测试方法对其进行表征,并对M-T-GO对Cu~(2+)的p H、吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学进行研究。结果表明,M-T-GO对Cu~(2+)的吸附符合二级反应动力学和Langmuir吸附等温式描述,吸附反应为自发吸热过程,饱和吸附量为245.09 mg·g-1,同时具有快速分离和易再生的优点。采用X射线光电子能谱(XPS)推测M-T-GO对Cu~(2+)的吸附机理,结果表明M-T-GO主要通过螯合作用和静电引力对Cu~(2+)进行吸附。     

秸秆掺杂与煅烧改性沸石吸附铜锌离子的特性

为增强天然沸石去除重金属离子污染的能力,采用掺杂秸秆和高温煅烧对其进行改性,研究其对Cu~(2+)和Zn~(2+)静态吸附和动态吸附性能。结果表明,改性沸石对Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附等温线符合Langmuir方程,理论饱和吸附容量分别为4 043 mg Cu/kg和4 087 mg Zn/kg。吸附动力学曲线可采用Lagergren准二级动力学方程来描述。吸附热力学参数吸附自由能变ΔG <0、吸附焓变ΔH> 0、吸附熵变ΔS> 0,吸附势E <8 k J/mol。改性沸石对Cu~(2+)和Zn~(2+)吸附过程为以物理吸附为主的自发、吸热过程。     

无机盐与表面活性剂在低阶煤表面的协同吸附

针对低阶煤表面含氧官能团多、亲水性强、可浮性差等问题,采用非离子型表面活性剂——壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)和无机盐(NaCl、CaCl_2、Al Cl_3)对低阶煤泥表面进行吸附改性研究,分析其协同改性行为。吸附试验表明,NP-10在低阶煤泥表面的平衡吸附量随着其浓度增加逐渐升高,达到一定值后趋于稳定,吸附符合Langmuir等温吸附模型。吉布斯自由能(ΔG)和标准吸附焓(ΔH)为负值,说明该吸附过程为放热且自发过程,吉布斯自由能(ΔG)随温度升高逐渐减小,说明温度的升高能促进吸附过程。吸附动力学研究表明,准二级动力学方程适合描述NP-10在低阶煤泥表面的吸附动力学机制。Na~+、Ca~(2+)、Al~(3+)三种离子能促进低阶煤泥对NP-10的吸附,其中Al~(3+)的促进效果最好,Ca~(2+)次之,最后为Na~+。X射线光电子能谱(XPS)试验表明,低阶煤泥表面吸附NP-10后,煤泥表面碳元素含量显著增高,氧元素含量明显降低,说明NP-10的亲水基与低阶煤泥表面的含氧官能团结合,实现了对煤泥表面含氧官能团的有效覆盖,提高了低阶煤泥的疏水性。Na~+、Ca~(2+)、Al~(3+)三种阳离子电解质的加入,使低阶煤泥表面的氧元素含量分别降低了5.79%、6.77%、7.42%,含氧官能团含量进一步减少,尤其对C—O官能团影响最为显著。3种阳离子电解质都能促进低阶煤泥对壬基酚聚氧乙烯醚(NP-10)的吸附,促进效果为Al~(3+)Ca~(2+)Na~+。     

活性炭吸附Zn(Ⅱ)的热力学与机理研究

本文研究了水溶液中活性炭吸附Ｚｎ＾２＋的热力学特性及其机理,测定了不同温度下的吸附等温线。结果表明;在稀溶液中吸附Ｚｎ＾２＋符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ模型;活性炭吸附Ｚｎ＾２＋时可能主要是以水合Ｚｎ（Ｈ２Ｏ）＾２＝ｎ形式被吸附的;活性炭表面存在含氧官能团的吸附活性中心;由于吸附水合Ｚｎ＾２＋与炭表面含氧官能团之间相互作用,导致水分子的脱附及Ｈ＾＋的产生,使其热力学函数ΔＳ＾０增加。     

正交试验测定花生壳吸附Cu~(2+)的特性研究

利用废弃的花生壳作为吸附剂,对废水中的Cu~(2+)进行吸附,采用正交实验方法考察了吸附的最佳条件、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,在pH为4.5,Cu~(2+)初始浓度为100 mg/L,吸附温度为40℃,花生壳投加量为0.2 g/L,吸附时间为40 min时,花生壳对Cu~(2+)的吸附效果最好;其吸附过程的ΔG0,ΔH0,ΔS0。表明该吸附过程为一个自发的吸热过程。     

蚕茧交联法制备炭材料及对重金属离子的吸附研究

以蚕茧为原料,运用不同的交联法对其进行改性,然后低温炭化制备出3种炭材料,分别为CJ200、CJ200-UF和C200J,并用3种炭材料分别对几种重金属离子Cu~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)的吸附性能进行研究。结果表明,C200J吸附性能最好,对Cu~(2+)吸附量明显增大,对Fe2+、Al~(3+)基本不吸附,其比表面积较小,吸附主要靠表面的含氮官能团,符合Langmuir单分子层化学吸附,在25℃时,最大吸附量为23.78 mg/g,其吸附量随温度升高而增加,随p H的增大而增大。     

生物发酵前处理生物炭对亚甲基蓝的吸附研究

原始生物炭由于比表面积小、官能团含量低，吸附性能受到影响。为提高生物炭的吸附性能，以棉秆生物质为基质，采用生物质微生物发酵前处理结合低温热空气碳化(TAT)技术制备高比表面积、高含氧官能团的生物炭，并通过扫描电镜(SEM)对发酵前后棉秆生物质的形貌进行表征，采用N₂吸附-脱附实验、傅里叶红外变换(FT-IR)、拉曼光谱对所制备生物炭的比表面积、官能团进行分析。结果表明，微生物发酵前处理所得的棉秆生物质表面附着大量微生物，微生物的分解作用破坏了生物质形貌结构，使所制备的生物炭的比表面积由0.01 m²/g提高至20.53 m²/g,C—O及其他含氧官能团含量大幅增加。吸附实验表明，微生物发酵前处理所得的棉秆基生物炭对亚甲基蓝(MB)的吸附容量为64.9 mg/g，是直接碳化制备的生物炭吸附容量的8倍；发酵前后棉秆生物质所制备的2种生物炭对MB的吸附均符合准二级动力学模型，其吸附过程受生物炭活性位点数和生物炭层状结构的控制；羟基在生物炭和MB之间的相互作用中起着关键作用，是主要的活性吸附位点。     

改性稻壳水热炭对苯酚的吸附

稻壳在220℃下水热炭化4 h,制备水热炭(BC),用FeCl3和葡萄糖进行改性,制备氯化铁改性水热炭(FBC)和葡萄糖改性水热炭(GBC).探究了投加量和pH对水热炭吸附苯酚的影响,并对水热炭进行表征,结合吸附动力学和吸附等温线模型研究了吸附机理.结果表明,FBC的比表面积和孔容增大,GBC含氧官能团增多,比表面积增...     

柚皮粉复合高吸水树脂吸附溶液中Cu2+的行为及机理

探究了柚皮粉接枝聚丙烯酸-聚丙烯酰胺复合高吸水树脂(PP-SA)对Cu~(2+)的吸附行为及机理。考察了吸附时间及硫酸铜初始质量浓度对PP-SA吸附Cu~(2+)容量的影响,并对其吸附过程进行热力学等温线及动力学方程拟合,用XPS及TG对吸附Cu~(2+)溶液饱和的PP-SA进行了表征,探讨了其吸附Cu~(2+)机理。结果表明:硫酸铜初始质量浓度为2000mg/L时PP-SA的Cu~(2+)吸附容量最大,可达199.3mg/g,吸附约6.5h即达饱和;PP-SA对Cu~(2+)的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,吸附动力学符合准二级动力学方程;PP-SA对Cu~(2+)的吸附主要通过离子交换、螯合作用及静电吸引实现,被吸附的铜物种以Cu~(2+)形式存在,其中有小部分CuSO_4。     

壳聚糖吸附Cu~(2+)的动力学和热力学研究

实验选用壳聚糖为原料,研究壳聚糖对Cu~(2+)的吸附条件,探讨pH值,壳聚糖投加量,温度,吸附时间等因素对壳聚糖吸附性能的影响,并在不同吸附时间和不同温度下,从动力学和热力学两方面对其吸附性能进行探讨。结果表明,pH 4.0~5.0的条件下壳聚糖对Cu~(2+)的吸附能力最强;随着壳聚糖添加量的增加,其对Cu~(2+)的吸附能力逐渐增强,最佳用量均为4 000 mg/L;随着温度的增加,壳聚糖对Cu~(2+)的吸附能力逐渐增强,不同温度下的ΔG均小于零,且温度越高,ΔG越小,ΔH大于零。随着吸附时间延长,初始阶段吸附速率较快,此后趋于平衡,吸附动力学行为符合拟二级速率模型。     

环糊精-氧化石墨烯复合材料的制备及其对■的吸附性能研究

采用改进的hummer法制备出氧化石墨烯,再与适量的环糊精溶液以及水合肼和氨水进行还原反应得到环糊精-氧化石墨烯复合材料,测定了复合材料在不同pH、时间、温度等条件下对水体中的Cu~(2+)的吸附量。结果表明,环糊精-石墨烯复合材料对水溶液中的Cu~(2+)具有优异的吸附性能,在中性条件下,经24 h后吸附量达212.44 mg/g,吸附率为83.46%;这主要是因为氧化石墨烯的巨大表面积和表面含氧基团对Cu~(2+)的静电吸引力,以及环糊精的空腔结构所致。     

污泥基生物炭的制备及其对重金属的吸附性能

本研究采用城市生活污泥为原料,污泥活化后低温炭化所得的生物炭用作吸附剂去除水溶液中的Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)重金属离子。并对所得生物炭进行了表征,研究了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对生物炭吸附能力的影响,并对吸附机理进行了分析。实验结果表明:所得生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的最大吸附值分别为250 mg/g、93.5 mg/g、44.4 mg/g、142 mg/g。生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的等温吸附曲线符合Langmuir方程,吸附动力学过程可以用伪二阶模型来描述。     

椰壳炭改性处理及吸附特性研究

孔隙结构和表面官能团是影响椰壳炭吸附量的重要因素。利用硝酸氧化、高温处理和微波处理三种方法对椰壳炭进行了改性和表征并研究其对酚类的吸附特性。结果表明,经硝酸氧化改性后椰壳炭表面酸性含氧基团增加240%,但孔隙结构被破坏,比表面积下降11%,孔容增加25%,对硝基苯酚吸附量下降41%;继续对其进行高温改性和微波改性,其比表面积和吸附量增加,但同时表面酸性含氧基团下降83%和38%。寻找适合的改性处理工艺条件,以最小的孔隙破坏为代价,增加表面酸性官能团,是提高椰壳炭对酚类物质吸附量的有效途径。     

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。