鲤鱼肉骨生物炭的制备及其吸附水中Pb~(2+)特性

以水产养殖固体废弃物病死鲤鱼为生物质原材料,采用限氧裂解技术在600℃条件下制备鲤鱼肉骨生物炭(CMBB),探究了CMBB对水中Pb~(2+)的吸附特性,并对CMBB的结构和性质进行了表征。结果表明,CMBB表面具有不规则的中孔和微孔结构,表面带有大量的负电荷。CMBB对Pb~(2+)的吸附在4 h内达到平衡,动力学过程符合准2级动力学模型;吸附速率受内扩散机制控制,但并非唯一的控制机制;Pb~(2+)在CMBB上的等温吸附过程符合Langmuir、Langmuir-Freundlich和Temkin等温吸附模型,属于有利吸附;吸附过程为自发进行的熵增吸热过程。CMBB能够在较宽的pH范围(2～6)对Pb~(2+)具有明显的去除效果(去除率大于99%)。     

生物陶吸附Cd~(2+)性能研究

研究了1种生物陶吸附Cd~(2+)的优化条件,并以吸附动力学和热力学探讨吸附机理。结果表明,生物陶吸附Cd~(2+)的优化条件为:溶液温度为293.15 K,生物陶投加量为1 g/L,溶液初始p H为5.5,吸附在31 h内达到平衡,溶液中Cd~(2+)的去除率为95.30%;准1级动力学模型更准确的反映了生物陶吸附Cd~(2+)的吸附动力学;Freundlich模型比Langmuir模型更好的描述生物陶吸附Cd~(2+)的等温吸附行为,该吸附过程受颗粒内扩散、液膜扩散等步骤控制;Gibbs自由能变ΔG~θ0、焓变ΔH~θ0、熵变ΔS~θ0,表明Cd~(2+)在生物陶上的吸附为自发的、吸热的、趋于无序的吸附过程。     

黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物的吸附性能测试

以改性黄腐酸为功能单体,反相悬浮聚合法制备了Cd~(2+)离子印迹聚合物,并研究其吸附性能。动力学模型表明,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物对Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学吸附模型,相关系数达到0.9977;热力学研究发现,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物吸附重金属离子的形式为单分子层表面吸附,与Langmuir等温吸附模型相符;竞争吸附实验显示,竞争离子Pb~(2+)、Cr~(3+)存在时,Cd~(2+)/Pb~(2+)、Cd~(2+)/Cr~(3+)的相对选择性系数分别为4.32、13.47,说明MFA-IIP对模板离子拥有较强的选择识别性能,竞争离子化合价不同,选择识别性更加显著。     

改性煤气化灰渣吸附重金属离子的研究

以煤气化灰渣为原料,采用酸改性法(HF酸)制备改性煤气化灰渣。通过静态实验研究了改性煤气化灰渣对溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的静态饱和吸附量分别为112.07,40.18,31.21 mg/g。     

Ca2+ 印迹交联改性壳聚糖的制备及对Cd2+ 的吸附

采用Ca~(2+)印迹保护氨基、戊二醛交联、冻干法造孔、CS2化学改性,制得了Ca~(2+)印迹交联改性壳聚糖(CK)。并用FTIR、XRD和BET对吸附剂的结构进行了表征,通过静态吸附实验考察了其对Cd~(2+)的吸附性能及机理。结果表明:Ca~(2+)保护了氨基;戊二醛与壳聚糖(CS)发生了交联,改善了CS的酸溶性,pH=2时仍可使用;冻干法可使微孔比表面积增大至272.82 m2/g,孔体积增大至0.44 cm3/g;经CS2化学改性,成功引入了C=S基团,提高了CK对Cd~(2+)的吸附性能,平衡吸附量可达49.43 mg/g,比CS的吸附量提高了57.7%。CK对Cd~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,反应速率常数可达25 g/(g·min);CK对Cd~(2+)的吸附过程符合Freundlich吸附等温式,n值可达4.45;Dubinin Radushkevich模型分析表明:CK吸附Cd~(2+)的平均吸附能为2 236 kJ/mol,是化学吸附;选择性识别实验结果表明:CK对Cd~(2+)具有选择吸附性,除Ca~(2+)外,相对选择性系数均大于3.54。     

锰铁氧体/生物炭复合材料的制备及吸附Cd2+性能

以核桃壳生物炭为原料,利用一步水热法合成锰铁氧体/生物炭复合材料(BMFC),采用SEM、XRD和FTIR对BMFC进行了表征,并研究了pH、吸附时间、起始浓度等对BMFC吸附Cd~(2+)性能的影响,通过XPS对BMFC吸附Cd~(2+)机理进行了研究。结果表明:在25℃下,BMFC对Cd~(2+)的最佳吸附pH为7.0,吸附平衡时间为80min,最大饱和吸附量为32.74mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,对Cd~(2+)的吸附过程属于单分子层化学吸附;根据XPS分析表明,Cd~(2+)的去除是因其与BMFC表面的官能团发生作用。解吸-吸附实验发现,BMFC进行5次循环吸附后,仍对Cd~(2+)表现出较好的再生吸附性能。     

2种介孔硅藻的制备及其对废水中Cd~(2+)的吸附

以硅藻土为天然硅源,CTAB为模板剂制得介孔硅藻(DM)和磁性介孔硅藻(MDM)。采用SEM、FTIR和STA对制备的产品进行了表征,并以Cd~(2+)为目标污染物,研究了2种吸附材料对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,当初始Cd~(2+)质量浓度为10 mg/L,温度为25℃,pH=6,DM和MDM投加量为3 g/L,吸附时间为30 min时,DM和MDM对Cd~(2+)的去除率分别为85.67%和98.75%,且均可再生使用5次。DM和MDM对Cd~(2+)的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,吸附过程均符合准二级动力学方程。     

螯合改性蔗渣纤维素对Cr~(3+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附平衡与动力学研究

用丙烯酸乙酯、乙二胺对双醛蔗渣纤维素进行接枝反应,然后用CS_2黄化,制备了具有氨基和酰胺基的蔗渣纤维素,研究了其对重金属离子Cr~(3+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的吸附行为。实验结果表明,改性蔗渣纤维素对Cr~(3+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为34.873mg·g~(-1)、25.451mg·g~(-1)和36.345mg·g~(-1)。等温吸附过程符合Langmuir方程,吸附过程可能属于单分子层吸附。动力学吸附过程符合准二级动力学模型,吸附过程可能属于化学吸附反应。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。     

针铁矿对水溶液中Cd2+、Pb2+的吸附影响

水体中镉、铅污染日益严重,如何净化被镉、铅污染的水体是目前污染防治的迫切问题。本文以针铁矿为吸附材料,控制水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)的初始浓度、pH和离子强度的不同,研究针铁矿对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。研究结果显示:针铁矿吸附Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型;吸附Pb~(2+)符合Langmuir和Freundlich吸附模型;随pH升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先上升后趋于平衡;随着NaNO_3浓度升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先下降后上升。整体可知,在废水处理中,针铁矿可作为理想的除镉和铅的吸附材料。     

羟基磷灰石/膨润土复合材料对水中Cd~(2+)吸附研究

采用共沉淀法制备羟基磷灰石/膨润土(HA/B)复合材料,用于去除水溶液中Cd~(2+)。探究了合成时温度、膨润土投加量、Ca~(2+)与PO43–浓度、高温灼烧对吸附的影响。研究了吸附动力学及热力学,分析了Cd~(2+)的吸附机理,研究了pH、阴离子对Cd~(2+)吸附性能的影响以及与阳离子的竞争作用。结果表明,羟基磷灰石成功地负载在膨润土表面;最佳制备条件为:制备温度30℃,羟基磷灰石与膨润土的最佳配比为1:1,Ca(NO3)2的浓度为8.23 g/L,高温灼烧不利于材料的吸附;伪二级动力学模型和Langmuir等温模型能很好地描述Cd~(2+)在HA/B上的吸附,表明吸附以化学吸附为主;热力学表明该吸附是自发的、吸热的过程;F–促进吸附,Cl–抑制吸附,Cu~(2+)、Ca~(2+)、Pb~(2+)、NH4+对Cd~(2+)吸附的干扰大小顺序为:Cu~(2+)Pb~(2+)Ca~(2+)NH4+。     

给水厂铝污泥对Cd~(2+)的吸附性能

采用铝污泥作为吸附剂去除废水中的Cd~(2+),研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd~(2+)浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd~(2+)的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd~(2+)的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd~(2+)的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd~(2+)的吸附量分别为原始铝污泥的1.2,1.5,2.2倍。     

固定化生物吸附剂对废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能

从含重金属废渣堆积区的土壤中筛选分离出一种对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)具有高耐受性的功能菌株,采用包埋法制成固定化生物吸附剂,用于吸附废水中的重金属,考察了重金属的初始浓度、吸附时间、废水pH值及吸附剂添加量等因素对吸附性能的影响.结果表明,筛选出的菌株为短杆菌,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的最大耐受浓度分别为2200和700 mg/L;吸附剂投加量为10 g/L、废水pH为6时,Pb~(2+)和Cd~(2+)达最大吸附率,分别为87.77%和57.50%;Pb~(2+)和Cd~(2+)基本可在40 min内被快速吸附达平衡,最大吸附量分别为114.3和82.12 mg/g;废水初始pH为5?7利于吸附;Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度增加使吸附率降低,且Pb~(2+)初始浓度比Cd~(2+)初始浓度对吸附速率影响更大.Langmuir和Freundlich吸附方程拟合表明,Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附主要为单分子层表面吸附;Pseudo-second order动力学方程拟合表明,吸附过程的限速步骤主要为化学吸附,且Pb~(2+)比Cd~(2+)更易被吸附.     

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。     

Zn~(2+)、Cd~(2+)在腐植酸上的吸附动力学与解吸作用研究

研究了Zn~(2+)、Cd~(2+)在腐植酸上的吸附动力学及其解吸特征。考察了初始p H与温度对吸附作用的影响。结果表明,金属离子的吸附量随初始p H的升高而增大,随温度升高而增大。Z n~(2+)、C d~(2+)在腐植酸上的吸附符合伪二级吸附速率模型。吸附在腐植酸上的Z n~(2+)、Cd~(2+)在H_2O、HCl、NaOH和NaCl溶液中的解吸量的关系是:HClNaOHNaClH_2O。     

改性海藻酸钠的制备及吸附性能研究

以海藻酸钠为原料,氯化钙为交联剂,制备了改性海藻酸钠吸附材料。采用红外光谱(FT-IR)对改性海藻酸钠进行表征,用原子吸收光谱测定其对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,改性海藻酸钠成功制备。吸附性能分析表明,吸附动力学过程符合准二级动力学模型,平衡吸附量为87.87 mg/g。     

香菇废弃物固定化方法的改进及其对Cd~(2+)的吸附研究

聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、香菇废弃物粉末以7∶3∶3的质量比混合,水浴加热溶解后,用CaCl_2饱和硼酸溶液固定化。以2%CaCl_2饱和硼酸的固定化时间、磷酸盐浓度以及磷酸盐的固定化时间为因子进行正交实验,以成球性、机械强度、Cd~(2+)吸附平衡时间和吸附率为指标,确定最佳固定化方法,并研究了固定化香菇对Cd~(2+)的吸附机理。结果表明,香菇废弃物的最佳固定化方法为:将质量比为7∶3∶3的PVA、SA、香菇废弃物粉末混合,水浴加热溶解,用注射器将混合液滴入2%CaCl_2饱和硼酸固定化24 h后,移至浓度5 g/L的磷酸盐进行二次固定化反应6 h。改良后的固定化香菇小球吸附Cd~(2+)的平衡时间大大缩短,由7 h缩短至1 h,准二级动力学方程能够很好地模拟改良固定化香菇对Cd~(2+)的动力学吸附过程,R~2=0.999 8。改良固定化香菇对Cd~(2+)的热力学吸附过程符合Langmuir模型与Frendlich模型,相关系数R~2分别为0.939 5和0.998 3,对Cd~(2+)的理论最大吸附量为11.99 mg/g,最大吸附量较改良前大大提高。     

中华麦饭石对重金属离子的吸附作用

以产于内蒙古通辽市奈曼旗的中华麦饭石为吸附剂,研究麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附作用。结果表明,中华麦饭石对重金属离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。中华麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附容量分别为0.119 8、0.133 1、0.105 4、0.069 8、0.057 5 mg/g。中华麦饭石对重金属离子的吸附机理主要是物理吸附与离子交换。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd~(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd~(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd~(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd~(2+)吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

黏度调控合成MgO微球及对Cd~(2+)吸附性能研究

通过调控反应体系中溶液的黏度制备了分散性好的具有微纳分级结构的MgO微球。对其进行了结构以及形貌的表征和分析,研究了反应溶液黏度对Mg O微球结构以及形貌的影响,考察了其对水中Cd~(2+)的吸附机理。结果表明,该微球是由MgO多孔纳米片聚集组成,且尺寸均一。该Mg O微球对水溶液中的Cd~(2+)具有很好的吸附效果,较好地符合准二级动力学模型和Langmuir等温模型,说明对Cd~(2+)的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附。其对Cd~(2+)的饱和吸附量可到1.543 g/g,在众多镉吸附材料中处于前列。水中Cd~(2+)会与MgO微球表面羟基中的H+发生交换,从而通过羟基中的O吸附在MgO微球表面。