粉煤灰合成沸石对重金属铅与镍的吸附性能研究

利用粉煤灰合成的沸石吸附混合重金属Ni~(2+)与Pb~(2+),考察吸附剂量、初始p H、反应温度与反应时间对其竞争吸附效果的影响,探讨沸石吸附Ni~(2+)与Pb~(2+)的吸附动力学。结果表明:随着吸附剂量的逐渐增大,沸石对Ni~(2+)与Pb~(2+)的吸附去除率不断提高,而单位质量吸附剂对Ni~(2+)与Pb~(2+)的吸附容量不断下降。在整个吸附过程中两种离子竞争吸附去除顺序是PbNi。初始p H值对沸石吸附Ni~(2+)与Pb~(2+)去除效果影响显著。酸性环境中沸石对混合重金属中Pb~(2+)的吸附抑制了其对Ni~(2+)的吸附。随着反应温度的上升与反应时间的延长,沸石对Ni~(2+)与Pb~(2+)的吸附去除率不断提高。沸石对Pb~(2+)的吸附去除率在各个反应温度均高于其对Ni~(2+)的去除率。沸石对混合重金属Ni~(2+)与Pb~(2+)的吸附动力学均符合准二级动力学模型。     

用6210净水剂直接去除电镀废水中Cr~(6+)

电镀废水中的Cr~(6+),不需预先化学还原或电化还原成Cr~(3+),添加净水剂6210就可直接反应去除。试验表明,含Cr~(6+)189.6 mg/l的电镀废水,投药比6210/Cr~(6+)为25～50,室温下搅拌反应1 h,Cr~(6+)的去除率>90%,且15 min内可澄清。6210净水剂还具有去除F~-、SO_4~(2-)等阴离子及去除Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)等重金属阳离子的特性。     

荷正电纳滤膜的制备及其在重金属废水处理中的应用研究

以哌嗪(PIP)和均三苯甲酰氯(TMC)为两相单体,在聚醚砜(PES)基膜表面进行界面聚合反应得到TFC膜,进而通过添加2-氯-1-甲基吡啶鎓碘化物活化接枝树状大分子改性制备了荷正电聚酰胺复合纳滤膜(G-TFC)。研究了3种膜的结构和性质,以及G-TFC膜对3种重金属离子的去除情况。结果表明,改性后的G-TFC膜亲水性增加,接触角由75.0°±2.0°降至46.9°±3.5°,且等电点提高至9.9 m V。G-TFC膜对质量浓度50~500 mg/L的单一Cu~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)离子溶液的通量在25~30 L/(m~2·h),截留率均90%,且满足Cu~(2+)Ni~(2+)Pb~(2+)的规律;对混合Cu~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)溶液的通量为30.6 L/(m~2·h),对Cu~(2+)和Pb~(2+)的截留率96%。     

初始浓度对合成沸石吸附混合重金属的效果研究

利用合成的沸石材料吸附重金属Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)的两种混合与三种混合离子,考察混合重金属的初始浓度对沸石材料吸附三种离子的效果影响。结果表明:初始浓度对沸石材料吸附三种混合重金属的吸附效果影响较大。随着混合重金属离子初始浓度的不断升高,沸石材料对重金属的Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)的吸附去除率逐渐下降。当Cu~(2+)与Ni~(2+)两种离子共存时,整个吸附过程中沸石材料对其吸附去除顺序为:CuNi。当Cu~(2+)与Cd~(2+)两种离子共存时,沸石材料对其吸附去除顺序为:CuCd。当混合重金属中含有Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)三种离子时,沸石材料对其吸附的去除顺序则为:CuNiCd,且三种混合重金属离子共存时,沸石材料对Cu~(2+)的吸附去除率影响不大。     

粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd~(2+)具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。该菌株能在Cd~(2+)浓度为300 mg·L~(-1)的条件下正常生长;对Cd~(2+)的最大吸附量为(154.7±0.9)mg·g~(-1)。考察了Cd~(2+)初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd~(2+)的影响,结果表明:pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd~(2+)的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)与Cd~(2+)共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%(Pb~(2+))、44.6%±0.6%(Zn~(2+))、52.7%±0.1%(Cu~(2+))和64.2%±0.3%(Cd~(2+))。解吸实验证明了HB-4对Cd~(2+)极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd~(2+)的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。     

羽毛纤维对废水中重金属离子的吸附性能研究

利用禽类羽毛纤维作为吸附剂,吸附溶液中的重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(6+)。考察温度、pH值、吸附剂投加量、重金属离子初始浓度等对羽毛纤维吸附效果的影响并建立吸附等温线。结果表明,羽毛纤维能吸附重金属离子,随着温度、吸附剂投加量的增大,重金属离子初始浓度的降低,羽毛纤维对重金属离子的吸附率逐渐提高。随着pH值的升高,羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)的吸附率提高,对Cr~(6+)的吸附率降低。羽毛纤维对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)、Pb~(2+)吸附符合Freundlich吸附等温模型。羽毛纤维对重金属离子的吸附能力顺序为Pb~(2+)>Cu~(2+)>Zn~(2+)>Ni~(2+)>Cr~(6+)。     

生物除磷颗粒污泥去除Pb~(2+)的效能机制

以好氧颗粒污泥的吸附作用和磷酸盐对重金属的螯合作用为基础,采用富含磷酸盐的生物除磷颗粒污泥作为吸附剂来处理含铅废水,考察了不同吸附条件(pH、Pb~(2+)的初始浓度、吸附反应时间)下,颗粒污泥对Pb~(2+)的去除效果。结果表明,除磷颗粒污泥在pH为4,初始Pb~(2+)浓度为150 mg·L~(-1)时,对铅的去除率最高(为99.9%);在吸附反应20 min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb~(2+)的吸附可以用Langmuir模型拟合(R~2=0.993),最大吸附量为49.5 mg·g~(-1)。其中离子交换和磷酸盐与Pb~(2+)的螯合作用对除磷颗粒污泥去除Pb~(2+)起到重要作用;傅里叶变换红外光谱(FTIR)测定表明—COOH、—OH、磷酰基等多种官能团也参与了除磷颗粒污泥除Pb~(2+)过程。     

一种新的配位滴定指示剂

4-(6′-溴苯并噻唑偶氮)-3-羟基苯甲酸[4-(6′-bromobenzothiazolylazo)-3-hydroxyben-zoic Acid,Br-BTAHA]是 Cu~(2+)、CO~(2+)、Ni~(2+)的很好的显色剂和酸碱指示剂。用 Br-BTAHA 和 Cu-Br-BTAHA 作指示剂,以 EDTA 分别滴定 Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)及 Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+),终点由蓝色分别突变为绿(或橙)色及黄绿(或橙红)色,十分清晰敏锐。根据 Ringbom 误差公式计算,Br-BTAHA 完全具备配位滴定指示剂的各项必要条件,是一种选择性和准确度均好的指示剂。     

平板陶瓷膜和中空纤维膜处理重金属废水效能对比

以前端采用加载絮凝作为预处理、砂滤和保安过滤作为过滤系统,后端采用平板陶瓷膜和中空纤维膜2种超滤膜的方法,对处理印制电路板工厂清洗废水进行中试。结果表明,加载絮凝预处理对浊度、Cu~(2+)和Ni~(2+)的去除效果较好,去除率分别为92%、99%、97%;砂滤和保安过滤器对浊度、Cu~(2+)和Ni~(2+)平均去除率分别为84%、3%、48%;经平板陶瓷膜处理后,浊度在0.1 NTU以下,去除率达到76%;Cu~(2+)的质量浓度0.04~0.1 mg/L,去除率为65%;经中空纤维膜处理后,浊度在0.1~0.3 NTU,去除率达到53%,Cu~(2+)的质量浓度0.05~0.1 mg/L,去除率为63%;而两者对Ni~(2+)的去除效果一般,更多的依靠预处理阶段。从运行稳定性和抗污染能力方面来看,平板陶瓷膜更优于中空纤维膜。     

新型阳离子交换纤维对重金属离子吸附行为的研究

用各种现代分析手段,较系统地研究了我们首次研制的新型阳离子交换纤维SCVCIEF-c_1、SCVCIEF-b_1及HONCIEF对Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)的静态交换平衡特性,并初步研究了吸附机理。实验结果表明,这几种交换纤维对Cu~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)均具有较好的吸附性能,吸附体系的pH、温度、离子浓度都对纤维的交换容量及吸附选择性有较大影响。SCVCIEF与重金属离子的交换以静电引力为基础的离子对形式交换为主,HONCIEF则较之SCVCIEF更容易与重金属离子发生络合。     

巨大芽孢杆菌生物絮凝剂同时去除水中Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的研究

巨大芽孢杆菌絮凝剂(BMF)是一种能够同时有效地去除Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的生物絮凝剂,且在不同的条件下去除率高低为Pb~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)。这3种重金属离子的去除效率均受p H、BMF投加量、搅拌时间和温度的影响,其中温度影响较小。通过X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析可知,BMF的主要成分为蛋白质和多糖,在絮凝过程中起主要作用的是多糖上的羟基和羧基。阐述了BMF对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的絮凝机理包括化学反应、吸附架桥、氢键和静电引力作用等。     

氢氧化物沉淀-Fenton法处理电镀废水的研究

分别采用Fenton法及氢氧化物沉淀-Fenton法对模拟电镀废水进行处理。结果表明:单独采用Fenton法处理模拟电镀废水,当废水pH值为3、Fe~(2+)与H_2O_2的物质的量比为1.1时,虽然废水中COD的去除率能够达到91.6%,但Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除效果并不理想。先采用氢氧化物沉淀法对模拟电镀废水进行预处理,再采用Fenton法进行处理,COD的去除率可以达到93.6%,同时Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ni~(2+)三者的去除率也均能达到98%以上。     

两性絮凝剂EPPCX的制备及对Pb~(2+)作用机理研究

以聚酰胺多胺(PPC)-2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(ETA)接枝共聚物(EPPC)、NaOH和CS_2为原料,在乙醇为溶剂条件下合成一种两性絮凝剂阳离子聚酰胺黄原酸钠(EPPCX)。通过FT-IR、13C-NMR、紫外光谱对产物结构进行表征。考察了絮凝剂投加量、温度、不同阴离子对Pb~(2+)去除率的影响;测定了絮体的Zeta电位、分形维数、采用扫描电镜观察了絮体的形貌。结果表明,处理25 mg·L~(-1) Pb~(2+)模拟废水时,EPPCX投加量为110.75 mg·L~(-1),Pb~(2+)的去除率达到97.2%。温度为35℃时,去除效果最好,阴离子的存在对Pb~(2+)的去除起到促进作用。絮凝过程中ζ电位的变化,表明絮凝过程主要以电荷作用为主,通过分形维数测定表明絮体具有密实的聚集结构。通过絮体形貌的变化,表明絮体有明显的堆积层次,形成絮体密实。     

一种基于香豆素苯腙的Cu~(2+)荧光化学传感器

本文设计合成了一种香豆素苯腙(L),经元素分析、1H-NMR对其结构进行了表征。在乙醇溶剂中采用荧光光谱法考查了L对Li~+、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Ba~(2+)、Al~(3+)、Mn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)及Cu~(2+)的荧光响应。结果表明,Cu~(2+)可以有效猝灭L在373nm处的荧光,L可以作为定量检测Cu~(2+)的一种高选择性荧光化学传感器。     

过渡金属离子掺杂Cd_(0.3)In_2S_4-Zn_(0.7)In_2S_4复合催化剂光催化制氢的研究

通过水热法制备Cu~(2+)、Ni~(2+)、Co~(2+)三种过渡金属离子掺杂Cd_(0.3)In_2S_4-Zn_(0.7)In_2S_4复合光催化剂,并采用XRD、UV-Vis、表面光电压谱(SPS)和SEM等分析手段对所制备的催化剂进行了表征。Cu~(2+)、Ni~(2+)、Co~(2+)掺杂后催化剂的晶体结构未发生改变;Cu~(2+)掺杂使得催化剂吸收边明显红移,Ni~(2+)、Co~(2+)掺杂使得催化剂吸收边轻微蓝移;过渡离子掺杂后对催化剂形貌产生较大影响。过渡离子掺杂使得光生电子-空穴的分离效率提高,光催化剂的催化活性提高。实验结果表明,Cu~(2+)(2%)-Cd0.3In2S4/Zn0.7In2S4、Ni~(2+)(5%)-Cd_(0.3)In_2S_4/Zn_(0.7)In_2S_4和Co~(2+)(7%)-Cd_(0.3)In_2S_4/Zn_(0.7)In_2S_4制氢速率分别为1141、3319和2245μmol/(h·g),均高于掺杂前的光催化剂。     

沼泽红假单胞菌去除钴的研究

Co~(2+)的大量排放严重影响了人类的身体健康。本文主要研究了在需氧和厌氧条件下,不同浓度的Co~(2+)去除及其对沼泽红假单胞菌生长的影响。结果表明:厌氧条件下更利于菌株对Co~(2+)的去除,即使在120mg/L的溶液中,其去除率也达到了84.9%;厌氧条件下Co~(2+)的去除曲线满足伪二级动力学方程(R~2=0.9519-0.9931);竞争吸附试验表明Ni2+会明显影响沼泽红假单胞菌对Co~(2+)去除率。这为工业上Co~(2+)的去除以及机理研究提供了一定的理论基础。     

活性炭对废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)吸附性能的研究

研究了粉状活性炭对废水中Cu~(2+)、Ni~(2+)的吸附行为,考察了吸附剂投加量、pH、吸附时间等因素对活性炭吸附Cu~(2+)、Ni~(2+)的影响。试验结果表明:溶液pH和粉状活性炭投加量是影响金属离子吸附的重要因素,两种重金属的去除率均随活性炭投加量的增大而增加;当在pH值为7.5、吸附时间为60min、活性炭用量为6.0g/L、温度为25℃的最佳吸附条件下,Cu~(2+)、Ni~(2+)的去除率分别为86.60%和76.08%。     

活性污泥对重金属离子吸附特性的研究

利用活性污泥作为吸附剂,吸附废水溶液中重金属离子。研究了pH值、重金属离子初始浓度对活性污泥吸附效果的影响,以及吸附重金属离子前后废水pH值的变化情况,同时探讨了pH值、 Cu~(2+)和Cd~(2+)初始浓度对活性污泥中可溶性有机物产生量的影响。结果表明,活性污泥对重金属离子具有良好的吸附效果,活性污泥对Pb~(2+)、 Cd~(2+)、 Cu~(2+)、 Zn~(2+)、 Ni~(2+)的最佳吸附pH值在7～9之间。随着初始浓度的增大,活性污泥对Zn~(2+)、 Ni~(2+)的吸附率降低,对Cd~(2+)的吸附率升高,对Cu~(2+)的吸附率先升高后降低,对Pb~(2+)的吸附率无显著影响。活性污泥吸附重金属离子后溶液的pH值均向中性区域变化。溶解性有机物的产生量随着pH值的增大呈先降低后缓慢升高的趋势。在相同的pH值下溶解性有机物的产生量随着重金属离子浓度的增大而增大。     

MCM-41分子筛的氨三乙酸功能化及对重金属离子吸附特性研究

用氨三乙酸酐对MCM-41介孔分子筛进行功能化,制备了NATT-MCM-41吸附材料,研究其对废水中Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附特性。XRD、TEM、FT-IR分析表明,MCM-41分子筛表面成功引入了氨三乙酸分子的氨基和酯基基团。NATT-MCM-41吸附剂投加量为1 g/L,Pb~(2+)和Cu~(2+)的初始浓度为150 mg/L,达到吸附平衡后,NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量分别为123.5 mg/g和103.4 mg/g;NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)吸附的最佳p H范围为5.0,吸附去除率分别达到95%和90.4%;NATT-MCM-41循环5次后依然表现出良好的吸附去除性能,说明NATT-MCM-41在处理废水重金属离子方面有较好的应用前景。     

一株耐铜真菌HLKF-11的初步鉴定及铜富集能力测定

从大冶铜绿山铜铁矿废弃露采场铜含量极高的土壤中分离获得1株耐铜真菌菌株HLKF-11。经初步鉴定,该菌株为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),其最适培养条件为:蔗糖为碳源,硝酸铵为氮源,pH值6.50,温度28℃。菌株HLKF-11在培养液Cu~(2+)初始浓度为500 mg·L~(-1)时,Cu~(2+)富集量达到41.69 mg·g~(-1),表现出较强的Cu~(2+)耐受和富集能力。对进一步丰富耐铜微生物资源以及应用于铜污染土壤的生物修复具有一定的理论和实践意义。