掺铝α-FeOOH纳米微粒对铅离子吸附性能研究

采用金属离子化学共沉淀法制备掺铝α - FeOOH纳米微粒,通过透射电镜(rEM)和X射线衍射(XRD)对其进行表征,并研究了其对铅离子(Pb2+)的吸附性能.结果表明:制备的掺铝微粒为α- FeOOH,呈针状,是纳米级.pb2+初始质量浓度、吸附时间对吸附效果均有不同程度的影响.掺铝α - FeOOH纳米微粒对pb2+的吸附符合Langmuir模型,理论最大吸附量qm为5.043 mg/g.吸附过程可以用准二级动力学方程进行描述,准二级动力学速率常数k为0.088 g/(mg·min),平衡吸附量理论计算值qe为5.405 5 mg/g.     

普鲁兰多糖菌丝球对亚甲基蓝和甲基橙染料的吸附

以普鲁兰多糖菌丝球(PMP)作为吸附剂,分析了菌丝球投放量、p H值和吸附时间对多糖菌丝球吸附亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)效果的影响;结果表明,当吸附剂用量为52 mg,溶液p H分别为碱性和2. 5,吸附时间为300 min对MB和MO吸附效果最好。菌丝球对MB和MO的吸附过程均符合Langmuir、Freundlich等温模型和二级动力学方程,吸附速率常数分别为0. 0041和0. 0048 g/(mg·min~(-1))。     

改性花生壳对酸性橙Ⅱ的吸附影响因素及动力学研究

分别采用草酸、乙酸、盐酸对花生壳进行酸化改性,制备得到3种生物吸附剂:草酸改性花生壳(OPS)、乙酸改性花生壳(APS)、盐酸改性花生壳(HPS);将其用于吸附酸性橙Ⅱ,考察了改性剂、改性花生壳粒度、吸附时间、酸性橙Ⅱ溶液pH值、改性花生壳投加量及酸性橙Ⅱ溶液初始浓度等因素对吸附率的影响,初步探讨了吸附动力学。结果表明,改性花生壳对酸性橙Ⅱ的吸附能力较未改性花生壳显著提高,其中HPS的吸附效果最好。在改性花生壳粒度为120目、吸附时间为100min、酸性橙Ⅱ溶液pH值为2.3、改性花生壳投加量为10g·L~(-1)、酸性橙Ⅱ溶液初始浓度为50mg·L~(-1)时,OPS、APS和HPS对酸性橙Ⅱ的吸附率分别为88.6%、92.0%和95.4%。吸附动力学研究表明,改性花生壳对酸性橙Ⅱ的吸附行为符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程主要为化学吸附,且吸附速率常数与改性剂酸度有关。     

电解二氧化锰对亚甲基蓝和甲基橙染料吸附性能的研究

以电解二氧化锰(EMD)为吸附剂,分析了吸附剂投加量、pH和吸附时间等因素对EMD吸附亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的影响;亚甲基蓝是一种典型的阳离子型染料,性质很稳定;甲基橙是一种酸碱指示剂,分子中带有磺酸基-SO3-。结果表明,最佳吸附条件为吸附MB和MO时EMD的最佳用量分别为33.33 g/g和55.56g/g,pH为2、吸附时间为300 min时吸附效果最好。EMD对MB和MO的吸附过程较符合Langmuir等温式和拟二级动力学方程,吸附速率常数分别为0.002 3和0.006 4 g/(mg.min)。EMD对染料的去除机理为吸附和氧化综合作用的结果。     

次氯酸钠改性磁性碳纳米管吸附剂的制备及吸附性能研究

本文利用直接制备的碳纳米管原始样品作为偶氮染料的吸附剂,采用次氯酸钠溶液对碳纳米管进行表面修饰改性,改性后显著提高了吸附剂的吸附容量,本工艺简单有效,所获得的吸附剂具有磁性,吸附过后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能结果表明,次氯酸钠改性后碳纳米管对水中甲基橙去除效果明显高于未改性的碳纳米管.吸附剂对水中甲基橙的吸附在70 min基本达到平衡,吸附过程符合准2级动力学模型(R2＞0.99).改性后的磁性碳纳米管吸附甲基橙的平衡吸附量qe与甲基橙溶液的平衡浓度ρe的关系满足Langmuir(R2＞0.99),Freundlich ( R2＞0.98)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2＞0.99)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知改性磁性碳纳米管最大吸附容量为29.2 mg·g-1,吸附过程为有利吸附,由D-R模型计算结果可以推断,次氯酸钠改性后的磁性碳纳米管对水溶液中甲基橙的吸附以物理吸附为主.     

介孔碳吸附亚甲基蓝的热力学和动力学研究

以3种介孔碳CMK-3、立方Ia3d结构介孔碳和层状介孔碳MMC为吸附剂,考察了它们对亚甲基蓝的吸附效果;利用Langmuir和Freundlich吸附等温模型来描述3种介孔碳对亚甲基蓝的吸附行为,Langmuir等温模型的拟合性更好;利用准1级和准2级动力学模型考察吸附动力学,3种介孔碳吸附亚甲基蓝的动力学曲线更符合准2级动力学模型,吸附速率常数分别为0.007 3、0.002 0、0.004 8 g/(mg·min),且均是单分子层的物理作用;3种介孔碳中CMK-3对亚甲基蓝的吸附量最高,为3.067 g/g。     

硝酸锂改性钛系离子筛的制备及其吸附性能

钛系锂离子筛具有较高的锂吸附容量和稳定性,对其制备工艺及性能进行改进研究具有重要意义。使用硝酸锂和碳酸锂混合物作为锂源,与二氧化钛在500℃下进行固相反应,生成层状钛酸锂;使用0.2 mol·L~(-1)盐酸对其酸洗24 h,得到了锂离子筛吸附剂;采用X射线衍射、扫描电镜、粒度分析、N_2吸附-脱附方法等,对其性能进行了表征;通过锂离子的吸附实验,确定了吸附和再生性能;探究了该新型吸附剂的锂离子吸附机理。结果表明:吸附过程是单分子层化学吸附;经过改性,离子筛颗粒更加细小,孔体积和比表面积更大,结构完整;在70 mg·L~(-1)的Li~+溶液中,吸附量为25.01 mg·g~(-1),准二级吸附速率常数为0.2762 g·(mg·h)~(-1),吸附速率较之未改性提高了54.56%;该离子筛对浓度为11.6 mg·L~(-1)的Li+溶液,其锂去除率可以达到99.77%。     

SiO_2/CS交联复合吸附剂的制备

研究了对二氧化硅加入壳聚糖(CS)、硅烷,进行改性、冷冻干燥制备气凝胶复合吸附剂,探索对Fe~(2+)的吸附特性。吸附等温线符合Langmiur吸附模型,其最大吸附量333.3 mg/g,吸附常数0.75 L/mg。吸附动力学符合二级动力学方程,吸附速率常数1.056 10 g/(mg·min),吸附容量125 mg/g。交联剂和冷冻干燥处理,提高了SiO_2/CS吸附剂的吸附性能。     

SiO_2/CS交联复合吸附剂的制备

研究了对二氧化硅加入壳聚糖(CS)、硅烷,进行改性、冷冻干燥制备气凝胶复合吸附剂,探索对Fe⁽²⁺⁾的吸附特性。吸附等温线符合Langmiur吸附模型,其最大吸附量333.3 mg/g,吸附常数0.75 L/mg。吸附动力学符合二级动力学方程,吸附速率常数1.056 10 g/(mg·min),吸附容量125 mg/g。交联剂和冷冻干燥处理,提高了SiO_2/CS吸附剂的吸附性能。     

养殖底泥制备腐植酸和生物炭及其氨氮吸附性能研究

以养殖底泥为原料,分别采用碱提酸解法和水热炭化法制备腐植酸和生物炭吸附剂,并以养殖水体中氨氮作为目标污染物,研究腐植酸和生物炭的氨氮吸附性能。结果表明:腐植酸和生物炭产率分别为3.86%和13.46%(以底泥湿基计),比表面积分别为11.54 m~2·g~(-1)和24.76 m~2·g~(-1)。准二级动力学方程能更好地拟合腐植酸和生物炭吸附氨氮的动力学特征。当腐植酸加量为2.00 g·L~(-1)、生物炭加量为3.00 g·L~(-1)时,其对氨氮的平衡吸附量增幅趋缓;当氨氮初始浓度分别增至150 mg·L~(-1)和200 mg·L~(-1)时,腐植酸和生物炭对氨氮的平衡吸附量增幅趋缓;生物炭比腐植酸表现出更强的吸附能力。该研究为养殖底泥的资源化利用及养殖废水的处理提供了参考。     

膜渗透体系砷在水合氧化物胶体上的吸附特征

吸附-脱附作用是影响和控制砷迁移释放过程的主要机制之一,然而对砷在金属氧化物胶体上的吸附还缺乏系统研究。膜渗透方法可以准确地反映砷在纳米级胶体颗粒上的吸附-脱附过程。首先,通过溶胶-凝胶法合成Fe(OH)_3、Al(OH)_3和Mn(OH)_2胶体直径分别为112、681和402 nm,Zeta电位分别为+41、+9.5和+1.4 mV。砷在Fe(OH)_3、Al(OH)_3和Mn(OH)_2胶体上的吸附均符合准二级动力学方程,砷吸附速率分别为1.06、1.38、3.17 g/(mg·h),这说明吸附速率与胶体粒径和表面电荷有关,粒径较小导致胶体表面电荷较大,使得砷在胶体上吸附速率常数较小。砷在铁、铝、锰水合氧化物胶体上的吸附等温线符合Freundlich方程,Fe(OH)_3胶体对砷的吸附能常数n为1.43(1),属于强吸附,而Al(OH)_3和Mn(OH)_2胶体对砷的吸附能常数n分别为0.22和0.40(1),属于弱吸附。     

壳聚糖交联沸石对尾矿废水的Mn~(2+)、Cd~(2+)吸附特性研究

利用壳聚糖交联沸石吸附尾矿废水中Mn~(2+)、Cd~(2+),通过考察吸附剂处方配比、吸附剂用量、溶液pH值与吸附时间对两种重金属离子的去除率影响,表明7.0g·L~(-1)用量下的壳聚糖交联沸石(m_(壳聚糖):m_(沸石)=0.20)吸附pH值为5.0~6.0的100mg·L~(-1)的Mn~(2+)、Cd~(2+)溶液4h达到平衡。该吸附过程符合Langmiur等温吸附特征,尾矿废水样品经壳聚糖交联沸石吸附后,溶液中Mn~(2+)、Cd~(2+)残留量均符合国家排放标准,因此,可为相关行业环境治理提供参考。     

氧化石墨烯对甲基橙/亚甲基蓝的吸附性能探究

为了研究氧化石墨烯(graphene oxide,GO)对染料分子的吸附作用,选用甲基橙(Mmethyl orange,MO)和亚甲基蓝(methylene blue,MB)两种有机染料为目标分子,考察甲基橙/亚甲基蓝的初始浓度、吸附剂的用量对吸附性能的影响。采用紫外可见吸收光谱仪测定吸附后有机染料的吸光度值,寻求最佳吸附条件与吸附量。当甲基橙浓度为25mg·L~(-1),体积为30m L,氧化石墨烯的质量为20mg时和亚甲基蓝浓度为240mg·L~(-1),体积为25m L、氧化石墨烯的质量为10mg时,氧化石墨烯的吸附量分别可以达到5.427和543.29mg·g~(-1)。实验结果表明:氧化石墨烯对亚甲基蓝染料的吸附性能优于甲基橙。     

氧化铈纳米晶的制备和除砷动力学研究

采用溶剂热法制备了粒径仅有3～4 nm的氧化铈纳米晶粒,测试了其除砷动力学,并进行了吸附动力学模型分析。结果表明,制备氧化铈纳米晶粒工艺简单,粒子晶粒发育完整,粒子纯度高、分散性好。当ρ(As(V))/ρ(CeO_2)较低时,吸附速率较快,准1级吸附动力学方程拟合更合适;当ρ(As(V))/ρ(CeO_2)较高时,吸附速率受到内孔扩散阻力或者表面吸附分子排斥力影响较大,准2级吸附动力学方程拟合较合适。在不调节pH、无氧化等处理的情况下,当用质量浓度50 mg/L的氧化铈纳米晶吸附剂时,2 h之内就可以将水中的As(V)处理到质量浓度低于10μg/L之下,满足GB 5749-2006规定As的质量浓度不得超过10μg/L的要求。     

粗孔微球硅胶负载氢氧化锆对磷酸根吸附性能

以粗孔微球硅胶为载体,采用浸渍法负载ZrOCl2,然后用氨水将ZrOCl2转化为ZrO(OH)2,得到ZrO(OH)2/SiO2吸附剂,研究其对水溶液中磷酸盐的吸附。单独使用粗孔微球硅胶作为吸附剂时对磷酸根没有任何吸附作用。单独使用ZrO(OH)2·2.6H2O(用量0.1g)作为吸附剂时60min吸附量为120.4mg PO43-/g,以纯ZrO(OH)2计的吸附量为160.3mg PO43-/g,当ZrO(OH)2/SiO2负载量为10%时,用量为0.5g,在相同条件下吸附量为36.4mg PO43-/g,以纯ZrO(OH)2计的吸附量为364.3mg PO43-/g。吸附动学实验表明吸附过程符合准二级动力学模型。     

给水污泥对水中磷的去除性能研究

以给水污泥为吸附剂,采用单因素实验,考察了多种因素对含磷废水中磷去除效果的影响。在磷初始浓度为50mg·L~(-1)、吸附剂投加量20 g·L~(-1)、pH值为4.5、吸附时间10h的条件下,磷去除率达93.15%。采用Lagergren一级动力学模型、伪二级动力学模型、颗粒内扩散模型、双常数模型,对吸附效果进行拟合分析。动力学研究结果表明,各浓度的实验数据均能较好地符合伪二级动力学模型。当磷溶液的初始浓度为50mg·L~(-1)时,实验结果符合一级动力学模型;当磷溶液的初始浓度分别为100mg·L~(-1)、150mg·L~(-1)时,颗粒内扩散模型和双常数模型对实验结果有较好的拟合效果。Langmuir和Freundlich等温吸附模型均符合污泥活性炭对含磷废水的吸附特性,热力学参数的计算结果表明,该吸附过程是自发的吸热反应。     

果胶吸附稀土金属镧(Ⅲ)研究

本文研究了低脂果胶对稀土金属镧(Ⅲ)的吸附性能。采用单因素实验分别考察了吸附时间、pH值、吸附温度、吸附剂用量以及镧(Ⅲ)的浓度对果胶吸附容量的影响。采用正交试验确定了果胶吸附镧的较优工艺条件。结果表明,最佳的吸附时间为60min,pH值为2.0,吸附温度为45℃,吸附剂用量为0.01g,镧(Ⅲ)的浓度为15.0μg·m L~(-1)。经过验证的吸附的较优工艺条件为:pH为3.0,温度为35℃,吸附剂用量为0.01g,镧浓度为15.0μg·m L~(-1),吸附时间为80min。     

香蕉皮吸附活性艳橙的研究

探讨了用改性香蕉皮吸附处理活性艳橙模拟废水的效果,结果表明:1∶1(体积比)硫酸改性香蕉皮的吸附性能较好。用改性香蕉皮吸附活性艳橙的最适宜条件为:常温、pH=2,吸附时间30 min,振荡速率190r/min,吸附剂用量3.5 g/L,初始浓度为5 mg/L,此时最大脱色率达96.7%,处理后的滤液为无色。     

活性污泥对Pb~(2+)的生物吸附特征研究

研究了活性污泥对重金属离子Pb2+的吸附特征。结果表明,当Pb2+的初始质量浓度为60mg/L时,Pb2+在活性污泥上吸附30min后基本达到平衡,吸附过程可以用准二级动力学方程来描述(R2=0.9994),平衡吸附量qe为50mg/g,准二级速率常数k2为0.0095g/(mg.min);吸附温度对吸附效果影响不大;pH值对吸附效果的影响很大,溶液pH值为3～4时吸附效果较好;活性污泥的投加量对吸附效果有很大的影响,在Pb2+的质量浓度一定的情况下随着污泥投加量的增加吸附效果反而减弱。     

原位法合成螺吡喃功能化的UiO-66光响应吸附剂及其性能研究

传统吸附剂孔道结构和表面性质固定，往往难以兼顾高效吸附和脱附。采用原位合成法，制备螺吡喃功能化的金属有机骨架UiO-66,在其孔结构中构筑可光控调节的光响应吸附活性位。以阴离子染料甲基橙为吸附质模型，考查材料对吸附质的吸附及脱附性能。经紫外光照射后，样品OP-US对甲基橙的平衡吸附量从33.84 mg·g^-1上升至42.41 mg·g^-1,提升了25.32%;经可见光照后，甲基橙的脱附量比紫外光照时提升了51%。通过光照刺激改变UiO-66孔笼中螺吡喃分子的构型及表面电荷性质，即对吸附活性位进行光控调节，在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附，为新型高效吸附剂的制备和金属有机骨架材料的应用提供思路。