改性硅藻土吸附废水中Cd2+的动力学研究

用十二烷基磺酸钠对天然硅藻土进行改性,改性后硅藻土的吸附效果明显优于天然硅藻土,吸附量由4.973mg/g增加到17.045mg/g。通过静态吸附实验探讨了改性硅藻土对废水中Cd2+的吸附主要影响因素和动力学。在本实验条件下,吸附量随温度与Cd2+浓度的增加而增加,但随改性硅藻土用量的增加而减少。在pH值为3～6时,吸附量随pH值的增加而增加。吸附动力学符合Lagergren准二级方程。     

甲基丙烯酸接枝改性玉米芯对Cd2+的吸附及机理

以甲基丙烯酸为单体、高锰酸钾/浓硫酸为引发体系对玉米芯进行接枝改性,成功引入羧基官能团,结合扫描电镜、红外光谱和zeta电位等分析手段研究了吸附条件对玉米芯吸附Cd²⁺过程的影响及其吸附机理。结果表明,吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学方程,改性玉米芯对Cd²⁺的吸附主要是化学吸附过程,吸附速率是颗粒内扩散速率和膜扩散速率共同影响的结果;在pH 7、投加量为5 g·L^-1、温度为30℃、吸附时间为6 h的条件下,接枝改性玉米芯和原玉米芯对Cd²⁺的最大吸附容量分别为28.00 mg·g^-1和5.96 mg·g^-1,提高了近4倍;玉米芯对Cd²⁺的吸附是一个自发的吸热反应,温度越高,自发程度越大;接枝改性玉米芯对Cd²⁺的吸附过程中,参与反应的主要官能团有羧基、羟基、酰胺基和甲基等,吸附Cd²⁺后的接枝改性玉米芯表面出现褶皱和白色小颗粒,孔隙消失,电负性增大。     

改性生物炭对Pb2+和Cd2+吸附性能及机理研究

分别通过磷酸、氢氧化钾、铁及微波对小麦秸秆生物炭进行改性,探究改性生物炭投加量、溶液初始pH及重金属离子浓度对重金属Pb²⁺及Cd²⁺的吸附影响及改性生物炭对重金属的吸附机理。结果表明,磷酸及氢氧化钾改性使生物炭表面坍塌且孔隙结构连通,铁改性使比表面积降低,微波改性使生物炭产生少量孔隙。磷酸改性促进—OH及■的生成,氢氧化钾及铁改性促进—OH的生成,微波改性对生物炭基团的影响较小。改性方法的优异性依次为磷酸改性、铁改性、氢氧化钾改性及微波改性,改性生物炭添加量的增加能够增强对于重金属的吸附,溶液pH为弱碱性时对于Pb²⁺的吸附效果最佳,Cd²⁺的吸附效果随着溶液pH增加而增大,Langmuir等温吸附方程能较好反映改性生物炭对于Pb²⁺及Cd²⁺的吸附。     

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。     

改性铁尾矿对废水中Pb2+的吸附及机理研究

以铁尾矿为主要原料,采用酸碱改性法制备了一种新型吸附材料,研究了其对吸附废水中Pb2+的影响,并对其的理化性质和吸附机理进行表征.结果 表明,在pH为5.0、初始Pb2+的质量浓度200 mg/L、吸附剂投加量1.00 g/L、温度25℃、吸附时间为12h条件下,改性铁尾矿对Pb2+的去除率为95.02％.Langmi...     

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...     

Friedel盐对废水中低浓度Cd2+的吸附动力学

以合成的Friedel盐(FS, 3CaO×A12O3×CaCl2×10H2O)为吸附剂,研究了FS去除废水中Cd2+的反应动力学和等温吸附特性. 考察了FS盐用量、温度及Cd2+初始浓度对Cd2+去除的影响. 结果表明,FS用量为0.03 g/L时,在室温下对废水中初始浓度为10 mg/L的Cd2+的去除率大于94.34%,吸附容量可达301.9 mg/g,吸附主要以离子交换吸附为主,最终形成Cd4Al2(OH)12Cl2(H2O)4×xH2O及Cd4Al2(OH)12Cl2×4H2O化合物. 利用一级动力学模型关联了反应动力学数据,得到速率常数k=0.049 min-1,吸附行为较符合Langmuir等温吸附方程.     

磁性水葫芦改性壳聚糖对Cd2+的吸附研究

研究磁性水葫芦改性壳聚糖,利用戊二醛交联制得改性壳聚糖吸附剂。测得改性壳聚糖吸附剂的比表面积、孔隙体积和平均空隙大小较壳聚糖有较大提高,Zeta电位由54.6 mV降低到-12.5 mV,表明改性壳聚糖的吸附能力大大提高。并利用红外光谱进行结构表征。研究吸附剂用量、吸附温度、吸附时间对Cd²⁺吸附性能的影响,确定最佳吸附条件为：吸附剂用量1.0 g、吸附温度50℃、吸附时间60 min,Cd²⁺去除率达到92.90%以上;改性壳聚糖与原壳聚糖相比,Cd²⁺去除率增加超过一倍,表明改性壳聚糖具有较高吸附性能。     

无机胶凝炭对Cd2+的吸附研究

以粉末活性炭为主要原料,采用普通硅酸盐水泥熟料作胶凝剂,制备成型无机胶凝炭,重点研究其对水溶液中二价镉离子(Cd2+)的吸附特性.用BET对无机胶凝炭试样的孔隙结构进行表征,采用原子吸收分光光度计分析Cd2+溶液浓度,并探讨Cd2初始浓度、pH值、作用时间等因素对试样吸附效果的影响.实验结果表明:试样对水中Cd2+的吸附比单纯的粉末活性炭效果更好,在相同条件下,试样除镉率提高了13％,平衡吸附时间缩短了20min;试样还具备良好的循环使用特性,循环使用50次时,平均除镉率仍高达77.95％.     

木醋液改性羟基磷灰石对溶液中Cd2+的吸附特性

水体中存在Cd²⁺会危害人体健康,Cd²⁺污染的去除是一个需要解决的问题。以羟基磷灰石(HAP)和低成本的木醋液(WV)为原料,通过水浴搅拌制备了木醋液改性羟基磷灰石(WV-HAP),并将其应用于去除溶液中Cd²⁺的研究。利用XRD、FT-IR、SEM、BET对WV-HAP进行了表征,通过吸附试验探究溶液初始pH、初始离子浓度、接触时间和温度对WV-HAP对Cd²⁺吸附特性的影响。结果表明:在吸附剂添加量2 g/L、温度298 K、Cd²⁺初始浓度100 mg/L、pH=5、吸附时间4 h时,WV-HAP的平衡吸附容量为46.43 mg/g;WV-HAP对Cd²⁺的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型;热力学研究表明吸附过程是吸热的;通过对吸附Cd²⁺前后的WV-HAP进行表征,发现吸附机制主要是表面吸附、孔道吸附和离子交换。WV-HAP表现出优于HAP的对溶液中Cd²⁺的吸附能力,是一种潜在的Cd²⁺吸附材料。     

C-S-H凝胶对Cd2+、Zn2+和Cu2+的吸附固化作用

以分析纯Ca(NO3)2·4H2O、Na2SiO3·9H2O和重金属硝酸盐为原料,通过溶液反应法分别制备钙硅比为0.8和1.8的纯净及含Cd2+、Zn2+和Cu2+的C-S-H凝胶,研究了C-S-H凝胶在形成过程中对三种重金属离子的吸附固化作用.结果表明,两种钙硅比的C-S-H凝胶均能吸附固化Cd2+、Zn2+和Cu2+,重金属离子较易进入低钙硅比C-S-H凝胶夹层结构中,可以置换高钙硅比C-S-H凝胶结构中的Ca2+,在水化液相中形成Ca(OH)2.C-S-H凝胶对Cd2+和Cu2+的固化能力好于对Zn2+的,低钙硅比C-S-H凝胶对Zn2+的吸附固化作用优于高钙硅比C-S-H凝胶.     

改性菌渣对含Pb2+废水吸附性能的影响

采用盐酸浸泡和热处理的方法对香菇菌渣改性后制备吸附剂,研究其对模拟废水中Pb~(2+)的吸附性能,考察了初始浓度、温度、pH、吸附剂投加量和吸附时间5个因素对吸附性能的影响,并研究了改性菌渣吸附剂对Pb~(2+)的等温吸附和吸附动力学特征。结果表明:改性菌渣对Pb~(2+)模拟溶液的最佳吸附条件为:pH=5.0、吸附剂投加量1.6 g/L、初始浓度250 mg/L、温度25℃、吸附时间60min。在该条件下对Pb~(2+)的吸附率可达95.68%,改性菌渣吸附Pb~(2+)的过程符合Langmuir等温模型和准二级吸附动力学模型,吸附速率主要由化学吸附控制。     

改性沸石去除废水中Zn2+的试验研究

采用Nacl-MnO2联合的方式对天然斜发沸石进行改性,在静态条件下,对改性沸石处理模拟含锌废水进行了试验研究,考察了吸附时间,吸附剂投量、Zn2+初始浓度和pH对改性沸石吸附Zn2+的影响.结果表明,在温度为25℃,pH为5.0～6.0,Zn2+初始质量浓度≤50 mg·L-1,按锌与改性沸石质量比为1.40投加改性沸石进行处理,Zn2+去除率可迭90%以上,模拟含锌废水经改性沸石处理后,水中锌含量低于国家排放标准.采用Langmuir吸附等温线和准二级动力学模型拟合改性沸石对Zn2+的吸附,结果表明,改性沸石对Zn2+的吸附能较好地符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学模型,相关系数分别为0.927 5和0.9992.     

花生壳改性处理含铅废水及吸附机理研究

通过对花生壳改性处理模拟含铅废水,增强对铅离子的吸附能力,结果表明,最佳改性方法是花生壳在0.015 mol/L高锰酸钾中搅拌改性4 h。改性前后花生壳的IR图谱发现吸附位点种类没有增加,但是数量明显增加;BET比表面积测试结果表明,改性后花生壳的比表面积增加了78%。在初始条件为50 m L含Pb2+100 mg/L模拟含铅废水时,最佳的吸附条件为0.2 g改性花生壳在含铅废水中吸附2 h,Pb2+除去率为99.48%,较未改性的花生壳提高了42.63%。吸附机理研究表明,采用Lagergren准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型可以准确描述吸附行为,拟合实验数据平衡吸附量为24.93 mg/g,与实验结果一致。     

花生壳改性处理含铅废水及吸附机理研究

通过对花生壳改性处理模拟含铅废水,增强对铅离子的吸附能力,结果表明,最佳改性方法是花生壳在0.015 mol/L高锰酸钾中搅拌改性4 h。改性前后花生壳的IR图谱发现吸附位点种类没有增加,但是数量明显增加;BET比表面积测试结果表明,改性后花生壳的比表面积增加了78%。在初始条件为50 m L含Pb2+100 mg/L模拟含铅废水时,最佳的吸附条件为0.2 g改性花生壳在含铅废水中吸附2 h,Pb2+除去率为99.48%,较未改性的花生壳提高了42.63%。吸附机理研究表明,采用Lagergren准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型可以准确描述吸附行为,拟合实验数据平衡吸附量为24.93 mg/g,与实验结果一致。     

改性膨润土对废水中Cd(II)的吸附特征及吸附动力学研究

为探讨改性膨润土对Cd(II)的吸附特征及吸附动力学机制,通过吸附实验探讨了pH值、初始浓度和吸附时间对改性膨润土吸附Cd(II)的影响。结果表明,盐酸改性膨润土对Cd(II)的去除率表现为随溶液pH值升高而升高,而氢氧化钠改性膨润土、膨润土与十二烷基磺酸钠改性膨润土的去除率分别在pH=6和7时达到最大值。膨润土及改性膨润土对Cd(II)的去除率随初始浓度的增加而降低,吸附量随平衡浓度增加而增大,并趋向平稳,吸附符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。膨润土及改性膨润土的吸附反应在240 min内基本达到平衡,吸附动力学分析表明吸附过程更符合准二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主,膨润土及改性膨润土的吸附速率大小依次为K2HCl-B＞K2NaOH-B＞K2B＞K2SDS-B,液膜扩散与颗粒内扩散过程均为控速步骤。该研究可为改性膨润土处理含镉废水和修复镉污染土壤提供参考。     

硝酸改性花生壳对Pb2+的吸附研究

以花生壳为原料、HNO3为改性剂,对花生壳进行改性制备吸附剂,并研究了其吸附水中Pb2 的性能.结果表明,在2.0 g花生壳中加入体积分数为10%的HNO3溶液25 mL、控制温度80℃、搅拌3 h,得到改性的花生壳;用此改性花生壳吸附Pb2 的最佳条件为:0.20 g改性花生壳、97.5 mg·L-1的Pb2 溶液25 mL、pH值5.0、搅拌吸附60 min,在此条件下吸附率可达97%;吸附后的花生壳用0.5 mol·L-1的HCl溶液再生,重复使用2次对Pb2 的吸附率在92%以上;同时,比较了改性花生壳和未改性花生壳对Pb2 的吸附性能,未改性花生壳对Pb2 的吸附率为87%,改性花生壳对Pb2 的吸附率为96%,通过HNO3改性使花生壳的吸附性能得到提高.     

Cu2+和Cd2+在改性纳米碳黑和钠基膨润土上的吸附稳定性及其影响因素

通过Cu2+和Cd2+在改性纳米碳黑(MCB)和钠基膨润土(Na-B)上的吸附-解吸实验,研究了MCB和Na-B对Cu2+和Cd2+的吸附特性和吸附稳定性。研究表明:Cu2+和Cd2+在MCB和Na-B上的吸附动力学能用准二级动力学方程拟合。吸附等温线能用Freundlich方程、Langmuir方程拟合。Freundlich拟合得到的n值均大于1;Langmuir拟合得到MCB对Cu2+和Cd2+的最大吸附量分别为344mmol/kg和222.2 mmol/kg,Na-B对Cu2+和Cd2+的最大吸附量分别为59mmol/kg和45mmol/kg。用0.01mol/L的Ca Cl2对吸附了Cu2+或Cd2+的两种吸附剂进行解吸时,解吸率受p H值影响较大,受温度的影响较小。用不同浓度的Ca Cl2进行解吸时,解吸率变化不大。Cu2+在两种吸附剂上的吸附稳定性均大于Cd2+,MCB对两种重金属的吸附稳定性均大于Na-B。     

改性海泡石对废水中Pb2+、Hg2+、Cd2+ 吸附性能的研究

用盐酸溶液对海泡石进行处理和在450℃灼烧,制备出改性海泡石。在动态条件下,研究了改性海泡石对重金属离子Pb2+、Hg2+、Cd2+的吸附效果及吸附条件。同时探讨了改性海泡石对重金属离子Pb2+、Hg2+、Cd2+的吸附机理。含Pb2+、Hg2+、Cd2+的冶金废水经改性海泡石吸附后,重金属离子含量显著低于国家排放标准。