不同铝源羟基氧化铝除氟性能及机理研究

采用共沉淀法,以Al2(SO4)3·18H2O和Al Cl3·6H2O为铝源,分别制备了2种用于除氟的羟基氧化铝吸附剂。通过吸附试验,从吸附速率、p H值影响、吸附等温线3方面评价吸附剂的吸附性能。借助红外光谱(FTIR)和能谱(EDX)2种手段,对吸附剂进行表征,进而探讨吸附机理。结果表明,以Al2(SO4)3·18H2O为铝源制备的吸附剂,在投加量为0.4 g/L,F-的质量浓度为8 mg/L,温度为25℃,溶液p H值为7时,吸附量为37 mg/g,具有良好的除氟效果,其吸附规律符合Langmuir等温方程,动力学符合准二级动力学方程,最大吸附量为138.60 mg/g,明显高于以Al Cl3·6H2O为铝源所制备的吸附剂的最大吸附量96.62 mg/g。Al2(SO4)3·18H2O制备的吸附剂中包含的SO42-能够与F-发生置换,且SO42-的存在稳定了反应过程中溶液p H值的变化,有利于氟的吸附。因此使用经济性更好的Al2(SO4)3·18H2O制备吸附剂,比Al Cl3·6H2O所制备的吸附剂具有更好的应用前景。     

羧甲基化沙柳木粉负载纳米零价铁吸附水中Pb~(2+)

以羧甲基化沙柳木粉(CMS)为载体,采用液相还原法制得羧甲基化沙柳木粉负载纳米零价铁(NZVI/CMS)吸附剂。采用SEM、FTIR、XRD和TEM对纳米零价铁(NZVI)和NZVI/CMS的微观结构进行了表征。考察了不同吸附条件对NZVI和NZVI/CMS吸附Pb~(2+)性能的影响。结果显示:NZVI成功负载在CMS上,负载后的NZVI分散性明显提高,团聚现象得到有效解决,CMS起到分散NZVI颗粒的作用。吸附结果显示:当NZVI和NZVI/CMS的投加量分别为0.05和0.01 g,Pb~(2+)初始质量浓度分别为600和400 mg/L,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃,Pb~(2+)溶液pH分别为4.5和4.0时,NZVI和NZVI/CMS对Pb~(2+)的吸附量最大,分别为390.3和535.5 mg/g。循环吸附实验表明,循环3次后,NZVI的吸附量为98.6 mg/g,而NZVI/CMS的吸附量可达469.7mg/g,NZVI/CMS呈现出比NZVI更优越的循环使用性能。     

松香基磁性微球的结构表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以马来松香乙二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸为单体,Fe₃O₄为磁源,通过悬浮聚合和酰胺化反应制备出松香基磁性微球。利用热重分析仪、红外光谱、比表面积与孔隙度分析仪、扫描电镜及磁天平对磁性微球进行表征,并通过静态吸附法研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果显示：松香基磁性微球既具有顺磁性(磁化率为9.123×10^-4 cm³/g),又具有功能基团(氨基),比表面积、孔体积和平均孔径分别为29.73 m²/g、0.396 cm³/g和18.023 nm,表面和内部均有大量孔洞。当磁性微球粒径为72~108 μm时,在50 mL质量浓度为0.5 g/L Cr(Ⅵ)溶液中,调节pH值为2,吸附剂用量为0.8 g,25 ℃下振荡吸附,吸附平衡时间为4 h时,平衡吸附量为67.5 mg/g。动力学方程拟合结果显示吸附速率符合准一级动力学方程,吸附过程受液膜扩散和颗粒内部扩散共同影响。磁性微球循环使用5次,去除率仍达第一次吸附的85%以上,具有很好的循环使用性能。     

纳米四氧化三铁沸石微球吸附废水中铅离子研究

采用纳米Fe_3O_4对人造沸石(NZ)进行改性,研究了吸附剂投加量、废水pH、不同交联剂、离子含量等对改性磁性沸石微球去除废水中Pb~(2+)性能的影响,分析了改性沸石的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在Pb~(2+)溶液pH=3,吸附剂投加量为0.6 g/L条件下,钙交联纳米Fe_3O_4改性沸石微球(Ca-MZS)对溶液中Pb~(2+)的去除率达93.4%,最大吸附量为77.1 mg/g,较NZ的最大吸附量8.02 mg/g有明显提高。Ca-MZS比铁交联纳米Fe_3O_4改性沸石微球(Fe-MZS)的最大吸附量高2.57 mg/g。Ca-MZS对Pb~(2+)的吸附过程符合准2级动力学模型和Freundlich模型。Pb~(2+)溶液分别加入Na~+、K~+时,Ca-MZS对Pb~(2+)去除率分别下降了9.3个、16.1个百分点。     

羧甲基化壳聚糖修饰磁性硅粒子去除Cr(Ⅵ)离子

先通过硅酸钠水解在磁性Fe3O4纳米粒子表面包覆二氧化硅,制得磁性硅粒子(Fe3O4@SiO2);然后再通过碳二亚胺活化接枝法在Fe3O4@SiO2纳米粒子表面接枝高脱乙酰度羧甲基化壳聚糖(CMC),制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe3O4@SiO2@CMC)。通过透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)以及振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征,着重研究了其对水中Cr(Ⅵ)离子的吸附性能。结果表明:溶液的pH值能显著影响吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附效果,pH值为2时效果最佳。结合相应pH值下Cr(Ⅵ)的形态分布,探讨了这种新型材料对Cr(Ⅵ)的吸附机理。结果表明:其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形式有关,吸附过程以离子交换与静电引力为主。吸附平衡数据分别采用了Langmuir和Freundlich方程进行拟合。结果表明,等温吸附数据更符合Langmuir模型,T=298 K、pH=2、V=5 mL时,吸附剂的饱和吸附容量qm=86.96 mg/g,吸附常数为0.0174 L/mg。     

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。     

氨基功能化超顺磁性PGMA高分子微球去除废水中的铬(Ⅵ)

通过渗透沉积过程合成单分散的磁性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA-NH2)高分子微球,对其进行了SEM,FT-IR,XRD表征.并着重研究了磁性PGMA-NH2高分子微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理.结果表明,此磁性高分子微球对Cr(Ⅵ)有较高的吸附量,等温吸附数据符合Langmuir模型,在温度298.15K,pH=4.5时,吸附剂的饱和吸附容量为263.16mg/g.吸附量与废水中Cr(Ⅵ)的离子形式有关,pH=1.5时吸附效果最好,在15min内达到平衡.吸附以离子交换与静电引力为主,自发进行,焓变ΔH0=9.63kJ/mol.     

荞麦壳吸附材料的制备及其对Cr~(6+)的吸附性能研究

采用化学聚合法制备利用聚苯胺负载荞麦壳吸附Cr(Ⅵ)废水,并对复合材料进行分析表征。结果表明,复合材料在pH值为2,Cr(Ⅵ)初始浓度为200 mg/L,吸附剂使用量为0.1 g,在吸附时间为8 h时,Cr(Ⅵ)的吸附量达到最大。扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析说明聚苯胺成功负载到荞麦壳上,红外光谱(FTIR)分析说明吸附过程是静电吸附及化学吸附的作用,吸附动力学模型说明吸附过程是多种吸附模型协同作用的结果,因此荞麦皮复合材料可作为绿色环保吸附材料用于废水中Cr⁽⁶⁺⁾的去除。     

中空花状γ-Al_2O_3纳米球合成及去除水中硒研究

采用低成本、环境友好的化合物,以微波辅助溶剂热法合成了中空花状γ-Al_2O_3纳米球,并研究去除水中的硒。结果表明,所得γ-Al_2O_3纳米球具有大的比表面积,表面有丰富的羟基。γ-Al_2O_3纳米球对硒具有优良的吸附性能,去除效果为Se(IV)Se(VI);溶液初始pH对去除Se(IV)和Se(VI)的影响较大,酸性条件更有利于Se(IV)和Se(VI)的去除,吸附Se(IV)和Se(VI)的适宜pH为2～5.8。吸附Se(IV)和Se(VI)的最大容量分别为17.31、8.51 mg/g,所需反应的平衡时间分别为18、2 h。SO_4~(2-)对硒吸附的影响大于Cl~-对硒吸附的影响。中空花状γ-Al_2O_3纳米球低成本、高比表面积、高的吸附能力的优点,可应用于含硒地下水或者工业废水的处理。     

果胶-PDA微球的功能化制备及其对Th~(4+)的吸附性能

以果胶为原料,利用溶胶-凝胶法,Ca~(2+)为交联剂制备出果胶-Ca微球,使用多巴胺修饰果胶-Ca微球生成功能化的吸附剂果胶-聚多巴胺(PDA)微球。探讨了该吸附剂去除Th~(4+)的吸附性能,并利用SEM、FTIR和XPS分析了其功能化制备和吸附的机理。结果表明,果胶-PDA微球在pH=3.5时吸附效果最好,在25℃、pH=3.5、初始Th~(4+)质量浓度为24mg/L、吸附剂质量为0.03g的条件下,接触时间为1200min时,吸附容量可达到37.172mg/g;共存离子Cs+、Sr~(2+)、Mn~(2+)和Mg~(2+)对Th~(4+)的吸附影响较小,说明该吸附剂对Th~(4+)的吸附选择性较好;热力学和动力学研究结果表明,吸附过程符合线性Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,最大吸附量为99.010 mg/g;热力学数据表明,果胶-PDA吸附Th~(4+)是一个自发吸热的过程;TG分析可知,果胶-PDA的热稳定性较改性前果胶-Ca有所提高;果胶-PDA上的N、O与溶液中Th~(4+)发生的螯合作用是果胶-PDA微球对Th~(4+)的主要吸附机理。     

核桃壳负载纳米零价铁吸附废水中Pb~(2+)

以核桃壳粉、NaBH4、FeCl2·4H2O为原料,采用液相化学还原法制备了核桃壳负载纳米零价铁,并用红外光谱(FTIR)、X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)进行了表征,研究了负载纳米零价铁核桃壳作为吸附剂对水溶液中Pb2+的吸附。结果表明,293 K时,在pH=5,初始质量浓度为200 mg/L的水溶液中,10 mg吸附剂对Pb2+离子的最大吸附量为199.90 mg/g。动力学实验表明,该吸附行为符合二级动力学方程,吸附等温线能较好地符合Langmuir等温方程式。     

污泥改性制备烟气脱硫吸附剂的研究

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用负载金属氧化物的方法进行改性制备烟气脱硫吸附剂,探讨了污泥吸附剂在SO2-O2-H2O(g)-N2体系的吸附机理。负载质量分数为5%MnO2的吸附剂性能较好,在SO2入口质量浓度为2 021.38 mg/m3、O2质量分数为12%、H2O(g)质量分数为12%、气体流速为2.13 m/min和温度60℃的条件下,污泥吸附剂的脱硫效率为93.6%,吸附容量为66.8 mg/g。水蒸气存在时,过渡金属氧化物MnO2较强的氧化性促进了对SO2的化学吸附,等温吸附过程可用Fre-undlich模型描述。     

双甘膦修饰磁性四氧化三铁纳米微球吸附DNA的研究

用双甘膦(PMIDA)修饰磁性四氧化三铁纳米微球(MNP)并负载Zn2+制得了PMIDA-Zn2+修饰磁性微球吸附剂。考察了吸附溶液的pH值、离子强度、吸附时间、吸附温度等因素对DNA吸附的影响。结果表明,当吸附剂用量为10mg、pH值为5.0、离子强度(NaCl浓度)为2.0mol.L-1、吸附时间为20min、吸附温度为35℃时,吸附率可达80%,吸附容量为21mg.g-1。被吸附的DNA用3.5%的氨水能完全洗脱。将PMIDA-Zn2+修饰磁性微球用于玉米DNA的提取,所得DNA纯度较高,效果令人满意。     

壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为的对比

为使壳聚糖粉末吸附后易于固液分离,采用溶胶-凝胶-冷冻干燥法制备毫米级(2.8~3mm)壳聚糖凝胶球,比较了Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为。结果表明,壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为不同:Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)最佳吸附pH分别为5.5和3.0;达到吸附平衡Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分别需要25h和2h;Cu(Ⅱ)的吸附反应是自发、吸热、熵增过程,而Cr(Ⅵ)吸附反应为自发、放热、熵减过程;吸附Cu(Ⅱ)后的壳聚糖凝胶球不易脱附,而吸附Cr(Ⅵ)后凝胶球脱附率相对较高。借助红外表征及Langmuir、Freundlich等温模型、拟一级、拟二级动力学、颗粒内扩散模型对吸附过程拟合表明,Cu(Ⅱ)吸附机理为单层化学吸附,而Cr(Ⅵ)是单层化学吸附与多层物理吸附共同作用的吸附-还原过程。壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为155.67mg/g和185.08mg/g,说明冷冻干燥法可以强化壳聚糖的吸附量,同时毫米级的壳聚糖凝胶球改善了壳聚糖粉体吸附剂难分离的问题。     

载铁氧化石墨烯壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用加热蒸发法制备了载铁氧化石墨烯壳聚糖(Fe-GOCS)复合球,对合成材料进行了表征,研究其对吸附Cr(Ⅵ)的影响因素。结果表明,随pH的降低,Fe-GOCS对Cr(Ⅵ)的吸附量增加。准1级动力学模型可用于描述0~10 h对Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程,而10~45 h阶段对Cr(Ⅵ)的吸附符合准2级动力学方程。随环境温度的升高,FeGOCS对Cr(Ⅵ)吸附容量变大,吸附过程为自发的吸热反应,并符合Sips和Langmuir吸附等温线模型,对Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达141.5 mg/g。材料经过5次吸附-解吸附后,对Cr(Ⅵ)的平衡吸附容量仍有77.2 mg/g。傅立叶红外光谱和X射线衍射仪证明Fe-GOCS上的-NH——2和负载的铁氧化物参与了Cr(VI)的吸附。     

高岭土负载壳聚糖处理铬渣污染地下水

采用高岭土负载壳聚糖复合吸附剂吸附处理铬渣污染的地下水,确定了最佳反应条件:壳聚糖与高岭土质量比为0.06,pH为4,吸附时间60 min,吸附剂用量为2.00 g/L,在此条件下去除率可达94.67%,Cr(Ⅵ)由0.5mg/L降至0.026 mg/L,可满足GB/T 14848—1993的Ⅲ类标准要求。该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Freundlich、Langmuir和D-R吸附等温模型,主要以物理吸附为主。研究表明高岭土负载壳聚糖适于处理铬渣污染的地下水。     

改性纳米蒙脱土对废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

以纳米蒙脱土(MNT)、溴化十六烷基吡啶(CPB)和EDTA为原料,采用溶胶-凝胶法,制备了CPB-MNT(C-M)和CPB-EDTA-MNT(C-E-M)吸附剂,采用XRD、SEM、N2吸附-脱附和FTIR进行表征,考察其对Cr(Ⅵ)的吸附行为,并研究了吸附等温方程和吸附动力学。结果表明,经改性后,CPB和EDTA成功进入蒙脱土层间,使层间距由0.95 nm分别增大到1.69 nm和2.12 nm,单位吸附量由4.02 mg/g分别增大到7.11 mg/g和11.91 mg/g;相同条件下,对Cr(Ⅵ)去除率C-E-M(99.19%)>C-M(59.25%)>MNT(32.5%);C-E-M吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)符合拟二级动力学和Langmuir方程,极限吸附量和Langmuir常数分别是44.41 mg/L和0.731 2;吸附机理主要是物理吸附和化学吸附。C-E-M吸附剂用于处理含Cr(Ⅵ)废水具有巨大的前景。     

改性纳米蒙脱土对废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

以纳米蒙脱土(MNT)、溴化十六烷基吡啶(CPB)和EDTA为原料,采用溶胶-凝胶法,制备了CPB-MNT(C-M)和CPB-EDTA-MNT(C-E-M)吸附剂,采用XRD、SEM、N2吸附-脱附和FTIR进行表征,考察其对Cr(Ⅵ)的吸附行为,并研究了吸附等温方程和吸附动力学。结果表明,经改性后,CPB和EDTA成功进入蒙脱土层间,使层间距由0.95 nm分别增大到1.69 nm和2.12 nm,单位吸附量由4.02 mg/g分别增大到7.11 mg/g和11.91 mg/g;相同条件下,对Cr(Ⅵ)去除率C-E-M(99.19%)C-M(59.25%)MNT(32.5%);C-E-M吸附模拟废水中Cr(Ⅵ)符合拟二级动力学和Langmuir方程,极限吸附量和Langmuir常数分别是44.41 mg/L和0.731 2;吸附机理主要是物理吸附和化学吸附。C-E-M吸附剂用于处理含Cr(Ⅵ)废水具有巨大的前景。     

果胶-PDA微球的功能化制备及对Th4 的吸附性能的研究

利用溶胶-凝胶法，以Ca2+为交联剂制备出果胶-Ca微球，再用多巴胺修饰果胶微球生成功能化的果胶-PDA微球吸附剂，探讨了该吸附剂去除Th4+的吸附性能，并利用SEM、FTIR和XPS分析了其功能化制备和吸附机理。结果表明：果胶-PDA微球在pH=3.5时效果最好，在25 ℃、pH=3.5、初始Th4+质量浓度为20 mg/L、吸附剂质量为0.03 g的条件下，接触时间为1200 min，吸附容量可达到37.172 mg/g；共存离子Cs+、Sr2+、Mn2+和Mg2+对Th4+的吸附影响较小，说明该吸附剂对Th4+的吸附选择性较好；热力学和动力学研究结果表明：此吸附过程符合线性Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型，拟合的最大吸附量为99.010 mg/g；热力学数据表明果胶-PDA吸附Th4+是一个自发吸热的过程；通过TG分析知果胶-PDA的热稳定性较改性前有所提高；果胶-PDA上的N、O与溶液中Th4+的发生螯合作用是果胶-PDA微球吸附Th4+的主要吸附机理。     

伊利石负载纳米碳复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以伊利石为载体、葡萄糖为碳源,采用水热法制备了伊利石负载纳米碳复合材料,并采用X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)和红外吸收光谱(FTIR)对样品进行了表征.研究了复合材料对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了溶液pH值和吸附时间对吸附效果的影响.结果表明,pH值为2时伊利石负载纳米碳复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳;伊利石负载纳米碳复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程可用准二级动力学方程描述,吸附等温线可用Langmuir等温吸附方程拟合,其饱和吸附量达到129.63 mg/g.