五种改性纳米纤维素吸附剂的制备及除磷性能比较

含磷废水的排放是造成水体富营养化的重要原因,吸附法可以有效去除废水中的磷。开发环境友好的高效吸附剂是该法进一步推广的关键因素之一。采用TEMPO氧化+机械剪切结合的方法制备纳米纤维素(CNFs),分别用Fe(OH)_3、Al(OH)_3、Mg(OH)_2、La_2O_3和MnO_2对CNFs进行改性。将改性前后的CNFs用于吸附去除废水中磷,并比较了不同p H条件下的除磷效果。结果表明,Fe(OH)_3、Al(OH)_3、Mg(OH)_2、La_2O_3和MnO_2均能成功负载于CNFs上。经改性后的CNFs对磷的吸附去除效果有明显提高,p H越低吸附容量越高。同一p H条件下,吸附容量依次为Fe(OH)_3@CNFsAl(OH)_3@CNFsMg(OH)_2@CNFsLa_2O_3@CNFsMnO_2@CNFs。Fe(OH)_3@CNFs对磷的吸附效果最好,且受pH变化的影响不大。在磷初始浓度为10mg/L、p H为4时,Fe(OH)_3@CNFs对磷的吸附容量为7.58mg/g,为未负载CNFs的94.75倍;当p H升高至7时,其吸附容量仍可达到7.09mg/g。将其用于实际废水除磷时无需调节pH,可节约药剂,降低处理成本。     

改性膨润土材料对汞的吸附解吸性能研究

本文制备了7种改性膨润土材料,并从中筛选出4种对汞吸附能力较强的材料,研究了四种改性材料对Hg2+的吸附解吸性能。结果显示,改性材料对Hg2+的吸附能力较钙基膨润土有大幅度提高,吸附速率均很快,巯基化膨润土对Hg2+的吸附解吸性能最佳。改性后的四种材料对Hg2+的吸附量至少提高了3倍以上,均可作为理想的Hg2+吸附剂。     

粉煤灰超细改性及对Cr6+的吸附热力学

将3个不同电厂的粉煤灰球磨后得到超细粉煤灰,选择HCI、H2SO4、NaOH、Ca(OH)2和Na2CO3等对超细粉煤灰进行化学改性.结果表明,采用Ca(OH)2改性效果最好,经过Ca(OH)2改性的3种超细粉黻对Cr6 的去除率提高2.01~2.44倍.Ca(OH)2改性超细粉煤灰对Cr6 的吸附热力学研究表明,3种改性超细粉煤灰在25℃、35℃和45℃对cr6 的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附过程为自发、放热过程.同时,分析了Ca(OH)2改,性超细粉煤灰的机理,研究了吸附饱和改性超细粉煤灰的脱附再生方法.     

粉煤灰超细改性及对Cr6 的吸附热力学

将3个不同电厂的粉煤灰球磨后得到超细粉煤灰,选择HCI、H2SO4、NaOH、Ca(OH)2和Na2CO3等对超细粉煤灰进行化学改性.结果表明,采用Ca(OH)2改性效果最好,经过Ca(OH)2改性的3种超细粉黻对Cr6 的去除率提高2.01~2.44倍.Ca(OH)2改性超细粉煤灰对Cr6 的吸附热力学研究表明,3种改性超细粉煤灰在25℃、35℃和45℃对cr6 的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附过程为自发、放热过程.同时,分析了Ca(OH)2改,性超细粉煤灰的机理,研究了吸附饱和改性超细粉煤灰的脱附再生方法.     

吸附材料与聚乳酸共混制备可降解材料及其除磷效果对比

制备了聚乳酸(PLA)/CeO_2和PLA/Al(OH)_3可降解吸附材料,研究了溶液pH值、温度和共存离子种类对两种复合材料吸附除磷效果的影响。结果表明:PLA/Al(OH)_3材料较PLA/CeO_2材料吸附除磷的能力更强;在酸性条件下,PLA/Al(OH)_3复合材料具有较强的吸附能力,其吸附量可以达到40 mg/g;温度对PLA/Al(OH)_3材料吸附效果影响不大;随着共存离子浓度的升高,Ca~(2+)及Mg~(2+)的存在显著提高对磷的吸附能力,阴离子的存在几乎不影响PLA/Al(OH)_3材料对磷的吸附。透射电子显微镜(TEM)分析表明,PLA/Al(OH)_3复合材料主要为超细的絮状物,其粒径很小且结构疏松,在吸附除磷方面具有良好的应用前景。     

有机改性膨润土对聚丙烯酰胺吸附性能的研究

研究了有机改性膨润土对石油废水中聚丙烯酰胺(PAM)的去除效果。实验结果表明：由溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)阳离子改性的膨润土和双阳离子改性的膨润土对PAM的吸附等温线都符合Langmuir等温吸附曲线，改性膨润土的层间距的大小是影响饱和吸附量的一个重要因素，质量分数为7％的单阳离子改性膨润土对PAM的去除率可达到90％122上；双阳离子改性膨润土对：PAM的饱和吸附容量随长碳链表面活性剂CTMAB的增加而增加。     

聚合氯化铝与凹凸棒土复配改性吸附水体中磷

研究将酸改性的凹凸棒土与聚合氯化铝(PAC)复配制得PAC-AT吸附材料,对其进行了表征,并用于吸附去除水体中的磷。结果表明,PAC进入或覆盖在凹凸棒土结构内部或在表面发生复合反应。PAC-AT材料通过主要起吸附作用的AT与主要起电中和与起架桥网捕作用的铝离子协同作用来去除水体中的磷。PAC-AT对磷的最大吸附量为13.27 mg/g,符合准2级动力学方程,其最大理论平衡吸附量为12.33 mg/g。pH=4时,PAC-AT对磷的吸附量最大,当酸性增强或者碱性增强,PAC-AT对磷的吸附量均降低,强酸尤为显著。     

竹基纤维素纳米纤丝交联改性后对水体中低浓度磷的吸附

通过优化制备条件,将竹基纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibrils,CNFs）与聚酰胺环氧氯丙烷树脂（polyamide epichlorohydrin resin,PAE）进行交联,随后负载Fe(OH)₃,得到了吸附废水中低浓度磷的新型复合材料CNFs-PAE-Fe。与其他交联剂相比,竹基纤维素纳米纤丝与PAE交联并负载后展现出更好的机械强度和吸附性能。通过BET比表面积测量、热重分析、FTIR、扫描电镜、XPS能谱分析,探究了交联负载Fe(OH)₃前后材料的孔径、热稳定性、表面形貌、元素组成等。CNFs-PAE-Fe对磷的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,这表明改性材料对磷的吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。CNFs-PAE-Fe在较宽的pH范围下对低浓度磷都保持着较好的吸附性能,当pH=4.0时吸附容量最高,达到9.11mg/g。对吸附饱和的改性材料进行再生研究,洗脱液V(NaCl)∶V(NaOH)配比为3∶2时再生效果最好。解吸后的材料经冷冻干燥,重复利用5次,仍保持较好的强度和完整的形貌。     

镧(La)改性吸附材料脱除水体磷酸盐研究进展

磷素是水体富营养化的主要限制性因子,合适的除磷方法对控制水体富营养化具有重要意义。吸附法是一种经济、高效、操作简单的除磷方法,但如何选择合适的吸附材料是其应用的关键。La应用于常规吸附材料改性可提高其吸附磷酸盐的性能,同时可提高La利用效率。为进一步促进La改性吸附材料脱除水体磷酸盐的发展,本文归纳了国内外关于La改性吸附材料应用于水体磷酸盐脱除的相关研究,介绍了La改性吸附材料脱除磷酸盐的能力,分析了La改性吸附材料脱除磷酸盐的机理、主要影响因素以及解吸磷酸盐的特性。同时在此基础上提出未来应制备出对实际水体磷酸盐脱除高效和选择性强的La改性吸附材料,深入研究吸附材料制备机理以及脱除磷酸盐机理,探明吸附材料解吸磷酸盐的简单方法,并作出吸附材料解吸循环使用的经济效益评价。     

改性Ca-Mg-Al水滑石基PVC热稳定剂的清洁制备及性能

以Ca(OH)_2、Mg(OH)_2、Al(OH)_3、Na_2CO_3和表面改性剂为原料,清洁制备改性Ca-Mg-Al水滑石,并将其应用于PVC热稳定剂中。采用转矩流变法,考察了原料Ca/Mg比、晶化温度、晶化时间及表面改性剂的种类对改性Ca-Mg-Al水滑石基PVC热稳定剂的性能影响。在考察的表面改性剂中,吐温80的改性效果最好。当n(Ca~(2+))∶n(Mg~(2+))=7∶1、晶化温度100℃、晶化时间17 h,吐温80改性Ca-Mg-Al水滑石基热稳定剂对PVC的动态热稳定时间达到1835 s。     

改性硅灰石粉和水镁石粉吸附废水中磷效率研究

为寻找用于废水高效除磷吸附剂,以Zr OC12·8H2O和CeCl3分别改性硅灰石粉(W)和水镁石粉(B)得到4种新型改性除磷材料Zr-W、Zr-B、Ce-W和Ce-B,对其进行了表征,探讨对吸附磷的影响因素。结果表明,在优化吸附条件下,Zr-W、Zr-B、Ce-W、Ce-B对磷的吸附量分别可达16.21、13.06、10.18、7.44 mg/g,比改性前提升11、14、7.0、8.0倍,酸性条件更有利于改性材料对磷的吸附。准2级动力学模型最适合模拟它们的动力学过程。Zr-W和Zr-B的等温吸附过程符合Langmuir模型,而Ce-W和Ce-B更符合Freundlich模型。4种改性材料在实际废水中的磷去除效率与模拟废水变化趋势相同。因此,4种改性材料在废水除磷的实际应用中具有可行性。     

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。     

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。     

煤炉渣对污水中磷离子吸附作用研究

研究煤炉渣对溶液中磷离子的吸附能力及影响因素。结果表明,煤炉渣能够选择性地吸附去除水体中的磷离子,在磷浓度为1.2 mg/L,溶液pH=9时吸附能力达到最优;表面活性剂和铵盐削弱煤炉渣对磷的吸附能力,而硝酸盐增强煤炉渣的吸附能力。     

活性炭负载氢氧化镧吸附剂的制备及其吸附性能研究

采用共沉淀法成功合成了分布均匀的针棒状C-La(OH)₃复合材料，以实现水体中磷酸盐的有效去除。通过一系列实验考察了吸附时间、吸附温度、溶液pH和溶液初始浓度对吸附的影响，并通过循环再生实验考查了吸附材料的重复利用性能。结果表明C-La(OH)₃对磷酸盐的吸附过程是吸热过程，在25℃条件下吸附量为48.681 mg/g,吸附材料可以循环使用五次，是一种既高效又经济的除磷材料。     

改性纳米纤维素对磷的动态吸附及再生

以铁改性纳米纤维素[Fe(OH)₃@CNFs]为吸附剂进行动态吸附除磷试验，探究了不同柱高和不同流速对Fe(OH)₃@CNFs吸附磷性能的影响。结果表明：吸附柱填充越高（6～16cm），进水流速越慢（5～10mL/min），吸附达到平衡所需时间越长，越有利于Fe(OH)₃@CNFs对磷的动态吸附。采用NaOH溶液对吸附剂解吸进行原位再生，再生后吸附柱对磷的吸附量为原吸附柱的83%，表明Fe(OH)₃@CNFs材料具有较好的再生能力。通过Yoon-Nelson模型计算吸附50%目标污染物所需的时间，拟合值与实验值的平均相对偏差在1.8%～6.9%之间，表明Yoon-Nelson模型能够很好地描述Fe(OH)₃@CNFs材料对磷的动态吸附行为。使用红外光谱和X射线光电子能谱对吸附机理进行分析发现Fe(OH)₃@CNFs材料对磷具有吸附能力，并且吸附后主要以FePO₄和Fe₂(HPO₄)₃的形式存在。利用吸附柱对生活污水处理厂二沉池出水进行动态吸附，在流速为10mL/min、填装高度为12cm的条件下，饱和时的吸附容量为34.5mg/g。     

腐植酸对土壤中无机磷活化效应的研究

通过磷的吸附—解吸试验,大豆盆栽和大田试验,研究了在石灰性土壤上施用风化煤、泥炭、膨润土对土壤中不同形态无机磷的影响和生物效应。试验结果表明:施用风化煤、泥炭对磷的活化作用比较明显,而膨润土的效果相对较弱;在与磷肥配合中也是风化煤、泥炭的效果最好,膨润土的效果略差。在单施风化煤、泥炭的处理中,土壤中对植物有效性较高的Ca2-P等都有增加,而植物难利用的Ca10-P则降低了,施泥炭的土壤中有效磷增量比较明显;施磷处理中,泥炭加磷肥比其他处理高,而风化煤、膨润土的效应比泥炭略差。就各指标进行综合评价,3种材料活化磷的效果依次是:风化煤>泥炭>膨润土。     

膨润土的改性对水中氨氮和磷的去除效果研究

为了探索寻找到一种价格低廉、效果明显的降低水体氨氮和磷含量的方法,对具有资源丰富、价格便宜的膨润土灰进行了改性及吸附氨氮和磷的静态试验研究,结果表明：对膨润土进行酸、碱、盐和热改性后氨氮的吸附效果有所不同,顺序依次为：热〉碱〉盐〉酸;对膨润土进行酸、碱、盐和热改性后对磷的吸附效果也不同,顺序为：盐〉热〉酸〉碱。技术经济比较,热改性膨润土对氨氮的吸附容量大,而盐改性膨润土对磷的吸附容量大,在两种情况下膨润土是较理想的吸附剂。     

氧化松木生物炭高效去除水中Pb及定量吸附机理

用H_2O_2、KMnO_4(Mn)和Mn(CH_3COO)_2·4H_2O(MnC)改性松木生物炭(PW),通过吸附实验和表征探究其对Pb的去除能力和去除机理,并定量分析各种吸附机制的贡献率。PW-H_2O_2、PW-Mn、PW-MnC对溶液中Pb的吸附量分别是原始生物炭的6、8.5、7.9倍。两种锰改性生物炭比表面积显著提高,其表面形成了MnO_2。阳离子交换对吸附的贡献率占PW-Mn、PW-MnC吸附Pb的74.6%、87.5%。表明BC-MnC是一种去除工业废水中重金属Pb的综合性能优异的材料。     

改性煤基腐黑物对Cd(Ⅱ)的吸附效果及其机理研究

针对山西煤基腐黑物(SCH)碱性高和对重金属吸附率低的问题,以山西省灵石县风化煤为原料,提取SCH,采用Ca(OH)2对SCH进行改性制备改性山西煤基腐黑物(Ca-SCH),并通过表征分析和静态吸附实验,探究SCH和Ca-SCH对Cd(Ⅱ)的吸附动力学和热力学特性。研究结果表明,通过扫描电子显微镜(SEM)、比表面积(BET)法和X射线光电子能谱(XPS)证实Ca(Ⅱ)可以成功负载到SCH表面,且改性后Ca-SCH表面粗糙,孔径增大,含氧官能团含量增加,利于对Cd(Ⅱ)的吸附。SCH和Ca-SCH在120 min内达到吸附平衡,符合准二级动力学、Langmuir和Freundlich模型。Ca-SCH对Cd(Ⅱ)的最大吸附量(Qm)为89.29 mg/g,较SCH增加了23.23%。化学改性后,Ca(Ⅱ)负载到SCH表面,通过Ca(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的离子交换可提高SCH的吸附性能,对土壤中Cd(Ⅱ)的钝化具有重要意义。