硝酸改性污泥基生物炭除U(Ⅵ)效果及机理分析

以城市污泥为原料制备出污泥基生物炭,并通过硝酸改性得到硝酸改性污泥基生物炭（SSB-AO）,探究了SSB-AO投加量、溶液初始pH、离子强度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度以及吸附温度等对SSB-AO去除U(Ⅵ)的影响,通过SEM-EDS、FTIR及XPS分析SSB-AO对U(Ⅵ)的去除机理。结果表明：SSB-AO对U(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主;等温吸附过程符合Langmuir模型。在30 ℃、NaNO3浓度为0.01 mol/L、吸附时间300 min、初始pH=6、U(Ⅵ)初始质量浓度为10~100 mg/L及SSB-AO投加量为0.6 g/L的条件下,SSB-AO去除U(Ⅵ)的理论最大吸附量为80.34 mg/g;通过5次吸附-解吸实验,其吸附率保持在88%以上,说明SSB-AO具有良好的重复使用性;SSB-AO去除U(Ⅵ)的机理为内表面络合作用、静电作用以及离子交换。研究显示硝酸处理污泥基生物炭能有效地提高其对U(Ⅵ)的吸附能力,为含U(Ⅵ)废水处理提供借鉴。     

改性虾壳粉对水溶液中U(Ⅵ)的吸附性能研究

以水产业中产生的虾壳为原料进行改性,通过静态吸附实验探究H2O2改性后的虾壳粉对水中U(Ⅵ)的吸附影响因素。结果表明,当U(Ⅵ)溶液pH=3,改性虾壳粉投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)溶液质量浓度为10 mg/L,吸附时间为120 min时,改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附量达到48.58 mg/g,pH对改性虾壳粉吸附U(Ⅵ)有较大影响。对吸附过程中的动力学分析以及吸附前后的改性虾壳粉的SEM、FTIR等表征结果表明:改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学方程和Freundlich吸附等温模型,改性虾壳粉对U(Ⅵ)吸附的主要官能团为羟基、氨基、磷酸基等基团。响应面分析结果表明,吸附时间一定时,改性虾壳粉对水中U(Ⅵ)的去除影响因素,pH改性虾壳粉投加量U(Ⅵ)溶液浓度。     

磁性羧甲基纤维素的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附研究

以羧甲基纤维素为原料,采用共沉淀法制备了CMC-Fe_2O_3磁性吸附材料。采用间歇吸附实验研究了吸附材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,并研究了金属离子初始浓度、吸附时间、溶液pH、吸附剂投加量等对吸附效果的影响。实验结果表明:吸附材料在Cr(Ⅵ)初始浓度为25 mg/L,吸附时间100 min,pH=4,投加量为3 g/L,吸附温度为313 K时,去除率达到89. 94%;吸附动力学遵循准二级动力学模型。     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

镁铝类水滑石去除U(Ⅵ)的吸附研究

通过静态吸附试验,研究了镁铝类水滑石(Mg-Al LDH)对UO_2~(2+)的吸附效果。实验考察了初始pH、吸附剂投加量、吸附时间对Mg-Al LDH吸附U(VI)的影响。试验表明,Mg-Al LDH吸附U(Ⅵ)的最佳p H在6.77,反应在120 min达到平衡,Mg-Al LDH对U(VI)的饱和吸附量为53.4 mg/g。     

硝酸改性污泥基生物炭除U(Ⅵ)效果及机理分析

以城市污泥为原料制备出污泥基生物炭(SSB),并通过硝酸酸化处理得到硝酸改性污泥基生物炭(SSB-AO),探究了SSB-AO投加量、溶液初始pH、离子强度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度以及吸附温度对SSB-AO去除U(Ⅵ)的影响,通过SEM-EDS、FTIR及XPS分析SSB-AO对U(Ⅵ)的去除机理.结果表明:SSB-AO对U(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主;等温吸附过程符合Langmuir模型.在30℃、NaNO3浓度为0.01 mol/L、吸附时间300 min、初始pH=6、U(Ⅵ)初始质量浓度为10～100 mg/L及SSB-AO投加量为0.6 g/L的条件下,SSB-AO去除U(Ⅵ)的理论最大吸附量为80.34 mg/g;通过5次吸附-解吸实验,SSB-AO对U(Ⅵ)的去除率保持在88％以上,说明SSB-AO具有良好的重复使用性;SSB-AO去除U(Ⅵ)的机理为SSB-AO内层络合作用、静电作用以及离子交换.SSB-AO能有效地提高对U(Ⅵ)的吸附能力,该研究为处理含U(Ⅵ)废水提供借鉴.     

高岭土吸附结晶紫性能研究

研究了高岭土对结晶紫的吸附性能,并进一步探讨了等温吸附模型和吸附动力学。分别考察了吸附时间、pH值、高岭土投加量、结晶紫初始浓度和温度等因素对高岭土吸附结晶紫效果的影响。结果表明,吸附时间90 min,高岭土投加量10 g/L,碱性条件下能达到较好的结晶紫吸附效果。高岭土对结晶紫吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温方程符合Langmuir和Freundlich吸附模型。     

孔雀石绿在高岭土上吸附行为和模型研究

研究了孔雀石绿(MG)在高岭土上的吸附行为、等温吸附模型和吸附动力学。分别考察了吸附时间、p H值、高岭土投加量、孔雀石绿初始浓度等因素对孔雀石绿去除的影响。结果表明,吸附时间30 min,高岭土投加量16 g/L,中性条件下就能达到较好的孔雀石绿去除效果。高岭土对孔雀石绿吸附符合Langmuir、Freundlich、Temkin模型,最大吸附量为5.37 mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型。     

孔雀石绿在高岭土上吸附行为和模型研究

研究了孔雀石绿(MG)在高岭土上的吸附行为、等温吸附模型和吸附动力学。分别考察了吸附时间、p H值、高岭土投加量、孔雀石绿初始浓度等因素对孔雀石绿去除的影响。结果表明,吸附时间30 min,高岭土投加量16 g/L,中性条件下就能达到较好的孔雀石绿去除效果。高岭土对孔雀石绿吸附符合Langmuir、Freundlich、Temkin模型,最大吸附量为5.37 mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型。     

磷酸改性柚子皮对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

比较改性前后柚子皮吸附Cr(Ⅵ)的能力差异,并对吸附原理进行分析。采用生物吸附法,研究其在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,当含Cr(Ⅵ)废水中投加未经处理的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在1.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附10 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Freundlich吸附等温线。当含Cr(Ⅵ)废水中投加经磷酸改性的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在50.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附20 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Langmuir吸附等温线。磷酸改性的柚子皮吸附能力更强,可作为新型吸附材料加以开发和利用。     

磷酸改性柚子皮对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

比较改性前后柚子皮吸附Cr(Ⅵ)的能力差异,并对吸附原理进行分析。采用生物吸附法,研究其在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,当含Cr(Ⅵ)废水中投加未经处理的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在1.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附10 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Freundlich吸附等温线。当含Cr(Ⅵ)废水中投加经磷酸改性的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在50.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附20 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Langmuir吸附等温线。磷酸改性的柚子皮吸附能力更强,可作为新型吸附材料加以开发和利用。     

疏水性MCM-41分子模板剂对水中U(Ⅵ)的吸附性能试验研究

采用水热合成法制备了疏水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-dry)并经煅烧制得亲水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-cal)。试验探讨了pH值、吸附时间、投加量以及U(Ⅵ)初始浓度等因素对MCM-41材料煅烧前后吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用SEM、EDS、BET和FTIR分析其吸附机理。试验结果表明,MCM-41-dry材料因具有有机模板剂,其吸附效果远高于MCM-41-cal的吸附效果;当pH值为5,吸附时间为180 min,温度为30℃,MCM-41-dry投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,其对U(Ⅵ)的吸附率可达99.2%;Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程能较好的拟合其吸附过程,当T=303 K时,理论饱和吸附量为241.935 mg/g,吸附为单分子层吸附,以化学吸附为主。通过BET、FTIR表征则说明MCM-41-dry具有六方形介孔结构能吸附U(Ⅵ),官能团羟基和氨基发挥了很大的作用。     

改性杂色曲霉对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性杂色曲霉菌粉(AVB)作为吸附剂去除水中的Cr(Ⅵ),考察了CTAB浓度、废水pH、初始浓度、吸附剂投加量和反应时间对吸附效果的影响。结果表明最佳的CTAB浓度为1.5%,当pH等于2,吸附剂投加量为1.5 g/L,初始浓度为25 mg/L时,Cr(Ⅵ)的去除率达到79.40%。改性AVB吸附Cr(Ⅵ)的过程符合伪二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型,理论最大吸附容量qm为26.45 mg/g。通过SEM、BET和FTIR技术对吸附剂进行表征,表明改性AVB具有较大的比表面积和丰富的功能基团如氨基、羧基和羟基。     

改性麦秸对U(Ⅵ)的吸附性能及机理

通过静态吸附实验,研究了麦秸改性剂、溶液pH值、吸附时间、麦秸投加量、U(Ⅵ)初始浓度、温度对麦秸吸附U(VI)的影响,并对吸附机理进行了探讨.结果表明,经NaOH改性后的麦秸吸附率有了显著提高,改性后比改性前吸附率提高约52%;在303K、pH值3.0时,吸附于120min左右趋于平衡,平衡吸附量为1.20mg/g;吸附过程为自发进行的吸热反应,符合Freundlich方程;吸附动力学过程可用准二级吸附速率方程来描述;改性麦秸对U(Ⅵ)的吸附表现为配位络合吸附机理.     

高岭土对染料废水中亚甲基蓝的吸附去除

利用天然硅酸盐矿物材料高岭土对染料废水亚甲基蓝进行吸附去除研究,采用平衡吸附法研究不同高岭土投加量、溶液初始pH条件下高岭土对亚甲基蓝吸附去除的影响,进一步考察了热力学和动力学吸附规律,确定最佳的试验条件。结果表明:高岭土最佳投加量选择0.8 g/L,对亚甲基蓝的吸附量随初始pH的升高而增加;热力学研究表明,Koble-Corrigan模型对吸附过程的拟合度最高,更适合高岭土对亚甲基蓝的吸附行为,吸附过程是一个自发吸热的过程;动力学研究表明,在60min时基本达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学的吸附模型。     

改性糠醛渣对Cr(Ⅵ)的吸附性能

为了研究改性糠醛渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,利用红外光谱、扫描电镜、零电荷点对吸附剂进行了表征,考察了改性糠醛渣投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH、温度、吸附时间等因素对改性糠醛渣吸附Cr(Ⅵ)的影响,并研究了动力学机制。结果表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg/L,改性糠醛渣投加量为0. 07 g,溶液pH为1～3,在20℃条件下吸附50 min时,去除率可达96. 43%。吸附动力学过程符合准二级动力学方程。再生试验结果表明改性糠醛渣具有良好的重复使用性能。     

草酸改性膨润土对亚甲基蓝吸附性能的研究

采用有机酸草酸改性天然膨润土(RB),制备了草酸膨润土(OAB),同时考察了膨润土与草酸质量之比、OAB投加量、溶液初始pH值、亚甲基蓝(MB)初始浓度、吸附时间对OAB去除MB的影响。结果显示,在膨润土与草酸质量比为1:1,OAB投加量为2g/L,溶液初始pH值为6%8,MB初始浓度为200mg/L,吸附2h能达到最佳去处效果,饱和吸附量为96. 9mg/g。进一步研究了OAB吸附MB的吸附动力学和吸附等温模型,结果表明,拟二级动力学和Langmuir模型能更好地描述OAB吸附MB。此外,还采用SEM观察了OAB吸附亚甲基蓝前后的表面微观形貌特征,采用FTIR对吸附前后的OAB进行表征,均表现出了关联性。     

核桃壳基活性炭的热性能及其Cr(Ⅵ)吸附特性

用农业废弃物核桃壳制备的活性炭(WSAC)吸附处理六价铬,可达到以废治废效果。对核桃壳基活性炭(WSAC)表面结构进行红外光谱表征,测定其热重、差热等参数的变化,分析其热性质以及热稳定性。考察影响吸附热力学的参数,包括含Cr(Ⅵ)模拟废液的pH、Cr(Ⅵ)初始质量浓度以及WSAC投加量对Cr(Ⅵ)吸附去除率的影响。结果显示,影响WSAC吸附六价铬参数的最优值分别为：Cr(Ⅵ)初始浓度为4 mg/L、pH=3.95、WSAC投加量为2 mg/mL。Cr(Ⅵ)去除率影响因素分析表明,WSAC投加量对Cr(Ⅵ)去除率的影响最大,其次为溶液pH及初始浓度。     

Adsorption characteristics of U(Ⅵ)on tea waste

通过静态吸附实验,考察了铀溶液初始pH、初始浓度以及吸附时间、吸附剂粒度、温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附过程的动力学行为及等温吸附特性,并通过红外光谱和扫描电镜探讨了吸附机理。结果表明:pH对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响较大,pH为2和6时吸附量分别为13.90、43.19 mg·g^-1。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程较慢,吸附过程需要12 h才能达到平衡。吸附过程的准二级动力学方程的拟合效果优于准一级动力学方程。吸附量随铀溶液浓度的增加而增大,而吸附率则相反。铀溶液初始浓度为10~100 mg·L^-1,相应的吸附量为9.40~70.05 mg·g^-1,吸附率为94.04%~70.05%。茶渣吸附U(Ⅵ)的动力学行为更符合准二级动力学方程,等温吸附数据对Freundlich方程的拟合度较高。茶渣粒度及温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响不大。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程中,起主要作用的基团有羟基、羰基、硝基、P—O、Si—O。