煤基Fe/AC去除废水中苯胺和吡啶的吸附行为和模型优化

通过浸渍法制备煤基活性炭Fe系吸附剂(Fe/AC),并采用扫描电镜、N_2吸附、元素分析和Boehm滴定法表征其结构及表面官能团。以批处理方式调变吸附条件(时间、初始质量浓度和温度)研究吸附剂对苯胺和吡啶的吸附行为,并分别采用Langmuir,Freundlich和Temkin模型拟合实验数据,同时用准一级、准二级和Elovich动力学方程分析吸附动力学行为,研究吸附剂吸附苯胺和吡啶的热力学行为。结果表明:当吸附100 mg/L的苯胺和吡啶时,硝酸铁处理对吸附剂的吸附量无显著影响,而当吸附2 500 mg/L的苯胺和吡啶时,活性炭(AC),Fe3/AC(载铁活性炭,铁负载量为3%)和Fe5/AC(载铁活性炭,铁负载量为5%)的苯胺吸附量略有差别,分别为167 mg/g,166 mg/g和164 mg/g,AC,Fe3/AC和Fe5/AC的吡啶吸附量则分别为122 mg/g,102 mg/g和100 mg/g,说明硝酸铁处理可以降低吸附剂对苯胺和吡啶吸附量(吸附剂对吡啶吸附量降低得更为显著),这是由酸性含氧官能团的增加和吸附质亲水性叠加作用所致;吸附剂的吸附量随着温度升高而略下降;负载Fe具有催化氧化苯胺活性;Freundlich模型较好描述了AC和载铁活性炭(Fe/AC)对苯胺及吡啶吸附过程;准二级方程较好描述了Fe/AC对吡啶和低质量浓度苯胺吸附过程,Evolich动力学方程适用于高质量浓度苯胺吸附;吸附苯胺和吡啶是自发的和放热的。载铁活性炭适用于处理低质量浓度苯胺和吡啶废水。     

树脂DX吸附ADN的热力学和动力学研究

通过在不同温度下的静态吸附实验,研究了二硝酰胺铵(ADN)在树脂DX上的吸附热力学及动力学特性;通过实验测定了28~50℃的等温吸附线和吸附动力学数据,并分别用Langmuir和Freundlich模型对实验数据进行了拟合。结果表明,树脂DX对水溶液中ADN的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附过程的吉布斯自由能变(ΔG)0,熵变(ΔS)0,吸附过程可自发进行,不同吸附量下的吸附焓变(ΔH)0,吸附为吸热过程;树脂DX对ADN的吸附属于快速平衡型,前30min大量ADN被吸附在树脂DX上,60min后吸附趋于平衡,吸附过程符合拟二级动力学方程;该吸附工艺操作简便,树脂DX吸附效率高,可重复利用,成本低。     

磷在涂铁浮石上的吸附性能

通过对天然浮石进行涂铁改性,研究了涂铁浮石吸附水溶液中磷的热力学和动力学. 结果表明,Langmuir等温吸附方程比Freundlich等温吸附方程更能准确地描述涂铁浮石对磷的吸附,粒径为0.63~1.2 mm的涂铁浮石,298 K时对磷的最大吸附量为0.245 mg/g. 准二级动力学模型比准一级动力学模型和颗粒内扩散模型更能准确地描述涂铁浮石吸附除磷的动力学过程. 通过计算不同温度下的热力学参数DG0, DH0和DS0,证实该吸附为自发的吸热过程. SEM和EDAX分析表明磷吸附在涂铁浮石表面上.     

聚乙烯亚胺改性生物炭对水中甲醛的吸附特性及影响因素研究

利用聚乙烯亚胺(PEI)通过浸渍处理玉米芯活性炭(AC)制备PEI改性AC(PEI-AC),并将PEI-AC用于吸附工业废水中的甲醛。采用单因素静态实验对影响吸附的4个主要因素(吸附剂投加量、pH值、初始浓度和吸附时间)进行分析,并结合吸附过程的动力学特征以及SEM、FT-IR和XRD等特性表征对吸附机理进行了初步探究。研究结果表明,当PEI-AC的投加量为0.3 g、pH 2、初始浓度为10 mol/L且吸附时间为2 h时,PEI-AC对甲醛的吸附量为5.92 mg/g,吸附率高达89.2%,而在相同条件下未改性AC对甲醛的吸附率仅为42.2%。因此,PEI改性可以极大地提高AC对甲醛的吸附能力。利用准一级、准二级及内扩散动力学模型对PEI-AC吸附甲醛的过程进行拟合,结果发现该吸附过程符合准二级动力学模型;进一步采用Langmuir和Freundlich模型对等温吸附过程进行描述,研究结果表明,该吸附过程符合Langmuir模型,饱和吸附量为5.79 mg/g。     

负载铈-锰活性炭对兰炭废水的吸附研究

采用自制的负载铈-锰双金属型活性炭( Ce-Mn/AC)吸附兰炭废水,通过静态吸附平衡实验研究pH值及Ce-Mn/AC投加量对兰炭废水化学需氧量( COD)去除率的影响;通过吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学模型方程拟合兰炭废水在Ce-Mn/AC的吸附过程,考察其吸附特性,并采用气相色谱-质谱联用仪( GC-MS)及紫外光谱仪(UV-vis)分析其可能的吸附机理。结果表明：在Ce-Mn/AC投加量为10 g·L-1,不调节pH值时,Ce-Mn/AC对兰炭废水的吸附量为82.9 mg·L-1,COD去除率为84.6%;吸附动力学符合拟二级动力学模型,Freundlich模型可更好地描述Ce-Mn/AC对兰炭废水的吸附平衡过程,△G<0,△H>0及△S>0,表明兰炭废水在Ce-Mn/AC上的吸附是自发吸热的、以化学吸附为主的过程;兰炭废水中难降解的多环芳烃及含氮杂环有机物先于单环芳烃吸附在Ce-Mn/AC上,因而经此吸附工艺后可很大程度地减小兰炭废水后续工艺中难降解物对废水处理系统的影响,并提供了一定的基础数据及理论,吸附解吸实验表明,Ce-Mn/AC具有较优的重复使用性能。     

改性活性炭对甲基橙的吸附

用盐酸和氨水对活性炭进行改性获得改性活性炭,将其用于处理甲基橙废水,考察了改性条件、振荡速度和温度等因素对甲基橙吸附性能的影响,采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合,并分析吸附过程的热力学特征. 结果表明,盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附效果优于氨水改性活性炭,在甲基橙初始浓度60 mg/L、溶液体积50 mL、温度20℃、振荡速度100 r/min、盐酸改性活性炭投加量0.2 g时,24 h基本达到吸附平衡,甲基橙去除率为93.7%. 不同温度下,盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附符合Langmuir(RC2>0.95)和Freundlich(RC2>0.97)吸附等温模型,饱和吸附量达112.7 mg/g. 热力学参数DG0<0,DH0>0,DS0>0,表明盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附是自发吸热反应,其吸附动力学可用准二级动力学方程描述,随振荡速度增加,吸附速率常数增加.     

山竹壳活性炭吸附亚甲基蓝性能研究

以山竹壳为原料,采用磷酸—硫酸活化法制备了比表面积为1730m~2·g~(-1)的活性炭。研究了山竹壳活性炭吸附亚甲基蓝的吸附性能,考察了亚甲基蓝溶液的pH、不同初始浓度、吸附时间、温度等条件对吸附效果的影响。应用准一级动力学方程、准二级动力学方程模拟了山竹壳活性炭吸附亚甲基蓝的动力学过程,结果表明准二级动力学方程适合描述整个吸附过程。用Langmuir和Freundlich模型模拟吸附等温线,Langmuir方程更适合描述此吸附过程,在298K下最大单层吸附量为526.31mg·g~(-1)。计算了吉布斯自由能(ΔG~0)、焓变(ΔH~0)、熵变(ΔS~0)等热力学参数,ΔG~0、ΔH~0、ΔS~0均小于0,说明此吸附过程是一个自发进行的、放热的、趋于有序的吸附过程。     

颗粒蛤蜊壳对污水中磷的吸附性能

选用生活中常见的厨余废弃物蛤蜊壳对污水中的磷进行吸附。分别采用linear、Langmuir、Freundlich等温吸附模型对反应吸附数据进行拟合,采用准一级动力学模型、准二级动力学模型和Elovich模型描述颗粒蛤蜊壳对水中磷的吸附动力学过程,并对反应进行热力学研究。此外,研究温度、粒径、投加量和pH等因素对蛤蜊壳吸附磷的影响。试验结果表明:Langmuir方程更适合描述颗粒蛤蜊壳的吸附行为,相关性达到显著水平;准二级动力学方程更适用于描述颗粒蛤蜊壳对水中磷的吸附动力学过程。Gibbs自由能(ΔG)0,焓变(ΔH)0,说明颗粒蛤蜊壳对磷的吸附是自发的吸热反应。蛤蜊壳粒径越小对磷的吸附量越大;蛤蜊壳投加量越大,磷去除率越高而吸附量越低;酸性条件利于蛤蜊壳对磷的吸附。     

活性炭纤维对水中酸性染料的吸附研究

采用ZnCl2活化稻草秸秆炭化得到的活性炭纤维吸附酸性品红,考察了投加量、pH、吸附时间、初始浓度及温度对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附热力学和动力学进行系统研究。结果表明:投加量为0.1 g,pH=1时,活性炭纤维对酸性品红具有很好的吸附效果,吸附在8 h后达到平衡。该吸附过程符合Langmuir及Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其反应的吉布斯自由能ΔG<0,为自发反应。     

头发对水中阳离子染料的吸附特性

采用静态吸附法对比了2种阴离子染料和2种阳离子染料在头发上的吸附能力,并测定了头发对阳离子染料碱性品红和亚甲基蓝的吸附动力学和吸附等温线,用准一级、二级动力学模型和Langmuir、Freundlich等温吸附模型进行拟合,计算了热力学参数。结果表明,头发对阳离子染料吸附能力较强,而对阴离子染料吸附能力较差,这主要和头发表面与染料之间电性引力有关。头发对碱性品红和亚甲基蓝在中、碱性条件下吸附效果较好,120 min达到吸附平衡,相同条件下,吸附量:亚甲基蓝>碱性品红。准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型能较好地描述头发对阳离子染料的吸附过程。吸附热力学参数计算结果表明,该吸附是一种自发、吸热、以多分子层吸附为主的物理过程。     

活性炭/三聚氰胺甲醛树脂的制备及对诺氟沙星的吸附性能

以活性炭、三聚氰胺、甲醛为原材料,制备活性炭/三聚氰胺甲醛树脂(AC/MF)复合材料,研究AC/MF对诺氟沙星(NOR)的吸附性能。结果表明,50 mL浓度10 mg/L的NOR溶液,AC/MF投加量为0.02 g,溶液pH值为7.01,在温度为303 K下吸附180 min,对NOR去除率为98.87%。热力学研究表明,AC/MF对NOR溶液的吸附过程符合Freundlich模型,且最大吸附量为48.75 mg/g,吸附过程是自发进行的吸热过程;动力学研究表明,吸附过程更符合假二级动力学模型,且由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且液膜扩散是吸附过程的主要速率控制步骤。AC/MF吸附NOR的主要机理是疏水作用、π-π作用和静电作用。经过6次吸附-脱附循环后,AC/MF对NOR仍具有很好的吸附性能,可再生循环使用。     

活性炭/三聚氰胺甲醛树脂的制备及对诺氟沙星的吸附性能

以活性炭、三聚氰胺、甲醛为原材料,制备活性炭/三聚氰胺甲醛树脂(AC/MF)复合材料,研究AC/MF对诺氟沙星(NOR)的吸附性能。结果表明,50 mL浓度10 mg/L的NOR溶液,AC/MF投加量为0.02 g,溶液pH值为7.01,在温度为303 K下吸附180 min,对NOR去除率为98.87%。热力学研究表明,AC/MF对NOR溶液的吸附过程符合Freundlich模型,且最大吸附量为48.75 mg/g,吸附过程是自发进行的吸热过程;动力学研究表明,吸附过程更符合假二级动力学模型,且由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且液膜扩散是吸附过程的主要速率控制步骤。AC/MF吸附NOR的主要机理是疏水作用、π-π作用和静电作用。经过6次吸附-脱附循环后,AC/MF对NOR仍具有很好的吸附性能,可再生循环使用。     

凹凸棒土-稻壳活性炭滤料对水中腐殖酸的吸附性能研究

进行了凹凸棒土-稻壳活性炭滤料对水中腐殖酸的吸附性能研究,确定了吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学等相关吸附模型参数。实验结果表明酸性条件有利于吸附,凹凸棒土-稻壳活性炭滤料对水中腐殖酸的吸附符合Freundlich吸附等温式和准二级动力学模型,吸附是一个自发的吸热过程,升温有利于提高滤料对腐殖酸的吸附能力。     

鸡毛吸附水中机油的动力学和热力学研究

利用H2O2预处理的鸡毛作为吸附剂对水中机油污染物进行了吸附动力学和吸附热力学研究.在25～55℃范围内,吸附等温线符合Freundlich模型.动力学研究表明,室温下鸡毛吸附机油速度快,吸附15min就达到吸附平衡.吸附可以用拟二级动力学模型描述.计算了吸附过程的热力学参数,标准吉布斯自由能△Go-24.59～26.63kJ·mol-1,标准焓变△Ho 为-45.74kJ·mol-1,标准熵变△So为-65.35J·(mol·K)-1.结果表明,吸附是一个可自发的、放热和熵减少的过程.     

ZnS/AC复合材料的制备及对铀酰离子的吸附性能

以硝酸锌、硫化钠和活性炭为原料,采用化学沉淀法制备活性炭(AC)负载纳米硫化锌的复合材料Zn S/AC。利用SEM、EDS、XRD、FTIR、BET等对其进行了表征。考察了Zn S/AC对水溶液中铀酰离子(UO_2~(2+))的吸附性能,探讨了吸附时间、初始铀酰离子质量浓度、pH、吸附剂投加量、温度等对吸附性能的影响,并对吸附过程进行了热力学和动力学模拟,探讨了吸附机理。结果表明,Zn S/AC的比表面积为201.1961m~2/g,明显大于活性炭的比表面积(165.0240 m~2/g),平均孔径为4.70 nm,孔容为0.038 cm~3/g。在初始铀酰离子质量浓度为35 mg/L、pH=6、吸附时间为120 min、Zn S/AC投加量为0.01 g、处理温度为50℃下,吸附剂对铀酰离子的吸附量为63.75 mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,热力学参数?G<0、?S>0、?H>0,表明该吸附是一个自发的吸热过程。     

石墨对印染废水中罗丹明B的吸附研究

采用比表面积分析仪和原子力显微镜对石墨进行了表征,通过静态吸附实验研究了石墨对罗丹明B的吸附性能。实验考察了pH值、吸附时间和温度对罗丹明B吸附的影响,并详细研究了石墨对罗丹明B的吸附行为和机理。结果表明,石墨对罗丹明B的最大吸附量可以达到28.86mg/g,其吸附较好地满足Langmuir和Freundlich等温方程;动力学研究表明,在30min内能达到吸附平衡,准二级动力学模型较好地描述该吸附行为;热力学数据表明,△H和△G为负值,吸附过程为自发的放热反应。     

伊利石对四环素的吸附动力学及热力学研究

对伊利石原矿和采用擦洗分散-离心分选方法选矿提纯后的精矿吸附溶液中四环素的饱和吸附量、吸附动力学和热力学进行了研究,并考察了pH值对四环素在伊利石上吸附效果的影响.结果表明,伊利石原矿与选矿提纯后的伊利石精矿在常温条件下(T=25℃)的饱和吸附量分别为28.11 mg/g与45.37 mg/g;pH值为4～6时伊利石有较好的吸附效果;准二级动力学方程对伊利石吸附四环素分子的过程描述更为准确;伊利石对四环素的等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,是一个不可逆的自发吸热过程,吸附热力学参数吉布斯自由能(△G0)＜0,焓变(△H0)＞0,熵变(△S0)＞0.     

膨润土-活性炭复合吸附剂对锰离子的吸附

以膨润土和活性炭为原料制备了复合吸附剂并将之应用于含锰离子废水的吸附。考察了不同条件下该吸附剂对水体中Mn（Ⅱ）的去除效果,并研究了吸附动力学特征和等温吸附过程。结果表明膨润土和活性炭复合吸附剂对Mn（Ⅱ）具有优良的吸附能力,在25 ℃下,当投加量为4 g/L、Mn（Ⅱ）初始质量浓度为50 mg/L、溶液pH为6时,吸附180 min,吸附率为93.2%。准一级、准二级动力学和内扩散模型用来拟合吸附过程,结果表明准二级动力学符合该吸附过程,吸附速率常数为0.003 6 g/（mg·min）,内扩散过程不是吸附的限速步骤,还存在吸附机制的制约。用Langmuir和Freundlich模型描述吸附等温过程,结果得出该吸附过程服从Langmuir吸附,饱和吸附容量为27.781 mg/g。     

活性炭对不锈钢酸洗废水中Cr3+和Fe3+的吸附特性

对颗粒活性炭吸附不锈钢酸洗废水中的Cr3+和Fe3+进行了研究. 结果表明,活性炭对Cr3+的饱和吸附量为4.546 mg/g,对Fe3+的饱和吸附量为40.76 mg/g,吸附平衡时间分别为90和60 min. 对吸附过程进行准一级、准二级动力学模型拟合,发现准二级模型拟合较好. 活性炭对Cr3+的吸附基本符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,而对Fe3+的吸附与BET吸附模型拟合较好,吸附Cr3+, Fe3+的活化能Ea分别为37.19和51.01 kJ/mol. 活性炭对Cr3+的吸附以化学吸附为主,而物理吸附则主导对Fe3+的吸附.     

活性白土对油溶性黄色素吸附行为的研究

为研究微波法制备活性白土(activated bentonite,AB)对油溶性黄色素(oil-soluble yellow pigment,OSYP)的吸附行为,考察了活性白土投加量、吸附时间、吸附温度对色素去除率的影响,并对吸附行为进行了动力学模型、等温吸附模型以及热力学研究.结果表明:活性白土用量40 g/L、吸附时间40 min时对OSYP吸附效果较好.活性白土对OSYP的吸附行为符合拟二级动力学模型,Freundlich等温吸附方程更能描述吸附行为,该吸附是自发(△G＜0)、吸热(△H＞0)、熵增加(△S＞O)的过程.