纳米腐殖酸动态吸附废水中镉离子及其洗脱特性

在静态法研究纳米腐殖酸吸附模拟含镉废水基础上搭建考察模拟含镉废水中镉离子在吸附剂上动态吸附及洗脱特性的吸附柱实验装置,考察镉离子溶液浓度、吸附(脱附)温度、共存离子和进料流速对穿透吸附量和饱和吸附量的影响,运用Thomas模型研究了纳米腐殖酸柱吸附过程动力学机理,测定了再生后纳米腐殖酸的穿透吸附量和饱和吸附量,结果表明:初始镉离子浓度150 mg·L^-1和流速10 ml·min^-1下,其饱和吸附量分别为426.3 mg·g^-1和405.5 mg·g^-1;Thomas模型所得饱和吸附量q_em分别为364.1、436.1和441.9 mg·g^-1;洗脱峰镉离子浓度分别为3.3、12.0和22.0 g·L^-1;共存离子SO₄^2-浓度增加,纳米腐殖酸对镉离子的穿透吸附量和饱和吸附量降低;吸附和脱附均可常温工况进行。经30次吸附和再生后,穿透吸附量和饱和吸附量无明显降低。用红外光谱仪(FT-IR)、扫描电镜(SEM)及X射线能谱仪(EDS)对纳米腐殖酸吸附再生前、后性能进行表征,结果表明:纳米腐殖酸物化性能稳定,形貌基本无变化,尺度发生一定程度减小,表面及内部的氨基、羟基等对吸附镉离子均发挥有效作用,该材料可满足重复使用。     

NaHCO处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO₃作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明：污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂（粒径<0.75mm）的比表面积为118.95m²/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

ZnS/AC复合材料的制备及其对铀酰离子的吸附性能

采用化学沉淀法制备了活性炭负载纳米硫化锌的复合材料ZnS/Ac，利用SEM、EDS、XRD、FTIR、BET等手段对该复合材料进行了表征分析。研究了ZnS/Ac对水溶液中铀酰离子的吸附性能，探讨了吸附时间、初始铀酰离子浓度、pH值、吸附剂投加量、温度等因素对吸附性能的影响，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：ZnS/Ac的比表面积为201.1961 m2/g，比活性炭的比表面积（165.0240 m2/g）明显增大，平均孔径为4.70 nm，孔容为0.038 cm3/g。在初始质量浓度为35 mg/L，pH=6，吸附时间为120 min，投加量为10 mg，处理温度为50 ℃的条件下，吸附剂对铀酰离子的吸附量为64.4736 mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir 吸附等温线模型，热力学参数<0、>0、>0，表明该吸附是一个自发的吸热过程。     

NaHCO_3处理胶乳生产污泥制备吸附剂对阳离子染料的吸附

以胶乳生产厂脱水污泥为原料、1.40mol/L的NaHCO_3作膨胀剂,60℃浸渍并超声处理30min,污泥烘干后再经高温炭化制备吸附剂,将其用于吸附阳离子兰X-GRRL染料溶液,考察炭化温度、炭化时间、吸附剂粒径、吸附剂投加量、吸附时间及溶液pH对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明:污泥在炭化温度700℃、炭化时间120min的条件下,制备的吸附剂(粒径0.75mm)的比表面积为118.95m~2/g,孔隙结构较为发达,对染料溶液吸附效果最佳;在振荡频率150r/min、吸附温度为25℃±0.10℃、初始染料质量浓度为250mg/L、吸附剂投加量为1.20g/L、溶液pH为5.47、吸附时间为300min时,溶液脱色率可达98.30%,染料吸附量为204.80mg/g;其吸附动力学可用准二级动力学方程进行描述;符合Langmuir型吸附等温线,属于单分子层吸附;吸附剂浸出液及吸附处理后的染料溶液的COD值分别为4.00mg/L和20.00mg/L,不会对水体造成二次污染。     

硅锰复合物对铬离子的吸附研究

采用共沉淀法制备了硅锰复合物（Si-Mn），通过扫描电子显微镜和比表面积分析仪对Si-Mn进行了表征，探讨了吸附剂的用量、溶液中铬离子初始质量浓度、pH值、温度和振荡时间对吸附反应结果的影响，并进行了热力学方程、动力学方程和等温方程的拟合以探讨吸附反应的作用机理。结果表明：Si-Mn对废水中的铬离子去除效果良好，在120min内达到吸附平衡；Si-Mn吸附剂加入量越多，吸附率越高，吸附量越低。吸附反应符合Freundlich和Temkin吸附模型以及准二级动力学方程和颗粒内扩散方程。吸附热力学研究表明，Si-Mn吸附剂对铬离子的反应为自发的吸热反应。     

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。     

热改性废茶叶吸附刚果红性能的研究

采用热改性废茶叶吸附刚果红染料,考察了pH、吸附剂投加量、染料液浓度和温度对热改性废茶叶吸附染料性能的影响。采用SEM和BET研究了热改性茶叶的基本物理化学特性,最后采用伪一阶动力学模型和伪二阶动力学模型拟合了改性废茶叶对刚果红染料的吸附动力学过程,并对其吸附热力学进行分析。结果表明,热改性废茶叶表面出现了形状各异的小孔,其比表面积、总孔容和平均孔径比改性前增加较多;当溶液质量浓度为50 mg/L、pH为4、吸附剂投加量为0.4 g/L、温度为35℃时,染料的吸附率达到最佳,为98.4%,吸附量为123 mg/g;热改性废茶叶对刚果红吸附动力学符合伪二阶动力学模型,吸附过程是由物理吸附和化学吸附共同决定的。热力学分析表明,吸附过程是自发进行的吸热过程。     

低成本制备MCM-41介孔分子筛及其对镉离子的吸附性能

以廉价的硅铁行业的废弃物微硅粉为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用碱法提纯-水热法合成制备了纯硅的MCM-41介孔分子筛。用红外光谱(FTIR)、小角X射线衍射、液氮吸附脱附、场发射扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对分子筛进行了结构表征和表面积及孔径分析。结果表明:所制备的分子筛的比表面积是918 m2/g,孔容1.11 cm3/g和孔径2.9 nm。采用静态吸附方法,研究了所合成的分子筛对水溶液中Cd2+离子的吸附行为,分析了pH值、分子筛质量、吸附时间和Cd2+的初始浓度对吸附的影响,并探讨了该吸附剂对Cd2+的吸附热力学和动力学特性。结果表明:当溶液的pH值为2.0～7.0,吸附剂的量在30～130 mg范围内时,吸附率随着pH值和吸附剂用量的增加而增加,当吸附剂用量为130 mg时,有序介孔分子筛对Cd2+离子的去除率基本稳定。有序介孔分子筛对Cd2+离子的吸附量随吸附时间的增加而增加,在120 min时达到吸附平衡。有序介孔分子筛对Cd2+的等温吸附过程更符合Freundlich模型,吸附动力学较符合准二级吸附方程。     

纳米TiO_2对氟离子吸附性能研究

采用低温水解法制备纳米TiO2,研究了纳米TiO2吸附剂对氟离子的吸附行为,考察了硫酸钛浓度、纳米TiO2投加量、pH值和接触时间对吸附氟离子的影响。结果表明,硫酸钛浓度为0.20 mol/L时得到的纳米TiO2对氟离子吸附效果最好;纳米TiO2的吸附量随溶液pH值的升高而下降,当pH值为4.0时最大吸附量为28.8 mg/g;100 min内纳米TiO2对氟离子的吸附率可以达到78.5%;吸附动力学研究表明,纳米TiO2对氟离子的吸附动力学可以用准二级动力学方程来描述,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。     

有机膨润土对模拟废水中苯酚的吸附特性

以商品化有机膨润土为吸附剂来处理含酚模拟废水,在利用低温N2物理吸附仪、扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)系统研究有机膨润土微观结构及表面化学性质的基础上,系统考察了吸附时间、吸附剂用量、温度及溶液pH等因素对模拟废水中苯酚吸附特性的影响,并探讨其吸附过程的动力学。结果表明,该有机膨润土的比表面积及总孔容分别可达31.7m~2/g和0.113cm~3/g,孔径主要分布在3~24nm,属于典型的介孔材料,且具有明显的片层结构和较为丰富的表面官能团。吸附时间、吸附剂用量、温度及溶液pH是影响苯酚脱除的重要因素。当吸附时间为120min、吸附剂用量为2g、温度为30℃、溶液pH为7时,有机膨润土对模拟废水中苯酚的脱除率和吸附量分别为71.32%和1.78mg/g。有机膨润土对苯酚的吸附过程可用伪二级动力学模型描述。     

颗粒化坡缕石表征及对Pb~(2+)的吸附特性

坡缕石黏土进行简单提纯后,和海藻酸钠、纯水充分混合(物料比为坡缕石∶海藻酸钠∶水=100 g∶9 g∶77 m L),并在潮湿密闭环境下浸润24 h,制成粒径5 mm颗粒。(105±2)℃干燥后,焙烧2 h,制备颗粒状坡缕石吸附剂,采用XRD、BET进行表征,通过静态吸附实验探讨了pH值、Pb⁽²⁺⁾初始浓度、反应时间和反应温度对吸附的影响,确立了颗粒化吸附剂对Pb(2+)初始浓度、反应时间和反应温度对吸附的影响,确立了颗粒化吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在颗粒化后,坡缕石黏土主要XRD衍射峰得以保留;600℃下烧结,使比表面积降低,而孔容积增大。随着pH值增大,坡缕石颗粒吸附剂对Pb(2+)的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在颗粒化后,坡缕石黏土主要XRD衍射峰得以保留;600℃下烧结,使比表面积降低,而孔容积增大。随着pH值增大,坡缕石颗粒吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附量增加;随着初始浓度的增加,颗粒吸附剂对Pb(2+)的吸附量增加;随着初始浓度的增加,颗粒吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附去除率逐渐降低,平衡吸附量则逐渐上升。当pH值为5.0,Pb(2+)的吸附去除率逐渐降低,平衡吸附量则逐渐上升。当pH值为5.0,Pb⁽²⁺⁾初始浓度2 500 mg/L时,平衡吸附量达59.85 mg/g。吸附动力学符合颗粒内扩散模型。颗粒化坡缕石吸附剂对Pb(2+)初始浓度2 500 mg/L时,平衡吸附量达59.85 mg/g。吸附动力学符合颗粒内扩散模型。颗粒化坡缕石吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于吸热反应。     

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。     

甲基橙在桉木基磁性活性炭上的吸附行为

以桉木屑为原料,KOH为活化剂,FeCl_3·6H_2O为赋磁剂一步法制备了桉木基磁性活性炭。用全自动比表面积及孔径分析仪、FTIR、XRD、VSM等手段对其结构与性能进行了表征与测试。以其为吸附剂,考察了吸附剂用量、甲基橙初始浓度、pH值、吸附时间等对甲基橙吸附效果的影响,并分析了吸附热力学和动力学。结果表明,桉木基磁性活性炭MAC-0.42的比表面积为1430.32 m~2/g,总孔体积为0.893 cm~3/g,平均孔径为2.49nm。在吸附剂用量为0.045 g、甲基橙初始质量浓度为0.25 g/L、溶液在自然pH(约为6.82)、吸附时间为10 h的条件下,进行了吸附动力学和吸附等温线实验。桉木基磁性活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为1571.4和315.52 mg/g。桉木基磁性活性炭表面含有—OH、—C==O、—COO等官能团,其中有磁性物质Fe和Fe3O4,MAC-0.42的饱和磁化强度为48.65emu/g,在外加磁场时能快速将其从溶液中分离出来。其对甲基橙的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为333.33 mg/g;吸附过程是自发吸热过程,吸附动力学符合准二级动力学模型。     

松塔基炭材料的制备及其对Zn~(2+)的吸附性能研究

以松塔为原料,通过碱活化、炭化制得了一系列含氮松塔基炭材料。采用静态法研究了炭材料对Zn⁽²⁺⁾的吸附性能。结果表明,松塔基炭材料AC_(PC-400-3)、AC_(PC-700-3)的比表面积分别为306.78,718.1 m(2+)的吸附性能。结果表明,松塔基炭材料AC_(PC-400-3)、AC_(PC-700-3)的比表面积分别为306.78,718.1 m²/g,平均孔径分别为2.29,2.09 nm。AC_(PC-400-3)的吸附过程符合二级动力学方程,而AC_(PC-700-3)则符合颗粒内扩散模型。AC_(PC-400-3)对Zn2/g,平均孔径分别为2.29,2.09 nm。AC_(PC-400-3)的吸附过程符合二级动力学方程,而AC_(PC-700-3)则符合颗粒内扩散模型。AC_(PC-400-3)对Zn⁽²⁺⁾的吸附量达到42.95 mg/g。等温吸附数据符合Freundlich方程,炭材料对锌离子的吸附属于单分子层吸附,吸附容量在一定范围内随温度、pH升高而增大。另外,AC_(PC-4 00-3)具有较好的再生与重复使用性能。     

絮状腐殖酸对废水中活性艳红的吸附研究

选用絮状腐殖酸作为吸附剂脱除废水中的活性艳红X-3B.研究了絮状腐殖酸对废水中活性艳红X-3B的吸附动力学、等温吸附模式以及pH、腐殖酸投加量对吸附效果的影响.结果表明,其吸附动力学符合准二级速率方程;吸附等温式满足Langmuir方程,最大单分子层吸附量为526.32 mg/g;废水中染料的去除率随溶液pH的减小而增...     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr(Ⅵ)的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH4.0,生物炭浓度20g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56mg/g提高近1倍。在pH2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。     

载银沸石吸附去除水中溴离子的特性研究

将天然沸石依次使用1 mol/LNaCl溶液、1moL/LHCl溶液、0.2 mol/LAgNO3溶液改性并于马弗炉中450℃焙烧2h制得载银沸石吸附剂.采用静态吸附方法,探讨了溴离子浓度、吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值等因素对溴离子去除效果的影响.载银沸石投加量为0.9 g/L,溶液pH值为7,吸附时间为90 min时,溴离子去除效果达97％以上.拟二级动力学模型可以很好地描述载银沸石对溴离子的吸附动力学过程,其吸附平衡规律符合Langmuir等温线模型.     

超声作用联合纳米腐植酸处理苯酚废水

采用静态吸附法研究了超声联合纳米腐植酸处理苯酚废水;用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)对纳米腐植酸的粒径大小、形貌、比表面积及孔径等进行表征,结果表明:纳米腐植酸粒度分布均匀,平均粒径为50 nm,比表面积为110.31 m2/g,孔径为6.56 nm;考察了苯酚初始浓度、纳米腐植酸用量、超声声强及频率等因素对纳米腐植酸和超声作用协同处理苯酚废水的最佳工艺条件。实验结果表明:超声频率为20 kHz,超声声强0.2 W/cm2,苯酚初始质量浓度为100 mg/L,pH值为6.0,溶液体积100 mL,吸附温度40℃,吸附时间120min,纳米腐植酸用量为40 g/L的条件下,纳米腐植酸与超声作用协同处理苯酚废水吸附率可以达到95.7%;吸附剂纳米腐植酸对苯酚的吸附主要受颗粒内扩散所控,其再生循环使用5次后,苯酚的吸附容量仅减少18.9%。     

磁性纳米颗粒去除饮用水中铬和镉离子性能的初步研究

基于表面修饰的四氧化三铁磁性纳米材料具有高比表面积、高吸附能力及吸附速度快等优点。研究了Fe_3O_4磁性纳米材料的制备及表面修饰条件,及其对饮用水中微量铬和镉离子的吸附、脱附性能。结果表明,在氨水浓度为0.5 mol/L时,采用化学共沉淀法制备的四氧化三铁磁性纳米颗粒产率最大;十二烷基磺酸钠浓度为300 mg/L,与四氧化三铁磁性纳米颗粒配比为2∶3,溶液pH为5.0,表面修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒对重金属镉和铬离子有显著的去除能力,对镉和铬离子的饱和吸附量分别为3.09,2.11 mg/g,在pH为7时,其对镉和铬离子的解析率分别为79%,60.5%。所制备材料的平衡吸附量与平衡质量浓度之间符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程。     

磁性纳米颗粒去除饮用水中铬和镉离子性能的初步研究

基于表面修饰的四氧化三铁磁性纳米材料具有高比表面积、高吸附能力及吸附速度快等优点。研究了Fe_3O_4磁性纳米材料的制备及表面修饰条件,及其对饮用水中微量铬和镉离子的吸附、脱附性能。结果表明,在氨水浓度为0.5 mol/L时,采用化学共沉淀法制备的四氧化三铁磁性纳米颗粒产率最大;十二烷基磺酸钠浓度为300 mg/L,与四氧化三铁磁性纳米颗粒配比为2∶3,溶液pH为5.0,表面修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒对重金属镉和铬离子有显著的去除能力,对镉和铬离子的饱和吸附量分别为3.09,2.11 mg/g,在pH为7时,其对镉和铬离子的解析率分别为79%,60.5%。所制备材料的平衡吸附量与平衡质量浓度之间符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程。