混凝强化型好氧颗粒污泥对Ni2+吸附性能及机理研究

为强化好氧颗粒污泥(AGS)对重金属Ni²⁺的吸附效能，利用聚合氯化铝(PAC)和天然混凝剂(SNC)的特性培养形成混凝强化型AGS，并探究AGS对Ni²⁺的吸附性能及机理。结果表明：PAC型和SNC型AGS对Ni²⁺均具有良好的吸附性能且存在特异性，Ni²⁺质量浓度为0～25 mg/L时，PAC型AGS吸附效能较优；Ni²⁺质量浓度为100～150 mg/L时，SNC型AGS吸附性能较优。模型拟合结果表明：混凝强化型AGS对Ni²⁺的吸附以物理-化学吸附为主，对于吸附量及吸附速率，SNC型AGS均大于PAC型AGS。傅里叶红外变换光谱(FT-IR)结果表明，吸附过程中混凝强化型AGS存在大量羟基、羧基和氨基等基团与Ni²⁺吸附结合，实现了Ni²⁺的有效去除；同时，SNC能强化AGS中的官能团，提高吸附性能。     

磁性三乙烯四胺氧化石墨烯对Cu2+的吸附行为

为了提高氧化石墨烯(GO)的吸附能力和分离效果,采用恒温搅拌法和水热法制备磁性三乙烯四胺氧化石墨烯(M-T-GO)复合吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)测试方法对其进行表征,并对M-T-GO对Cu²⁺的pH、吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学进行研究。结果表明,M-T-GO对Cu²⁺的吸附符合二级反应动力学和Langmuir吸附等温式描述,吸附反应为自发吸热过程,饱和吸附量为245.09 mg·g^-1,同时具有快速分离和易再生的优点。采用X射线光电子能谱(XPS)推测M-T-GO对Cu²⁺的吸附机理,结果表明M-T-GO主要通过螯合作用和静电引力对Cu²⁺进行吸附。     

Cu2+、Cd2+、Zn2+在高炉水淬渣上的竞争吸附特性

利用等温吸附法考察了高炉水淬渣对Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺的单组分吸附和竞争吸附性能。结果表明,单一组分吸附时,金属离子吸附等温线属于“H”形等温线,吸附平衡符合Langmuir吸附等温模型,高炉水淬渣吸附的顺序为Cu²⁺ >Cd²⁺ >Zn²⁺,这与重金属离子电负性、水合离子半径及荷径比等有关。当加入竞争离子后,Cu²⁺的吸附等温线基本维持原来形状,且仍旧与Langmuir吸附等温模型比较相符,而Cd²⁺ 和Zn²⁺的吸附无法与现有等温吸附模型很好地拟合,等温线的形状由于竞争作用也与传统的等温线均不相同,同时各金属离子的吸附量都比单组分的吸附量降低了。吸附动力学过程先是一个快速阶段,然后进入慢速阶段。无论是单组分还是竞争条件下,伪二级动力学方程拟合结果较好,说明高炉水淬渣与Cu²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺之间的吸附过程主要是以化学吸附为主。     

空心类水滑石对重金属的吸附性能研究

重金属废水是一类难处理的废水，对其进行有效处理一直是环境领域的研究热点。类水滑石(LDHs)因比表面积大、制备简单、环境友好等特性，成为一类具有较高应用潜力的重金属吸附剂。制备了具有更多吸附位点的空心类水滑石(LDHs-H)，选取重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺作为研究对象，探究了初始重金属离子浓度、吸附时间、溶液p H和竞争离子等因素对LDHs-H吸附重金属离子的影响。结果表明，LDHs-H对Cu²⁺和Pb²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Freundlich等温模型，对Zn²⁺和Ni²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Langmuir等温模型。准二级动力学模型较好地描述了LDHs-H对4种重金属离子的动力学吸附过程。LDHs-H层板上的羟基与Cu²⁺和Pb²⁺反应生成沉淀是Cu²⁺和Pb²⁺去除的主要方式，与Zn     

多胺型聚苯乙烯树脂的合成及对Cu2+的吸附性能

以聚苯乙烯树脂为起始原料,经氯乙酰化后与四乙烯五胺反应,合成了一种含四乙烯五胺功能基的多胺型聚苯乙烯树脂。考察了溶剂、物料比、时间和温度等反应条件对树脂合成的影响,研究了树脂对Cu²⁺的吸附性能。结果表明,合成反应在THF溶剂中室温即可顺利进行,所得树脂全交换容量为7.45mmol/g。树脂对Cu²⁺的吸附可以用准二级动力学方程来描述,液膜扩散为吸附主要控制步骤,吸附符合Langmuir等温方程,为单分子层吸附,饱和吸附量为46.15 mg/mL。对于Cu²⁺、Ni²⁺混合溶液,该树脂可以选择性吸附其中Cu²⁺。     

阴离子β-环糊精/Fe3O4磁性微球对Cu2+的吸附

通过对b-环糊精（b-CD）改性制备了阴离子b-环糊精/Fe₃O₄磁性微球（b-CDM）,并研究了b-CDM对Cu²⁺吸附的热力学、动力学及循环使用性能,借助数学拟合的方法得到了吸附热力学和动力学参数,探讨其吸附机理。研究表明,b-CDM对Cu²⁺的吸附是一个自发的放热过程,Langmuir与Freundlich等温吸附模型均适用于b-CDM对Cu²⁺的吸附研究,b-CDM对Cu²⁺的吸附经历颗粒外部扩散-孔隙扩散-吸附反应3个阶段,该吸附过程既存在物理吸附,又有化学吸附,在吸附温度298、308、318 K下得到的吸附速率常数分别为0.0906、0.1161、0.1674 g·mmol^-1·min^-1,吸附表观活化能为24.12 kJ·mol^-1,且随着介质中Cu²⁺平衡吸附量的增大,b-CDM对Cu²⁺的吸附驱动力由焓变转变为熵变。b-CDM重复利用8次后,对Cu²⁺的除去率由首次使用时的95.20%下降至88.21%。     

聚丙烯酸改性凹土对Pb2+、Ni2+和Cr3+的选择性吸附

通过凹土的表面功能化开发高性能低成本的吸附材料,采用溶液聚合法在其表面接枝聚丙烯酸,制备出聚丙烯酸/凹土吸附材料(PAA/ATP),系统考察了PAA/ATP对Pb²⁺、Ni²⁺和Cr³⁺三元混合体系的吸附性能。结果表明:PAA/ATP复合吸附材料的有机物接枝率为14.1%,其结构中出现聚丙烯酸的特征官能团;PAA/ATP吸附Pb²⁺的动力学符合拟二级动力学,即化学吸附是速率控制步骤,说明PAA/ATP对Pb²⁺的吸附是一个有化学作用的过程,吸附过程与Pb²⁺和吸附剂PAA/ATP表面官能团之间的电子转移或电子共用有关;PAA/ATP对Pb²⁺的吸附符合Langmuir吸附等温模型;PAA/ATP对Pb²⁺、Ni²⁺和Cr³⁺的竞争吸附能力依次为Pb²⁺ > Cr³⁺ > Ni²⁺,即对Pb²⁺具有较好的选择性吸附。     

交联淀粉负载氢氧化镁复合材料对Cu2+的吸附性能

以交联淀粉和MgSO₄·7H₂O为原料，NaOH为碱化剂，制备了交联淀粉负载氢氧化镁复合材料IStMg(OH)₂，采用FTIR、SEM、EDS、XRD对其进行了表征，并将其用于对模拟废水中Cu²⁺的吸附去除，考察了IStMg(OH)₂投加量、pH、Cu²⁺初始浓度等因素对ISt-Mg(OH)₂吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明，当Cu²⁺质量浓度为20mg/L,pH=5.32,ISt-Mg(OH)₂投加量为300 mg/L，吸附温度为25 ℃时，Cu²⁺的去除率可达91.7%。吸附等温线拟合结果表明，ISt-Mg(OH)₂对水中Cu²⁺的吸附过程符合Langumir吸附模型，为单分子层吸附过程，在25 ℃时，拟合饱和吸附量为82.78 mg/g。吸附动力学数据拟合结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，属于...     

铜抗性菌株的筛选及其对Cu2+的吸附性能

利用选择性培养基分离出铜抗性细菌BX,经鉴定该菌为产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)。考察了细菌BX对环境的适应性,讨论了pH、初始Cu²⁺浓度等对其吸附铜离子的影响,分析了吸附过程的动力学及等温吸附特性,并以多孔陶瓷为载体对其进行固定化。结果表明,该菌对Cu²⁺和NaCl的抗性浓度分别为7 mmol·L^-1和7.5%,可生长于pH4.0～11.0、15～50℃的环境中;其最佳吸附条件为pH5.5、温度30℃、起始Cu²⁺浓度100 mg·L^-1,在该条件下,Cu²⁺吸附率达85.84%,吸附量为128.74 mg·g^-1;其对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型;采用曝气挂膜法将细菌固定于多孔陶瓷上,形成的菌膜对50 mg·L^-1铜离子的吸附率达92.53%。表明细菌BX对Cu²⁺有较强的吸附能力,对含Cu²⁺废水的处理具有良好的应用前景。     

壳聚糖印迹聚合物对Zn2+的吸附动力学

以Zn²⁺作为模板,加入分散剂石蜡、预交联剂甲醛、交联剂环氧氯丙烷,制得特性壳聚糖印迹聚合物,用X射线衍射仪表征了聚合物的结构,考察了聚合物用量、温度等对吸附Zn²⁺的影响,研究了印迹聚合物对Zn²⁺的吸附动力学、等温吸附特性。结果表明,印迹聚合物合成过程中打破了壳聚糖原有晶体的规整性,增加了大量的配位基团,使聚合物的吸附容量大大增加,同时聚合物对Zn²⁺有很好的选择吸附性,对Zn²⁺、Cd²⁺、Mg²⁺、Mn²⁺溶液的分离因子均大于1.5;印迹聚合物能快速吸附溶液中Zn²⁺,整个吸附过程符合拟二级动力学模型：t/Q_t=8.1744+2.0186t,相关系数为0.998,吸附平衡容量模型计算值与实验值较为吻合;印迹聚合物对Zn²⁺的等温吸附过程符合Langmuir吸附等温吸附模型：C_e/Q_e=1.3297+0.02701C_e,最大吸附容量为37.023 mmol/g,吸附过程主要以单分子层的吸附形式进行。     

粉煤灰基地质聚合物微球吸附水中铜（Ⅱ）的研究

以粉煤灰为原料,以氢氧化钾溶液为碱激发剂,将二者按照优化配比（氧化钾与氧化铝物质的量比为1.5、水与氧化钠物质的量比为18）混合均匀后,采用悬浮固化法制备粉煤灰基地质聚合物微球,将微球用于吸附含铜废水中的铜（Ⅱ）。通过X射线衍射（XRD）仪、比表面积与孔径分析仪、BT-99型水质分析仪对微球进行了表征,探究了吸附时间、微球用量、吸附温度、铜（Ⅱ）溶液pH、铜（Ⅱ）溶液质量浓度等因素对微球吸附铜（Ⅱ）的影响。结果表明,粉煤灰基地质聚合物微球较粉煤灰原料具有更大的孔径和比表面积,具有更好的对铜（Ⅱ）的吸附效果,在最优条件下[微球用量为0.20 g、溶液pH为5、铜（Ⅱ）初始质量浓度为100 mg/L、溶液体积为100 mL、吸附温度为40 ℃、吸附时间为24 h]微球对铜（Ⅱ）的吸附量为45.62 mg/g、去除率达到91.46%,吸附过程遵循准二级动力学方程。     

自养硝化颗粒污泥吸附铜离子性能及吸附等温线

以自养硝化颗粒污泥作为吸附剂，研究了其对铜离子的吸附效果及最佳吸附工艺条件，并探索了其吸附等温线。通过单因素实验研究铜离子浓度、吸附时间、污泥浓度、搅拌速度和温度对吸附效果的影响，最终得出搅拌速度、吸附时间以及污泥浓度对吸附效果有明显影响。在此基础上，通过响应曲面法耦合出吸附的最佳工况点：时间（A）=2.50h，转速（B）=125r/min，污泥量（C）=5250mg/L。在此条件下研究了颗粒污泥的吸附特性及稳定性。结果表明，硝化颗粒污泥在重金属废水中表现出极强的耐受性与稳定性，不同浓度下颗粒化率均维持在93%以上。Langmuir与Freundlich方程动力学拟合结果显示：Langmuir等温方程的拟合度R²_Cu=0.999，表明硝化颗粒污泥对于Cu²⁺属于典型的单分子层吸附，且能描述最大吸附量为Q_max=15.02mg/g。Freundlich等温方程的拟合过程中，相关系数R²_Cu=0.969，1/n=0.1305，表明硝化颗粒污泥对Cu²⁺吸附能力较强；较高的拟合度也在一定程度上表明硝化颗粒污泥对Cu²⁺的吸附是一个复杂的物理化学过程。     

伊利石硅渣蒸汽辅助合成麦羟硅钠石及其对Cu2+的吸附研究

以伊利石硅渣为原料,采用蒸汽辅助转化法(SAC)合成了高产率、高结晶度的纯相麦羟硅钠石(Magadiite)。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察了钠硅比(n(Na₂O)/n(SiO₂))、晶化温度和晶化时间对合成样品结构及形貌的影响。结果表明,该体系的初步优化合成条件为钠硅比0.15,晶化温度170 ℃,晶化时间16 h,样品形貌为玫瑰花形(尺寸约12 μm)。对合成的Magadiite进行Cu²⁺吸附性能测试,探究了吸附剂用量、pH值、吸附时间和Cu²⁺初始浓度对吸附效果的影响。在吸附剂用量为2 g/L,pH值为5,吸附时间为30 min时,Magadiite对Cu²⁺的最大吸附量为25.99 mg/g。     

硅胶改性壳聚糖膜的制备及其对Cu2+的吸附性能

重金属是水体中十分严重的生态环境污染之一,而壳聚糖具有较强的重金属吸附能力。采用硅胶粒子浸出法制备出大孔壳聚糖膜,并且研究了其对重金属Cu²⁺的吸附性能。发现3.0 g壳聚糖溶于10%（质量分数）的乙酸溶液中,加入3.0 g硅胶再经过戊二醛交联后制备出大孔壳聚糖膜的吸附能力较好。在40 mL、400 mg/L的CuSO₄溶液中,加入0.4 g制备好的壳聚糖膜,经过25 h后,壳聚糖膜呈蓝色,用紫脲酸铵指示反应为紫色,吸附率为93%。说明壳聚糖膜对Cu²⁺具有良好的吸附能力,吸附过后膜很容易从溶液中取出,克服了传统的吸附剂在溶液中固液分离困难的问题。     

Stellerite-seeded facile synthesis of zeolite X with excellent aqueous Cd2+ and Ni2+ adsorption performance

Zeolite X was synthesized by a two-step hydrothermal method using natural stellerite zeolite as the silicon seed, and its adsorption performance for Cd²⁺ and Ni²⁺ ions was experimentally and comprehensively investigated. The effects of pH, zeolite X dosage, contact time, and temperature on adsorption performance for Cd²⁺ and Ni²⁺ ions over were studied. The adsorption process was endothermic and spontaneous, and followed the pseudo-second-order kinetic and the Langmuir isotherm models. The maximum adsorption capacitiesfor Cd²⁺ and Ni²⁺ ions at 298 K were 173.553 and 75.897 mg·g^-1, respectively. Ion exchange and precipitation were the principal mechanisms for the removal of Cd²⁺ ions from aqueous solutions by zeolite X, followed by electrostatic adsorption. Ion exchange was the principal mechanisms for the removal of Ni²⁺ ions from aqueous solutions by zeolite X, followed by electrostatic adsorption and precipitation. The zeolite X converted from stellerite zeolite has a low n(Si/Al), abundant hydroxyl groups, and high crystallinity and purity, imparting a good adsorption performance for Cd²⁺ and Ni²⁺ ions. This study suggests that zeolite X converted from stellerite zeolite could be a useful environmentally-friendly and effective tool for the removal of Cd²⁺ and Ni²⁺ ions from aqueous solutions.     

生物炭吸附溶液中Pb2+的定性及定量研究

由木质纤维素类生物质经过热解制得的生物炭能够高效地吸附污水中的重金属离子,将其作为Pb²⁺吸附剂,具有广阔的应用前景。本文以松木与大豆秸秆为原料,分别在400、600、800℃下制备了生物炭,考察了其理化特性与吸附性能之间的关系,并对各吸附机制的相对贡献进行了定性及定量分析。研究结果表明：大豆秸秆生物炭的吸附性能(最大吸附容量分别为209.35、180.62和226.64 mg·g^-1)远优于松木生物炭的(4.62、12.02和23.47 mg·g^-1)。6种生物炭对Pb²⁺的吸附过程都符合Langmuir模型和拟二级动力学模型,以化学吸附为主,受物理微观结构的影响较小。阳离子交换在生物炭吸附Pb²⁺过程中占据重要作用,其中Ca²⁺的交换能力最强。Pb²⁺在生物炭表面的矿物沉淀主要为水白铅矿和碳酸铅。矿物质沉淀(贡献占比21.9%～76.8%)和阳离子交换(18.1%～72.5%)是大豆秸秆炭和松木炭对Pb²⁺的...     

Ion-imprinted silica gel and its dynamic membrane for nickel ion removal from wastewaters

An ion-imprinted sorbent (IIP) was prepared by using Ni²⁺ as template, 3-[2-(2-aminoethylamino) ethylamino] propyl-trimethoxysilane as functional monomer, and silica gel as carrier. The adsorption performance of IIP towards Ni²⁺ was investigated. IIP showed a higher adsorption capacity than that of non-imprinted sorbent, and it also exhibited high selectivity for Ni²⁺ in the presence of Cu²⁺ and Zn²⁺ ions. Then, IIP was used to form a dynamic membrane onto the surface of ceramic membrane for treatment of electroplating wastewater containing Ni²⁺. Compared with ceramic membrane, IIP dynamic membrane had much higher steady membrane flux, and also rejected Ni²⁺ to obtain a lower concentration of Ni²⁺ in the permeate fluid. Perhaps it is suitable for future practice applications.     

氨基功能化铝麦羟硅钠石吸附Hg2+性能研究

以水热合成的铝麦羟硅钠石（简称AlMag）为基体,以氨丙基三乙氧基硅烷为功能化试剂,制备氨基功能化的新型吸附剂材料AlMag-NH₂,研究氨基改性过程对材料结构的影响及其对水溶液中Hg²⁺的吸附效果。表征结果显示,氨基官能团成功嫁接于AlMag基体上,功能化的AlMag-NH₂由初始的玫瑰花苞形貌变为片层状形貌,层间距和平均孔径增大,比表面积略微减小,pH_PZC升高。优化吸附实验条件,当溶液pH=5.0、吸附时间为360 min、Hg²⁺初始质量浓度为10 mg/L时,AlMag-NH₂的去除率达到88.82%,是相同条件下AlMag去除率的2.4倍。AlMag-NH₂的Hg²⁺饱和吸附量为20.62 mg/g,吸附过程符合准二级动力学和Langmuir模型,该过程主要为化学吸附。