多功能球形螯合吸附剂的微波辐射制备研究

以腈纶废丝为原料,二甲基甲酰胺和分散剂溶液分别为溶剂和非溶剂,通过相转换法制得聚丙烯腈珠体,再采用微波辐射法对珠体进行改性,制得一种多功能球形螯合吸附剂SPDA,并对SPDA进行理化性能表征。研究表明,SPDA含有酰胺基和咪唑基等多种特征官能团,改性的最佳条件为单体和珠体质量比为7∶1,催化剂质量占珠体质量14.0%,乙二醇和珠体质量比为7∶5,微波功率为640W,辐射反应5min。采用静态吸附法研究SPDA对Cr(Ⅵ)的吸附效果,当pH值为4,Cr(Ⅵ)的初始质量浓度为120mg/L,吸附时间为2h,吸附温度为30℃时,去除率达到96.2%,平衡吸附容量可达38.5mg/g。     

改性褐煤活性焦对含铬(Ⅵ)废水的处理

为了开发新型高效廉价的废水Cr(Ⅵ)吸附材料,以褐煤为原料制备褐煤活性焦,加入金属氧化物MnO2对褐煤活性焦进行改性,在25℃,静态条件下,探讨了改性褐煤活性焦对含Cr(Ⅵ)废水的处理效果,确定最佳吸附条件,并研究了25℃下的吸附平衡。结果表明:在25℃,废水pH值为2.0,Cr(Ⅵ)的起始浓度为50mg/L,吸附时间为2.0 h,Cr(Ⅵ)与改性褐煤活性焦的质量比为1∶36时,改性褐煤活性焦对废水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能;改性褐煤活性焦处理含Cr(Ⅵ)废水的效果显著,饱和吸附量为57.14 mg/g;该改性褐煤活性焦可再生利用。     

Box-Behnken响应曲面法优化草酸改性杨树叶对六价铬的吸附

采用草酸改性杨树叶(OPL)作为新型生物吸附剂对水溶液中六价铬[Cr(Ⅵ)]进行吸附,探讨了影响吸附效果的主要因素,并利用Box-Behnken响应曲面法对吸附条件进行优化。单一因素实验结果表明,溶液pH、吸附剂投加量和Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度对Cr(Ⅵ)在生物吸附剂OPL表面的吸附产生较大影响。Box-Behnken响应曲面法对吸附条件的优化结果表明,当pH为1.66、投加量为0.29g、Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50mg/L时,生物吸附剂OPL对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,预测去除率为99.98%,与实测去除率仅偏差4.8%。     

氨基功能化硅藻土复合纳米材料的制备及其对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附性能

分别以3-氨基丙基三乙氧基硅烷、二乙烯三胺为NH2源,乙醇为溶剂,采用水浴法在硅藻土藻盘上液相接枝NH2官能团制备复合材料样品;采用FTIR、SEM、TGA-DSC、XPS等方法对复合材料进行表征,并研究样品对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附规律。结果表明:二乙烯三胺改性后的样品对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)最大吸附容量分别为184. 69、109. 65 mg/g;对初始浓度为20 mg/L的含Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的废水去除率达到95%以上;样品对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的等温吸附曲线更符合Langmuir模型。     

氧化石墨烯基复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以氧化石墨烯(GO)、氧化铈(CeO2)和改性壳聚糖(DCS)为原料,采用溶液共混法合成氧化石墨烯基复合材料(DCG)。研究了DCG对Cr(Ⅵ)的静态吸附性能,考察了DCG用量、Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附时间和吸附温度对吸附效果的影响。实验结果表明,DCG质量浓度为2g/L、废水中Cr(Ⅵ)质量浓度为20mg/L、吸附温度为25℃、吸附时间为90min时吸附效果最好。傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明,DCG为较厚的片层结构,片层表面附着大量点状物,羟基、羧基和氨基为主要活性吸附位点。复合材料DCG明显改变了GO、CeO2和DCS三者的团聚性和亲水性,充分发挥了各自的吸附性能。     

胺基改性苯乙烯树脂对Cr(Ⅵ)的吸附行为分析

以苯乙烯基吸附树脂为基质并对其进行胺基化改性,分析改性后树脂对Cr(Ⅵ)的吸附行为,对改性树脂进行表征。表征测试结果表明:胺基化改性后树脂表面具有更丰富孔道,比表面积达到271.64 m~2/g,改性树脂N元素含量达3.45%,胺基化效果理想;吸附实验结果说明:胺基改性树脂吸附平衡时间为2 h,对Cr(Ⅵ)的静力学吸附行为符合单分子层表面吸附的Langmuir等温吸附模型、动力学吸附行为符合一级动力学、吸附过程为吸热过程、胺基改性后的苯乙烯树脂对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附效果理想,树脂对Cr(Ⅵ)的吸附是树脂表面的羟基、胺基和双键共同作用的结果。改性树脂的吸附量为98.75mg/g,吸附率为93.24%,20次重复实验效果理想,相对标准偏差为0.024,树脂改性后吸附稳定性良好。实验结果表明胺基改性吸附树脂可用于水溶液中重金属离子Cr(Ⅵ)的富集净化并具有较好的重复利用性。     

酶解木质素改性制备Cr(Ⅵ)吸附剂

酶处理甘蔗渣得到酶解木质素(EHL)原料,通过Mannich反应合成酶解木质素改性吸附剂,并对其吸附Cr(Ⅵ)的性能进行了初步研究。采用正交试验得到了酶解木质素改性制备重金属离子吸附剂的最佳工艺条件,并用红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电镜对吸附剂进行了结构表征。实验结果表明:在室温下,向200mL质量浓度为100mg/L的Cr(Ⅵ)溶液投入少量的改性产物,Cr(Ⅵ)去除率可达88.9%。     

粉煤灰负载壳聚糖吸附剂处理水中Cr(Ⅵ)的研究

将粉煤灰与壳聚糖复合得到一种负载吸附剂,研究了其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附,详细探讨了固体吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件.结果表明,该吸附刺对Cr<Ⅵ)具有较好的吸附性能,最佳吸附条件是:温度为25℃,pH=5,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20mg/L,吸附剂用量为10g/L,吸附时间为1h,Cr(Ⅵ)的去除率可以达到90%以上.     

硅藻土原位生长Nb_2O_5纳米棒及表面Cr(Ⅵ)吸附转化行为研究

以活化铌酸为铌源,草酸铵为沉积剂,十二烷基苯磺酸钠为模板剂,采用水热法在硅藻土表面原位生长Nb_2O_5纳米棒。采用SEM、TEM、XRD、BET、FT-IR和XPS等分析方法对样品进行表征,反应14 h后,Nb_2O_5纳米棒长度为500~700 nm,直径为25~35 nm;硅藻土原位生长Nb_2O_5纳米棒样品比表面积为157 m~2/g。研究了样品对Cr(Ⅵ)的吸附与光还原行为,可见光条件下对Cr(Ⅵ)吸附量可达220 mg/g;紫外光条件下,可将表面吸附的Cr(Ⅵ)转变为Cr(Ⅲ),样品经过5次循环使用后,对Cr(Ⅵ)(100 mg/L)降解率仍能保持在93%左右。样品可对重金属污染废水中Cr(Ⅵ)进行吸附与毒性降解一体化去除。     

城市污泥改性物对电镀废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

在静态条件下,进行了以城市污泥改性物(MSMP)作吸附剂净化含Cr(Ⅵ)废水的试验.研究了含Cr(Ⅵ)废水的pH值、浓度、接触时间和吸附剂的投加量等因素对MSMP吸附Cr(Ⅵ)的影响,确定了MSMP净化含Cr(Ⅵ)废水的最佳条件为:吸附时间20 min,pH值为中性,Cr(Ⅵ)起始浓度不超过50 mg/L,温度为30℃.结合对实际含Cr(Ⅵ)废水的吸附净化处理,证实了MSMP可用于电镀废水中Cr(Ⅵ)的吸附处理.     

钡改性污泥陶粒对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以污水厂污泥、粉煤灰为主要原料制备污泥陶粒,并采用BaCl2浸泡、焙烧的方法对其进行改性,制得钡改性污泥陶粒(Ba-SC),考察了其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能、动力学及吸附等温线,并采用扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征。结果表明:Ba-SC对Cr(Ⅵ)的去除效果远高于SC,且吸附效果受pH影响较大,在pH≥7时对Cr(Ⅵ)的去除率可达90%以上。SEM结果显示,负载在污泥陶粒表面的Ba可吸附Cr(Ⅵ)并与之反应形成正交晶型的结晶体。Ba-SC对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型,吸附反应为单分子层化学吸附过程。     

Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在聚吡咯/凹凸棒粘土上的竞争吸附

以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒粘土(PPy/ATP)复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行了分析表征,研究了其对水中重金属离子Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了影响Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)吸附率的主要因素、热力学性能,以及2种离子的吸附等温线类型。结果表明,m(py)∶m(ATP)=1∶1,复合材料质量为0.06 g,反应时间1h时复合材料吸附性能达到最佳,且对Cr(Ⅵ)的吸附性能明显优于Ni(Ⅱ)。该复合材料对于Ni(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程。经过Langmuir等温方程非线性拟合可知,在双离子竞争体系中,对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可达139.41 mg/g。扫描电镜的结果为PPy/ATP复合材料依然具有棒状结构,凹凸棒表面附着的聚吡咯颗粒多而均匀。     

污泥基生物炭负载纳米零价铁去除Cr(Ⅵ)的性能与机制

针对电镀、冶金、印染等行业产生的含铬废水所导致的环境污染难题,以城市污泥热解获得的污泥基生物炭(SB)为载体,制备了污泥基生物炭负载纳米零价铁(nZVI-SB)材料用于去除水中的Cr(Ⅵ),探究了铁炭质量比、初始pH值、投加量、温度等因素对去除Cr(Ⅵ)的影响。通过SEM-EDS、XRD和XPS等手段对n ZVI-SB去除Cr(Ⅵ)的机制进行分析。结果表明：n ZVI-SB对Cr(Ⅵ)废水具有较好的去除能力。在投加量0.5 g/L、初始pH=2、温度40℃条件下,Fe与SB质量比为1∶1的nZVI-SB(1∶1)对Cr(Ⅵ)吸附量最大为150.60 mg/g。Cr(Ⅵ)去除过程可通过Langmuir吸附等温式与准二级动力学方程进行拟合。nZVI-SB对Cr(Ⅵ)去除机制主要包括吸附、还原和共沉淀。本文表明污泥基生物炭与纳米零价铁可以协同发挥除Cr(Ⅵ)作用。     

壳聚糖/明胶复合微球的制备及对铬离子的吸附性能

壳聚糖具有较高的吸附性能,明胶高分子链上有氨基、羟基、羧基等活性基团,对六价铬Cr(Ⅵ)具有一定的吸附螯合作用。本工作采用乳化交联法制备壳聚糖/明胶复合微球,以微球对Cr(Ⅵ)的去除率为指标,通过正交实验优化微球制备条件,并利用扫描电镜对微粒形貌进行表征。在研究复合微球对水体中Cr(Ⅵ)的吸附性能时,考察了吸附剂用量、pH值、吸附时间、温度等因素对吸附容量的影响。结果表明,壳聚糖/明胶微球的最佳制备条件为壳聚糖/明胶质量比1∶2,乳化时间40 min,乳化剂span80用量6 mL,水油比1∶7(体积比),乳化温度60℃;最佳吸附条件为:吸附剂用量2 g/L,pH值4,温度35℃,吸附时间120 min,在该条件下微球对Cr(Ⅵ)的去除率为95.5%。     

CTAB介孔硅吸附脱除水中Cr(Ⅵ)研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)介孔硅作为吸附剂对水溶液中Cr(Ⅵ)离子进行吸附脱除,探讨了影响吸附效果的主要因素,并利用正交试验法对吸附条件进行了优化.单因素实验结果表明,溶液pH、脱除时间和吸附剂投加量对Cr(Ⅵ)的吸附产生较大影响.正交试验法优化的最佳吸附条件为pH=5,温度为30℃,吸附剂投加量为20mg,...     

凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

为促进凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂在水处理中的应用,用酸改性的甘肃靖远凹凸棒石黏土和天祝褐煤提取的腐植酸制备出凹凸棒石黏土-腐植酸复合吸附剂,通过SEM、XRD、FT-IR等分析方法对复合吸附剂的结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明:靖远凹凸棒石黏土最佳酸改性条件为盐酸5 mol/L,酸化时间120 min,酸用量固液比为1∶10。当Cr(Ⅵ)的起始浓度为0.1 g/L,体积为50 m L,复合吸附剂用量为1.2 g,吸附时间为6 h,p H值为6,温度25℃,酸改性的凹凸棒石黏土与腐植酸的最佳复合比为1∶3时,复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率达到91.7%。复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附满足Freundlich模型。在25~45℃条件下,吸附过程ΔG <0、ΔS=87.46 J/(mol·K)、ΔH=-21.2 kJ/mol,表明该吸附是一个自发、熵增、放热的过程。     

桥连双亚胺介孔材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以CTAB/PAANa为混合模板剂,正硅酸乙酯为硅源,自制双亚胺基桥连硅烷偶联剂为改性剂,采用共缩聚法制备了双亚胺桥连介孔硅材料PMOS。利用FTIR、XRD、N2吸附-脱附、固体核磁和TEM对PMOS材料的结构和形貌进行了表征,将其应用于对Cr(Ⅵ)的吸附,并系统考察了pH值、吸附剂用量和吸附时间对PMOS吸附Cr(Ⅵ)的影响,且重点探究了PMOS对Cr(Ⅵ)的吸附行为。结果表明,PMOS具有高度有序的介孔结构,其对Cr(Ⅵ)的最佳吸附条件为:pH=6,初始浓度为200mg/L,吸附时间为8h。PMOS对Cr(Ⅵ)的吸附遵循Langmuir模型,在45℃时,其对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量为428.61mg/g。此外,PMOS对Cr(Ⅵ)的吸附行为可用准二级动力学模型来描述,且PMOS与Cr(Ⅵ)之间的作用力主要为静电作用力和配位作用力。     

坡缕石/氧化铝复合材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附效应

为了去除工业废水中的Cr(Ⅵ),采用氧化铝对坡缕石进行改性,以制备的坡缕石/氧化铝复合材料为吸附剂吸附水中的Cr(Ⅵ),研究了影响吸附效果的主要因素(吸附剂用量、溶液初始pH值、吸附时间)及吸附过程的动力学特征,并探讨了吸附平衡。结果表明:氧化铝包覆在坡缕石黏土表面形成了结构蓬松的复合物,当其用量为2.0 g/L时,吸附pH值小于6.0的溶液中Cr(Ⅵ)的效果较好,吸附平衡时间为90 min,吸附过程能较好地符合准二级动力学模型,吸附平衡可由Langmuir等温吸附方程描述,饱和吸附量为44.64 mg/g。     

有机/无机杂化膜的制备及其吸附脱除水溶液中的Cr(Ⅵ)

以正硅酸乙酯(TEOS)为无机前驱体,季铵化聚乙烯醇(QPVA)为有机基质,采用溶胶-凝胶法制备QPVA/TEOS有机/无机杂化膜,并将其作为吸附材料用于脱除水溶液中的Cr(Ⅵ)离子。结果表明,具有较好吸附效果的膜为TEOS质量分数为15%的有机/无机杂化膜。在Cr(Ⅵ)离子初始浓度为90mg/L的条件下,复合膜的最优吸附工作条件为吸附时间为100min,pH=3。此时计算得到的最佳吸附容量为20mg/g。动力学研究表明,实验数据符合拟二级吸附动力学模型,等温吸附遵循Freundlich曲线。热力学数据表明,该吸附反应为吸热的自发过程。     

基于SI-ATRP的腐植酸钠-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物的合成及吸附性能

采用新疆奇台风化煤为原料,通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)方法制备腐植酸钠-聚甲基丙烯酸甲酯接枝共聚物(HA-Na-PMMA),通过正交实验确定了SI-ATRP最佳合成工艺条件:反应时间8 h,溴化亚铜∶溴化铜∶2,2-联吡啶质量比为20∶4∶20,物料质量比∶体积比为1 g∶10 m L,反应温度80℃。通过SI-ATRP制备的HA-Na-PMMA的接触角为84°,比HA-Na的接触角增大了54°,表明HA-Na的SI-ATRP接枝共聚效果显著。以HA-Na-PMMA为吸附剂,研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,同时建立了HA-Na-PMMA对Cr(Ⅵ)的等温吸附模型,研究了其吸附热力学和吸附动力学。HA-Na-PMMA对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,其等温吸附模型符合Freundlich模型。吸附焓变为-0.2849 k J/mol,ΔGθ0,所以吸附是自发的放热反应。常温下吸附速率常数KL为0.9113 mg/(g·min),表明其吸附动力学模型遵循Langmuir模型和Bingham模型。