硅藻土原位生长纳米氧化锰及吸附性能

采用低温水热法在硅藻土上原位生长花片状纳米氧化锰制成吸附剂,采用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、高分辨透射电镜、N2吸脱附等对样品进行分析、表征。结果表明,反应时间为8 h时,所得样品比表面积为141 m2/g,累积体积分数为50%时对应的颗粒粒径d50为35.14μm,对质量浓度为10 mg/L的Cr(Ⅵ)、As(Ⅴ)污水的去除率分别为100%、99.98%,最大吸附量分别为157.6、93.2 mg/g。     

C@K2Ti6O13分级纳米材料对Cr(VI)的吸附去除

Cr(VI)具有非常大的生物毒性, 去除溶液中的Cr(VI)是当前的一个研究热点。本研究制备了C@K₂Ti₆O₁₃分级纳米材料, 并用不同表征手段对材料的物相和结构等进行表征, 进一步探究了初始pH、吸附时间、离子强度等对C@K₂Ti₆O₁₃复合纳米结构吸附Cr(VI)的影响。实验结果表明C@K₂Ti₆O₁₃复合纳米结构对Cr(VI)有较强的吸附能力, 1 h内去除率能够达到50%以上, 其吸附动力学符合准二级动力学模型, 吸附热力学符合Langmuir等温吸附模型, 表明这种分级纳米材料在环境治理方面应用潜力巨大。     

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。     

仿生FeS复合材料的制备及其对Cr(VI)的吸附性能

纳米FeS比表面积大且还原性强,对Cr(VI)吸附性能优异,但不稳定、易团聚,为解决这一问题,本文以油菜花粉为生物模板,通过共沉淀-焙烧法制得仿生FeS复合材料(bioFeS)。通过SEM、XRD及XPS等方法对bioFeS复合材料的表面微观形态和结构进行了表征。以Cr(VI)为目标污染物,分别考察了吸附剂用量、反应时间、反应温度、初始Cr(VI)浓度和pH对bioFeS复合材料吸附Cr(VI)性能的影响,探究了反应机制。结果表明：油菜花粉生物模板成功分散了FeS,制得的bioFeS复合材料比表面积大,在反应时间为120 min、pH值为1、吸附剂投加量为0.2 g·L⁻¹、反应温度为25℃的条件下,bioFeS复合材料对Cr(VI)的吸附量可达88.95 mg·g⁻¹;该吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型;共存离子NO₃⁻和SO₄²⁻会抑制Cr(VI)的去除。结合吸附动力学、热力学及XPS表面元素分析可知bioFeS复合材料除铬机制主要是吸附及化学还原作用。bioFeS复合材料处理含铬废水具有广阔的应用前景。     

污泥基生物炭负载纳米零价铁去除Cr(VI)的性能与机制

为提高膨润土的吸附容量,通过交联反应将聚乙烯亚胺(PEI)引入3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性膨润土(APTES/Bent)表面制备得到PEI交联膨润土(PEI-APTES/Bent-4),并采用FTIR、XRD和SEM等手段对其进行表征分析。以水中Cr(Ⅵ)为吸附对象,考察了PEI-APTES/Bent-4的吸附性能,探究了吸附机制和回收利用性。结果表明：PEI成功接枝于膨润土表面,其丰富的活性基团极大地促进了六价铬的去除。吸附最佳pH为2,随pH值增加吸附量降低。PEI-APTES/Bent-4对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温模型和拟二级动力学模型,吸附过程为化学吸附和单层吸附,在313 K时最大理论吸附量达137.50 mg·g⁻¹。热力学研究表明该吸附为自发吸热过程。结合吸附实验、FTIR和XPS分析推测得出PEI-APTES/Bent-4对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要为静电作用、还原和螯合。经6次循环后吸附剂仍保持较好的吸附性能。PEI-APTES/Bent-4去除水中Cr(Ⅵ)具有较大的应用前景。

     

“蓝皮”胶原吸附剂对于Cr(Ⅵ)的吸附特征研究

将皮革废料蓝皮皮屑加工改性成为胶原吸附剂,研究了其对水体中的Cr(VI)的吸附特性。结果表明:蓝皮胶原吸附剂吸附量为40～170mg/g;最适pH为3,使用温度为283～333K;Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)几乎不干扰吸附剂对于Cr(Ⅵ)的吸附。研究表明:蓝皮胶原吸附剂可以达到以废治废的目的。     

提取腐植酸后的天祝褐煤残渣对污水中Cr(VI)的吸附性能

天祝褐煤资源丰富,其提取腐植酸后的残渣对污水中的有害物质有一定的吸附能力。为此,制备了天祝褐煤提取腐植酸后的残渣,研究了其对污水中重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明:在室温(20～25℃),pH值为5的条件下,褐煤残渣对Cr(VI)有较好的吸附性能,吸附平衡时间约为4h;吸附规律符合Freundlich吸附等温式,其相关系数R2为0.9686,特性常数n为2.0446,其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述。     

吸附温度对MgAl金属氧化物微观结构和吸附Cr(VI)性能的影响

研究了MgAl水滑石(LDH)焙烧产物(LDO)对Cr(VI)的吸附性能。考察了吸附温度对LDO吸附性能的影响, 研究了吸附过程的热力学和动力学行为。结合XRD和FT-IR表征, 阐明其吸附机理。结果表明, CrO₄^2–已成功插入水滑石层间, 适当提高吸附温度有利于LDO恢复LDH晶相。在20~60℃范围内, 随吸附温度升高, LDO对Cr(VI)吸附量增大, 50~60℃时, Cr(VI)吸附量为91 mg/g。Cr(VI)的吸附平衡数据符合Langmuir模型方程, ΔG_o为负值说明吸附过程为自发过程, ΔS_o和ΔH_o为正值表明吸附为熵增的吸热过程。吸附动力学符合伪二级动力学模型, LDO 的吸附活化能为20.04 kJ/mol, 表现为扩散控制的活性化学吸附过程。     

CuS纳米片修饰Bi5O7I复合材料用于光催化还原Cr(VI)水溶液

光催化技术以其高效、安全、低成本的优势,被广泛研究用于去除污水中有毒副作用的重金属Cr(VI).制备半导体复合材料是一种可以有效提高半导体光催化性能的途径.本研究通过简单的水热法合成了CuS纳米片修饰的Bi5O7I复合材料,并且表征和评估了其在可见光下对Cr(VI)的光催化还原活性.与纯Bi5O7I微米棒及纯CuS样品...     

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nZVI-SB去除Cr(VI)的机制进行分析。结果表明：nZVI-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。     

聚苯胺包覆碳点功能化CoMn2O4去除废水中U(VI)的性能与机制

核工业发展产生的含铀废水对人类健康和生态环境产生严重威胁。对含铀废水的有效化处理是核能绿色发展的重要保证。采用化学聚合法合成了一种新型聚苯胺包覆碳点功能化锰钴金属氧化物(CMC20%/PANI)。吸附剂表面丰富的氧、氮基团为U(VI)的高效捕获提供活性位点。采用静态吸附法研究了材料去除溶液中U(VI)的性能。因此,在pH=5、120 min,CMC20%/PANI对U(VI)的吸附容量达到285 mg/g。吸附过程符合准二级动力学和Sips模型,表明吸附剂对铀涉及单层和多层的化学吸附,并且Sips拟合的理论吸附容量为659.7 mg/g。吸附机制研究表明：静电吸引、孔扩散以及含氧、氮基团的络合配位作用成为CMC20%/PANI对U(VI)的主要去除机制。     

MnCl2-NaOH改性硅藻精土吸附剂的制备及其对As(V)的吸附机制

以硅藻精土为基体,MnCl₂和NaOH为复合改性剂制备了针对As（V）离子的吸附剂。研究了MnCl₂-NaOH/硅藻土吸附剂用量对As（V）去除率的影响,通过SEM、FT-IR、XRD、XPS对改性前后及吸附后的样品进行了微观分析。结果表明：随着吸附剂投量的增加,溶液中As（V）的去除率从44.9%增加到93.9%。改性后硅藻基体未发生改变,MnCl₂-NaOH/硅藻土吸附剂平均孔径变大,比表面积增大近7倍。硅藻土经改性后红外活性羟基峰消失,表面新生成Mn-O-Si吸收峰,在XRD数据上显示新生成含有MnO₂的物相,表面Mn得到电子,通过氧化与硅藻表面形成复合接枝,吸附剂吸附溶液中含As（V）的离子后,出现Mn₃（AsO₄）（OH）₄等物相,吸附过程中As得电子,Mn失电子,O、Si表面电子向As偏移,As在吸附剂表面的吸附方式有配位吸附、电荷吸附等。