柠檬酸改性啤酒糟对Pb~(2+)/Zn~(2+)的吸附分离研究

以啤酒糟为原材料进行柠檬酸改性,使用BET、FT-IR对改性前后的酒糟进行表征,研究了酒糟改性前后对单组分Pb~(2+)/Zn~(2+)进行动态吸附处理的效果变化,并且以改性酒糟为吸附剂,研究在固定床中对重金属Pb~(2+)、Zn~(2+)吸附分离的各个影响因素,为废水中铅锌分离的实际应用提供了新思路。实验发现,柠檬酸改性啤酒糟的微介孔分布比例和比表面积均有所增大,其羧基基团也有所增加,证明柠檬酸改性基本是成功的。在Pb~(2+)/Zn~(2+)吸附分离体系中,废水p H值、床层高度对改性啤酒糟吸附分离Pb~(2+)、Zn~(2+)影响较大,而两组分初始浓度比对其影响较小。研究发现在铅、锌离子浓度分别为30 mg/L、15 mg/L,p H值为4.5,流速为6 m L/min,床层高度为12 cm时,经改性啤酒糟固定床吸附可以有效实现废水中铅、锌离子分离,吸附后出水铅离子浓度低于国标中规定的0.5 mg/L,吸附分离操作时间为8.67 h。     

酸改性籽瓜皮对Cu~(2+)与Pb~(2+)的吸附性研究

利用酸改性籽瓜皮,使用扫描电子显微镜与红外光谱分析结构特征,并研究酸度、吸附剂质量、时间、浓度对Cu~(2+)与Pb~(2+)吸附性的影响。结果表明:静态吸附符合二级动力学方程及Langmuir吸附等温线,吸附机理是自发的化学吸附过程,Cu~(2+)与Pb~(2+)最大吸附量分别为14.72、41.69 mg/g;最佳吸附条件是:p H4,料液比2.5 g/L,吸附时间200 min。在流动性吸附应用中,对低浓度Cu~(2+)与Pb~(2+)吸附,酸改性籽瓜皮具有较快的吸附速度,吸附率及解吸率均很高,可重复使用,循环次数大于10次。     

改性半纤维素吸附剂的制备及其对Pb~(2+)的吸附

为了提高蔗渣半纤维素对重金属离子的吸附性能,以顺丁烯二酸酐为单体对蔗渣半纤维素进行改性,制备出新型重金属离子吸附剂—羧基化半纤维素材料。同时通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、同步热分析仪对制备的吸附剂进行表征,并且探究了吸附剂用量、吸附浓度和温度、溶液pH以及吸附时间对改性半纤维素吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:羧基化半纤维素在35℃下150min时吸附达到平衡,其最优的吸附pH值为6.0,吸附浓度为500mg/L,此时对Pb~(2+)的吸附量达最大98.5mg/g。     

改性花生壳吸附Pb~(2+)

花生壳中富含的大量的纤维素,对于重金属离子具有相当程度的吸附性。试验依据重金属离子最初浓度、吸附时的温度、吸附需要的时间、试验吸附剂的用量的改变,以及整合pH酸碱度等多方面因素的影响,通过数据分析和图解趋势分析得出改性花生壳吸附重金属离子Pb~(2+)的最佳条件和最高性能,并将试验结果作为学界进行研究发展的参考与借鉴。试验证明:当温度在60℃时,在pH 7的情况下,加入0.800 0 g的改性花生壳吸附剂对50 mL初始质量浓度为50 mg/L的Pb~(2+)溶液吸附90 min时,效果最佳,达到最佳吸附条件时的平衡吸附率为97.13%,吸附容量为3.02 mg/g。     

丁二酰化香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附性能及其结构表征

研究了丁二酸酐修饰的香蕉纤维素对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,明确改性香蕉纤维素吸附剂的添加量、溶液pH值、温度及Pb~(2+)初始质量浓度对吸附效果的影响,并探讨吸附过程的动力学特征。结果表明,改性香蕉纤维素对Pb~(2+)吸附的最佳pH值为5.0,单位吸附量随吸附剂添加量的减小、Pb~(2+)初始质量浓度的增加而增加。在优化试验条件下,1 g/L的吸附剂在30℃时,对pH5的50 m L 100 mg/L Pb~(2+)溶液中,单位吸附量达到44.3 mg/g。改性香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附动力学模型符合准二级动力学模型,拟合系数在0.999以上。结合傅里叶红外光谱、扫描电镜-热重分析和X射线衍射分析手段,发现改性香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附以物理吸附为主,同时包括螯合作用、离子交换等化学吸附及颗粒内扩散等过程。     

海藻酸钠/改性氧化石墨烯复合气凝胶的制备及吸附性能研究

文章利用β-环糊精接枝改性氧化石墨烯,采用原位交联和冷冻干燥技术制备了海藻酸钠/β-环糊精改性氧化石墨烯(SA/GO-β-CD)复合气凝胶,以Cu~(2+)、Cd~(2+)为代表性重金属离子,研究了所制备的复合气凝胶对水体中重金属离子的吸附性能。探讨了不同GO-β-CD浓度制备的复合气凝胶的吸附性能和力学性能,以及不同初始离子浓度下气凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表明,随着GO-β-CD浓度的增加,气凝胶的机械强度及弹性均有增大,对重金属离子的吸附容量随着改性氧化石墨烯浓度的增加先升高再逐渐降低。SA/GO-β-CD复合气凝胶对Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附容量分别为134.67和160.66 mg/g。     

巯基改性磁性介孔二氧化硅的制备及其对重金属Cd2+的吸附研究

以稻壳灰为硅源、Fe3O4为磁性材料制备磁性介孔二氧化硅(MMS);随后对其进行巯基改性制备巯基改性磁性介孔二氧化硅(TMMS),并考察了搅拌时间、反应温度、氨水添加量对TMMS表面巯基浓度的影响,研究了巯基浓度对Cd~(2+)吸附效果的影响;最后,对MMS与TMMS的结构进行表征,并通过吸附等温线对MMS与TMMS对Cd~(2+)吸附效果进行比较。结果表明:当反应时间8 h、水浴温度80℃、催化剂氨水添加量750μL时,TMMS的表面巯基浓度达到0.131mmol/g;巯基浓度越高,TMMS对Cd~(2+)的吸附效果越好;MMS与TMMS两种材料的骨架均为无定形的SiO2结构,BET多点比表面积分别为581.769 m2/g与405.665 m2/g;MMS与TMMS对Cd~(2+)的等吸附温模型更符合Langmuir模型,都属于单分子层吸附;在Langmuir模型中,TMMS的饱和吸附量为33.33 mg/g,大于MMS的饱和吸附量(21.50 mg/g)。因此,巯基改性有利于TMMS对Cd~(2+)的吸附,可达到有效脱除废水中Cd~(2+)的目的。     

白木通果胶对水中重金属铅、镉离子的吸附性能

本文研究白木通果胶对水中重金属铅离子和镉离子的吸附性能,考察溶液pH值、初始离子质量浓度、温度和吸附时间对铅、镉离子吸附容量和吸附率的影响。结果表明:所研究的变量显著影响果胶对铅、镉离子的吸附能力。果胶对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附具有pH值依赖性,最佳吸附pH值为5.0。果胶吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的速度很快,40 min后基本都达到平衡,且吸附容量和吸附率随着温度的升高而降低。吸附热力学分析表明,果胶对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附是非自发、放热的过程。采用郎格缪尔(Langmuir)和弗罗因德利希(Freundlich)模型分别模拟吸附过程,发现弗罗因德利希方程拟合效果优于郎格缪尔方程,表明Pb~(2+)和Cd~(2+)在白木通果胶上的吸附是多层吸附。经准一级和准二级动力学模拟,发现吸附过程遵循准二级动力学方程,吸附速率受化学吸附控制。结论:白木通果胶具有较高的吸附重金属离子的能力,可以作为一种替代吸附剂来处理含铅、镉的工业废水,减少重金属污染。     

改性豆渣生物吸附剂对Cd~(2+)的吸附性能

以生物废料豆渣为原料,经皂化处理制备改性豆渣生物吸附剂,并用扫描电镜和红外光谱研究豆渣改性前后的表面形貌及官能团变化。经二次正交旋转回归优化得,时间1 h,加入量0.5 g, pH 6,温度60℃,初浓度2.00 mg/L,预测最大吸附量100.00%,实测值99.53%,二者吻合。吸附过程符合二级动力学方程和Freundich等温吸附模型,改性豆渣生物吸附剂对Cd~(2+)的吸附是以单分子层吸附和化学吸附为主、物理吸附为辅的混合吸附。     

柠檬酸改性氧化棉织物对重金属离子的高效吸附

采用高碘酸钠(Na IO)、亚氯酸钠(Na Cl_4O_2)两步氧化法,将棉织物纤维素的C_2和C_3位羟基选择性氧化为羧基,然后利用柠檬酸(CA)对其进行改性,制备高羧基含量的织物,并将其用于吸附水中的重金属离子。筛选了Na IO_4氧化时间,探讨了CA浓度、铅离子(Pb~(2+))溶液p H、Pb~(2+)初始浓度、吸附时间以及重金属离子种类对改性棉织物吸附性能的影响。结果表明:Na IO_4氧化时间为2 h时,棉织物上引入大量羧基且保持织物形态不变。CA改性织物对Pb~(2+)的吸附能力随CA浓度的提高而增强,在p H=4时,CA_(70)-POCF_2对Pb~(2+)的平衡吸附量为166.22 mg/g;吸附符合Langmuir吸附等温线,遵循准二级动力学模型。此外,CA_(70)-POCF_2对Pb~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(6+)混合重金属溶液也具有良好的吸附能力。     

纯硅藻土吸附Pb~(2+)的实验研究

硅藻土原土经焙烧-酸浸-活化后,纯度增加,Si O2含量由80.10%增至90.22%,有利于吸附重金属。纯硅藻土对废水中Pb2+的吸附效果与反应时振荡速度、吸附时间、废水p H值、投加量等因素有关。在本实验条件下,纯硅藻土对水中Pb2+(20m L,废水Pb2+浓度8.81mg/L)达到最佳去除效果时的工艺条件为:振荡速度150r/min,吸附时间4h,溶液p H7,投加量5g/L,此条件下Pb2+去除率达到93.4%,纯硅藻土对Pb2+的吸附量为1.64mg/g。     

油橄榄果渣水不溶性膳食纤维结构表征及体外吸附性能研究

以油橄榄脱脂果渣为原料,采用碱法制备油橄榄果渣水不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF),并用红外光谱和X射线衍射等方法对其表征,并测定分析其体外吸附NO-2和重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的功能特性。结果表明:油橄榄果渣IDF中水不溶性膳食纤维含量为90.09%,其主要由纤维素、半纤维素和木质素组成;红外光谱图显示油橄榄果渣IDF具有糖类和木质素的特征吸收峰;X射线衍射图显示油橄榄果渣IDF呈纤维素I晶型,其结晶度为47.94%;在体外模拟胃环境(pH2)下,油橄榄果渣IDF对NO_2~-的吸附在240 min时达到平衡,平衡吸附量为826μg/g;在体外模拟肠道环境(pH7)下,油橄榄果渣IDF对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为418.7、686.6、849.5μg/g,IDF在肠道环境下对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附能力均优于胃环境。IDF对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附过程符合准二级动力学方程。     

Cd2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+对菹草生长胁迫影响及其应答机制

为探求不同浓度的Cd~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)对菹草(石芽)的生长发育的胁迫及其应答机制,对菹草(石芽)的生长状况、叶片的叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶系统等进行了分析。结果如下:Cu~(2+)、Cd~(2+)质量浓度大于0.5 mg/L,植株无法正常生长或存活;Cu~(2+)胁迫下,植株受损程度相对严重。Zn~(2+)、Pb~(2+)质量浓度小于10 mg/L时,菹草仍可以正常生长,但Pb~(2+)胁迫程度比Zn~(2+)较轻。综上,在相同质量浓度下,4种重金属对菹草(石芽)的胁迫强弱依次为Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)。本研究为生态修复中水生植物的金属阈值提供了有价值的参考。     

改性聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能

为改善重金属离子对环境的破坏作用,制备了改性聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维膜用于重金属离子吸附。探讨了重金属初始浓度、吸附时间及pH值对改性膜重金属吸附量的影响。结果表明:经罗丹宁改性后的纳米纤维膜对Hg~(2+)的吸附属于Langmuir吸附等温线,遵从准二级方程,即化学吸附;当pH=3时,改性膜对Hg~(2+)的平衡吸附量最大为17.26 mg/g,且具有一定的可循环利用性。此外,改性膜具有较好的抗菌性,对混合重金属溶液(Hg~(2+)和Pb~(2+))也具有一定的吸附能力,为重金属废水的处理提供一种有效方法。     

花椒籽黑种皮超微粉吸附Pb~(2+)的动力学及热力学研究

本文以花椒籽黑种皮粉为生物吸附剂,首先探讨了不同粒度花椒籽黑种皮粉对Pb~(2+)的吸附特性影响,进而选择吸附性最强的花椒籽黑种皮超微粉探究其对Pb~(2+)的吸附机理,系统研究了花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附等温线、热力学及动力学特征。结果表明,花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)具有最高的吸附效果,最高吸附量为15.54 mg/g。Pb~(2+)初始质量浓度为10~90 mg/L时,花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附效果符合Langmuir模型,说明该吸附为单分子层吸附。吸附动力学方程符合准二级速率方程,且受薄膜扩散和内扩散共同影响,其中薄膜扩散为主要速率控制步骤。吸附温度为25~45℃,吸附自由能变量(ΔG)、焓变量(ΔH)和熵变量(ΔS)均小于零,表明花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附是自发的、放热的物理吸附。     

改性纳米纤维素吸附材料的制备与表征

纳米纤维素具有极大的比表面积和良好的反应性能,可广泛应用于环境保护领域。本论文以纳米纤维素纤维(Cellulose Nanofibers,CNFs)为原料,经过化学改性制备了羧基化纳米纤维素(Carboxylated CNFs,C-CNFs)和氨基化纳米纤维素(Amino CNFs,A-CNFs)。在pH=5.5时,C-CNFs对于Pb~(2+)的吸附量最大为395mg/g,经过酸洗脱再生效率达到96%。在p H=4.5时,A-CNFs对Cr~(6+)的吸附量最大为103mg/g,经过碱洗脱再生效率达到93%。作为吸附剂,两种改性纳米纤维素均符合朗缪尔等温吸附模型,说明对金属离子的吸附为单分子层吸附。     

含硫改性壳聚糖/NCC复合气凝胶的制备及其在废水中应用

本文以纳米结晶纤维素(NCC)和含硫改性壳聚糖为原料,合成含硫改性壳聚糖气凝胶和含硫改性壳聚糖/NCC复合气凝胶。通过扫描电镜(SEM)和比表面积(BET)对两种气凝胶的形貌和结构进行了分析;并通过改变溶液的pH值、初始浓度、吸附时间和吸附剂用量等吸附条件,探究了气凝胶对Hg~(2+)的吸附情况。实验结果表明,与含硫改性壳聚糖气凝胶相比,复合气凝胶的比表面积增大了10.37%;在pH为5、吸附剂用量30.0 mg和Hg~(2+)溶液初始浓度为100mg/L时,复合气凝胶的最大吸附容量达到最大为242.3 mg/g,比含硫改性壳聚糖气凝胶增加了2.02%;并且复合气凝胶对Hg~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,同时复合气凝胶能用脱附剂EDTA脱附再生。     

掺杂改性纤维素复合气凝胶的制备及吸附性能

为提高纤维素材料在废水处理中的吸附性能，利用蒙脱土（MMT）和壳聚糖（CS）对再生纤维素（RC）掺杂改性，制备了多元复合气凝胶。对气凝胶结构进行了表征，评价了气凝胶对重金属离子的吸附性能。结果表明：CS的加入增强了与纤维素分子的作用力，能构建具有均匀微孔结构的复合气凝胶，提高了气凝胶的机械性能及其孔隙率，降低了密度。相对于纯RC气凝胶，复合气凝胶对重金属离子的吸附性能明显提升，其中RC-MMT-CS复合气凝胶对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)和Cu~(2+)的最大吸附量分别达到220.9、153.1、134.5、65.5 mg/g，是RC-MMT复合气凝胶的1.4、1.5、1.6、2.1倍，RC气凝胶的12.3、10.0、10.6、6.7倍。同时，RC-MMT-CS复合气凝胶具有良好的再生利用性能，5次循环后对4种重金属离子的吸附能力仍均能保持在75%以上。     

高吸附Pb~(2+)的异常威客汉姆酵母QF-1-1吸附Pb~(2+)特性及机理

为开发新型重金属生物吸附剂,对一株高吸附Pb2+的异常威客汉姆酵母QF-1-1吸附Pb2+的特性和机理进行探讨。通过摇瓶法考察Pb2+溶液的初始pH值和质量浓度、菌体质量浓度、吸附时间对QF-1-1吸附Pb2+特性的影响。利用基团掩蔽实验、化学试剂处理实验、解吸附实验研究QF-1-1对Pb2+的吸附机理。结果表明,在Pb2+溶液初始pH 5.5、Pb2+溶液初始质量浓度100 mg/L、菌体质量浓度11 g/L、吸附时间140 min条件下,QF-1-1吸附效果较好,其中吸附量最大可达到7.29 mg/g,去除率达到97.89%。将QF-1-1羧基、氨基、磷酸基掩蔽处理后,其对Pb2+离子的去除率分别从92.61%下降到34.13%、38.69%和77.84%,各基团在吸附Pb2+过程中的贡献率分别是羧基氨基磷酸基。各种不同化学试剂处理后QF-1-1对Pb2+吸附能力表现不同,经酸处理后去除率降低,并且差异极显著(P0.01)。QF-1-1吸附Pb2+具有可逆性,可被0.1 mol/L HCl、15 mmol/L HNO3、1.0 mmol/L EDTA溶液洗脱,4次洗脱后胞内Pb2+占吸附总量小于4.1%,因此推测其吸附机制主要是表面吸附。     

微米级SPS微球的制备及对Pb2+的快速吸附

以苯乙烯为单体,运用分散聚合法制备微米级聚苯乙烯微球(PS),通过浓硫酸改性制备微米级磺化聚苯乙烯微球(SPS),并应用于吸附重金属Pb~(2+)。通过SEM、FIRT、TG、XRD、XPS、元素分析对制备的PS微球与SPS微球进行结构表征;同时研究了浓硫酸改性过程中PS微球与浓硫酸料液比(g:m L)、磺化时间对微球磺化度的影响;并探讨了吸附时间、溶液pH、底物初始浓度对SPS微球吸附Pb~(2+)的影响以及研究了SPS微球的吸附稳定性和吸附Pb~(2+)后的脱附性能。结果表明:制备的PS微球粒径均一,平均粒径大小为1.2μm。在40℃、反应48 h、料液比为1:40 g/mL条件下进行磺酸化改性,得到具有良好水溶性、单分散性、粒径均一的SPS微球,平均粒径大小为1.4μm,磺化度为0.560±0.01 mmol/g;SPS微球吸附和脱附Pb~(2+)平衡时间分别为5 min、1 min,脱附率达99.81%,循环4次使用后,吸附性能保持不变。