磁性活性炭的制备及其氨氮吸附机理

以不锈钢企业盐酸酸洗废水为活化剂,柚子皮为原料,采用简单一步法制备铁基磁性活性炭,考察不同条件下该碳材料的氨氮吸附性能。扫描电镜和N_2-吸脱附表征结果显示:700℃焙烧所得活性炭具有较大的比表面积(758.6m~2/g)和良好的氨氮吸附性能,并具有一定磁性易通过磁性辅助技术分离。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对磁性活性炭吸附氨氮进行拟合,吸附动力学较符合准二级动力学方程。吸附等温方程符合Freundlich等温模式,氨氮在磁性活性炭表面的吸附为吸热过程,以物理吸附为主,同时伴随NH_4~+与磁性活性炭表面Fe~(3+)之间的离子交换。     

酸改性活性炭对EDTA废水的吸附

采用盐酸和硝酸对活性炭进行改性处理获得酸改性活性炭,并将其用于处理EDTA废水。考察改性条件(如酸的种类、改性时间和酸的浓度)、振荡速度和酸改性活性炭投加量等因素对吸附效果的影响,同时采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合分析。结果表明,采用1.0mol/L盐酸改性12h所获得的改性活性炭吸附效果最好。在EDTA初始浓度为300mg/L、溶液体积为50mL、温度为20℃、振荡速度为200r/min,改性活性炭投加量为0.2g时,48h后吸附量为47.1 mg/g,吸附率为62.8%;而当改性活性炭投加量增加到2.0g时,吸附率达到93.8%。改性活性炭对EDTA的吸附很好地符合Langmuir吸附等温模型(0.9963),其吸附动力学行为可用Bangham动力学方程和准二级动力学方程来描述。     

微波热裂解-KOH活化制备杏壳活性炭及其对甲基橙的吸附性能

以陇东地区生物质废弃物杏壳为原料,采用微波热裂解-KOH活化联合法制备活性炭,研究了微波功率和时间,活化过程中KOH溶液的浓度、用量、浸渍时间、加热活化温度和时间对活性炭吸附性能的影响;以甲基橙为染料模拟印染废水,研究了甲基橙初始浓度、振荡吸附时间和活性炭用量对吸附效果的影响。结果表明:微波功率800W,热裂解30min,生物炭的收率为56%;KOH溶液的浓度为25%,碱/炭为2.5∶1,活化温度800℃,加热活化1.5h,所制备活性炭的碘吸附值为1332mg/g,比表面积为1223m2/g,总孔体积为0.68cm3/g,活性炭的得率为32.7%;甲基橙浓度为250mg/g,振荡吸附240min,活性炭用量为每100mL甲基橙溶液0.15g时,甲基橙去除率高达99.78%;吸附过程符合准二级动力学方程。     

新型吸附剂吸附正己烷性能研究

以茄子秸秆、毛豆秸秆和橄榄核为原料制备活性炭,研究3种活性炭吸附正己烷的吸附穿透曲线、吸附动力学、吸附热和解吸率。结果表明:3种活性炭吸附正己烷穿透时间、吸附量、吸附热和解吸率均不同。3种活性炭吸附正己烷穿透行为均符合Logistic模型和Yoon-Nelson模型。3种活性炭对正己烷的吸附动力学行为均遵守准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich动力学方程和班厄姆动力学方程。     

改性海藻酸钙气凝胶的制备及吸附铅离子性能研究

采用化学接枝技术和简单的真空冷冻干燥方法制备出一种成本低、环境友好的改性海藻酸钙气凝胶(AlgNH2),并用于除去水体中的铅离子。实验结果表明,所制备的Alg-NH2吸附剂对铅离子有很高的选择性和吸附容量,其对铅离子的选择性系数超过40,吸附率达96.4%,最大吸附容量为217.2mg/g。Alg-NH2吸附剂工作区间较大,可应用于pH=3~7的含铅离子废液处理。此外,通过简单的酸性溶液处理即可实现吸附剂的再生和循环使用,且吸附性能保持稳定。通过准一级和准二级方程对动力学实验数据进行拟合,发现吸附过程与准二级动力学方程更为吻合(r=0.9948),表明Alg-NH2吸附剂主要通过化学吸附的方式结合溶液中的铅离子。对吸附前后样品进一步XPS分析表明,Alg-NH2吸附剂主要通过离子交换和化学配位的方式结合铅离子。     

沙柳活性炭纤维改性及其对铅离子的吸附性能

采用硝酸对自制的沙柳活性炭纤维进行处理来制备改性吸附材,并与未改性活性炭纤维进行对比,借助红外光谱、扫描电镜等方法分析两者的性能及结构差异。在含铅污水的净化试验中,重点对比分析了水溶液pH值对吸附效果的影响,线性吸附等温线及吸附动力学模型拟合的差异及循环再吸附性能。结果表明:经硝酸改性后活性炭纤维的整体形貌保持不变,其表面含氧官能团及微孔数量增多。随着pH值的增大,改性吸附剂对铅离子的吸附量和吸附速率均大于未改性活性炭,用Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型可以更好地描述此吸附过程,且改性活性炭纤维具有良好的循环再吸附性能。     

泥质活性炭对三种染料的吸附性能

利用污水处理厂污泥为原料制备了泥质活性炭,通过静态吸附实验探究了泥质活性炭对三种染料(酸性大红GR、碱性湖蓝BB和活性艳兰B-RV)去除率的影响因素,从动力学角度探讨其吸附机理。结果表明,泥质活性炭投加量、吸附时间、染料初始浓度、pH值对染料去除率有显著影响,吸附温度对染料去除率无明显影响。泥质活性炭对三种染料平衡吸附量(qe)均随着初始浓度增加而增加,相同条件下,平衡吸附量(qe)大小顺序为碱性湖蓝BB酸性大红GR活性艳兰B-RV。采用伪二级动力学模型能够很好地描述三种染料在泥质活性炭上的吸附动力学行为,伪二级动力学模型包含了外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散等在内的所有吸附过程。     

竹活性炭吸附溶液中汞离子的试验研究

利用竹活性炭吸附去除溶液中的汞离子,考察了溶液pH值、汞离子初始浓度、活性炭投加量和吸附温度对竹活性炭吸附汞离子的影响,研究了竹活性炭吸附溶液中汞离子的吸附动力学行为。结果表明:竹活性炭吸附溶液中汞离子是一个吸附与解吸并存的物理吸附过程,20℃下竹活性炭的除汞效率明显高于80℃,是放热反应,低温利于吸附;溶液pH值是影响竹活性炭吸附汞离子的最重要因素,酸性环境可明显提高活性炭的除汞效率;活性炭的微孔和小中孔是汞离子的主要吸附位,平均孔径为2nm的竹活性炭除汞效率能够达到99%以上。竹活性炭对汞离子的吸附动力学行为遵循准二级动力学方程,相关系数高于0.99。     

氢氧化钠改性亚麻对模拟孔雀石绿染料废水吸附性能研究

以NaOH改性亚麻原料制备良好型吸附剂,用于对模拟孔雀石绿(Malachite Green-MG)染料废水的吸附研究。考察了吸附因素对NaOH改性亚麻吸附MG溶液的影响,采用吸附等温方程和反应动力学方程、吸附热力学参数进行机理分析,并利用SEM、FT-IR对亚麻改性前后进行结构表征。结果表明,在25℃、转速150r/min的条件下,MG溶液初始浓度为100mg/g、吸附时间60min、改性吸附剂用量0.1g,最大去除率和吸附量分别为96.13%、24.03mg/g。相比于Langmuir吸附等温方程(R~2=0.7522),NaOH改性亚麻对MG溶液的吸附更符合Freundlich吸附等温方程(R~2=0.9597),表明该吸附为多层吸附。相比于准一阶反应动力学方程(R~2=0.858),准二阶反应动力学方程(R~2=0.999)可以更好的描述NaOH改性亚麻对MG溶液的吸附,表明该吸附反应为化学吸附。     

改性磁性壳聚糖微球对氟离子的吸附特性研究

使用电喷法和原位生成法结合制备了磁性壳聚糖(CS)微球,通过氨基化和负载镧改性制备了具有除氟性能的磁性CS微球吸附剂。采用批量实验法对微球吸附剂的氟离子吸附行为进行了研究。结果表明:当溶液pH=9,温度高于15℃,吸附时间超过8h时,吸附基本达到平衡。对于初始氟离子浓度为20mg/L的溶液,吸附剂对氟离子的去除率能达到96%以上。饱和吸附量为(19.747~25.556)mg/g。吸附过程符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程。吸附剂制备过程简单,耗能低且环保,具有较好的应用前景。     

改性榴莲壳对结晶紫的吸附性能研究

以改性榴莲壳作为吸附剂,采用静态吸附法处理结晶紫模拟废水溶液。结果表明,提高改性榴莲壳投加量、振荡速率、pH以及延长吸附时间有利于对结晶紫的吸附,而温度的变化对结晶紫的吸附影响不明显。当改性榴莲壳投加量为0.5g,结晶紫初始质量浓度为20mg/L,吸附时间为60min,振荡速率为140r/min时,改性榴莲壳对结晶紫的去除率可达99.78%。吸附动力学过程可用准二级动力学模型描述,等温吸附过程可由Freundlich吸附等温模型描述。改性榴莲壳与结晶紫之间发生多层吸附,最大吸附量为298.51mg/g,吸附过程是以物理吸附占主导的自发、放热过程。改性榴莲壳在印染废水中有较好的应用前景。     

氯化钙改性硅胶吸湿材料的制备及性能研究

目的 针对水溶液改性硅胶基质易破裂,普通硅胶吸水率不高等问题,采用氯化钙醇溶液浸渍法制备不同浓度的氯化钙改性硅胶吸湿材料。方法 对比采用氯化钙水溶液和醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的外观质量;采用气体吸附法测试等温吸附脱附曲线,基于吸附理论和FHH模型获得氯化钙改性硅胶吸湿材料孔隙参数和分形维数;采用静态吸附法获得水蒸气静态吸附曲线,根据准一级和准二级动力学模型建立适用于氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸附动力学方程。结果 采用氯化钙醇溶液浸渍制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的破裂程度明显减少;比表面积和孔容随氯化钙含量的增加而减小,孔径变化较小;吸湿量随氯化钙含量的增加而增加。在模拟吸附过程中,准二级动力学模型相关系数更高,因此能更好地模拟吸附动力学过程。结论 采用质量分数为25%的氯化钙醇溶液制备的氯化钙改性硅胶吸湿材料的吸湿率最高、基质破裂率较低、再生能力优异,具有良好的应用前景。     

还原和氧化改性活性炭对亚甲基蓝吸附性能的影响

分别采用NaOH、NH3.H2O、H2O2以及不同浓度的HNO3溶液对微孔颗粒活性炭浸渍改性,通过静态试验研究了改型活性炭对水溶液中亚甲基蓝吸附特性的研究,并从动力学角度探讨吸附机理。实验结果表明,硝酸改性后表面的羧基含量增加,酚羟基含量减少;氢氧化钠和氨水改性后,碱性基团含量显著增加;硝酸改性后活性炭的吸附量略有增加,碱液改性和硫酸镁改性后活性炭吸附量略有减少。改性后活性炭材料对亚甲基蓝吸附均更符合伪二级吸附模型,R2>0.99。     

5种改性淀粉吸附Cu~(2+)性能及动力学研究

具有一定功能基团的改性淀粉可提高对重金属离子的吸附能力,分别以阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、磷酸酯双淀粉、氧化淀粉和尿素淀粉5种改性淀粉为吸附剂,以紫外分光光度法测量吸附后的Cu~(2+)质量浓度,考察了改性淀粉对Cu~(2+)的吸附动力学,并对比了不同改性淀粉的吸附效果。结果表明,在改性淀粉用量为0.1g、铜离子初始浓度为2g/L、溶液体积为100mL的条件下饱和吸附,其中磷酸酯淀粉吸附量最大,达50.7mg/g。吸附动力学研究表明5种改性淀粉的吸附等温数据均符合Freundlich模型。阳离子淀粉吸附数据符合准二级动力学模型,其余4种改性淀粉吸附数据更符合准一级动力学模型。     

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。     

活性炭对含Zn2+和Cd2+的重金属废水吸附净化效果研究

以椰壳活性炭和煤质柱状活性炭为吸附剂,考察了pH、活性炭投加量、震荡反应时间和反应温度等净化条件对两种活性炭吸附效果的影响。结果表明:(1)随着pH的增加,活性炭对含重金属废水的净化能力都呈现先增加后降低的趋势,当pH=7时,去除率最高;(2)活性炭投加量为4g时,两种吸附材料对Zn2+和Cd2+的吸附能力均达到饱和;(3)振荡反应时间为120min时,活性炭的吸附达到饱和,且活性炭对重金属废水的净化能力为:Zn2+Cd2+;(4)当反应温度达到40℃时,活性炭对Zn2+和Cd2+的去除率均达到最大;(5)椰壳活性炭吸附Zn2+、Cd2+的吸附等温线和动力学都较好地符合Langmuir吸附等温式和准二级反应动力学模型。     

改性松果活性炭去除Cr6+的研究

为了提高水中Cr⁶⁺的去除效率，以松果粉末(PC)为原料，利用H₃PO₄改性法制备了低成本高比表面的改性松果活性炭(PCAC)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和全自动比表面积分析仪对PCAC表面理化性质变化进行表征。通过静态吸附实验探究其对Cr⁶⁺的吸附性能，测定了溶液初始pH、PCAC投加量和吸附时间对Cr⁶⁺吸附性能的影响。根据吸附动力学和吸附等温线，探讨了PCAC对Cr⁶⁺的吸附机理。结果表明：经H₃PO₄改性制备的PCAC比表面积和孔隙体积分别为1669.2m²/g和0.851cm³/g,高于未改性的PC;对于100mg/L Cr⁶⁺模拟废水，最佳吸附条件：pH=2、PCAC投加量0.5g、吸附时间3h,此时PCAC对Cr⁶⁺的去除率最大且为99.97%;吸附动力学数据拟合分析，拟二级动力学模型较好...     

炭化米糠经臭氧活化制备活性炭及其去除Cr(Ⅵ)离子（英文）

以臭氧为活化剂,炭化的米糠为原料制备出活性炭。采用氮吸附、SEM-EDAX和FT-IR对样品进行表征。活性炭的比表面积由活化前的20 m2/g增加到380 m2/g。在臭氧活化过程中,吸附在炭材料上的二氧化硅变疏松,从而导致碳逸出。臭氧同时以氧分子和原子形式存在于炭表面。氧原子,作为强氧化剂,将炭表面氧化成酸性官能团如羧基、酮基和酚基。采用该活性炭吸附Cr(VI)离子,Cr(VI)离子的最大去除率(94%)的条件为:p H值2.0、浓度100 mg/L、吸附量0.2 g,时间2.5 h及转速300 r/min。采用吸附平衡和动力学模型探讨吸附机理,结果表明,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附速率符合准二级动力学方程。吸附是自发的放热反应,可能与Na OH脱落而恢复Cr和碳有关。     

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。     

改性油菜秸秆对水溶液中碱性品红的吸附性能研究

采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)对天然和改性油菜秸秆进行表征,探究了溶液初始pH值、吸附剂投加量、碱性品红初始质量浓度、吸附时间等因素对天然和改性油菜秸秆吸附碱性品红的影响。实验表明:经酒石酸改性的油菜秸秆对碱性品红的吸附容量较天然油菜秸秆提升了近1倍,最大吸附量由改性前的70.922mg·g~(-1)增加至138.889mg·g~(-1)。298K时,在不调节染料溶液初始pH值,投加量为0.04g,吸附60min条件下,改性油菜秸秆对100mg·L~(-1)碱性品红的去除率达到了95.85%。实验结果符合Langmuir等温吸附模型,相关系数R2值在0.99以上。改性油菜秸秆对碱性品红的吸附符合准二级动力学方程。