氧化石墨烯/二氧化硅复合材料对铀(Ⅵ)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)为表面活性剂,利用TEOS水解成SiO_2合成了氧化石墨烯/二氧化硅复合材料(GOS)。通过静态实验,探讨pH、GOS投加量、吸附时间和U(Ⅵ)初始浓度对GOS吸附U(Ⅵ)的影响,采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)对GOS进行表征,并探讨其吸附U(Ⅵ)的机理。结果表明:当溶液pH为6,投加量为0.2 g/L,吸附时间为120 min时,GOS吸附U(Ⅵ)效果最佳;吸附过程较好地拟合准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);Si O_2成功与GO复合,GOS对U(Ⅵ)具有很好的吸附性能,其吸附U(Ⅵ)前后自身结构并未发生变化,其对U(Ⅵ)的吸附机理以—COOH、—OH的离子交换作用为主,Si—OH的络合反应并存。     

硫酸盐还原菌颗粒污泥去除U(Ⅵ)的影响因素及稳定性

探讨U(Ⅵ)初始浓度、COD、SO42-、Cu2+、Fe0等对硫酸盐还原菌颗粒污泥(SRBGS)去除U(Ⅵ)的影响,讨论其去除U(Ⅵ)的稳定性,并利用XPS分析U(Ⅵ)还原产物的形态特征。结果表明:当COD为300~1500 mg/L时,随着COD浓度的升高,U(Ⅵ)的去除速率加快;SO42-浓度低于1500 mg/L对U(Ⅵ)的去除有促进作用;Cu2+浓度低于100 mg/L时,U(Ⅵ)还原未受显著影响,但当其增至200 mg/L时,U(Ⅵ)还原受到完全抑制;投加铁粉大大提高了U(Ⅵ)的去除速率,20 h内,U(Ⅵ)的去除率达到100%。SRB颗粒污泥能够长期使用,最佳水力停留时间12.5 h,NO3-能使已还原的U(Ⅵ)再氧化。XPS分析表明,颗粒污泥表面沉积或吸附了铀,且以U(Ⅳ)为主。     

改性生物质材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能

在N,N-二甲基甲酰胺中,以次磷酸钠作为催化剂,采用柠檬酸对泡桐皮、芦苇、花生叶3种生物质材料进行化学改性,制备得到生物吸附剂,并研究Cr(Ⅵ)溶液p H值、初始溶液Cr(Ⅵ)浓度、吸附时间等因素对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附率的影响。采用红外光谱分析仪对吸附材料的分子结构及其化学键进行表征。结果表明:3种改性生物质材料在pH值为2、Cr(Ⅵ)初始浓度为30 mg/L时,吸附性能较好,吸附平衡时间为120 min。可以用准二级动力学方程很好地描述生物质材料吸附过程。改性后的泡桐皮、芦苇、花生叶对Cr(Ⅵ)的最大吸附率分别为96.78%、91.85%和89.63%,其中改性后泡桐皮具有最大的吸附量。     

耐铀颗粒污泥微生物群落结构解析

以厌氧颗粒污泥为对象,测试其对不同浓度U(Ⅵ)(2.4~12 mg/L)的去除效果,通过环境扫描电子显微镜(ESEM)和高通量测序技术等方法解析铀胁迫下微生物群落结构特性。结果表明:在初始U(Ⅵ)浓度为9.6mg/L、p H为6、投加湿污泥2g(污泥的可挥发性悬浮在体浓度为0.1g)条件下,U(Ⅵ)的去除率最高,达到95.1%;颗粒污泥中微生物以直径约1μm的球形细菌为主,能谱分析(EDS)也证明细胞表面铀的存在。高通量测序得到15939条有效序列,可划分操作分类单元939个。样品文库覆盖率为0.967,Shannon指数、ACE指数和Chao1指数分别为4.099、3140.55与2122.53,表明样品具有较高的微生物多样性与丰富度。菌属分类显示:颗粒污泥中包含许多典型的铀还原固定菌属,如Acinetobacter、Clostridium、Pseudomonas、Sulfurovum、Sulfurospirillum及Trichococcus,这是颗粒污泥具有高效除铀效果与耐铀性能的原因。     

改性玉米芯吸附溶液中U(Ⅵ)的热力学特征

以微波辅助KMnO4改性玉米芯为吸附剂来吸附溶液中的U(Ⅵ),探讨改性玉米芯吸附溶液中U(Ⅵ)的热力学特征。结果表明:随着温度的升高,改性玉米芯对U(Ⅵ)的吸附量增大。Langmuir模型能更好地反映吸附过程特征,说明吸附主要发生在改性玉米芯表面的活性区域,属于单分子层吸附。吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明,所有温度下ΔG在U(Ⅵ)初始浓度≤80 mg/L时均为负值,且温度越高ΔG值越负,表明改性玉米芯对U(Ⅵ)的吸附过程是一个自发的过程,且温度越高,自发程度越大。焓变ΔH和熵变ΔS都为正值,说明吸附过程吸热,温度越高,越有利于吸附的进行。     

离子交换树脂从辉钼矿酸性浸出液中直接提取Mo(VI)的静态和动态吸附研究（英文）

研究离子交换树脂D301在强酸性浸出液中对六价钼的吸附行为。利用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和拉曼光谱(Raman spectra)对树脂的吸附能力、吸附动力学和吸附机理进行详细考察。结果表明,D301离子交换树脂在强酸性浸出液中的对钼吸附量达到463.63 mg/g,吸附控制步骤为颗粒内扩散过程,当树脂粒度从0.9~1.2 mm减小到0.6~0.9 mm时,活化能则从25.47 k J/mol降低到20.38 k J/mol。解析实验表明,2 mol/L的氨水可以作为D301树脂的解吸液。动态上柱实验验证离子交换树脂D301在强酸性浸出液对钼直接提取的可行性。此外,逆流吸附可以改善动态连续吸附效果。     

零价铁对奥奈达希瓦氏菌还原U(Ⅵ)的影响及机制

采用现代分析方法探讨零价铁(ZVI)与奥奈达希瓦氏菌(S.oneidensis)MR-1还原U(Ⅵ)的效果与机制。结果表明:ZVI与S.oneidensis均能够还原U(Ⅵ);在厌氧条件下,ZVI与S.oneidensis还原U(Ⅵ)存在协同作用。当p H为7、温度为30℃、U(Ⅵ)的初始浓度为20 mg/L、ZVI的投加量为1.0 g/L时,24 h S.oneidensis对U(Ⅵ)还原率达到96.9%;在0.5~2.0 g/L范围内,U(Ⅵ)的还原率随ZVI投量的增加而上升;在U(Ⅵ)初始浓度5.0~50.0mg/L内,U(Ⅵ)的还原率与其浓度正相关。ZVI、Fe3O4和Fe2O3均能明显促进U(Ⅵ)的还原,而可溶态的Fe(Ⅲ)对U(Ⅵ)的还原具有明显的抑制作用。其他离子Cu2+、Ca2+、Mn2+和NO3-对U(Ⅵ)的还原存在抑制作用,以Cu2+的影响最大,Ca2+的影响次之,SO42-对U(Ⅵ)的还原影响较小。XPS分析结果表明,ZVI表面吸附和沉积了U(Ⅵ)和U(Ⅳ)两种价态的U元素,反应后的铀大部分形成了稳定的UO2。     

石墨负载纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)

以液相还原法制备纳米零价铁,将其负载于石墨表面制备负载型纳米零价铁复合材料(G-nZVI),并用来去除溶液中的U(Ⅵ),考察初始溶液的pH、反应温度、反应时间、U(Ⅵ)的初始浓度以及固液比等因素对复合材料(G-nZVI)去除U(Ⅵ)影响。用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术对反应前后的材料进行表征,分析其去除U(Ⅵ)的机理。结果表明:纳米零价铁颗粒分散在石墨粉的表面,没有产生团聚。反应后溶液中主要生成UO_2和U(Ⅳ)氢氧化物沉淀。石墨负载型纳米零价铁对U(Ⅵ)有很好的去除效果,在pH为4.0,温度为30℃,反应时间为60 min,固液比为0.25 g/L,初始U(Ⅵ)浓度为10 mg/L条件下,U(Ⅵ)的去除率和吸附容量分别达到99.67%和43.2 mg/g,说明该复合材料(G-nZVI)在含铀放射性废水的处理与环境修复中具有潜在的应用价值。     

木屑季铵螯合吸附剂的制备及其吸附铀矿酸法废水中U(Ⅵ)

针对铀矿中酸法含铀废水处理的难点,利用木屑制备季铵盐型螯合吸附剂(MS)强化其除铀效果。研究环氧氯丙烷(ECH)添加量、二乙烯三胺(DETA)添加量、醚化反应时间、接枝反应时间对木屑的改性效果及其对废水中U(Ⅵ)吸附效果的影响,获取制备MS的最佳工艺条件。对MS进行表征分析并探讨吸附剂的改性机理。单因素实验结果表明:随着ECH、DETA添加量的增加及醚化时间的延长,MS对U(Ⅵ)的吸附性能先增大后减小;而随着接枝时间的增加,MS对U(Ⅵ)的吸附效果先增大而后基本保持不变。正交优化实验结果表明:对U(Ⅵ)吸附性能的影响醚化反应时间最大,接枝反应时间次之,ECH、DETA添加量最小。最优制备条件为ECH添加量10 m L,DETA添加量6 m L,醚化反应时间1 h,接枝反应时间4 h,此时MS对U(Ⅵ)的吸附率为99.72%,吸附量达99.72 mg/g。     

壳聚糖固定化枯草芽孢杆菌水溶液中铜离子的吸附(英文)

研究了壳聚糖固定化枯草芽孢杆菌吸附铜离子的性能,分析了pH、吸附剂投加量、温度、铜离子初始浓度和时间对铜离子吸附的影响。结果表明,pH对铜离子的吸附有较大的影响。此外,固定化枯草芽孢杆菌吸附剂比空白吸附剂具有更强的吸附性能。整个吸附过程符合朗缪尔吸附模型(R2=0.994),最大吸附量为100.70mg/L。动力学模型拟合结果表明,实验符合准二级动力学模型,线性相关指数大于0.999。吸附剂能在0.1mol/LNaOH溶液中被成功解吸。     

利用天然二氧化锰吸附铜（英文）

软锰矿的主要成分为MuO2,其可作为一种低成本的吸附剂使用,研究其对废水中铜离子的吸附分离作用。研究Cu(II)离子的初始浓度、溶液初始pH值、吸附剂用量和粒度对吸附过程的影响。结果表明:随着吸附剂的用量增加,吸附铜的比例增大。在不同铜浓度下,溶液的初始pH值为自然状态时的吸附量最大。当初始溶液浓度、初始p H值、接触时间、搅拌速度、粒径大小和吸附剂用量分别为0.0025 mol/L、自然状态、180 min、200 r/min和6 g/L时,软锰矿对铜的吸附率为96.5%。对吸附过程中的等温吸附曲线和动力学进行研究。结果表明:该平衡吸附数据符合Langmuir等温模型,而过程的动力学符合伪二阶动力学模型。     

改性橘子皮对铜、铅和锌的吸附特性及吸附机制(英文)

将橘子皮经氢氧化钠和氯化钙处理,得到改性橘子皮生物吸附剂(SCOP)。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和N2-吸附法对其形貌和特性进行表征;通过静态吸附实验,研究pH、起始金属离子浓度等因素对改性橘子皮SCOP吸附Cu2+、Pb2+和Zn2+的影响。等温吸附结果表明,SCOP对Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附符合Langmuir方程,根据Langmuir方程计算的SCOP对Cu2+、Pb2+和Zn2+的饱和吸附量分别为70.73,209.8和56.18mg/g。根据静态吸附实验结果,用动态柱吸附实现了水溶液中Pb2+和Zn2+的分离。吸附过程中离子交换发生了重要作用,重金属离子与吸附剂中的Ca2+离子发生离子交换。     

磁性Fe3O4/活性炭对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

目的获得吸附性能、磁分离性能和再生性能较佳的磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂(MAC)。方法通过化学共沉淀法制备出磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂。采用X-射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对活性炭进行表征。使用磁性Fe_3O_4/活性炭吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ),考察吸附剂用量、吸附pH值和吸附时间对吸附性能的影响,并研究了吸附动力学模型。利用磁铁对磁性Fe_3O_4/活性炭进行了回收。结果制备的磁性Fe_3O_4/活性炭中含有纯度较高的立方相磁性Fe_3O_4粒子。在温度为25℃、pH=3、吸附时间为120 min、吸附剂用量为0.15 g时,对Cr(Ⅵ)的去除率最高,达到了97.44%,吸附动力学符合拟二级动力学模型。电镀废水中共存阳离子会使吸附性能增强,共存阴离子会使吸附性能降低。磁性Fe_3O_4/活性炭的回收率达93.58%,6次解吸-再生后,吸附量仍较高,为27.17 mg/g。结论磁性Fe_3O_4/活性炭吸附剂对电镀废水中的Cr(Ⅵ)具有较高的去除率,吸附剂回收方法简单,回收率高,具有较好的应用前景。     

壳聚糖-海藻酸钠吸附剂对电镀废水中 Cr( VI) 的吸附性能研究

以天然壳聚糖(CS)和海藻酸钠(SA)为原料,在CaCl2作用下,制备了壳聚糖-海藻酸钠(CS-SA)吸附剂。采用红外光谱仪对CS-SA吸附剂官能团进行表征,表明壳聚糖和海藻酸钠之间产生了静电吸引作用。以含低浓度Cr(Ⅵ)的电镀废水为处理对象,考察了CS-SA用量、吸附时间和pH值对CS-SA吸附性能的影响,同时对吸附动力学进行了研究。结果表明:当pH=6,吸附时间为120 min,CS-SA用量为0.15 g时,离子去除率最高,达到了98.86%;吸附动力学最符合拟二级动力学方程。解吸-再生实验表明,CS-SA吸附剂可以再生使用。     

羊栖菜对水环境中Cd~(2+)的吸附特性

以非活性羊栖菜粉为吸附剂,研究羊栖菜对水溶液中Cd~(2+)的吸附特性。结果发现:在最佳吸附pH为5,温度为313.15K,吸附剂浓度为1g/L,Cd~(2+)初始浓度为40mg/L左右时,羊栖菜对镉离子的去除率的最大值为92.54%,且吸附10 min时,即达到最大去除率93.95%;在60 min时,基本达到吸附平衡,羊栖菜对Cd~(2+)的去除具有快速、去除率高的特点。动力学实验数据符合准二级动力学模型,Langmuir对热力学实验平衡数据的拟合较高,最大理论吸附容量为68.49 mg/g。通过方程拟合和SEM分析发现吸附过程发生了离子交换。FTIR分析显示,羟基、羧基等官能团在吸附过程中发挥了作用,通过解吸可以实现羊栖菜粉的再生和循环利用。     

橘子皮化学改性及其对Cu(Ⅱ) 离子的吸附性能

以橘子皮为基体,经环氧氯丙烷交联后,以Ce4+为引发剂将丙烯酸甲酯单体接枝到橘子皮上,再经过皂化制备改性橘子皮生物吸附剂.研究溶液pH、吸附时间和Cu2+初始浓度对生物吸附剂吸附性能的影响.结果表明,在pH值为5.5,Cu2+初始质量浓度为50 mg/L,吸附时间为3 h的条件下,该生物吸附剂对Cu2+去除率为94.6%,吸附容量为24.41 mg/g.Cu2+在该生物吸附剂上的吸附过程可以用准二级动力学方程很好地描述.吸附等温线结果表明,该生物吸附剂对Cu2+的吸附用Freundlich方程拟合效果优于用Langmuir方程拟合效果.将该生物吸附剂用于含Cu2+ 5.8 mg/L的电镀废水,Cu2+去除率可达97%.通过红外光谱表征该生物吸附剂的结构,说明羧基和羟基与金属离子的结合引起该生物吸附剂对Cu2+的吸附.该生物吸附剂可以再生重复使用4次以上.     

新型功能材料MIL-125-NH-PO的制备及其对铀酰离子的吸附性能

采用溶剂热法以二苯基次膦酰氯作为取代基合成了一种新型功能金属有机骨架材料MIL-125-NHPO,并通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和X射线能谱分析(EDS)对材料进行表征,探究不同的初始条件下MIL-125-NH-PO对铀酰离子吸附性能的影响。结果表明,在pH=5、t=300 min、T=298 K、c_e=40 mg/L的条件下吸附量最高可达到415.05 mg/g,吸附过程自发放热熵减,符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,吸附性能较好。且在有多种共存离子的情况下,MIL-125-NH-PO对铀酰离子依旧有良好的选择吸附性,表明MIL-125-NH-PO是一种潜在的铀吸附剂。     

采用负载Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中快速高效去除Ag(Ⅰ)（英文）

采用负载Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中去除Ag(Ⅰ)。采用XRD、SEM、BET等温线、振荡试样磁力计(VSM)和傅里叶变换红外光谱(FT-ⅠR)表征该吸附剂。采用该吸附剂在不同p H值(2~7)、吸附剂量(0.01~0.5 g)、Ag~+浓度(50,100,200,300,500,700和1000 mg/L)下测定Ag(Ⅰ)的吸光度。在最佳条件(30 min,p H=5)下,得到最高的Ag~+去除率。在50 m L 100 mg/L Ag~+溶液中,最佳吸附剂量是0.20 g,去除率为98.3%。基于Langmuir等温线,得到最大单层饱和吸附量为243.90 mg/g。表征结果表明,吸附剂的比表面积和孔体积分别为814.23 m2/g和0.726 cm3/g。实验数据与Langmuir和Freundlich等温线模型吻合。合成的吸附剂对水溶液中Ag(Ⅰ)吸附具有理想的表面积和吸附容量。     

新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15对U(VI)的吸附机理

采用啤酒酵母菌为生物大孔模板,三嵌段聚合物(P123)为介孔相模板制备合成介孔氧化硅SBA-15。再采用Fe3O4为铁源,二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为有机改性基团,通过后嫁接法使有机改性基团对介孔氧化硅SBA-15进行功能化改性,得到新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15,并通过扫描电镜、粉末X射线衍射和比表面分析仪分别表征吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15的结构。考察溶液p H值、吸附时间、铀初始浓度和温度等因素对吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15吸附铀的影响。结果表明:吸附剂G-PA-SBA-15直径均匀分布、孔径均一,吸附铀的最佳条件是p H值为6.0、吸附时间为1.0 h、铀初始浓度为20 mg/L和吸附反应温度为25℃。对吸附动力学模型和吸附等温模型进行分析,G-PA-SBA-15对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型(相关系数R2均大于0.99),吸附等温线符合BET等温线模型,说明该吸附体系是一个多层吸附过程。     

微生物固定化吸附剂吸附Pd(II)的研究

微生物法在吸附处理重金属污染和回收贵金属方面具有广阔的发展前景。利用载体A固定化大肠杆菌开发了一种高效微生物固定化吸附剂,研究其对Pd(II)的吸附特性,构建其对Pd(II)的动态吸附模型,并开展了循环再生实验。结果表明,吸附柱的穿透时间和耗竭时间与大肠杆菌的浓度、微生物固定化吸附剂的填充量成正相关,与溶液流速成负相关;载体A:粘结剂:大肠杆菌的质量比为4:1:3,固定化吸附剂添加量为15 g、溶液流速3 mL/min时,吸附柱对Pd(II)有较好的吸附效率,穿透时间和耗竭时间分别为60 min和360 min;使用2 mol/L的HCl对负载Pd(II)后吸附剂进行解吸处理,解吸率达到99.32%;吸附-解吸循环5次后,固定化吸附剂对Pd(II)的吸附量基本保持不变。