MnO_2纳米线合成及吸附腐殖酸的研究现状与进展

在生物界中,经过地球化学的一系列合成和积累,微生物对动植物遗骸经过分解转化形成包括腐殖酸等有机物质,广泛存在于水体、土壤、煤矿中。有效消除水体中腐殖酸是控制水体微污染的关键环节,MnO_2纳米线因对其具有良好的吸附效果,可强化去除水中腐殖酸而受到关注。本文针对当前国内外学者对MnO_2纳米线合成及吸附腐殖酸的研究现状,阐述了MnO_2纳米线的合成方法,分析腐殖酸在水合表面的吸附行为,并展望了MnO_2纳米线的研究与应用方向。     

新生态二氧化锰对水中腐殖酸的吸附性能研究

采用KMn O4氧化Mn SO4的方法制备新生态MnO2,利用在线投加的方式研究了吸附时间、新生态MnO2投加量、溶液p H、腐殖酸初始含量等因素对去除水中腐殖酸的影响。结果表明,当新生态MnO2投加量为10 mg/L,吸附时间为2 h时,UV254和CODMn的去除率分别可达29.36%和49.99%。新生态MnO2对腐殖酸的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。采用准2级动力学模型对吸附过程进行拟合,最大吸附量为27.20 mg/g(与实验值26.38 mg/g相近),吸附过程符合准2级动力学模型。新生态MnO2对腐殖酸具有良好的吸附效果,可为强化去除水中腐殖酸的工艺提供科学依据和参考。     

凹凸棒土-稻壳活性炭滤料对水中腐殖酸的吸附性能研究

进行了凹凸棒土-稻壳活性炭滤料对水中腐殖酸的吸附性能研究,确定了吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学等相关吸附模型参数。实验结果表明酸性条件有利于吸附,凹凸棒土-稻壳活性炭滤料对水中腐殖酸的吸附符合Freundlich吸附等温式和准二级动力学模型,吸附是一个自发的吸热过程,升温有利于提高滤料对腐殖酸的吸附能力。     

不溶性腐殖酸对钍的吸附性能研究

通过批实验考察了不溶性腐殖酸(IHA)对水中钍(Th)的吸附行为,探讨了IHA投加量、吸附时间、pH、吸附温度等对吸附性能的影响,分析了吸附动力学、吸附等温线和热力学过程,利用SEM和FTIR分析了相关吸附机理。结果表明:30℃下,1.0 g/L的IHA在pH=3.5,吸附时间6 h时,对50 mg/L Th(Ⅳ)的去除率达到78.6%,温度越高,Th(Ⅳ)去除率越高。IHA对Th(Ⅳ)的吸附是自发吸热反应,符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程;IHA吸附Th(Ⅳ)的机理表现为离子交换和络合。     

MnO_2-Al_2O_3对氟离子的吸附性能及机理研究

以γ-Al_2O_3为前驱体,利用原位生长及氧化还原法合成了MnO_2-Al_2O_3吸附剂。研究了MnO_2-Al_2O_3对氟离子的吸附选择性、循环利用性及除氟机理。结果表明,阴离子对MnO_2-Al_2O_3除氟率的影响大小顺序为PO43-Cl-SO42-NO3-HCO3-;MnO_2-Al_2O_3经5次吸脱附之后其除氟率下降至15.01%,循环利用性能有待进一步提高;吸附机理与吸附剂表面的zeta电位有关,主要包括静电吸引、配体交换和离子交换作用。     

B2O3·TiO2/Ti催化剂对水中腐殖酸吸附行为研究

TiO2光电催化氧化有机物的反应被认为是表面反应,有机物在TiO2表面的吸附是其降解的先决条件,因此系统研究有机物在TiO2表面的吸附行为,可以为进一步的光电催化降解提供实验依据.现采用阳极氧化法在基体钛表面原位合成B2O3·TiO2/Ti催化剂为吸附剂,系统地研究了腐殖酸在膜催化剂上的吸附行为,探讨了温度、溶液pH值、腐殖酸初始浓度、外加偏压等因素对吸附的影响,结果表明:低温、酸性条件下有利于腐殖酸在膜催化剂上吸附,吸附量随初始浓度、外加偏压的增加而增大,B2O3·TiO2/Ti催化剂吸附腐殖酸的等温线数据可用Freundlich等温吸附方程描述,吸附过程遵循Lagergren二级吸附动力学模型.     

不溶性腐殖酸对水中六价铬的吸附行为及影响因素研究

研究了不溶性腐殖酸(IHA)对六价铬的吸附作用及影响因素。进行了反应接触时间、pH、IHA投加量、光照条件等对反应的影响研究,确定了最佳反应条件。同时应用未处理的腐殖酸进行对比研究,实验表明在反应接触时间为60min,pH为7的水溶液条件下不溶性腐殖酸对铬离子去除率可达98%,比未处理的腐殖酸对铬离子的去除率提高近一倍,并拟合了不溶性腐殖酸对铬离子的反应动力学曲线和吸附等温线。     

活性炭对水中溴酸盐吸附性能研究

为控制水中消毒副产物溴酸盐,对添加溴酸盐的水进行静态吸附实验,研究活性炭(GAC)对溴酸盐的吸附性能。结果表明,2种GAC对溴酸盐的吸附规律符合Freundlich吸附等温线。25℃条件下,对于GAC1,当水中初始BrO3-的质量浓度50μg/L时,0.25 h达到吸附平衡,溴酸盐去除率在88.72%~97.87%;当初始BrO3-的质量浓度50μg/L时,24 h达到吸附平衡,溴酸盐去除率在22.54%~97.97%。对于GAC2,1 h左右基本达到吸附平衡,溴酸盐去除率在48.41%~71.78%。     

腐殖酸吸附水中铀的特性与机理

通过序批式试验研究了腐殖酸(humic acid)对铀的吸附行为及时间、吸附剂用量、铀的初始质量浓度、pH值、温度和共存离子等试验条件对吸附的影响,分析了其热力学和动力学过程,用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)手段分析了相关吸附机理。试验结果表明,吸附过程在60min后达到动态平衡,吸附率最高达99%以上。当pH值在5左右时,腐殖酸投加量越大,吸附效率越高。体系中HCO3-、H2PO4-的存在对腐殖酸吸附U(Ⅵ)有促进作用,而柠檬酸根离子、EDTA2-及Cr6+、Mn2+使腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附率降低,影响程度与其离子浓度呈正相关。     

活性炭负载MnO_2及其对甲醛的吸附

以椰壳活性炭为原料,采用单因素实验方法,考察高锰酸钾浓度、浸渍振荡时间、煅烧温度、煅烧时间对负载MnO_2活性炭吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)能力的影响,再将最佳条件下制备的负载MnO_2活性炭(MnO_2-AC)对一定质量浓度的甲醛溶液进行吸附,采用单因素实验方法,通过BET、XPS、FTIR以及XRD等分析手段,考察吸附时间、MnO_2-AC投加量、初始甲醛质量浓度对MnO_2-AC吸附甲醛能力的影响。结果表明,MnO_2-AC(高锰酸钾浓度0.08 mol/L、浸渍振荡时间4 h、煅烧温度600℃、煅烧时间2.5 h)对质量浓度3.5 mg/L的甲醛吸附率达90.17%,较AC提高了240.26%。MnO_2-AC吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)4h时,可认为吸附达到平衡;随着投加量的增加,甲醛吸附率增加趋势逐渐平缓;对低浓度甲醛溶液吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量Q_∞为8.24 mg/g;负载MnO_2的晶型为δ-MnO_2且结晶度较好,本研究以期为研发一种吸附甲醛能力强的活性炭提供参考依据。     

活性炭负载MnO_2及其对甲醛的吸附

以椰壳活性炭为原料,采用单因素实验方法,考察高锰酸钾浓度、浸渍振荡时间、煅烧温度、煅烧时间对负载MnO_2活性炭吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)能力的影响,再将最佳条件下制备的负载MnO_2活性炭(MnO_2-AC)对一定质量浓度的甲醛溶液进行吸附,采用单因素实验方法,通过BET、XPS、FTIR以及XRD等分析手段,考察吸附时间、MnO_2-AC投加量、初始甲醛质量浓度对MnO_2-AC吸附甲醛能力的影响。结果表明,MnO_2-AC(高锰酸钾浓度0.08 mol/L、浸渍振荡时间4 h、煅烧温度600℃、煅烧时间2.5 h)对质量浓度3.5 mg/L的甲醛吸附率达90.17%,较AC提高了240.26%。MnO_2-AC吸附甲醛(质量浓度3.5 mg/L)4h时,可认为吸附达到平衡;随着投加量的增加,甲醛吸附率增加趋势逐渐平缓;对低浓度甲醛溶液吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量Q_∞为8.24 mg/g;负载MnO_2的晶型为δ-MnO_2且结晶度较好,本研究以期为研发一种吸附甲醛能力强的活性炭提供参考依据。     

石墨烯对水中钕的吸附性能研究

研究了石墨烯对水中钕的吸附效果。分别探究了吸附时间,初始pH,吸附剂使用量,初始钕浓度,温度对石墨烯吸附钕的影响,发现这5个因素均会影响吸附效果。实验探究结果表明,石墨烯吸附钕的最佳pH为9. 98,较适温度为303 K;在303 K下,吸附达平衡所用时间为9 h,吸附剂较适使用量为90 mg,最适钕溶液的初始浓度为200 mg/kg,在以上条件下石墨烯对钕的吸附率可达70%。     

石墨烯对水中铀的吸附性能研究

通过吸附实验,探究了石墨烯对水中铀的吸附性能。分别探究了吸附剂使用量,铀溶液初始浓度,初始pH,吸附时间4个因素对吸附率的影响。结果表明,这4个因素对吸附率均有影响。经实验探究找到较适条件,进一步探究吸附效果。在较适条件:吸附剂使用量为50 mg,铀初始浓度为50 mg/kg,pH为6. 3左右,吸附时间在9 h以上时,石墨烯对铀的吸附率为65%。     

MnO_2基复合吸附剂制备及去除水中重金属性能

采用共水热法和分步水热法分别制备了δ-MnO_2/MCM-41和δ-MnO_2/ZSM-5-n复合吸附材料,利用X射线衍射仪、透射电镜、N_2吸附/脱附仪等对复合吸附剂进行了表征,并考察了其去除水中Cu~(2+)和Ni~(2+)的性能。结果表明,δ-MnO_2具有海胆状形貌,单个颗粒直径大约在200 nm;其与分子筛复合后仍能保持原来的晶型和介孔结构。对δ-MnO_2/MCM-41复合吸附剂,当MCM-41添加质量分数为30%时,其对溶液中重金属Ni~(2+)吸附能力最大,约为44.61mg/g;对δ-MnO_2/ZSM-5-n复合吸附剂,其对重金属离子的吸附量随ZSM-5-n硅铝比的增大而降低;且复合吸附剂对溶液中的重金属离子以单层物理吸附为主。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd⁽²⁺⁾的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd⁽²⁺⁾(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd⁽²⁺⁾去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd⁽²⁺⁾吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd~(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd~(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd~(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd~(2+)吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

MnO_2纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用一步氧化还原法室温制备了Mn O2纳米颗粒,并考察了其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,制备的Mn O2纳米颗粒大小均一,为无定型的δ-Mn O2,其对亚甲基蓝具有较好的吸附性能,最大吸附量可达157.7 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。     

MnO_2纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用一步氧化还原法室温制备了Mn O2纳米颗粒,并考察了其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,制备的Mn O2纳米颗粒大小均一,为无定型的δ-Mn O2,其对亚甲基蓝具有较好的吸附性能,最大吸附量可达157.7 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。     

不溶性腐殖酸对铀的吸附研究

正通过改变震荡时间、不溶性腐殖酸的投加量、pH值、铀酰离子的浓度等因素,研究不溶性腐殖酸(insolubilized humic acid,简写IHA)对铀酰离子(UO22+)的吸附作用。实验表明,在铀酰离子的浓度在4.79×10-5 mol/L以上,pH≈7时,不溶性腐殖酸对六价铀有较好的吸附能力,吸附效率在96%以上。对于浓度为1.60×10-4 mol/L的铀溶     

银耳对水中重金属的吸附性能的研究

结合当前重金属污染的水质处理技术的处理方法,本课题选用银耳作为吸附剂研究了其对水中微量重金属Cu、Pb、Zn、Cd、Cr(六价)(以下简称Cr)的吸附性能,分别考察了原液浓度、吸附剂用量、pH、温度对吸附的影响,研究了吸附发生的最佳条件,并通过动力学吸附模型和平衡吸附模型对吸附结果做了分析研究。