新型包埋吸附剂的制备及其除磷效果研究

为了吸附去除富营养化水体中的磷,利用碱酸改性凹凸棒石(ATP),经包埋成型技术制备一种新型吸附剂,考察其对水中磷酸根的吸附性能。结果表明,利用质量分数为8%的PVA包埋成型的Zr-ATP复合吸附剂在常温、常压下进行静态除磷试验,除磷效率为99%,吸附容量为7.8 mg/g,该富营养化修复剂值得进一步深化研究。     

有机接枝改性凹凸棒石对磷吸附性能的影响

有机接枝可以改善凹凸棒石粉末在吸附中的流失现象,但同时接枝反应也会影响凹凸棒石对磷的吸附效率。为了降低这一影响,对改性凹凸棒石进行接枝试验,研究不同接枝工艺对接枝产物吸附除磷效果的影响。结果表明,当丙烯酰胺、N,N′-亚甲基双丙烯酰胺、碳酸氢钠、改性凹凸棒石的质量分别为0.7、0.04、1、1 g,无水乙醇、5%过硫酸钾和水的用量分别为5、1和7 mL时,有机接枝凹凸棒石吸附剂除磷率能达到92%,是未接枝时的93.8%,吸附容量达到4.6 mg/g。     

锆掺杂镁铝水滑石去除水中氟离子的研究

采用共沉淀法制备出锆掺杂镁铝水滑石,将焙烧产物作为吸附剂用于去除水中氟离子的研究。结果表明,不同镁铝比吸附剂除氟效果有明显差异,其中以镁铝比为3:1除氟效果最好;掺杂锆后吸附剂除氟效率明显提高,除氟率可达到98.7%。详细考察了水滑石焙烧温度、吸附温度、时间、溶液pH及吸附剂用量等因素对吸附剂除氟效果的影响。在室温及空速45h-1条件下,锆掺杂镁铝水滑石成型吸附剂的动态除氟容量达到47.6 mg/g,表明其具有较高的吸氟容量和较快的除氟速率,在饮用水除氟方面具有较好的应用前景。     

凹凸棒石/氢氧化物纳米复合材料对磷的吸附热力学

用铁/铝盐水解法制备了凹凸棒石/铝氢氧化物(PNCM Ⅰ)、凹凸棒石,铁氢氧化物(PNCM Ⅱ)和凹凸棒石/铁-铝氢氧化物(PNCM Ⅲ)3种凹凸棒石黏土纳米复合材料,对比研究了这3种复合材料和纯凹凸棒石黏士对水中磷的吸附净化能力,通过等温吸附实验探讨了3种纳米复合材料对磷的吸附机理.结果表明:PNCM Ⅰ和PNCMⅢ凹凸棒石黏十纳米复合材料对磷具有良好的吸附净化能力,而且温度对其影响很小;当初始浓度为1,2mg/L和5mg/L(以磷计)时,100mL水中加入0.1 g的PNCMⅠ和PNCM Ⅲ对磷的去除率可达到99%以上,对磷的吸附容量分别约为8mg/g和15mg/g;这3种凹凸棒石复合材料吸附过程均属于Langmuir吸附;PNCMⅠ和PNCMⅢ对磷的吸附是吸热的化学吸附和物理吸附并存的过程,PNCMⅡ对磷的吸附是吸热的物理吸附过程,且都为熵增加的吸附过程.     

五种改性纳米纤维素吸附剂的制备及除磷性能比较

含磷废水的排放是造成水体富营养化的重要原因,吸附法可以有效去除废水中的磷。开发环境友好的高效吸附剂是该法进一步推广的关键因素之一。采用TEMPO氧化+机械剪切结合的方法制备纳米纤维素(CNFs),分别用Fe(OH)_3、Al(OH)_3、Mg(OH)_2、La_2O_3和MnO_2对CNFs进行改性。将改性前后的CNFs用于吸附去除废水中磷,并比较了不同p H条件下的除磷效果。结果表明,Fe(OH)_3、Al(OH)_3、Mg(OH)_2、La_2O_3和MnO_2均能成功负载于CNFs上。经改性后的CNFs对磷的吸附去除效果有明显提高,p H越低吸附容量越高。同一p H条件下,吸附容量依次为Fe(OH)_3@CNFsAl(OH)_3@CNFsMg(OH)_2@CNFsLa_2O_3@CNFsMnO_2@CNFs。Fe(OH)_3@CNFs对磷的吸附效果最好,且受pH变化的影响不大。在磷初始浓度为10mg/L、p H为4时,Fe(OH)_3@CNFs对磷的吸附容量为7.58mg/g,为未负载CNFs的94.75倍;当p H升高至7时,其吸附容量仍可达到7.09mg/g。将其用于实际废水除磷时无需调节pH,可节约药剂,降低处理成本。     

胶原纤维负载锆对废水中氟的去除

以胶原纤维为基质负载Zr(Ⅳ)制备新型吸附剂胶原纤维负载锆(ZrCF),将其用于高浓度含氟冶炼废水中氟的去除,考察了盐度、硬度对除氟效果的影响,优化了吸附剂用量、吸附次数、初始pH值、接触时间等工艺条件,并进行了固定床吸附实验.结果表明,盐度、硬度对除氟效果影响不大;连续8次投加ZrCF0.1 g可以使出水氟离子浓度达...     

Zr负载NaOH活化开心果壳生物炭及其除磷和再生性能

以开心果果壳为原料,制备锆改性生物炭,并研究了其除磷性能。结果表明,Zr/生物炭摩尔质量比为2.0 mmol/g时,制备的生物炭(Zr_(2nd2.0)-PNSBC)除磷效果较好。一定程度增加初始磷浓度有助于提高磷吸附量和低pH环境下有利于磷的吸附,共存离子HCO~-_3抑制磷的吸附。固定床吸附中,吸附剂对真实含磷污水有一定的处理能力,以1.0 mol/L NaOH为再生试剂,经5次循环吸附和再生后,Zr_(2nd2.0)-PNSBC对磷的吸附量下降了13.3%。表征结果表明,Zr改性后生物炭对磷的吸附主要通过静电吸引和配体交换磷的吸附机理主要为配体交换。     

硅藻土负载羟基氧化铁的制备及除磷性能研究

采用铁盐法在硅藻原土上负载羟基氧化铁(FCD)颗粒,制备出一种新型的除磷吸附剂,利用SEM、EDAX、XRD以及物理吸附等手段对FCD样品进行表征检测.结果表明:经过改性后的硅藻土表面负载了颗粒状的羟基氧化铁,其微孔和表面粗糙度发生明显变化,比表面积比硅藻原土增大了10倍.还利用摇床实验模拟自然环境,探讨FCD的投加量、吸附扰动时间、pH以及温度等因素对FCD除磷效果的影响.研究结果表明:在常温和酸性条件下,扰动3 h时,该吸附剂能达到较好的吸附效果,在25℃、pH=3时除磷率达到92%,吸附容量为3.68 mg/g,比较适合应用于呈酸性的珠江水水样;Langmuir和Freundlich等温吸附方程都能较好地描述硅藻土对磷的等温吸附特征,为有效控制水体富营养化提供了理论依据.     

改性稀土沸石吸附剂的脱氮除磷性能研究

以沸石为载体、稀土元素为活性组分,通过浸渍、干燥、焙烧、筛分等工序后制成了污水脱氮除磷的稀土吸附剂。结果表明：稀土吸附剂对磷的吸附容量由沸石的2mg/g提高到25mg/g,而对氨氮的吸附容量提高较小（1～3mg/g）。当进水氨氮10mg/L、磷5mg/L、pH 4～7时,经稀土吸附剂处理后的出水pH 6～9、氮磷的去除率分别达到80%和99%。当稀土吸附剂再生10次时,脱氮效率是新鲜稀土吸附剂的90%,除磷效率则为80%。     

生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁吸附除锑研究

为提升晶态铁系金属氧化物的吸附容量、提高对印染废水中高溶解度和稳定性的Sb(OH)₆^-去除效果,制备生物炭负载锰掺杂纳米四氧化三铁,探究其吸附效果与联用生物炭负载提升吸附容量的机理。吸附实验表明,在初始pH为7.0±0.5、温度25℃、初始锑浓度200μg/L条件下,吸附剂除锑的最优条件为锰铁比0.3、负载比0.2、投加量0.3 g/L,此时模拟废水中锑含量可降至38μg/L,在更低投加量、更温和pH、室温条件下有更高的吸附容量。且吸附剂的循环使用性能较好,经三个吸附-脱附循环后吸附量仍达86%。吸附容量机理研究发现,生物炭负载提升吸附容量的机理为缓解团聚、提高吸附剂表面带正电强度、增强其对Sb(OH)₆^-的离子交换吸附作用。     

凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物对水溶液中Sr(Ⅱ)的吸附机制

以Sr(Ⅱ)为模板,壳聚糖为功能体,凹凸棒石为载体,γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,利用表面分子印迹技术和溶胶-凝胶法制备了凹凸棒石表面离子印迹聚合物.采用扫描电子显微镜、Fourier变换红外光谱对凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物进行了表征,运用等离子体发射光谱技术探讨了pH值、吸附剂用量、静置时间对两者吸附行为的影响,考察了它们的饱和吸附容量和吸附效率,对比研究了凹凸棒石及其表面离子印迹聚合物对水溶液中SrⅡ)的吸附机制.结果表明:在最优化条件下,凹凸棒石表面离子印迹聚合物对水溶液中sr(Ⅱ)有良好的吸附性能,饱和吸附容量为凹凸棒石的3.71倍,凹凸棒石表面离子印迹聚合物对Sr(Ⅱ)的识别性为凹凸棒石的3.0倍以上,为进一步建立专属性核废物处理模型提供了依据.     

铁、锆改性生物炭对水中磷的吸附特性及机理研究

针对水体富营养化现象,以青霉素菌渣为原料制备生物炭,通过共沉淀法在所制备生物炭上负载铁、锆离子,得到了一种新型除磷吸附剂 Zr Fe-HBC,研究了其对水中磷酸盐的吸附特性及吸附机理。结果表明,Zr FeHBC 具备多层级孔隙结构,铁、锆离子以氧化物形式结合于生物炭之上。Zr Fe-HBC 吸附磷酸盐的过程符合准二级动力学和 Freundlich 模型,为多分子层的化学吸附,在 25 ℃时饱和吸附量为 18.26 mg/g。Zr Fe-HBC 对磷酸盐的吸附量随 p H 降低而增加,适合在酸性条件下对磷酸盐进行吸附处理。共存阴离子可与磷酸盐竞争吸附位点,其中 CO₃^2-对磷酸盐吸附产生严重干扰。选择 1 mol/L Na OH 溶液对吸附后的 Zr Fe-HBC 进行解吸,经过 5 次吸附-脱附循环,Zr Fe-HBC 仍保持 78% 的吸附容量。综合吸附实验与表征结果分析 Zr Fe-HBC 对磷酸盐的吸附机理,结果表明,Zr Fe-HBC 主要通过静电吸附、配体交换和表面沉淀作用对磷酸盐进行吸附。     

Zn-Al类水滑石磷吸附剂的制备及其吸附性能

采用共沉淀法制备了一系列Zn-Al类水滑石吸附剂,并考察了制备条件对其磷酸盐吸附性能的影响。结果表明,在制备温度为70℃、共沉淀剂为NaOH、陈化时间为6 h及焙烧温度为300℃时得到的Zn-Al类水滑石对城市污水处理厂污泥脱水液中磷酸盐的吸附效果最好,其饱和吸附容量达72.46 mg P·(g吸附剂)^-1。该吸附剂吸附水中磷的动力学拟合效果表现为假二级动力学方程>Elovich方程>假一级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir吸附模型。     

氢氧化镧对磷酸根吸附性能的研究

本研究以La(OH)3作为研究对象,考察其吸附容量和影响其吸附效率的因素;分别对磷初始浓度、pH、吸附温度和吸附时间进行考察,并确定最佳的吸附条件。该吸附剂的吸附容量随pH变化显著,在pH值=3附近达最大值;最佳的磷初始浓度是100 mg/L;在12h达到最大吸附容量,之后无明显变化。吸附等温线较符合Langmuir方程,吸附剂吸附属于单分子层吸附;其动力学模型较符合伪二级动力学方程。     

负载Ti/Fe腐植酸吸附剂的制备表征及对As(Ⅲ)吸附性能研究

制备了负载Ti/Fe腐植酸吸附剂,采用SEM、XRD等分析方法对负载Ti/Fe腐植酸的结构进行了表征,并对As(Ⅲ)进行了吸附性能的研究。结果表明,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂较负载前的腐植酸,表面负载了大量类球状颗粒,内部孔道面积和表面积增加,活性吸附位点的数量增大,吸附能力有了明显的提高。在55℃、p H值为6、吸附平衡时间为120 min时,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)有较好的吸附效果。负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)的吸附符合Freundlich吸附模型。     

水厂脱水污泥吸附污水中磷的性能

介绍了利用自来水厂脱水污泥作为吸附除磷的吸附剂,研究其等温吸附特性,考察共存阴阳离子、pH值、吸附剂投加量及温度对除磷效果的影响。试验结果表明:自来水厂脱水污泥具有显著的吸附除磷效果,其对磷的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,理论饱和吸附容量达16.56 mg/g;共存CO_3~(2-)对吸附过程产生明显抑制,与PO_3~(4-)存在竞争吸附;共存阳离子对吸附过程影响不大;吸附容量和去除率均随pH值升高而降低;温度升高使吸附容量与除磷效果均有提升。     

污泥改性制备烟气脱硫吸附剂的研究

以城市污水厂剩余污泥为原料,采用负载金属氧化物的方法进行改性制备烟气脱硫吸附剂,探讨了污泥吸附剂在SO2-O2-H2O(g)-N2体系的吸附机理。负载质量分数为5%MnO2的吸附剂性能较好,在SO2入口质量浓度为2 021.38 mg/m3、O2质量分数为12%、H2O(g)质量分数为12%、气体流速为2.13 m/min和温度60℃的条件下,污泥吸附剂的脱硫效率为93.6%,吸附容量为66.8 mg/g。水蒸气存在时,过渡金属氧化物MnO2较强的氧化性促进了对SO2的化学吸附,等温吸附过程可用Fre-undlich模型描述。     

蜂巢石负载纳米水合氧化铁吸附氮磷的性能研究

制备了蜂巢石纳米水合氧化铁复合吸附剂(PUMICE-NHFO),研究投加量、溶液pH和共存阴阳离子对PUMICE-NHFO同时吸附氮和磷性能的影响;采用吸附等温线和吸附动力学模型研究PUMICE-NHFO的吸附特征。结果表明,纳米水合氧化铁成功地负载到蜂巢石上。当PUMICE-NHFO投加量为7.5 g/L、溶液pH为7时,氮和磷被吸附的效果较好,共存阴阳离子与氮和磷竞争吸附位点,降低氮磷吸附效率。PUMICE-NHFO对氮和磷的吸附过程更符合Langmuir吸附等温线模型,氮和磷的最大吸附量分别为3.09 mg/g和5.12 mg/g。准二级动力学模型可准确描述PUMICE-NHFO吸附氮和磷的过程,R²可分别达到0.992和0.996,吸附过程主要受化学吸附控制。经过5次吸附-解吸循环后,PUMICE-NHFO对氮和磷的吸附容量仍保持在初次吸附容量的68%以上,表现出较好的可重复利用性。     

赤泥原料及其对吸附剂吸附性能的影响

赤泥的堆放会对环境造成污染,但其具有较高的吸附性能,因此研究制备赤泥吸附剂能达到以废治废的目的。实验分别采用平果和德保赤泥制备吸附剂,研究了赤泥原料及赤泥吸附剂的物相组成,采用除氟及除铜实验研究了赤泥产地及赤泥堆放时间对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,以平果、德保赤泥制备的吸附剂,在焙烧温度500℃、焙烧2 h、溶液p H值为6的条件下,氟浓度可分别从19 mg/L降低到0.21、0.19 mg/L;铜浓度可分别从64 mg/L降低到0.32、0.51 mg/L。对氟的吸附容量均可达0.94 mg/g;对铜吸附容量分别可达3.18、3.17 mg/g;对氟、铜的去除率分别在99%、98%以上。     

负载Ti/Fe腐植酸吸附剂的制备表征及对As(Ⅲ)吸附性能研究

制备了负载Ti/Fe腐植酸吸附剂,采用SEM、XRD等分析方法对负载Ti/Fe腐植酸的结构进行了表征,并对As(Ⅲ)进行了吸附性能的研究。结果表明,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂较负载前的腐植酸,表面负载了大量类球状颗粒,内部孔道面积和表面积增加,活性吸附位点的数量增大,吸附能力有了明显的提高。在55℃、p H值为6、吸附平衡时间为120 min时,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)有较好的吸附效果。负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对As(Ⅲ)的吸附符合Freundlich吸附模型。