响应面法优化柚皮基活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附条件

以农业废弃物柚子皮为原料,利用Zn Cl2活化法制备柚皮基活性炭(GAC)处理含Cr(Ⅵ)废水。采用响应面优化法中Box-Behnken设计试验,研究了吸附剂投加量、初始浓度、温度和p H值4个因素对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,建立了GAC对Cr(Ⅵ)去除率的二次多项回归模型。Cr(Ⅵ)去除率试验值和预测值基本一致,方程能够较好地预测吸附过程。在试验范围内以最小吸附剂量获得最大去除率为目标进行优化,确定最佳吸附工艺条件为温度45℃、p H为2、初始浓度300.05 mg/L、GAC投加量1.38 g/L,Cr(Ⅵ)的平均去除率为72.08%,与理论预测值(72.38%)相比,误差仅为0.415%。     

玉米皮渣制备生物炭吸附含Cr(Ⅵ)废水研究

采用玉米皮渣为原料,在300、400、500和600℃炭化温度下制备生物炭。考察温度对生物炭特性影响,研究了溶液p H、初始Cr(Ⅵ)浓度和生物炭使用量对Cr(Ⅵ)除去率影响。随着炭化温度升高,生物炭收率降低。生物炭红外光谱显示,生物炭富含羧基、酚羟基等表面含氧官能团,低温生物炭还含有饱和的烃基和长链烃基。随温度升高,生物炭中脂肪性烷基链消失,而芳香性逐渐增加。玉米皮渣及其生物炭在Cr(Ⅵ)溶液p H为1~2时对Cr(Ⅵ)除去效果最好,这说明p H会影响Cr(Ⅵ)在水溶液中的离子形态,并对吸附剂的稳定性与化学官能团活性产生影响。Cr(Ⅵ)初始浓度为50~500 mg/L时,玉米皮渣和生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附能力范围为8.2~86.5mg/g。与生物炭相比,玉米皮渣富含还原性基团如SO_3~(2-),对Cr(Ⅵ)去除率达到96%。Freundlich、Langmuir和Dubinin-Raduskevich模型拟合结果说明,玉米皮渣和生物炭对Cr(Ⅵ)除去能力还与吸附剂特性相关,且去除机理以物理吸附与还原作用为主。     

硅藻土负载壳聚糖对含Cr(Ⅵ)废水吸附处理效能

活性炭和壳聚糖对六价铬(Cr(Ⅵ))吸附效果较好,但价格较高,而廉价吸附剂的吸附能力较差.制备硅藻土负载壳聚糖廉价吸附材料,并研究其Cr(Ⅵ)吸附效能.实验结果表明,硅藻土的表面孔洞结构对壳聚糖的附着有促进作用,复合吸附剂中壳聚糖质量分数为16.7％时,其表面具有壳聚糖的某些官能团;该材料在Cr(Ⅵ)初始浓度(质量浓度)为10 mg/L条件下,吸附量远高于硅藻土,可达8.03 mg/g,约为纯壳聚糖吸附量的70％;吸附模式符合Freundlich公式;吸附剂吸附饱和后,可以采用氢氧化钠再生.     

磁性分子印迹材料的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过水热法合成铜离子磁性印记分子聚合物(Fe_3O_4@SiO_2-M IP),并借助SEM、XRD、FT-IR等对合成样品的形貌粒径和结构进行表征。Fe_3O_4@SiO_2-M IP的比表面积为35.944m2/g,改性后的比表面积明显大于纳米Fe_3O_4,比表面积的增大有利于提高磁性粒子作为吸附剂时的吸附容量。研究p H值、印记材料的投加量、Cu(Ⅱ)溶液的初始浓度和振荡时间对吸附的影响。结果表明,在p H为7、T=298K的最优条件下,Fe_3O_4@SiO_2-M IP铜离子磁性印记分子对Cu(Ⅱ)的吸附率可达97%以上,饱和吸附量为23.31mg/g。     

胶原纤维固化杨梅单宁对Cr(Ⅵ)的吸附

研究了胶原纤维固化杨梅单宁(IBT)对Cr(Ⅵ)的吸附特性及机理.实验表明,Cr(VI)吸附容量随pH值降低而增加,低温更有利于Cr(Ⅵ)的吸附.当吸附剂用量为0.100 g,温度为303 K,pH为2.0,溶液体积为100 ml,Cr(Ⅵ)初始浓度为100mg·L~(-1)时,IBT对Cr(Ⅵ)吸附容量为78.5 mg·g~(-1). Freundlich方程可以很好地描述吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附等温线.动力学研究表明,初始吸附进行得很快,当吸附进行到500 min时,吸附达平衡.吸附动力学可以很好地用拟二级速率方程来描述,计算所得平衡吸附量与实测值误差很小.IBT对Cr(Ⅵ)的吸附是氧化还原吸附.Cr(Ⅵ)被IBT还原成Cr(Ⅲ)后,再与吸附剂结合而被吸附.     

印迹与交联壳聚糖吸附水中微量Cr（Ⅵ）的对比试验研究

本研究以壳聚糖为原料,戊二醛为交联剂,分别采用直接交联的方法和分子印迹技术制备交联壳聚糖和Cr（Ⅵ）印迹壳聚糖,并对这两种吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附性能进行了研究,考察了pH、反应时间、吸附剂投加量、Cr（Ⅵ）初始浓度、温度对Cr（Ⅵ）去除率的影响.实验结果表明：酸性环境有利于壳聚糖类吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附,pH为6.0时吸附效果最佳.交联壳聚糖和印迹壳聚糖对Cr（Ⅵ）的吸附速率在前20 min较快,90 min即可达到吸附平衡.对30 mg/L的Cr（Ⅵ）溶液,交联壳聚糖与印迹壳聚糖对Cr（Ⅵ）的去除率随投加量增加而增加,在投加量为3.5 g/L时,对Cr（Ⅵ）的去除率最高可达到92.4%和97.8%.相同实验条件下,印迹壳聚糖对Cr（Ⅵ）的吸附较交联壳聚糖有明显提高,其幅度最高可达7.3%.     

磁性功能化纳米粒子对微囊藻毒素Microcystin-LR的吸附性能研究

通过水热合成的方法制备出磁性Fe3O4纳米粒子,并将其表面功能化,得到新型的磁性纳米粒子.对影响微囊藻毒素Microcystin-LR吸附效果的一些因素如吸附剂加入量、吸附时间、浓度、p H等进行了优化.研究结果表明,制得的磁性吸附剂具有良好的吸附性能,适用于水中痕量藻毒素的去除.     

γ-Al_2O_3固载水滑石的原位制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以γ-Al_2O_3为载体,水热法原位合成γ-Al_2O_3固载镁铝水滑石,并在400℃对制备的水滑石(LDH)进行焙烧,制得γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物(LDO),利用水滑石的记忆效应进行吸附脱除Cr(Ⅵ)的实验研究.结果表明:原位水热反应制得的γ-Al_2O_3固载水滑石样品表面被片状水滑石覆盖;γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物对Cr(Ⅵ)的吸附量远大于未焙烧的水滑石;且水滑石焙烧温度为400℃、Cr(Ⅵ)溶液p H为5时,Cr(Ⅵ)脱除性能最好;γ-Al_2O_3固载的Mg Al复合金属氧化物质量一定,Cr(Ⅵ)溶液初始浓度变大时,Cr(Ⅵ)的脱除率将降低.     

新型改性膨润土制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

目的研究加碳焙烧改性新方法制备改性膨润土(Modified Bentonite,MB)作为Cr(Ⅵ)吸附剂的条件,探讨MB对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素及吸附机理,旨在研发一种无害且经济的修复Cr(Ⅵ)污染土壤和地下水的可渗透反应墙(PRB)的反应介质.方法以Al2(SO4)3为改性剂对辽宁黑山钙基膨润土进行加碳焙烧改性.结果通过试验确定最佳改性条件:改性剂Al2(SO4)3投加量为25%,加碳量为2%,焙烧温度为420℃,焙烧时间为2 h.在13.5℃,溶液pH为6.5,MB投加量为20 g/L,搅拌45 min的条件下试验,MB对质量浓度为1 mg/L的Cr(Ⅵ)去除率达到98.21%,处理后Cr(Ⅵ)质量浓度达到地下水水质Ⅲ类标准,且表现出固液分离容易、处理土无解吸等优点.结论将改性膨润土MB作为PRB反应介质应用于修复Cr(Ⅵ)污染的土壤和地下水是可行的.     

啤酒糟及其生物炭吸附废水中Cr(Ⅵ)

采用啤酒糟为原料,在磷酸浸泡后于150℃下部分炭化制备生物炭。分析了某些关键因素如初始废水Cr(Ⅵ)浓度、pH值和生物炭使用量对废水中Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明,啤酒糟和生物炭的红外光谱的特征吸收峰基本一致。它们含有羟基、羧基、氨基和溶解性有机炭可以通过络合、氧化还原反应除去废水中的Cr(Ⅵ)。啤酒糟和生物炭在初始pH为2~3时对废水中的Cr(Ⅵ)的去除效率最好(都达到85%以上)。当Cr(Ⅵ)初始浓度为400 mg/L、吸附剂用量为6 g/L、pH为2.0时,啤酒糟和生物炭对废水Cr(Ⅵ)的吸附能力分别为51.19 mg/g和56.94 mg/g。Dubinin-Raduskevich和Elorich模型拟合结果说明,啤酒糟和生物炭对溶液Cr(Ⅵ)除去的主要机理表现为物理吸附协同还原反应,而且它们对Cr(Ⅵ)除去能力与其表面特性和含Cr(Ⅵ)的废水微环境密切相关。     

香蕉皮对重金属六价铬吸附性能研究

用香蕉皮作吸附剂,对含有Cr(VI)的模拟重金属废水进行了吸附研究.分别考察了温度、pH、吸附剂粒径、吸附剂量、溶液初始浓度及震荡时间等因素对吸附效果的影响.结果表明,0.1g香蕉皮在pH为2左右、温度30℃、吸附7h、初始浓度为30mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,吸附量可达20mg/g.吸附可以用Langmuir等温线很好的描述,且符合准二级动力学方程.热力学数据表明,该吸附反应为吸热过程,且以物理吸附为主.香蕉皮处理含铬废水具有很好的应用前景.     

聚乙二醇@聚(单宁酸-己二胺)的制备及其吸附性能的研究

本研究利用聚乙二醇与单宁酸形成聚电解质复合物,进一步与1,6-己二胺反应,形成以聚乙二醇为核、聚(单宁酸-己二胺)为壳的聚乙二醇@(单宁酸-己二胺)微胶囊(PEG@PTHA),并用于水溶液中阴离子染料刚果红(CR)的吸附研究。用透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对材料的结构、成分进行了表征,并探讨了反应时间、初始染料浓度对吸附剂去除CR的吸附效果的影响。实验结果表明,PEG@PTHA对CR有较强的吸附性能,在303 K水浴温度下,吸附反应在12 h内达到吸附平衡,吸附量随初始浓度的增加而增加。在实验条件下染料浓度为240 mg/L时最大吸附量为314.7 mg/g。结果显示,吸附剂对CR的吸附行为符合准二级动力学方程,吸附等温线可用Langmuir等温吸附模型较好地描述。     

HDTMA改性沸石对铬酸盐的吸附作用研究

以溴化十六烷基三甲基铵(HDTMA-Br)和浙江缙云产天然沸石为原料制备了HDTMA改性沸石,并通过实验考察了HDTMA改性沸石对Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明:HDTMA改性沸石对Cr(Ⅵ)的吸附能力随粒径的减小而增强.粒径≤0.15 mm HDTMA改性沸石吸附Cr(Ⅵ)较优的改性剂投加量为300 mmol/kg.HDTMA改性沸石对Cr(Ⅵ)的吸附能力随溶液pH值的增加而降低.共存的HCO3-和SO42-等阴离子会抑制HDTMA改性沸石对Cr(Ⅵ)的吸附.改性剂投加量为300 mmol/kg条件下制备得到的粒径≤0.15 mm HDTMA改性沸石对初始质量浓度5~25 mg/L Cr(Ⅵ)的吸附过程满足Langmuire等温吸附模型.     

Fe_3O_4纳米吸附剂的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的吸附机理研究

以FeCl_3·6H_2O和醋酸钠为原料,采用水热法制备Fe_3O_4纳米吸附剂,将其用于水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除。纳米Fe_3O_4可有效去除Cr(Ⅵ),反应2h后就达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为60.85mg·g~(-1)。对其吸附机理研究表明:Cr(Ⅵ)在Fe_3O_4表面的吸附符合Freundlich等温线模型,吸附活化能为43.73kJ·mol~(-1),表明为化学吸附,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段,其动力学符合准二级反应动力学。利用Fe_3O_4纳米粒子吸附除去水中重金属离子在实际工业中是一种行之有效的方法。     

几种农药对土壤中铬吸附行为的影响

通过等温吸附实验,分别研究了仲丁威、三唑磷、马.异乳油、硫.三环唑和2,4-D等5种农药对土壤中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)吸附行为的影响.结果表明,对照组和5种受试农药影响下,土壤对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的吸附等温线均符合Freundlich和Langmuir方程.5种受试农药对Cr(Ⅲ)的吸附率和饱和吸附量的影响较小.但马.异乳油和硫.三环唑使土壤吸附Cr(Ⅲ)的亲和力常数k和标准自由能变ΔG0下降,表明它们降低了土壤对Cr(Ⅲ)吸附强度.此外,三唑磷和硫.三环唑降低了土壤对Cr(Ⅵ)吸附,饱和吸附量较对照分别减少了11.0%和9.8%,而马.异乳油能显著地增加土壤对Cr(Ⅵ)的吸附,使饱和吸附量增加36.4%.     

壳聚糖／PVA微粒对Cr（Ⅵ）的吸附平衡与动力学

获得在酸碱介质中稳定性好、溶胀率小的壳聚糖/PVA微粒的基础上,探讨了时间、pH、温度等因素对壳聚糖/PVA微粒吸附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明:温度与pH是影响吸附量最主要因素。在平均粒径为200μm,最适pH=3、28℃振荡240 m in其吸附量达200 mg/g以上,吸附量随温度的升高而增大。通过计算不同温度下各热力学参数ΔG、ΔH和ΔS,证实该吸附为一自发的吸热过程。对实验数据运用相关数学模型拟合,得出等温吸附平衡符合Langmuir模型,吸附过程动力学更适合二级反应。     

MoS_2的制备及其吸附甲基橙性能

以钼酸钠和L-半胱氨酸为钼源和硫源,采用水热法制备出纳米结构的二硫化钼(Mo S2),并对制备的样品进行IR、XRD和SEM等手段的表征。同时较为系统地探讨了反应时间,吸附剂投入量,甲基橙初始质量浓度和p H对吸附效果的影响,探究其吸附等温线和动力学特征。实验表明,反应120min时达到吸附平衡,吸附剂投入量、染料溶液浓度和p H对吸附剂吸附量和脱色率的影响不同,且最适宜的吸附剂投入量为0.012 5 g,染料溶液浓度为30 mg/L,p H为2,该吸附过程较好地符合Freundlich等温模型和二级动力学模型。     

绿色吸附剂松树叶去除水中Cr(Ⅵ)的性能和机理研究

将废弃松树叶用于水中Cr(Ⅵ)的吸附去除。研究发现松树叶可有效去除Cr(Ⅵ),反应3h后可达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为45.73mg·g~(-1)。Cr(Ⅵ)在松树叶表面的吸附动力学符合准二级反应动力学和Freundlich等温线模型,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段。该吸附为吸热反应,吸附活化能为54.68kJ·mol~(-1)。研究表明将松树叶进行资源化利用,作为绿色吸附剂吸附去除水中的重金属离子是一种高效、环境友好的方法。     

廉价高分子吸附剂处理含Cr(Ⅵ)电镀废水

在静态条件下用改性的壳聚糖、海带、泥炭吸附电镀废水中重金属离子Cr(Ⅵ),探讨了废水pH、吸附时间、吸附剂用量、铬液初始质量浓度对去除Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,在废水pH为1.0-2.0,吸附时间为120 min,按Cr(Ⅵ)与吸附剂质量比1∶200投加吸附剂进行处理,Cr(Ⅵ)去除率可达99%以上。含Cr(Ⅵ)的电镀废水经改性壳聚糖吸附后,废水中Cr(Ⅵ)的含量均低于国家排放标准。     

ZnAl类水滑石吸附Cr(Ⅵ)性能研究

对影响ZnAl-LDO吸附Cr(Ⅵ)性能的各因素(溶液pH值、温度、搅拌和沉降时间、初始Cr(Ⅵ)浓度、Zn/Al比)进行探讨,并考察了材料再生后的吸附性能.研究结果表明,控制溶液pH值是提高ZnAl-LDO吸附Cr(Ⅵ)性能的关键点;在最佳吸附条件下,Zn2Al-LDO对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量高达73.83 mg/g;吸附材料可再生,循环使用3次,吸附性能无明显变化.