给水厂污泥对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为探讨给水厂污泥（WTR）作为Cr(Ⅵ)吸附剂的可能性,探讨了pH、初始浓度、污泥粒径和温度对WTR吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明,污泥对Cr(Ⅵ)的吸附量随pH的增大而减小,吸附平衡时间为9 h,吸附量随污泥粒径的减小而增加;在15～35℃范围内,饱和吸附量随温度的升高而增加,35℃时饱和吸附量达到45.59 mg/g。准二级动力学方程（R2>0.99）能够很好地拟合给水厂污泥对Cr(Ⅵ)的吸附过程,吸附平衡符合Langmuir模型。利用X射线光电子能谱分析（XPS）对吸附机理探究表明,WTR对Cr(Ⅵ)的去除不仅包括吸附作用,还存在着氧化还原反应。     

钼尾矿对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以钼尾矿为吸附剂,研究了其对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。考察了尾矿的目数、尾矿的量、Cr(Ⅵ)的初始浓度、时间等因素对吸附性能的影响,同时探索了钼尾矿对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和热力学特性。结果表明:在尾矿目数120目、Cr(Ⅵ)初始浓度40mg/L、尾矿量为12g、吸附27h后,钼尾矿对Cr(Ⅵ)的吸附容量可高达3.22mg/g,Cr(Ⅵ)离子去除率可达到最高90%以上;钼尾矿对Cr(Ⅵ)吸附过程更好符合Langmuir等温线和准二级动力学方程。     

改性糠醛渣对Cr(Ⅵ)的吸附性能

为了研究改性糠醛渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,利用红外光谱、扫描电镜、零电荷点对吸附剂进行了表征,考察了改性糠醛渣投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH、温度、吸附时间等因素对改性糠醛渣吸附Cr(Ⅵ)的影响,并研究了动力学机制。结果表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg/L,改性糠醛渣投加量为0. 07 g,溶液pH为1～3,在20℃条件下吸附50 min时,去除率可达96. 43%。吸附动力学过程符合准二级动力学方程。再生试验结果表明改性糠醛渣具有良好的重复使用性能。     

三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对褐煤氧解残煤的多孔性和含氧官能团的结构特点,研究了褐煤氧解残煤及其改性残煤对Cr(Ⅵ)的吸附性能。改性残煤是由1 g褐煤氧解残煤与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液和3 mL环氧氯丙烷在40℃下反应1 h后,再与1 mL乙二胺溶液和10 mL H_2O在60℃下反应2 h制得。利用分光光度法研究影响Cr(Ⅵ)吸附行为的因素,例如溶液pH值、吸附时间和溶液中Cr(Ⅵ)的初始质量浓度。结果表明:在pH值小于2.5的强酸性溶液中,三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)都具有良好的吸附能力;吸附动力学过程涉及快速的物理吸附和缓慢的化学吸附,其化学吸附过程符合准二级动力学模型,等温吸附符合Freundlich模型和Langmuir模型,且Freundlich模型的拟合效果优于Langmuir模型的拟合效果;三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)显示不同的吸附机理。原煤的吸附量大,吸附强度弱;氧解残煤的吸附量小,吸附强度大;改性残煤在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20 mg/L～70 mg/L时对Cr(Ⅵ)具有显著的吸附率。     

硫脲改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)与Ni~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和硫脲为原料,经环氧氯丙烷交联,制得硫脲改性壳聚糖颗粒,通过吸附实验考察了pH、吸附时间对Cr(Ⅵ)、Ni2+吸附的影响。结果表明,硫脲壳聚糖颗粒对Ni2+吸附的最佳pH为6,对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为1,最佳吸附t为2h。利用准一级反应动力学模型和准二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型、Langmuir模型对吸附等温线进行拟合。结果表明,吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。吸附等温线用Langmuir模型拟合结果最好。在初始质量浓度80mg/L,θ为25℃时,Ni2+,Cr(Ⅵ)的饱和吸附量可达40.98mg/g和33.33mg/g。     

改性粉煤灰基Linde type F(K)沸石对Cr(Ⅵ)的吸附

利用HDTMA改性Linde type F(K)沸石吸附处理溶液中的Cr(Ⅵ),探讨了pH值、溶液初始浓度、反应温度和时间对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,同时进行了吸附等温线和吸附动力学的数据模拟。实验结果表明:改性沸石对溶液中Cr(Ⅵ)的去除效果明显优于原始沸石。酸性条件有利于沸石对Cr(Ⅵ)的吸附。吸附数据的拟合结果符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学方程。     

碱化稻秆吸附剂处理含铬电镀废水

采用碱化稻秆作为吸附剂对溶液中的Cr(Ⅵ)进行吸附研究,室温下考察了吸附时间、p H、碱化稻秆用量、Cr(Ⅵ)初始质量浓度及粒径等因素对吸附性能的影响。结果表明,碱化稻秆具有吸附Cr(Ⅵ)的能力,且适宜的吸附条件为:吸附t为2 h,p H为2,碱化稻秆用质量为1.5 g,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20 mg/L及粒径为250μm,吸附率可达90%以上。吸附等温线和动力学表明,Langmuir和Freundlich等温式能较好地描述碱化稻秆对Cr(Ⅵ)的吸附平衡,准二级动力学方程能较好地反映该吸附动力学,即吸附主要是单分子层的化学优惠吸附。碱化稻秆用来处理低浓度含Cr(Ⅵ)电镀废水,既可治理环境污染,又可以提高综合经济效益,有良好的应用前景。     

不同碳基材料对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

以传统活性炭(木质炭、煤质炭)与碳纳米管为碳基吸附剂,研究不同碳基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,并对其吸附动力学进行研究。结果表明,传统活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能优于碳纳米管,木质、煤质活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量分别为158.23、152.44、48.69 mg/g;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附属于物理吸附。     

Mg/Al双金属氧化物吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学机理

通过静态吸附实验,研究了Cr(Ⅵ).Mg/Al水滑石焙烧产物层状双金属氧化物(layered double oxides,LDO)的吸附性能.考察了温度对其吸 附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.研究表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,LDO的吸附活化能为21.42kJ/mol,表现为扩散控 制过程.在293~333 K温度范围内,吸附自由能(△Go)变小是Cr(Ⅵ)ELDO上的吸附推动力;吸附热(吸附焓变H)为5.12 kJ/mol,是自发的物理吸附过程;LDO吸附Cr(Ⅵ)为熵增过程.其熵变为49.12 J/(mol·K).结合XRD表征结果探讨了吸附机理:LDO吸附Cr(Ⅵ)无配位摹交换、化学键等强的作用力,Mg/Al金属氧化物在吸附Cr(Ⅵ)后恢复为LDH层状结构,因此,LDO对Cr(Ⅵ)的强吸附能力是冈为其具有较强的结构"记忆效应".     

改性甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以甘蔗渣为原料,通过高温限氧和氧化钙改性制备钙改性甘蔗渣活性炭。研究了钙改性甘蔗渣活性炭对Cr(Ⅵ)吸附的影响因素,并通过吸附等温线模型和吸附动力学,进一步讨论其吸附机理。由实验数据可知,氧化钙改性有利于提高甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果。改性后,甘蔗渣活性炭的最佳吸附条件为:pH=2,吸附时间8h,吸附剂添加量为0.2 g,Cr(Ⅵ)的吸附浓度为20 mg·L~(-1),此时吸附容量达到2.89 mg·g~(-1)。吸附等温模型的拟合结果表明,改性后,甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温模型。吸附动力学模型拟合结果表明,改性后,甘蔗渣炭对Cr(Ⅵ)的吸附可用Lagergren准二级动力学模型表示,吸附过程存在物理扩散和化学吸附。     

CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

在微波环境下,制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)修饰的CTMAB-磷石膏,并对其结构进行了表征。通过静态吸附实验,研究了CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附特性,探讨了吸附机理,结果表明:CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,但Langmuir吸附等温模型能更好地描述吸附等温曲线。Lagergren准一级吸附动力学方程、Lagergren准二级吸附动力学方程、Elovich吸附方程以及粒子内扩散模型均可较好地描述吸附初始阶段,而整个吸附过程更好地符合Lagergren准二级吸附动力学方程,CTMAB-磷石膏对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为16.3225mg/g,吸附过程由物理吸附、化学吸附及络合沉淀作用共同控制。     

无机改性红辉沸石吸附Cr(Ⅵ)研究

以红辉沸石、六水合氯化铁溶液为改性材料,采用浸泡后恒温水浴陈化制备无机改性红辉沸石(Fe-Z),考察了溶液的pH、吸附温度、吸附时间、吸附剂用量等因素对Cr(Ⅵ)吸附的影响,并采用吸附动力学模型、吸附等温线模型对实验数据进行拟合分析。结果表明,实验优化条件为:温度35℃,pH为3,沸石投加量0.15 g,初始Cr(Ⅵ)的质量浓度50 mg/L,投加反应时间500 min时,此时改性红辉沸石对Cr(Ⅵ)吸附效率去除率为佳。改性红辉沸石对Cr(Ⅵ)的吸附符合准2级动力学模型和Langmuir等温模型,是化学吸附、单分子层吸附的过程。     

典型农业废弃物对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

研究了4种典型农业废弃物(花生壳、柚子皮、稻草和玉米芯)对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附作用及机制.结果表明,4种吸附剂都具有吸附Cr(Ⅵ)的能力,在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20mg·L-1的溶液中,吸附率可达到97%以上;pH在1.0～6.0,Cr(Ⅵ)的吸附量随pH升高而下降,最佳吸附pH为1.0～2.0;吸附在30min左右达到平衡且符合拟2级动力学方程;最大吸附量的顺序为:花生壳(3.19 mg·g-1)＞柚子皮(1.46mg·g-1)＞稻草(1.22 mg·g-1)＞玉米芯(1.20 mg·g-1),吸附过程既符合Freundlich方程又符合Langmuir方程.综合比较,花生壳和柚子皮具有较强的吸附废水中Cr(Ⅵ)的能力,可作为废水铬净化剂使用,而稻草和玉米芯的吸附能力相对较弱,不是理想的净化材料.     

污泥水热炭的制备及吸附废水中Cr(Ⅵ)特性

以城镇污水处理厂剩余污泥为原料,采用水热碳化法在不同温度和停留时间的条件下制备水热炭并用于吸附废水中的Cr(Ⅵ)。通过比表面积和孔径分析、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、ζ电位对水热炭进行了表征分析。结果表明,水热碳化反应温度240℃和停留时间4 h为污泥水热炭吸附剂的优化制备条件;污泥水热炭是表面含有多种官能团的介孔材料;对于初始质量浓度50 mg/L的含Cr(Ⅵ)废水,当温度为25℃、pH为2.5,水热炭投加量为10 g/L时,对Cr(Ⅵ)的去除率可达99.81%;Langmuir等温吸附模型和准2级动力学方程能较好地反应污泥水热炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程。     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr(Ⅵ)的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH4.0,生物炭浓度20g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56mg/g提高近1倍。在pH2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。     

电增强活性炭纤维吸附去除水中Cr(Ⅵ)研究

采用电吸附法对含Cr(Ⅵ)模拟废水进行处理,考察了电极电位、极板间距、极板面积、模拟废水初始Cr(Ⅵ)含量、废水pH等因素对吸附性能的影响,对电吸附过程进行了热力学和动力学拟合,并对电极进行了再生实验。结果表明,在电极电位为1.6 V、极板间距为0.6 cm、极板面积为100 cm2、模拟废水初始Cr(Ⅵ)的质量浓度为20 mg/L、废水pH为2的优化条件下,Cr(Ⅵ)的吸附去除率达到100%;其他因素不变,仅将p H调至2.5,Cr(Ⅵ)的吸附去除率为88.0%,较开路条件下提高了10.7个百分点;电吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准2级动力学方程;对活性炭纤维电极进行4次循环电吸附、脱附实验后,其对Cr(Ⅵ)的吸附去除率仍保持在84%以上。     

铁锰氧化物改性沸石对Cr(Ⅵ)的吸附性能

铬污染是水环境的重要威胁之一.本文采用广东云浮产天然沸石制取了铁锰氧化物改性沸石,并对改性沸石进行了表征,对其吸附去除Cr(Ⅵ)的特性进行了研究.结果表明,铁锰氧化物改性沸石表面松散的颗粒杂质显著减少,多孔状结构得到加强.改性沸石和天然沸石对Cr(Ⅵ)的去除率均呈快速上升然后逐渐趋于稳定,分别在30min和50min时达到平衡状态.改性沸石吸附速率较快,去除率也得到明显提高.拟合结果表明,两种沸石对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级反应动力学.加大沸石投加量在提高Cr(Ⅵ)去除率的同时也产生浑浊,综合考虑去除效果和实用性,用于除Cr(Ⅵ)的改性沸石最佳投加量为1.0g/L.随pH值的升高改性沸石的去除率略有增加,但pH值低于2.0时去除率显著下降.共存腐殖酸等有机物会产生竞争吸附,并降低Cr(Ⅵ)的去除率.     

高锰酸钾改性活性炭的表征及吸附Cr(Ⅵ)性能的研究

用KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)进行吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、N2吸附/解吸等方法对改性活性炭的理化性质进行表征,探讨各种参数(如pH、接触时间、吸附剂用量、温度和初始浓度)对吸附Cr(Ⅵ)的影响。研究证明,当pH 2时,KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,AC1和AC3吸附率分别达到65%和90%以上,而未改性AC0的吸附率约40%。随着pH的增加,吸附效果变弱。接触时间为4 h时,KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附基本达到平衡,而温度对其影响不大。当改性炭的投加量为50 mg、Cr(Ⅵ)溶液浓度为10 mg/L时,吸附效果最佳,AC3的吸附率可达90%以上,比AC0增加50%以上。改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)过程符合准二级动力学方程。     

沉水植物菹草改性后对Cr(Ⅵ)的吸附研究

为开发廉价高效去除水中重金属Cr(Ⅵ)污染的生物吸附剂,在以沉水植物菹草固形物作为吸附剂研究的基础上,对菹草进行改性以提高吸附性能,并以其为吸附剂进行吸附实验。改性菹草对Cr(Ⅵ)的去除率最高为99.6%,其对Cr(Ⅵ)的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir吸附等温线,最大吸附量可达64.5 mg/g,与未改性的菹草相比,最大吸附量提高了84.3%。     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr（VI）的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH 4.0,生物炭浓度20 g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800 mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20 mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10 mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56 mg/g提高近1倍。在pH 2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。腐殖酸浓度上升,生物炭吸附能力进一步提高。红外光谱显示,生物炭表面的羟基、羧基、酯基、芳香环上C-H和环状结构上的C-C等化学活性官能团与Cr(Ⅵ)的吸附有关。结合XPS分析结果,推断腐殖酸共存促进生物炭吸附的机制是：腐殖酸提高了Cr(Ⅵ)在生物炭表面聚集浓度,有利于生物炭对Cr(Ⅵ)的直接吸附和还原,而腐殖酸本身具有的吸附能力增加了对溶液中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除。