铜渣基化学键合陶瓷材料吸附Cr(VI)的性能及机理

以富含铁的铜渣（CS）为原料,在碱激发条件下制备了铜渣基化学键合陶瓷材料（CSCBC）,对废水中的Cr(Ⅵ)进行吸附处理。考察了吸附剂添加量、Cr(Ⅵ)初始浓度及pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,并通过吸附动力学和热力学分析,结合吸附前后吸附材料结构表征,对其吸附机理进行了探讨。结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为200 mg/L、pH=1、吸附剂投加量为0.4 g时,在240 min内达吸附平衡,Cr(Ⅵ)去除率可达93%以上,最大理论吸附容量25.3 mg/g。与生物炭基铁氧化物复合材料、FeS复合材料、铁掺杂吸附剂等同类型吸附剂相比,Cr(Ⅵ)吸附容量明显提高。CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。其吸附机制主要是还原、吸附等双重作用的结果。 6次吸附-解吸实验后,其吸附容量保持初次吸附容量的75%以上 。     

铜渣基化学键合陶瓷材料吸附Cr(VI)的性能及机理

以富含铁的铜渣（CS）为原料，在碱激发条件下制备了铜渣基化学键合陶瓷材料（CSCBC），对废水中的Cr(Ⅵ)进行吸附处理。考察了吸附剂添加量、Cr(Ⅵ)初始浓度及pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响，并通过吸附动力学和热力学分析，结合吸附前后吸附材料结构表征，对其吸附机理进行了探讨。结果表明，当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为200 mg/L、pH=1、吸附剂投加量为0.4 g时，在240 min内达吸附平衡，Cr(Ⅵ)去除率可达93%以上，最大理论吸附容量25.3 mg/g。与生物炭基铁氧化物复合材料、FeS复合材料、铁掺杂吸附剂等同类型吸附剂相比，Cr(Ⅵ)吸附容量明显提高。CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。其吸附机制主要是还原、吸附等双重作用的结果。 6次吸附-解吸实验后，其吸附容量保持初次吸附容量的75%以上 。     

铜渣基化学键合陶瓷材料吸附Cr(Ⅵ)的性能及机理

以富含铁的铜渣(CS)为原料,在碱激发条件下制备了铜渣基化学键合陶瓷材料(CSCBC),将其用于废水中Cr(Ⅵ)的吸附。考察了吸附剂投加量、Cr(Ⅵ)初始质量浓度及溶液pH对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。通过吸附动力学和热力学分析,结合吸附前后吸附材料结构表征,对其吸附机理进行了探讨。结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为100 mg/L、pH=1、吸附剂投加量为8 g/L时,在120 min内达吸附平衡,Cr(Ⅵ)吸附率在99%以上。Langmuir等温吸附模型计算所得最大理论吸附容量为25.3 mg/g。与生物炭基铁氧化物复合材料、FeS复合材料、铁掺杂吸附剂等同类型吸附剂相比,CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附容量明显提高。CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。其吸附机制主要是物理吸附和化学吸附同时作用的结果。6次吸附-解吸后,其吸附容量保持初次吸附容量的75%以上。     

高炉渣制备Ca-Mg-A1类水滑石吸附水中Cr(Ⅵ)

以高炉渣为原料,通过酸浸取-除铁-共沉淀工艺制备了类水滑石介孔材料Ca-Mg-A1/LDH,并对其进行了表征,考察了对水中Cr(Ⅵ)的去除性能。结果表明,Ca-Mg-A1/LDH具有良好的结晶度,比表面积达87.98 m2/g。在30℃、初始Cr(Ⅵ)的质量浓度为20 mg/L、初始pH为2、吸附剂用量1 g/L的静态吸附条件下,Ca-Mg-A1/LDH对Cr(Ⅵ)吸附量为19.0 mg/g,Cr(Ⅵ)去除率为95.0%。Ca-Mg-A1/LDH对Cr(Ⅵ)的吸附过程更符合准2级动力学方程,属于Langmuir单分子层吸附。Ca-Mg-A1/LDH对模拟工业废水中Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附容量分别可达14.0、19.2、23.0mg/g,且吸附过程同时符合Thomos模型和Yoon-Nelson模型。     

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。     

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。     

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。     

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。     

赤泥/煤基铁炭材料的制备及其脱除废水Cr(Ⅵ)的性能

以脱钠赤泥、粉状褐煤为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用碳热还原法制备了可替代商业铁炭微电解填料的廉价铁炭材料,用于去除废水中的Cr(Ⅵ)。考察了不同的制备参数(炭化温度、炭化时间、赤泥/煤质量比)和吸附条件(溶液pH、浓度),以提升Cr(Ⅵ)去除效果。结果表明质量比(赤泥/煤)为1/3、800℃炭化1h的赤泥/煤基铁炭材料,可达到最大Cr(Ⅵ)吸附量(4.03 mg·g~(-1))、最低铁溶出量(0.19 mg·g~(-1))和最大比吸附量(12.97 mg·g~(-1),由Langmuir吸附等温线模型算出)。赤泥/煤基铁炭材料对Cr(Ⅵ)的吸附等温线符合Freundlich方程,其吸附动力学可用准一级或准二级动力学方程来描述。多种表征(XRD、XRF、BET和SEM等)结果进一步表明赤泥/煤基铁炭材料比商业铁炭填料具有更高的铁还原度、更大的比表面积和孔容以及更好的颗粒分散度,使其具有更好的Cr(Ⅵ)的去除效果。     

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。     

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。     

零价铁、铜改性生物炭及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响

针对纳米零价铁（nanoscale zero valent iron,nZVI）易团聚的特性,本文用鸡骨生物炭（BC）作载体,制备出生物炭-零价铁（Fe-BC）去除Cr(Ⅵ),并与铜改性的生物炭-零价铁（Fe-Cu-BC）和BC对Cr(Ⅵ)的吸附性能进行了对比。通过扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、N₂吸脱附等温线和傅里叶红外光谱（FTIR）对材料表面形貌及结构性质进行分析,同时考察了溶液pH、接触时间等条件对吸附剂吸附容量的影响,通过吸附动力学和吸附等温线分析了吸附特性。结果表明,在pH=2的条件下去除Cr(Ⅵ)效果较好;吸附平衡遵从Langmuir吸附等温式;吸附动力学符合准二级动力学方程。Fe-BC材料吸附水体污染物后可用磁分离技术加以回收。Fe-Cu-BC缩短了对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间。制备出的吸附剂对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量顺序为 Fe-BC>Fe-Cu-BC>BC;同时, Fe-BC吸附量为153.60mg/g,对比于先前报道的nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附容量85mg/g左右,有了很大的提升,说明BC作载体成功解决了nZVI易团聚的缺点,拓展了实际应用。     

硫化改性柚子皮对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

柚子皮(PP)通过二硫化碳改性制备改性柚子皮XPP。考察溶液pH、温度、浓度和时间对其从水溶液中吸附Cr(Ⅵ)的影响。同等条件下XPP比APP的吸附量提高。最佳的溶液pH值为1.0,升温有利于吸附的进行。XPP对Cr(Ⅵ)的吸附量随溶液浓度的增加而增加,吸附符合Langmuir吸附模型,XPP在40℃最大吸附量为16.67 mg/g;吸附在300 min时基本上达到平衡,吸附符合准二级动力学方程。     

nZVI/PANI/ATP纳米纤维复合材料制备及对Cr(VI)的去除性能

采用原位聚合法合成了硝酸掺杂的纳米零价铁/聚苯胺/凹凸棒黏土(nZVI/PANI/ATP)纳米纤维复合材料,用于去除废水中的Cr(VI)。考察了投料质量、吸附时间和p H值对其吸附性能的影响,对吸附过程进行了动力学和热力学分析。结果表明,PANI/ATP表面负载纳米零价铁(nZVI),解决了nZVI颗粒的团聚及在处理Cr(Ⅵ)时容易被腐蚀和钝化的问题。复合材料制备过程中Fe、An和ATP的质量比为0.74∶1∶4时,所制备的材料吸附容量达到87.95 mg/g,nZVI/PANI/ATP复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型,吸附为化学吸附。     

nZVI/PANI/ATP纳米纤维复合材料制备及对Cr(VI)的去除性能

采用原位聚合法合成了硝酸掺杂的纳米零价铁/聚苯胺/凹凸棒黏土(nZVI/PANI/ATP)纳米纤维复合材料,用于去除废水中的Cr(VI)。考察了投料质量、吸附时间和p H值对其吸附性能的影响,对吸附过程进行了动力学和热力学分析。结果表明,PANI/ATP表面负载纳米零价铁(nZVI),解决了nZVI颗粒的团聚及在处理Cr(Ⅵ)时容易被腐蚀和钝化的问题。复合材料制备过程中Fe、An和ATP的质量比为0.74∶1∶4时,所制备的材料吸附容量达到87.95 mg/g,nZVI/PANI/ATP复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型,吸附为化学吸附。     

铁有机骨架材料对活性橙131染料的吸附动力学

以铁骨架材料作为吸附剂对阴离子染料活性橙131进行恒温吸附,探索影响吸附动力学的实验参数因素。结果表明,铁有机骨架材料对活性橙131的吸附过程符合准2级动力学模型,但活性橙131含量和吸附剂用量是影响平衡吸附量和准2级吸附速率常数的重要因素。对影响平衡吸附量和准2级吸附速率常数的因素数据表明,平衡吸附量随活性橙131的质量浓度增加呈线性增加,而与吸附剂用量之间呈幂函数减少(q_e=(0.346 8 L/g)ρ_0·[ρ(Fe-BDC)/(g·L~(-1))]~(-0.826 8));准2级吸附速率常数随吸附剂用量增加而增大,与活性橙131质量浓度呈幂函数减小(k_2=[0.449 0 L/(min·mg)]·ρ(Fe-BDC)·[ρ_0/(g·L~(-1))]~(-0.951 1))。建立新的吸附参数与实验参数间的方程,以预测不同实验条件下的平衡吸附量和准2级吸附速率常数。     

废印刷线路板基炭材料的制备及其性能研究

以废印刷线路板非金属粉末为碳源,KOH为活化剂,采用预处理-炭化-活化三步法制备了多孔炭材料(PBT-S),并研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。孔径分布和N_2吸附脱附等温线结果表明PBT-S具有微孔、介孔混合型的多级孔特征,比表面积为2796. 95 m~2/g,总孔容为1. 56 cc/g。在此基础上研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,实验结果表明,在pH为2、初始浓度为100 mg/L,投加量为20 mg条件下Cr(Ⅵ)吸附量可达234 mg/g,吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附拟合更接近于Langmuir吸附等温线模型。     

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。     

改性香蕉皮对Cr(Ⅵ)的吸附研究

以香蕉皮(BP)为原料,脱色后通过3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性制备新型香蕉皮生物吸附剂MBP。采用扫描电镜对吸附剂进行表征。经改性后,同等条件下MBP比BP的吸附量提高。考察溶液pH、吸附剂用量、金属离子浓度和吸附时间对其从水溶液中吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能的影响。结果表明,最佳的溶液pH值为2.0,最佳吸附剂用量4-5 g/L。MBP对Cr(Ⅵ)的吸附量随溶液中金属离子浓度的增加而增加,吸附等温线符合Langmuir单分子层吸附模型,MBP在40℃对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为58.82 mg/g;MBP对Cr(Ⅵ)的吸附,在150 min时基本上达到吸附平衡,吸附动力学符合准二级动力学方程。     

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。