原始及老化微塑料对磺胺嘧啶的吸附性能与机理

微塑料(microplastics,MPs)在水环境中可以作为有机物的载体,对有机污染物的迁移转化和毒性效应产生影响。文中选取聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)3种极性和亲疏水性不同的MPs颗粒为研究对象,采用酸碱浸泡法对MPs进行老化,探讨原始和老化的MPs对磺胺嘧啶(SDZ)吸附性能的影响。试验结果表明,酸碱老化(1 mol/L H₂SO₄或NaOH)使MPs表面出现粗糙褶皱或孔隙结构。3种MPs的吸附量顺序为PVC(0.616 mg/g)>PS(0.480 mg/g)>PP(0.438mg/g),吸附动力学符合二级动力学方程,说明3种MPs对SDZ吸附是多个吸附阶段共同作用的结果;老化MPs吸附等温线符合Freundlich模型,说明老化MPs的吸附位点和活性基团的分布不均匀,导致吸附SDZ过程以多层吸附为主。PVC的吸附热力学表明,原始与老化PVC对SDZ的吸附效率均随着温度升高而降低,吸附为自发、放热的吸附反应。3种MPs对SDZ的主要吸附机制为疏水作用和孔隙填充,还可能存在卤键作用、氢键作用和π-π共...     

含氮超交联聚合物对磺胺二甲基嘧啶的吸附

通过一步法制备了一种含氮超交联吸附剂,探究了对水中磺胺二甲基嘧啶的去除能力,通过扫描电镜和红外光谱对超交联聚合物的表面结构和化学性质进行表征。结果表明,该吸附剂的最大吸附容量能够高达336.45 mg/g;吸附动力学过程符合准二级模型。     

废白土榴莲壳粘土生物炭的制备及对Cr(VI)的吸附

以废白土与榴莲壳为原料制备了粘土生物炭吸附剂(spent bleaching earth biochar,SBEC)、以废白土为原料制备了粘土炭基吸附剂(spent bleaching earth,SBE)吸附废水中的Cr（VI）。用比表面积分析、SEM、XRD、FTIR对吸附剂进行了表征。考察了溶液初始pH、Cr(VI)溶液浓度、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度分别对吸附Cr(VI)的影响。25℃下pH为3时、SBEC 投加量为0.5g/L、Cr(VI)初始浓度为100mg/L、吸附时间120min,SBEC对Cr(VI)去除效率最高为86.1%,SBE则在pH为2去除效率最高为52.5%。SBEC、SBE对Cr(VI)的吸附过程符合准二级动力学模型,SBEC吸附过程符合Freundlich模型,SBE则与Langmuir吸附等温线模型较符合;吸附行为是自发吸热过程。经过5次吸附-脱附后,SBEC对Cr(VI)的去除率达58.8%。     

废白土榴莲壳粘土生物炭的制备及对Cr(VI)的吸附

以废白土与榴莲壳为原料制备了粘土生物炭吸附剂(spent bleaching earth biochar,SBEC)、以废白土为原料制备了粘土炭基吸附剂(spent bleaching earth,SBE)吸附废水中的Cr（VI）。用比表面积分析、SEM、XRD、FTIR对吸附剂进行了表征。考察了溶液初始pH、Cr(VI)溶液浓度、吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度分别对吸附Cr(VI)的影响。25℃下pH为3时、SBEC 投加量为0.5g/L、Cr(VI)初始浓度为100mg/L、吸附时间120min,SBEC对Cr(VI)去除效率最高为86.1%,SBE则在pH为2去除效率最高为52.5%。SBEC、SBE对Cr(VI)的吸附过程符合准二级动力学模型，SBEC吸附过程符合Freundlich模型，SBE则与Langmuir吸附等温线模型较符合；吸附行为是自发吸热过程。经过5次吸附-脱附后,SBEC对Cr(VI)的去除率达58.8%。     

鱼鳞活性生物炭对孔雀石绿的吸附性能研究

以废弃物鱼鳞为原料、磷酸为活化剂制备了鱼鳞活性生物炭,研究了鱼鳞活性生物炭对孔雀石绿的吸附性能,并对吸附过程进行了动力学和热力学分析.结果表明,鱼鳞活性生物炭对孔雀石绿有较好的吸附效果,在吸附温度为40℃、吸附时间为150 min、孔雀石绿初始浓度为1500 mg·L-1、孔雀石绿溶液体积为25 mL、鱼鳞活性生物炭投...     

生物炭/凹凸棒土的制备及对磺胺嘧啶的吸附

利用凹凸棒土（ATP）和碱性木质素（AL）慢速限氧热解制备生物炭/凹凸棒土（BC/ATP）吸附水中的磺胺嘧啶（SDZ）,研究原料比例和热解温度对产品组分含量和吸附效果的影响,并探讨初始pH、BC/ATP投加量、吸附时间和SDZ初始浓度等因素对去除率的影响。分别采用拟一级、拟二级和颗粒内扩散方程拟合吸附过程动力学,用Langmuir和Freundlich方程拟合等温吸附线。通过扫描电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱和比表面积测定分析BC/ATP的表面形貌、孔结构和官能团。结果表明ATP能有效促进热解过程中挥发性中间产物二次热解,提高BC得率,改善BC/ATP吸附性能,并通过ATP的金属离子作用扩宽BC/ATP的pH敏感度。吸附动力学均符合拟二级动力学模型,且由颗粒内扩散模型拟合说明该扩散行为不是限制吸附速率的唯一因素,等温吸附线更符合Langmuir等温吸附模型,0＜R_L＜1,为优惠吸附,说明吸附过程易于进行,最大吸附量为109.53mg/g。不同pH条件下吸附机理可分为两部分：①在酸性和中性条件下,主要依靠BC/ATP的上BC表面负电荷与SDZ静电作用;②碱性条件下主要依靠ATP表面金属离子与SDZ氢键的金属阳离子桥接作用。     

石墨化生物质炭对磺胺甲唑的吸附性能

以废弃生物质核桃壳为原料,KOH为改性剂,制备了石墨化生物质炭WSC600K-B,并通过SEM、TEM、BET、XRD、拉曼光谱等对材料进行了表征,考察了其吸附磺胺甲唑(SMX)的性能和机理。研究结果表明,经KOH活化后,WSC600K-B表面呈现排列整齐的石墨晶格条纹,对应I_D/I_G为1.037,石墨化程度较高;孔隙结构大大提高,呈蜂窝煤状,孔隙均匀分布,比表面积增大为733.64m²/g。室温下,pH=5时,0.25g/L WSC600K-B对50mg/L SMX的去除率可达94.28%,吸附容量为203.64mg/g。WSC600K-B对SMX的吸附过程受pH和共存离子影响,pH越高去除率越低,共存离子会抑制吸附过程。吸附过程符合二级动力学模型以及Freundlich等温模型,为多分子层化学吸附,反应存在孔径填充、π-π堆积、氢键作用、疏水作用和静电作用,吸附行为是自发进行的放热反应。     

硫酸钙/污泥基生物炭对水中铅的吸附性能研究

将硫酸钙作为添加剂与污泥共热解制备硫酸钙/污泥基生物炭(SBC),并使用BET、SEM、FTIR和XRD表征,研究了其对Pb~(2+)的吸附去除特性。结果表明,硫酸钙已负载在生物炭表面并对去除Pb~(2+)有促进作用。当温度为25℃,初始pH为5,SBC投加量为0.4 g/L,吸附时间为240 min时,Pb~(2+)去除率可达99.69%。Langmuir等温吸附模型能更好地描述SBC对Pb~(2+)的吸附过程,最大吸附量为280.899 mg/g;SBC对Pb~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型,该吸附过程可能以化学吸附为主;热力学分析表明SBC对Pb~(2+)的吸附是自发的吸热过程,升温有利于吸附。     

污泥生物炭制备及其对磷的吸附性能研究

以污水污泥、粉煤灰为原料,以质量分数为30%的氯化锌溶液为活化剂,在不同温度下煅烧制备污泥生物炭,用于处理含磷废水。通过单因素静态吸附实验探讨了污泥生物炭对磷的去除效果,并探究了其吸附机理。结果表明：300 ℃制备的污泥生物炭具有较好的除磷效果;扫描电镜（SEM）、比表面分析仪、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对原料和污泥生物炭表征结果显示,污泥生物炭煅烧前后的形貌及表面基团发生了显著改变,煅烧后样品的表面产生了较多微小空隙,比表面积增大,最高可达5.51 m²/g;在磷初始质量浓度为50 mg/L、吸附剂用量为16 g/L条件下,吸附在90 min达到平衡,磷的去除率高达93.73%;吸附过程符合准二级动力学方程及Freundlich等温吸附模型,最大饱和吸附量为9.615 mg/g;整个吸附过程ΔG⁰<0、ΔH⁰<0,是自发进行的放热过程;吸附过程除物理吸附外,同时涉及磷酸盐与吸附剂—OH或C—O共价键发生电子对配位作用,为物理-化学复合吸附;吸附剂第5次吸附为首次吸附量的85.74%,表现出较好的再生性能。     

不同热解温度生物炭对溶液中镉的吸附性能研究

以玉米秸秆、枫杨树枝、花生壳为生物质材料,分别在450、550、650℃下,对3种生物质材料进行厌氧热解制备了9种生物炭,对溶液中的Cd2+进行吸附试验,研究了pH、生物炭投加量、吸附时间和Cd2+初始质量浓度对Cd2+吸附效果的影响。结果表明,吸附过程与Langmuir、Freundlich和准一级动力学方程拟合的相关性较好。pH对吸附的影响较大,吸附率与生物炭的投加量呈正比,650℃制备的3种生物炭的吸附能力更强,花生壳生物炭对溶液中的Cd2+具有更好的吸附能力。     

苯乙烯-甲基丙烯酸钠共聚物在吡虫啉颗粒表面的吸附特性

通过溶液聚合合成一系列苯乙烯-甲基丙烯酸钠共聚物分散剂.研究了不同单体摩尔比对其产率和在吡虫啉颗粒表面吸附性能的影响,结果表明当两种单体摩尔比为0.8时分散剂的产率和吸附性能相对最优.通过振荡吸附实验研究了最优分散剂在吡虫啉颗粒表面的吸附动力学、等温线和热力学,由XPS近似计算不同温度下分散剂的吸附层厚度.结果表明:吸附动力学符合伪二级动力学方程;吸附等温线符合Langmuir模型;吸附热力学表明该吸附为自发、放热、熵增过程,高温不利于吸附进行;DH_ad < 40 kJ·mol^-1表明该吸附过程为物理吸附;吸附层厚度随温度升高而降低.通过与其他商品化分散剂对比可知该共聚物适合作为分散剂用于吡虫啉的水基化剂型.     

活性碳纤维对水中喹啉的吸附性能

采用活性碳纤维（activated carbon fiber,ACF）静态吸附模拟废水中的喹啉,考察了吸附时间、喹啉初始浓度、温度、pH值、有机物等对吸附速率与吸附行为的影响。结果表明,ACF对喹啉的吸附速率快,30 min内基本达到平衡,初始浓度较高时,最终吸附容量较大,达210 mg/g,低温和pH值小于7时,吸附效果较好,苯酚与喹啉产生竞争吸附,配水中的吸附行为能较好的符合Langmuir等温方程,吸附动力学符合准二级动力学模型,热力学参数ΔH0、ΔG0为负值,表明该吸附是一个自发的放热过程。本研究为环境功能材料ACF应用于工业化生产提供了理论依据,有必要在此基础上进行动态吸附实验以及实际焦化废水的吸附处理实验,同时ACF成本高及脱附再生等方面问题还有待进一步深入研究。     

小麦秸秆生物炭吸附诺氟沙星特性

采用孔径与比表面积分析仪、SEM、FTIR及Boehm滴定对小麦秸秆生物炭(XM300、XM450、XM600)进行表征,考察了生物炭对诺氟沙星(NOR)的吸附机制。结果表明,随着热解温度的升高,生物炭比表面积与孔容积增大,孔径变小,表面羧基、内酯基与酚羟基等酸性官能团数量减少。伪二级动力学方程和Langmuir等温模型更适合描述3种生物炭对NOR的吸附,颗粒内扩散方程拟合发现生物炭对NOR的吸附包括快速外扩散与缓慢内扩散;XM300对NOR的吸附容量最大(40.30 mg/g),得益于低热解温度生物炭中存在大量非碳化有机质的分配作用。     

油茶果壳活性炭对铜离子的吸附性能

利用油茶壳活性炭吸附铜离子,探讨了时间、pH值、Cu(Ⅱ)初始质量浓度等因素对油茶壳活性炭吸附性能的影响;并分析了其吸附等温曲线和动力学方程。结果表明,油茶壳活性炭对铜离子吸附量可达到63.6 mg/g。油茶壳活性炭对铜离子的去除率随吸附时间的增加而增大,5 h后达到平衡;随着pH值的升高,油茶壳活性炭吸附铜离子的吸附量不断下降。油茶壳活性炭对铜离子的吸附等温数据符合Langmuir方程,吸附动力学过程可用准二级动力学模型进行模拟,相关系数为0.997 5。     

间硝基酚在复合功能树脂上的吸附热力学及动力学研究

选用NDA-88、NDA-99、NDA-150、XAD-4几种吸附树脂对间硝基酚的静态吸附行为进行了研究,结果表明:间硝基酚在NDA-88、NDA-99复合功能树脂上的吸附效果较好。研究了NDA-88树脂对水溶液中间硝基酚的静态吸附等温线,并计算了吸附热力学函数,吸附行为符合Freundlich吸附等温方程,吸附量随温度升高而降低,表明为物理吸附。动力学研究结果表明:吸附速率随温度升高而增大。     

生物质再燃焦管道喷射脱汞性能

采用高温携带流反应装置在1050℃和1150℃条件下制备了稻壳再燃焦（RH1050和RH1150）和小麦秸秆再燃焦（WS1050和WS1150），并分别将其与燃煤灼烧飞灰混合制成相应的脱汞吸附剂。在吸附剂管道喷射脱汞实验装置上，研究了生物质种类、吸附温度、初始汞浓度和烟气组分（SO₂、NO和HCl）对生物质再燃焦管道喷射脱汞性能的影响，并结合生物质及其再燃焦的理化特性分析，探讨了单质汞（Hg⁰）脱除机理。结果表明：4种生物质再燃焦平均脱汞效率相差不大，约为30%，稻壳再燃焦的脱汞效率略高于小麦秸秆焦。随着吸附温度的升高，RH1050脱汞效率持续增加，RH1150脱汞效率则呈现波动变化趋势。随着初始汞浓度的升高，稻壳再燃焦的平均脱汞效率均呈现先增大后减小的趋势，初始汞浓度为25μg/m³时RH1050和RH1150的平均脱汞效率最大，分别为35.6%和37.1%。SO₂对生物质再燃焦管道喷射脱汞具有一定的抑制作用，NO具有一定促进作用，而HCl的促进作用更为显著，且当HCl浓度大于50μL/L时，生物质再燃焦的平均脱汞效率均在90%以上。     

改性玉米芯生物炭对废水中铜和氨氮的吸附

用KMnO_4改性玉米芯生物炭,并用改性生物炭吸附水中的Cu~(2+)和氨氮。结果表明:改性后,生物炭中的—OH基团数量增多且其表面有新生态MnO_2生成,吸附能力增强;生物炭吸附Cu~(2+)、氨氮的最佳pH为7;共存Na~+不影响生物炭对Cu~(2+)的吸附,但显著影响对氨氮的吸附。生物炭对Cu~(2+)、氨氮的吸附分别遵循准二级、一级动力学模型。Freundlich模型能更好地模拟生物炭对Cu~(2+)的吸附行为,Langmuir模型能更好地模拟生物炭对氨氮的吸附行为。