竹基纤维素纳米纤丝交联改性后对水体中低浓度磷的吸附

通过优化制备条件,将竹基纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibrils,CNFs）与聚酰胺环氧氯丙烷树脂（polyamide epichlorohydrin resin,PAE）进行交联,随后负载Fe(OH)₃,得到了吸附废水中低浓度磷的新型复合材料CNFs-PAE-Fe。与其他交联剂相比,竹基纤维素纳米纤丝与PAE交联并负载后展现出更好的机械强度和吸附性能。通过BET比表面积测量、热重分析、FTIR、扫描电镜、XPS能谱分析,探究了交联负载Fe(OH)₃前后材料的孔径、热稳定性、表面形貌、元素组成等。CNFs-PAE-Fe对磷的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,这表明改性材料对磷的吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。CNFs-PAE-Fe在较宽的pH范围下对低浓度磷都保持着较好的吸附性能,当pH=4.0时吸附容量最高,达到9.11mg/g。对吸附饱和的改性材料进行再生研究,洗脱液V(NaCl)∶V(NaOH)配比为3∶2时再生效果最好。解吸后的材料经冷冻干燥,重复利用5次,仍保持较好的强度和完整的形貌。     

改性纤维素材料对金属离子吸附研究进展

纤维素在地球上含量十分丰富,且表面含有大量的羟基,可以通过羟基一系列的衍生反应,对纤维素进行改性,将纤维素制成离子型的吸附剂。本文就纤维素改性,综述了近些年来国内外以纤维素为原料改性制得的吸附剂相关的研究进展。     

锆功能化煅烧膨润土对磷的动态吸附和再生研究

以膨润土为原料,制备锆功能化膨润土,并研究了其动态除磷性能。结果表明,一定程度增加初始磷浓度有助于提高磷吸附量,低流量和低pH环境下有利于磷的吸附,共存离子Cl~-和NO~-_3对磷吸附影响较小,但HCO~-_3抑制磷的吸附。增加NaOH浓度,有利于磷酸根的洗脱,以0.5 mol·L~(-1) NaOH为再生试剂,磷的洗脱率较高,达到92.0%。吸附剂具备较好的再生能力,经5次循环吸附和再生后,对磷的吸附量下降了12.5%。     

改性纳米纤维素对铜离子的吸附

用内蒙古自治区武川县废弃的莜麦秸秆制备纳米改性莜麦秸秆纤维素,分别从吸附剂投加量,吸附时间和溶液pH值对其铜离子吸附性能进行对比研究,HCl-NTA-NOSC投加量在0.1g左右时,吸附率最高,可以达到30%至35%,最佳吸附时间为60分钟、在溶液pH值5左右时吸附效果最好。     

纤维素纳米纤维及其改性产物吸附重金属的研究进展

重金属污染是目前全世界面临的一个重大挑战,传统治理方法成本高、效率低等缺陷已不符合当今社会可持续发展战略。纤维素纳米纤维（cellulose nanofiber,CNF）因可再生、活性高、比表面积大和密度低等优点,在重金属吸附领域显示出巨大的应用潜力。本文主要综述了CNF的化学改性方法及其改性产物在水体系重金属离子吸附中的应用进展。首先对CNF的改性进行了系统的综述,主要包括化学接枝改性（羧基化、氨基化、巯基化、磷酸基化、磺酸基化和醛基化和硅烷化等）与接枝共聚改性。其次从结构设计方面重点阐述了改性CNF以气凝胶、水凝胶和复合膜等不同形态对水体系中重金属离子进行吸附的应用研究。最后,对CNF基重金属吸附剂的优缺点进行了讨论,指出了CNF基重金属吸附剂在局限性和适用性等方面的挑战,展望了CNF在水体系重金属离子去除领域的发展方向。     

改性纤维素对水体孔雀石绿的吸附动力学实验设计

设计纤维素改性及其对水体孔雀石绿的吸附动力学实验,目的在于让学生更好地了解碱改性纤维素在吸附功能材料中的应用,更重要的是在其吸附动力曲线中,拟合出一些常见的吸附动力学方程,如准一级、准二级、颗粒内扩散、Elovich、Bangham和双常数动力学方程,并在这些方程中探讨出控制吸附速率步骤的内在机理。     

纳米羟基铁改性阴离子交换树脂用于富营养化水体中磷的吸附净化

为探索一种改良的磷酸盐吸附材料,以优化其在去除富营养化水体中无机磷的应用效果,提出了一种纳米羟基铁（FeOOH）与阴离子交换树脂D-201复合的方法。首先将FeOOH分散于阴离子交换树脂D-201中,得到FeOOH@D-201复合树脂。然后进行批量吸附实验,通过比较FeOOH@D-201与纯D-201对磷酸盐的吸附量来评估其改善程度。并采用准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型进行拟合,从而分析复合树脂的吸附过程及其机理。结果表明,FeOOH@D-201复合树脂的最大磷酸盐吸附量达到了132.1 mg/g,比纯D-201的吸附量提高了46%,突破了常规阴离子交换树脂在去除无机磷应用中的局限性。模型拟合结果表明,其吸附过程与准二级动力学模型和Langmuir模型较吻合,推断吸附机理主要是静电吸引和配位络合的共同作用。FeOOH@D-201经过5次醋酸脱附-吸附再生循环后,吸附剂去除磷酸盐的能力仍然保持在70.4%以上,证实了复合树脂的良好再生性能。     

聚丙烯酸甲酯接枝改性纳米纤维素

利用羰基二咪唑(CDI)的高活性活化纳米纤维素(NCC),使NCC表面带有高反应活性的碳碳双键。再以2-溴异丁酸乙酯为引发剂,铜丝为催化剂,制备出低分子量的聚丙烯酸甲酯(PMA)。然后采用活性自由基聚合将PMA接枝到活化的NCC表面,制备出PMA接枝改性的NCC。采用凝胶渗透色谱测定合成的PMA的分子量及分子量分布;通过傅立叶变换红外光谱及X射线衍射分析等测试方法对改性前后的NCC的结构和性能进行了分析。实验结果表明,通过单电子转移活性自由基聚合法合成的PMA分子量为2 000,分子量分布窄(分布指数为1.14),并且其成功接枝到NCC表面。     

一步快速活化法制备生物质活性炭及其对乙酸乙酯的吸附再生

活性炭吸附法因技术成熟、简单易行、吸附效率高等优点而被广泛应用于挥发性有机化合物（VOCs）的处理中。本文以山林废弃物的野山桃核为原料,烟道废气及硝酸铁为活化剂,制备了一系列生物质活性炭,并利用固定床吸附装置对其吸附、再生性能进行了研究。利用二氧化碳和水蒸气模拟烟气,在固定流量的烟气活化氛围中进行活化,并探讨了不同硝酸铁的量对活性炭的孔隙结构及其吸附再生性能的影响。利用N₂ 吸附-脱附实验、扫描电镜、拉曼光谱和红外光谱等技术研究了活性炭详细特征。结果表明：当硝酸铁的质量分数为0.2% 时,所制备的活性炭AC-3具有最大的比表面积和平均孔径,分别为923m2/g及2.57nm。其对乙酸乙酯的饱和吸附量也最大,为973.04mg/g。利用烟气对AC-3活性炭进行活化再生处理,经过3次重复吸附-解吸再生实验,其饱和吸附能力仍可达91.5％以上,实现了废弃烟气资源化利用及活性炭的循环回收,从而达到废气治理的目标。     

改性磁铁矿的制备及其对水中磷的吸附

用硝酸钙和氯化镧对磁铁矿进行改性,考察不同初始浓度、pH、作用时间对含磷废水的吸附效果,进而分析其吸附等温线及动力学特性。结果表明:Langmuir等温吸附方程能很好地描述其等温吸附特性,未改性、硝酸钙改性、氯化镧改性的磁铁矿对磷的吸附饱和量分别为0.068、0.409、2.157 mg/g;未改性、硝酸钙改性、氯化镧改性的磁铁矿分别在pH为12、pH为8~12、pH为4~10时,对磷的吸附效果较好;氯化镧改性磁铁矿对磷的去除率达95%以上且其吸附过程符合二级吸附动力学方程。     

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。     

Removal of methylene blue from aqueous solution by adsorption onto zeolite synthesized from coal fly ash and its thermal regeneration

BACKGROUND: The removal of cationic dyes from wastewater is of great importance. Three zeolites synthesized from coal fly ashes (ZFAs) were investigated as adsorbents to remove methylene blue (MB), a cationic dye, from aqueous solutions. Experiments were conducted using the batch adsorption technique under different conditions of initial dye concentration, adsorbent dose, solution pH, and salt concentration. RESULTS: The adsorption isotherm data of MB on ZFAs were fitted well to the Langmuir model. The maximum adsorption capacities of MB by the three ZFAs, calculated using the Langmuir equation, ranged from 23.70 to 50.51 mg g^?1. The adsorption of MB by ZFA was essentially due to electrostatic forces. The measurement of zeta potential indicated that ZFA had a lower surface charge at alkaline pH, resulting in enhanced removal of MB with increasing pH. MB was highly competitive compared with Na⁺, leading to only a < 6% reduction in adsorption in the presence of NaCl up to 1.0 mol L^?1. Regeneration of used ZFA was achieved by thermal treatment. In this study, 90–105% adsorption capacity of fresh ZFA was recovered by heating at 450 °C for 2 h. CONCLUSION: The experimental results suggest that ZFA could be employed as an adsorbent in the removal of cationic dyes from wastewater, and the adsorptive ability of used ZFA can be recovered by thermal treatment. Copyright © 2010 Society of Chemical Industry     

人造沸石对氨氮废水的吸附及其电化学再生研究

采用人造沸石对模拟氨氮废水进行吸附,并对其进行电化学再生,探讨了吸附及再生的影响因素。结果表明,最佳吸附条件:吸附时间为90 min,pH为中性或弱酸性,人造沸石投加量为120 g/L,在此条件下,氨氮去除率可达84%;最佳再生条件:电解时间为40 min,Na Cl浓度为0.1 mol/L,温度为50℃,pH为10,在此条件下,人造沸石再生率可达到97.48%。人造沸石重复使用6次后,再生率仍可达到88%以上。     

改性海泡石除磷吸附动力学研究

文章选用粒径为1.6—2.0 mm的粒状改性海泡石装填吸附柱,吸附质量浓度为88 mg/L的模拟含磷废水(PO43-),流速为3 mL/min,研究改性海泡石对磷的吸附性能,用中断接触法判断其吸附机理。结果表明,班厄姆方程能很好地描述改性海泡石对PO43-的吸附量随时间的变化关系;海泡石的活性基团是在酸性以及Fe3+作用下,实现对PO43-的吸附;中断接触法表明海泡石吸附为内扩散控制,这为改性海泡石的工业化除磷应用提供了一定的理论依据。     

三种人工湿地填料对氨氮与磷的吸附特性

采用等温吸附、吸附动力学、填料饱和吸附后氨氮与磷解吸实验,研究了浮石、陶结和陶粒对氨氮和磷的吸附特征。结果表明,Langmuir和Freundlich等温吸附方程均能较好拟合各填料对氨氮和磷的吸附特征,各填料对氨氮的最大吸附量顺序依次为浮石(64.91 mg/kg)>陶结(36.11 mg/kg)>陶粒(22.23 mg/kg),对磷的最大吸附量顺序依次为浮石(127.77 mg/kg)>陶粒(15.38 mg/kg)>陶结(无吸附);各填料对氨氮与磷的全程平均吸附速率大小顺序与最大吸附量大小顺序一致;Bangham吸附速率方程能较好描述浮石与陶粒对氨氮与磷、陶结对氨氮的等温吸附动力学特征;氨氮解吸风险为陶粒>陶结>浮石,磷解吸风险为陶结>陶粒>浮石。综合考虑,浮石更适合作为去除污水中氨氮与磷的人工湿地填料。     

城市污泥厌氧发酵残渣热解制备生物炭及其氮磷吸附研究

以污泥发酵前后的残渣热解制备生物炭,考察发酵前后污泥生物炭的物理性能及其对氨氮、总磷的吸附能力。实验结果表明污泥发酵有利于生物炭孔隙结构的发展,污泥发酵后制备的生物炭(FSBC)比表面积、孔体积均高于未发酵污泥制备的生物炭(SBC)。吸附实验结果表明,对于磷酸盐的吸附,3种材料吸附能力大小为 FSBC > SBC > CAC,对于氨氮的吸附,吸附能力顺序为CAC > FSBC > SBC,污泥发酵后制备的生物炭对氨氮和总磷的吸附能力较未发酵污泥生物炭明显增强。对于实际废水中氮、磷的吸附,其去除率顺序均为CAC > FSBC > SBC,其中CAC和FSBC对总磷的去除率分别为31%和27%,对氨氮的去除率则分别为7%和4%。FSBC与CAC对总磷和氨氮的去除率相差不大。FSBC作为污泥资源化得到的低成本吸附剂,有广阔的研究前景。