硅藻土-钨渣基多孔陶粒对离子型稀土矿区土壤氨氮淋滤液的吸附

为实现工业钨渣资源化利用以及"以废治废"的目标,以硅藻土和工业钨渣为主要原料制备多孔陶粒,研究陶粒对离子型稀土矿区土壤淋滤液中氨氮的吸附去除规律。结果表明:近球状的硅藻土-钨渣基陶粒表面粗糙多孔,内部有大量贯穿孔洞与表面相连通,陶粒的主要物相组成含有MnFe_2O_4;在试验溶液初始pH范围内,当pH=5.68左右时,陶粒对溶液中氨氮的吸附量达最大;随着试验温度的升高,陶粒对氨氮的吸附去除量降低;在温度为303 K、陶粒投加量为0.5 g的条件下,陶粒对氨氮的饱和吸附量为1.60 mg/g;陶粒对氨氮的等温吸附符合Langmuir模型和Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学模型;据此可推断,对于实际稀土矿区土壤的氨氮淋滤液,所制备陶粒可有效去除其中氨氮,吸附去除过程易于进行,且随温度的降低,其对氨氮的去除量增大;在实际淋滤液的pH值存在范围内,当pH=5.68左右时,陶粒对淋滤液中氨氮的吸附去除量将达到最大值。     

利用天然二氧化锰吸附铜（英文）

软锰矿的主要成分为MuO2,其可作为一种低成本的吸附剂使用,研究其对废水中铜离子的吸附分离作用。研究Cu(II)离子的初始浓度、溶液初始pH值、吸附剂用量和粒度对吸附过程的影响。结果表明:随着吸附剂的用量增加,吸附铜的比例增大。在不同铜浓度下,溶液的初始pH值为自然状态时的吸附量最大。当初始溶液浓度、初始p H值、接触时间、搅拌速度、粒径大小和吸附剂用量分别为0.0025 mol/L、自然状态、180 min、200 r/min和6 g/L时,软锰矿对铜的吸附率为96.5%。对吸附过程中的等温吸附曲线和动力学进行研究。结果表明:该平衡吸附数据符合Langmuir等温模型,而过程的动力学符合伪二阶动力学模型。     

铝钙粉浸出渣制备沸石及其对锌冶炼废水的吸附性能

以聚合氯化铝(PAC)生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,通过酸浸-焙烧-水热晶化工艺制备沸石,并研究其对锌冶炼废水中重金属的去除效果。结果表明:铝钙粉浸出渣通过酸浸-焙烧-水热晶化过程,当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2时,产物物相为结构完整的A型沸石;当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=6时,产物物相为结构完整的P型沸石。拟二级动力学方程计算得到A型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为97.09、12.39 mg/g,P型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为57.84、10.82mg/g。Freundlich吸附等温线拟合结果表明,A型沸石和P型沸石吸附Zn~(2+)、Cd~(2+)机理均为非均相表面的复杂吸附。当废水pH为8、吸附温度为25℃、吸附时间为150 min时,采用A型沸石处理锌冶炼废水,产渣量为1.1 g/L,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、总砷(AsT)浓度分别由1.68、13.12、147.00、15.14、4.06 mg/L降至0.06、0.05、0.52、0.03、0.01 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

壳聚糖固定化枯草芽孢杆菌水溶液中铜离子的吸附(英文)

研究了壳聚糖固定化枯草芽孢杆菌吸附铜离子的性能,分析了pH、吸附剂投加量、温度、铜离子初始浓度和时间对铜离子吸附的影响。结果表明,pH对铜离子的吸附有较大的影响。此外,固定化枯草芽孢杆菌吸附剂比空白吸附剂具有更强的吸附性能。整个吸附过程符合朗缪尔吸附模型(R2=0.994),最大吸附量为100.70mg/L。动力学模型拟合结果表明,实验符合准二级动力学模型,线性相关指数大于0.999。吸附剂能在0.1mol/LNaOH溶液中被成功解吸。     

表面氨基化细菌纤维素对水中重金属离子吸附的热力学与动力学(英文)

以细菌纤维素(BC)为原料,通过化学改性法制备新型、高效且价廉的吸附材料——表面氨基化细菌纤维素,并对其进行表征及分析;同时以Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)为研究对象,对其吸附热力学和动力学特性进行研究,并探讨吸附机理,建立数学模型。结果表明:氨基化细菌纤维素对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程更好地符合Langmuir等温方程和准二级反应动力学模型,说明吸附过程为单分子层吸附,以化学吸附作用为主。Elovich方程、粒子内扩散模型也能很好地反映吸附模式,说明是其吸附液膜扩散和粒子内扩散共同作用的结果。吸附过程是吸热反应,适当升高反应温度将有利于吸附发生。     

面包酵母菌在铅铜模拟废水中的吸附动力学

探讨模拟重金属Pb2+-Cu2+混合废水中面包酵母菌的动力学吸附行为和各离子间的点位竞争吸附过程。选择面包酵母菌为吸附剂,分别对不同的Pb2+-Cu2+废水进行动力学吸附分析和二级动力学模型计算,同时,也进行SEM/EDS分析。结果表明:在最初60min时,酵母菌对Pb2+-Cu2+废水中离子已有较好的吸附效果,在整个动力学吸附过程中,酵母菌对废水中离子的吸附关系总是存在qt(Pb2+)qt(Pb2+-Cu2+)qt(Cu2+)。二级动力学方程计算结果显示:在Cu2+竞争胁迫环境下,增大Cu2+的比例使酵母菌对Pb2+的吸附速率更快,也证明Pb2+在吸附点位竞争过程中的明显优势,EDS测试结果也证实这点。SEM分析发现:酵母菌吸附Cu2+和Pb2+后,菌体出现不规则变形并遭受一定的破坏,有内部物质外泄现象。酵母菌对Cu2+和Pb2+都有一个快速吸附过程,相对而言其对Pb2+的吸附更具优势。     

双滴共沉淀法合成MgO-LDH的脱氟性能

采用双滴共沉淀法制备MgO-LDH水滑石去除溶液中氟,并采用静态实验系统地讨论溶液初始p H值、氟初始浓度和吸附时间等因素对MgO-LDH吸附性能影响。结果表明:吸附条件对氟的吸附能力影响较大,适宜的MgO-LDH投加量为10 g/L,溶液初始p H为6.40;随着温度的升高,MgO-LDH的吸附量也随之增加。在较佳的实验条件下,MgO-LDH对氟的最大吸附量为16.60 mg/g。动力学数据分析显示,准二级动力学方程(R~2=0.9314~0.9907)比准一级动力学方程(R~2=0.7941~0.9919)能更好地描述吸附动力学特征。颗粒内扩散方程拟合结果发现,氟在MgO-LDH吸附过程包括表面吸附和颗粒内扩散两个过程。吸附等温数据拟合发现,Langmuir吸附等温式(R2=0.9982~0.9992)比Freundlich吸附等温式(R2=0.6904~0.9453)更好地描述氟在MgO-LDH上的等温吸附行为。     

槟榔渣烧结碳的制备及其对废水中锰的吸附性能

以槟榔渣(Waste areca,WA)为原料在氩气气氛中于450℃碳化45 min制备槟榔渣烧结碳(ACWA),采用X射线衍射、扫描电镜、碘吸附值测定、比表面测定等对其性能进行表征。结果表明,制备的烧结碳为多孔的碳材料,平均孔径为4.25 nm,比表面积和碘吸附值分别达到742.53 g/m~2和1241.82 mg/g。以ACWA为吸附剂,对废水中Mn(Ⅱ)的吸附进行研究,考察ACWA用量、溶液pH值和共存离子(Na~+、NH_4~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)和Al~(3+))等因素对吸附效果的影响,并对吸附等温线和吸附动力学进行研究。结果表明:ACWA对Mn(Ⅱ)具有良好的吸附作用,对浓度为180 mg/L的Mn(Ⅱ)废水在60 min内可实现最大吸附容量34.28 mg/g,Mn(Ⅱ)吸附率高达95.2%。热力学和动力学研究表明,ACWA对Mn(Ⅱ)可用Langmuir吸附等温方程来描述,而吸附动力学符合准二级动力学模型。机理研究表明,由于表面具有丰富的负电性官能团,ACWA主要通过化学络合和静电吸附作用而实现对废水中Mn(Ⅱ)的高效去除。     

铝钙粉浸出渣的活化及其在锌冶炼废水处理中的应用

以PAC生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,采用盐酸和氢氧化钠进行活化,并对其在锌冶炼废水中吸附重金属的性能进行研究。考察铝钙粉浸出渣及其活化产物结构、比表面积、孔结构的变化,分析了pH值、吸附时间和重金属浓度对其吸附性能的影响,并以氢氧化钠活化产物为吸附剂进行了工业实验。结果表明:铝钙粉浸出渣经盐酸和氢氧化钠活化后,其结构均由岛状变为层状。铝钙粉浸出渣、盐酸活化产物和氢氧化钠活化产物的比表面积分别为21.8、63.1、28.1 m~2/g,BJH孔径分别为36.06、43.54和236.35 nm,孔容分别为0.03、0.09和0.14cm~3/g。pH=8,吸附温度为25℃,吸附时间为150min时,由Langmuir方程得到铝钙粉浸出渣对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为2.81、497.57和2.45mg/g,盐酸活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为3.44、516.32和2.04 mg/g,氢氧化钠活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为7.64、526.32和4.72 mg/g。工业实验结果表明:吸附过程具有化学吸附特征,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和As(V)的浓度由1.68、13.12、147.00、15.14和1.56 mg/L降至0.01、0.05、0.52、0.03和0.02 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

中药渣和麦麸对模拟矿山酸性废水中Cu2+的吸附

研究溶液pH值、Cu2+初始浓度、吸附时间、吸附剂投加量及温度对中药渣和麦麸吸附模拟矿山酸性废水中较高浓度Cu2+的影响。结果表明,随pH值的升高中药渣和麦麸对Cu2+的吸附量均增大;吸附剂最佳投加量为10 g/L;吸附过程更好地符合拟二级动力学模型;在pH值为3时,二者的最大吸附量分别为14.03和7.34 mg/g,吸附平衡符合Langmuir等温线方程;热力学研究表明,二者对Cu2+的吸附为非自发的放热反应。Zeta电位显示中药渣和麦麸在水溶液中均带负电,能够以静电引力吸附Cu2+;红外光谱分析表明,中药渣吸附Cu2+的官能团主要为羟基、羧基、酰胺基和酯基等,而麦麸吸附Cu2+的主要官能团为羟基、酰胺基和硅氧基等。     

锌-铜混合纳米铁氧体催化活性对草酸镧分解动力学的影响（英文）

采用溶胶-凝胶法合成纳米结构锌-铜混合铁氧体。XRD分析表明,不同组分Zn_((1-x))Cu_xFe_2O_4(x=0.0,0.25,0.50,0.75)铁氧体为单相反尖晶石结构。随着铜含量的增加,晶粒尺寸增大。采用SEM表征样品的表面形貌,结果表明粒子为多孔结构。采用FT-IR和TEM分析所制备的样品。当x=0.75及催化剂为5%(摩尔分数)时,速率常数k值最高,这归因于高铜含量以及除Cu~(2+)-Cu~+和Fe~(3+)-Fe~(2+)外,由于电荷相互作用而产生的混合位Cu~(2+)-Fe~+和/或Cu~+-Fe~(2+)离子对。混合氧化物活性增加归因于通过新离子产生而增大的活性位置浓度。随着锌含量的增加,颗粒尺寸增大。铁氧体粉末催化活性的变化是因为催化活性组分价态的变化,这能氧化从草酸镧中释放的一氧化碳。     

壳聚糖/三乙醇胺-银离子印迹膜的吸附性能研究

研究了壳聚糖/三乙醇胺-银离子印迹膜(Ag(I)-IICTM)的吸附性能。结果表明,Ag(I)-IICTM对银离子的吸附符合Langumir等温方程,为单分子层可逆化学吸附,其最大吸附容量为505 mg/g;吸附过程符合拟二级动力学方程,属颗粒内扩散。吸附条件研究显示,最佳吸附温度和酸度分别为50℃和pH=6,该印迹膜对Ag(I)的选择性远大于常见的Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)离子。     

改性生物质材料对水溶液中Cu~(2+)的吸附（英文）

研究改性生物质材料——香菇培养基废料对水溶液中重金属铜离子的吸附性能。结果表明:改性可以大大提高香菇培养基废料的吸附性能,其铜离子去除率高达95%以上;与天然香菇培养基废料相比,改性后吸附材料的比表面积和电负性增大,表面官能团数目及种类增多。在吸附0.75 h后,改性香菇培养基废料对铜离子的吸附达到平衡,该吸附过程是一个放热反应。改性香菇培养基废料吸附铜离子前后的扫描电镜和能谱分析表明,吸附铜离子的材料表面可明显看到孔隙被占据,且铜含量明显增加,而钠含量减少。     

铜离子在氨基化磁性纳米粒子上的吸附行为及吸附机理

通过溶胶?凝胶法制备氨基修饰的磁性纳米粒子。以紫外分光光度法为检测手段,采用静态批次实验研究不同实验参数(吸附时间、溶液 pH 和溶液温度)对铜离子吸附的影响。对铜离子的动力吸附学过程符合准二级动力学模型。准一级动力学模型证明其对铜离子的吸附是一个基于内部粒子扩散的过程。吸附等温线数据既符合Langmuir吸附等温模型又符合Dubinin?Radushkevich吸附等温式。随着溶液pH的增加和温度的升高,水中铜离子的去除效率也增加。另外,铜离子在低 pH 时可以很容易地从吸附材料上面洗脱下来,并且在材料重复使用5次之后,铜离子的回收率仍然保持在90.0%以上。根据吸附活化能和热力学实验结果,可以推断铜离子在吸附剂上的吸附机制是离子交换?表面络合。     

海水中Cu~(2+)对B10铜合金腐蚀行为的影响

使用腐蚀电位、线性极化电阻和电化学阻抗谱等电化学方法研究了海水环境中Cu~(2+)对Bl0铜合金腐蚀行为的影响。研究结果表明,海水中一定浓度的Cu~(2+)能够增大B10铜合金腐蚀速度。加入的Cu~(2+)能够在一定条件下还原沉积在基体金属、腐蚀产物膜表面。沉积的铜和基体金属形成电偶电池,铜膜为阴极,基体金属为阳极,增大基体金属腐蚀速度。所以当海洋结构中具有B10铜镍合金结构时,必须控制海水中电解铜离子浓度,在控制生物附着与污损的同时避免诱发铜合金电偶腐蚀破坏。     

片状钛酸镁钾的制备及其去除污水中铜离子的应用（英文）

采用熔盐法制备片状钛酸镁钾(K_(0.8)Mg_(0.4)Ti_(1.6)O_4,KMTO),并将其应用于去除污水中的Cu(Ⅱ)离子。分别采用XRD、SEM和TEM等技术对样品的晶相组成、形貌和结构进行表征。研究不同pH值和初始铜离子浓度对铜离子吸附行为的影响。结果显示,铜离子的最大饱和吸附量可达到290.67 mg/g,采用KMTO可以去除溶液中几乎99.9%的铜离子。该结果优于其他文献报道的离子去除剂的结果。KMTO对铜离子的吸附动力学研究结果显示,钛酸镁钾对铜离子的吸附符合拟二级反应动力学方程,而其吸附等温数据可以用Freundlich方程很好地进行拟合(R~2=0.991)。研究结果表明,片状钛酸镁钾在处理污水中的重金属离子方面具有很好的应用前景,为片状钛酸镁钾开辟了新的应用领域。     

无膜微生物燃料电池处理含铜废水回收铜及其产电性能

构建双室无膜折流板式微生物燃料电池,研究双室无膜折流板微生物燃料电池的产电性能和废水处理,在不需要外部电源的情况下,直接利用微生物燃料电池产生的电能处理阴极模拟含铜废水并回收铜。结果表明:以乙酸钠为阳极底物,以驯化后的活性污泥混合菌为阳极接种微生物,以Cu~(2+)为阴极电子受体可成功启动无膜折流板微生物燃料电池,最大功率密度为31.3mW/m~2,开路电压最高为678.0mV,Cu~(2+)去除率为99.6%;经XRD分析,阴极板上的沉积物主要为单质铜,双室无膜折流板微生物燃料电池可有效处理含铜废水并回收铜。     

D751螯合树脂吸附酸性溶液中钒(Ⅳ)离子的机制

用螯合树脂D751吸附酸性溶液中的钒(Ⅳ)离子,考察溶液pH、钒初始浓度、温度及杂质离子浓度对吸附效果的影响,并分析了吸附等温线及动力学和热力学过程,探讨吸附机理。结果表明：D751树脂对酸性溶液中的钒(Ⅳ)离子有较强的吸附能力(最大吸附量为78 mg/g),钒吸附率保持在80%以上,同时铁吸附率保持在20%以下,表明D751树脂适合用于酸性钒(Ⅳ)溶液的钒铁分离。酸性溶液中D751树脂吸附钒是自发吸热过程,熵增为驱动力。朗缪尔等温模型能很好地拟合实验数据,表明D751树脂吸附钒是单分子层吸附。D751树脂吸附钒的过程受内扩散与液膜扩散协同控制。根据吸附前后D751树脂红外光谱变化推测其吸附机制为：树脂表面双羧基官能团与溶液中钒酰基阳离子形成稳固的配位键,钒离子成功地被吸附在树脂上。     

羊栖菜对水环境中Cd~(2+)的吸附特性

以非活性羊栖菜粉为吸附剂,研究羊栖菜对水溶液中Cd~(2+)的吸附特性。结果发现:在最佳吸附pH为5,温度为313.15K,吸附剂浓度为1g/L,Cd~(2+)初始浓度为40mg/L左右时,羊栖菜对镉离子的去除率的最大值为92.54%,且吸附10 min时,即达到最大去除率93.95%;在60 min时,基本达到吸附平衡,羊栖菜对Cd~(2+)的去除具有快速、去除率高的特点。动力学实验数据符合准二级动力学模型,Langmuir对热力学实验平衡数据的拟合较高,最大理论吸附容量为68.49 mg/g。通过方程拟合和SEM分析发现吸附过程发生了离子交换。FTIR分析显示,羟基、羧基等官能团在吸附过程中发挥了作用,通过解吸可以实现羊栖菜粉的再生和循环利用。     

嗜酸铁氧化富集物高效浸提废覆铜板分选残渣中的铜

利用生物浸出的方法实现废覆铜板分选渣中残留铜的资源化,主要研究Fe2+物质添加量、浸出时间、初始p H和渣投加量(固形物含量)等因素对不同来源废覆铜板渣中铜生物浸出的影响。结果表明:生物浸出铜过程中无需额外再添加Fe2+能源物质且能够短时间内(≤5 h)快速高效浸出不同来源分选残渣中的铜;初始p H和渣投加量对废覆铜板渣中铜浸出产生显著影响。优化结果表明:控制初始p H≤2.2,渣投加量20%~30%,无额外添加酸和Fe2+,两种分选残渣生物浸出5 h后,铜浸出率可达95%以上。