茶渣吸附U(Ⅵ)的特性

通过静态吸附实验,考察了铀溶液初始pH、初始浓度以及吸附时间、吸附剂粒度、温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附过程的动力学行为及等温吸附特性,并通过红外光谱和扫描电镜探讨了吸附机理。结果表明:pH对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响较大,pH为2和6时吸附量分别为13.90、43.19 mg·g^-1。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程较慢,吸附过程需要12 h才能达到平衡。吸附过程的准二级动力学方程的拟合效果优于准一级动力学方程。吸附量随铀溶液浓度的增加而增大,而吸附率则相反。铀溶液初始浓度为10~100 mg·L^-1,相应的吸附量为9.40~70.05 mg·g^-1,吸附率为94.04%~70.05%。茶渣吸附U(Ⅵ)的动力学行为更符合准二级动力学方程,等温吸附数据对Freundlich方程的拟合度较高。茶渣粒度及温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响不大。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程中,起主要作用的基团有羟基、羰基、硝基、P-O、Si-O。     

枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用机制

通过静态吸附-解吸实验,研究了枯草芽孢杆菌对U(Ⅵ)的吸附热力学和动力学,U(Ⅵ)的解吸和菌体内P的释放过程,利用扫描电镜、能谱(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)分析了作用机理。结果表明:当pH=5时,在1 L 50 mg·L^-1的铀溶液中,投加枯草芽孢杆菌1.384 mg(干重,DW),2 h后,铀的去除率和吸附量分别为85.34%和308.31 mg·g^-1(DW)。随着作用时间从2 h延长至48 h,铀的解吸率从52.13%下降至36.25%,菌体内释放到溶液中的P浓度从 0.12 mg·L^-1增加到0.40 mg·L^-1。枯草芽孢杆菌对水体中U(Ⅵ)的吸附行为可以用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程较好地描述。作用过程是放热,可自发进行。SEM-EDS表明枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)作用后,菌体内部断裂呈短节状,铀沉积在细胞表面及周围,无明显晶体产物生成,FTIR图谱出现UO₂²⁺特征吸收峰,氨基、磷酸基团参与枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用。     

短孔道介孔二氧化硅SBA-15对铀的吸附性能

以短孔道介孔二氧化硅SBA-15为铀吸附剂,考察吸附时间、初始液pH、初始浓度对吸附性能的影响,并分析了吸附动力学和吸附等温线以及吸附前后红外光谱变化。结果表明,初始液pH对吸附具有重要的影响,最佳吸附的pH值为6; 吸附在30 min即可达到平衡; 当初始浓度为100 mg·L^-1时,饱和吸附量为311 mg·g^-1;吸附量随铀溶液初始浓度的增大而增大,而吸附百分数则相反;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附模型,吸附动力学符合准二级动力学方程;吸附过程中起主要作用的基团是Si-OH和Si-O-Si。     

交联海藻酸钠固定化的腐殖酸多孔性薄膜对铀(Ⅵ)的吸附性能及机理

采用戊二醛交联海藻酸钠固定化的腐殖酸,制备得到多孔性薄膜(GA-HA/SA),用于去除含铀废水中的铀(Ⅵ)。通过静态吸附实验,研究了pH值、初始浓度、接触时间、温度对GA-HA/SA吸附U(Ⅵ)效果的影响,进行了吸附过程的热力学与动力学分析;通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)探讨了相关吸附机理。实验结果表明,pH值为6时吸附效果最好,吸附在60 min基本达到平衡。吸附过程符合Langmuir和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温模型;25℃时,最大吸附容量为312.5 mg·g^-1。吸附动力学过程符合准二级速率方程(R² >0.99),吸附速率的控速步骤为颗粒内扩散。GA-HA/SA对U(Ⅵ)的吸附是自发的吸热反应。SEM-EDS、FTIR和D-R模型分析结果表明,与U(Ⅵ)相互作用的基团主要是羧基,且GA-HA/SA吸附U(Ⅵ)的机理表现为离子交换。     

Adsorption behavior of U(Ⅵ) ions from aqueous solution on novel cross-linked magnetic chitosan beads

采用纳米Fe₃O₄作为磁流体包埋、戊二醛和硫脲进行交联壳聚糖,制备磁性交联壳聚糖（TTG-MCTS）。红外光谱（FTIR）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,壳聚糖改性后,吸附能力得到提高,铀(Ⅵ)成功地被吸附在TTG-MCTS上。系统研究了溶液pH值、铀(Ⅵ)初始浓度及振荡时间对吸附容量的影响,继而得到最佳工艺条件。吸附过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,最大吸附容量为161.3 mg·g^-1。较之拟一级动力学模型,拟二级动力学模型能更好地拟合实验数据。     

磁性交联壳聚糖对水溶液中铀(Ⅵ)离子的吸附行为

采用纳米Fe₃O₄作为磁流体包埋、戊二醛和硫脲进行交联壳聚糖,制备磁性交联壳聚糖（TTG-MCTS）。红外光谱（FTIR）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,壳聚糖改性后,吸附能力得到提高,铀(Ⅵ)成功地被吸附在TTG-MCTS上。系统研究了溶液pH值、铀(Ⅵ)初始浓度及振荡时间对吸附容量的影响,继而得到最佳工艺条件。吸附过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,最大吸附容量为161.3 mg·g^-1。较之拟一级动力学模型,拟二级动力学模型能更好地拟合实验数据。     

粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H（401 m²·g^-1）,系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U（Ⅵ）过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L^-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（q_e=67.9 mg·g^-1）,在富含CO₃^2-的碱性溶液中UO₂（H₂O）₅²⁺转变为UO₂（CO₃）₃^4-不利于带负电的C-S-H表面吸附U（Ⅵ）。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L^-1,材料对U（Ⅵ）的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U（Ⅵ）]_initial=500 mg·L^-1,去除率88.3%～93.5%）,吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。     

改性氧化铝对饮用水中氟离子的吸附性能研究

采用浸渍法制备ZrCl₄改性γ-Al₂O₃吸附剂,探究了吸附剂用量、初始F-浓度、吸附时间以及溶液pH值对吸附量的影响。结果表明,ZrCl₄改性浓度为2(wt)%,吸附剂ZrCl₄-Al₂O₃投加量为4g·L^-1,溶液初始pH值为4,吸附温度为25℃,吸附时间为24h时,吸附效果最好,吸附量为17.08mg·g^-1,相较于未改性γ-Al₂O₃提高了149.4%。吸附过程符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学模型,是一种优势放热吸附过程。     

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。     

改性木质素基水凝胶的制备及其对Cr（Ⅵ）和甲基橙的吸附研究

以木质素磺酸钠(LS-Na)为基础,通过接枝共聚反应引入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),制备了改性木质素基水凝胶(MLH),利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其对模拟混合废水中Cr(Ⅵ)和甲基橙的竞争吸附作用及影响因素,同时开展了吸附动力学和等温吸附模型研究。结果表明,在pH值为5、MLH投加量为0.10 g、初始浓度为200 mg·L^-1、温度为30℃的条件下,Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附量分别为54.14 mg·g^-1和42.91 mg·g^-1;MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,Cr(Ⅵ)和甲基橙在MLH表面存在竞争吸附,且Cr(Ⅵ)更具被吸附优势;模拟混合废水中无机盐离子的存在会抑制MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附;MLH具有较好的重复再生性能。     

向日葵秸秆对U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的选择吸附特性

以分别含有单一的U（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）溶液以及U（Ⅵ）、Cu（Ⅱ）混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、温度、时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准二级动力学模型、Langmuir、Freundlich和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明：向日葵秸秆对U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的吸附分别是自发的吸热和放热反应;吸附动力学均符合准二级动力学模型,即化学吸附为控速步骤;单离子体系下U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的吸附等温线分别符合Langmuir-Freundlich和Langmuir等温吸附模型;复配体系下,当干扰Cu（Ⅱ）浓度≥60 mg·L^-1时,U（Ⅵ） 的吸附等温线可用Langmuir-Freundlich模型描述;而当干扰U（Ⅵ）浓度≥200 mg·L^-1时,Cu（Ⅱ）的吸附等温线可用Langmuir模型描述。当溶液中同时存在U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）两种离子时,离子间存在竞争吸附,且向日葵秸秆对U（Ⅵ）具有更高的选择性,这与金属本身的特性有关。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U（Ⅵ）和Cu（Ⅱ）的主要方式为络合和离子交换。     

铁树叶水热炭及其去除溶液中铀U（VI）的研究

本文选用铁树叶为原料,采用温和的水热法制备出生物质炭.采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）探讨材料的成分,研究了溶液的初始pH值、初始铀浓度、温度和时间对吸附铀性能的影响,并从吸附热力学、动力学方面分析水热炭对U（Ⅵ）的吸附过程,探讨其吸附机理.结果表明溶液pH对吸附量的影响尤为显著,当pH为7时达到最大吸附量（54.66mg g-1）;在30 min时达到吸附平衡;吸附量随温度升高而不断增大.动力学研究结果表明铀在水热炭上的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程,Langmuir饱和吸附容量为56.5 mg g-1;热力学研究结果显示△H0=34.67 kJ mol-1,△G0＜0,吸附过程在考察温度范围内为自发的吸热反应过程.     

铜抗性菌株的筛选及其对Cu2+的吸附性能

利用选择性培养基分离出铜抗性细菌BX,经鉴定该菌为产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)。考察了细菌BX对环境的适应性,讨论了pH、初始Cu²⁺浓度等对其吸附铜离子的影响,分析了吸附过程的动力学及等温吸附特性,并以多孔陶瓷为载体对其进行固定化。结果表明,该菌对Cu²⁺和NaCl的抗性浓度分别为7 mmol·L^-1和7.5%,可生长于pH4.0～11.0、15～50℃的环境中;其最佳吸附条件为pH5.5、温度30℃、起始Cu²⁺浓度100 mg·L^-1,在该条件下,Cu²⁺吸附率达85.84%,吸附量为128.74 mg·g^-1;其对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型;采用曝气挂膜法将细菌固定于多孔陶瓷上,形成的菌膜对50 mg·L^-1铜离子的吸附率达92.53%。表明细菌BX对Cu²⁺有较强的吸附能力,对含Cu²⁺废水的处理具有良好的应用前景。     

核-壳结构PGMA@GO复合微球的制备及其对亚甲基蓝吸附性能研究

通过酰胺反应成功制备了聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-氧化石墨烯复合微球(PGMA@GO)。利用扫描电镜、透射电镜观察复合材料的形貌和粒径,并探究溶液初始p H值、吸附时间和溶液初始浓度等因素对PGMA@GO吸附亚甲基蓝(MB)性能的影响。结果表明,PGMA@GO为核-壳结构,粒径约为1.5μm,其对MB的最大吸附量为161.0mg·g^-1,吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附曲线符合Langmuir方程,说明其吸附过程主要是以单分子层的化学吸附为主导。     

高氟高氯含铀废水中偕胺肟基改性聚丙烯腈纤维螯合铀的研究

以聚丙烯腈纤维（PANF）为基体与盐酸羟胺反应制得偕胺肟基改性纤维（AO-PANF）,并通过扫描电镜、红外光谱和批次吸附,探究了AO-PANF对高氟高氯含铀废水中铀的螯合行为。结果表明,偕胺肟化反应将PANF中的氰基成功转化为偕胺肟基团,转化率随盐酸羟胺浓度增加而增大,氰基转化率为22.34%时,AO-PANF对铀的吸附量最大。随废水pH增加,AO-PANF对铀的吸附量先增大后减小,pH为5时,其值最大。F^-和Cl^-浓度变化对AO-PANF的吸附量影响较小。当处理100 ml铀初始浓度为100 mg·L^-1,pH为5的废水,温度为45℃,吸附剂投加量为0.40 g时,转化率为22.34%的AO-PANF对铀的吸附量为19.53 mg·g^-1,3 h左右吸附达到平衡。AO-PANF通过偕胺肟基团中-NH₂与废水中UO₂F₄^2-螯合实现对铀的吸附。该吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程。研究表明AO-PANF可以有效地螯合高氟高氯含铀废水中的铀,具有良好的应用前景。     

胺肟修饰MIL-53(Fe)衍生物的制备及其对铀的吸附性能研究

以六水合三氯化铁,2-氨基对苯二甲酸等为原料,通过化学合成法制备出一种新型吸附材料MIL-53 (Fe)胺肟衍生物(MIL-53(Fe)-AO)。通过粉末X射线衍射(PXRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对其结构和形貌进行表征。同时考察pH值,铀溶液初始浓度,吸附剂投加量,反应时间与MIL-53(Fe)-AO吸附U(Ⅵ)的关系,并计算动力学参数。研究结果表明:室温25 ℃下,当pH值为5,铀溶液初始浓度为25 mg/L,吸附剂投加量为25 mg,反应1 h后MIL-53(Fe)-AO对铀的吸附率可以达到最大值且该吸附过程符合准二级动力学模型。此外,在多种离子共存的条件下,MIL-53(Fe)-AO表现出对U(Ⅵ)较好的选择性。     

UA2400 B离子交换树脂对废水中铀(Ⅵ)的吸附性能研究

本文选用UA2400B离子交换树脂作为吸附材料,探究树脂对铀(VI)的吸附效果。借助FT-IR、SEM和EDS对树脂进行了表征,实验重点研究了铀溶液的pH值、初始浓度、吸附时间和温度对铀(VI)吸附的影响,探究了UA2400B树脂对铀的动力学吸附模型、等温吸附模型以及热力学参数。结果显示:溶液pH为8时吸附效果最佳;吸附5h后可达吸附平衡;吸附量随着初始铀(VI)离子浓度的增加而增加,树脂最大饱和吸附量达53.2mg/g;吸附符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型且该过程为吸热过程。综上,UA2400B树脂有望用于含铀废水中铀的分离去除。     

Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附热力学和动力学特性

以黑曲霉菌作为生物吸附剂,研究其对Au(Ⅲ)离子的吸附特性,考察了pH值、吸附时间、温度和初始Au(Ⅲ)离子浓度等因素对吸附过程的影响。结果表明,Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附过程对溶液pH值具有一定的依赖性,最佳pH值为2.0～3.0。升温能明显加快吸附进程,20℃下吸附过程分为2个阶段进行,分别对应于Au(Ⅲ)离子还原前和还原后的吸附,24 h后吸附趋于平衡,而30、40、60℃下吸附过程均无明显分段现象,并分别于12、6、1 h后趋于吸附平衡。Au(Ⅲ)离子初始浓度<233.32 mg·L^-1时,吸附量几乎不随温度的变化而变化,初始浓度>367.94 mg·L^-1时,升温明显促进了吸附的进行。Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附等温线可用Langmuir方程很好地模拟,20、30、40、50℃时其饱和吸附量分别为185.19、202.02、235.85、277.78 mg·g^-1。热力学参数Gibbs自由能变(ΔG⁰)、吸附焓变(ΔH⁰)和吸附熵变(ΔS⁰)的计算结果表明,Au(Ⅲ)离子在黑曲霉菌上的吸附过程是一个自发的吸热和熵增过程。吸附动力学可用准二级速率方程描述,吸附活化能为55.71 kJ·mol^-1。傅里叶变换红外光谱分析的结果进一步揭示了菌体表面的酰氨基、羧基和羟基是参与吸附的主要功能基团。     

改性虾壳粉对水溶液中U(Ⅵ)的吸附性能研究

以水产业中产生的虾壳为原料进行改性,通过静态吸附实验探究H2O2改性后的虾壳粉对水中U(Ⅵ)的吸附影响因素。结果表明,当U(Ⅵ)溶液pH=3,改性虾壳粉投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)溶液质量浓度为10 mg/L,吸附时间为120 min时,改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附量达到48.58 mg/g,pH对改性虾壳粉吸附U(Ⅵ)有较大影响。对吸附过程中的动力学分析以及吸附前后的改性虾壳粉的SEM、FTIR等表征结果表明:改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学方程和Freundlich吸附等温模型,改性虾壳粉对U(Ⅵ)吸附的主要官能团为羟基、氨基、磷酸基等基团。响应面分析结果表明,吸附时间一定时,改性虾壳粉对水中U(Ⅵ)的去除影响因素,pH改性虾壳粉投加量U(Ⅵ)溶液浓度。     

糯米粉负载纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的研究

采用液相还原法制备糯米粉负载纳米零价铁(GR-nZVI),用SEM、XRD、XPS对材料进行表征。探讨了接触时间、U(Ⅵ)初始浓度、温度对溶液中U(Ⅵ)去除效果的影响,并进行吸附动力学、热力学和等温吸附分析。结果表明,GR-nZVI吸附U(Ⅵ)是自发且不可逆的吸热反应,符合准二级动力学模型,Langmuir和Freundlich等温吸附模型对该过程的拟合程度都较高,表明GR-nZVI对U(Ⅵ)的去除是物理吸附和化学吸附并存,单分子层吸附和多分子层吸附并存的过程。