自制掺Fe~(3+)锐钛矿型-TiO_2复合材料的光催化反应动力学研究

以自制的掺Fe~(3+)锐钛矿型TiO_2(A-TiO_2)为光催化剂,以酸性刚果红为降解对象,研究酸性刚果红的初始浓度C0、催化剂用量m和掺铁量χ等因素对自制A-TiO_2可见光催化降解反应动力学方程的影响和光催化剂对酸性刚果红的吸附性能。结果表明:在40W白炽灯照射下,当C0=20mg/L、m=0.6g/L(pH=6)、χ=1.2%(摩尔分数)、室温(18℃)下反应t=56min时,酸性刚果红的降解率最大D=92.7%。酸性刚果红的光催化降解过程符合一级反应动力学方程,于上述最佳条件下其表观反应速率常数k达到最大,为0.0404min-1。自制的光催化剂对C0分别为20、30和40mg/L的酸性刚果红吸附率E随C0增大而减小,110min达到吸附平衡,对20mg/L酸性刚果红的吸附率E达94.6%。D和E成正比。     

白酒糟对刚果红和孔雀石绿的吸附机理研究

采用白酒糟吸附剂对模拟印染废水中刚果红(CR)和孔雀石绿(MG)进行生物吸附处理。在染料初始质量浓度100mg/L、吸附时间80min的条件下,当刚果红废水初始pH=7.0,白酒糟投加量为2g/L时,白酒糟对刚果红的吸附率为96.94%;当孔雀石绿废水初始pH=9.0,白酒糟投加量4g/L时,白酒糟对孔雀石绿的吸附率为95.12%。动力学研究表明,白酒糟对两种染料的吸附过程均符合准二阶动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。使用Freundlich等温吸附方程可较好的拟合白酒糟对两种染料的吸附,说明该吸附是以多分子层吸附为主。     

改性竹叶对水中刚果红的吸附性能研究

用NaOH改性后的竹叶粉作为吸附剂,采用静态吸附法,研究了NaOH浓度、竹叶粉投加量、pH、染料浓度和吸附时间等因素对改性竹叶(MBL)吸附刚果红的影响。结果表明:在NaOH浓度为20.00g/L的条件下,当溶液pH=7.0,MBL投加量为2.00g/L,吸附时间为120min时,MBL对100mg/L刚果红模拟印染废水(CRW)吸附效果最好,去除率可达96.29%,此时吸附量为48.14mg/g。吸附动力学研究表明,该吸附过程符合伪二级动力学模型,属于化学吸附。其等温吸附方程可以用Langmuir方程描述,表现为单分子吸附。     

氯化锌催化活化制备中孔活性炭及其对Cr6+的吸附性能

为进一步提高活性炭对废水中Cr⁶⁺的吸附能力,采用氯化锌对市售微孔活性炭粉进行催化活化,制成了中孔活性炭,并研究了中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附性能。通过单因素试验优选了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的工艺参数;研究了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的吸附动力学和吸附等温线,并进行了再生吸附试验。结果表明:向100 mL Cr⁶⁺初始浓度为100 mg/L的重铬酸钾溶液中投加0.1 g中孔活性炭,控制温度为35℃,pH=2,3 h即可达吸附平衡,此时吸附效果最佳,最大吸附量达93.7 mg/g;中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附遵循二级动力学规律,符合Langmuir吸附等温式;吸附/再生循环2次后,中孔活性炭吸附能力保持不变,循环5次后,活性炭对Cr⁶⁺的吸附量为初始吸附量的75%,碳损失率为6.5%。     

木屑和花生壳粉对酸性荧光黄染料吸附研究

以木屑、花生壳粉作为吸附剂,采用静态吸附法,研究吸附酸性荧光黄染料的性质,讨论了pH值,染料初始浓度,温度,时间以及盐离子浓度对吸附量的影响,并应用等温模型分析了吸附机理。实验结果表明,在pH为5左右,木屑最佳吸附量为5.18mg/g;在pH为6左右,花生壳粉最佳吸附量为4.46mg/g;吸附最佳的条件是染料初始浓度为150mg/L,吸附剂用量为1.0g,盐浓度为0.17mol/L,25℃下反应90min、木屑、花生壳粉对酸性荧光黄染料的吸附量分别为5.84mg/g、8.66mg/g。吸附平衡时间是90min;吸附随着温度的升高吸附量下降,在25℃时吸附量最佳。盐离子的加入对木屑和花生壳粉对酸性荧光黄染料的吸附有促进作用。木屑、花生壳粉对酸性荧光黄的最大吸附量分别为21.80mg/g和11.00mg/g。经等温方程拟合后,木屑吸附符合多分子层吸附,花生壳粉吸附符合单分子层吸附。2种材料对酸性荧光黄染料的吸附都是放热过程。     

含氮多孔有机聚合物对水中刚果红的吸附性能

以三聚氯氰和对苯二胺为单体，利用三聚氯氰中3个氯原子的分级亲核取代反应得到含氮多孔有机聚合物(Cy-PA POP)。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热重(TG)及氮气吸附-脱附等手段表征其结构。以染料废水中典型的偶氮染料刚果红为去除对象，研究Cy-PA POP对其的吸附行为，并探讨了吸附机制。结果表明：当吸附剂用量为10mg,刚果红溶液初始浓度为100mg/L时，完全吸附时间为20min, Cy-PA POP对刚果红表现出超快地特异性吸附，最大吸附容量可达441.22mg/g。Cy-PA POP对水中刚果红的吸附动力学符合准二级动力学方程，吸附等温线符合Langmuir模型，且吸附热力学表明吸附行为是自发的过程。     

板栗壳对水中孔雀石绿和刚果红的吸附研究

以板栗壳作为吸附剂,研究其对模拟印染废水中孔雀石绿和刚果红的吸附性能。结果表明:在染料初始浓度100mg/L,板栗壳投加量2.0g/L,废水初始pH=7.0下,对孔雀石绿的去除率为95.20%;废水初始pH=5.0~8.0下,对刚果红的去除率为92.88%。将板栗壳吸附孔雀石绿和刚果红的过程用准一级动力学方程、准二级动力学方程、Elovich方程和双常数方程进行拟合,结果表明板栗壳对两种染料的吸附过程均符合准二阶动力学方程,说明该吸附过程以化学吸附为主;其等温吸附过程可以用Freundlich方程描述,说明该吸附以多分子层吸附为主。     

罗非鱼鱼鳞对水中结晶紫的吸附特性和机理研究

通过吸附实验,考察鱼鳞投入量、结晶紫初始浓度和溶液pH等因素对罗非鱼鳞吸附水中结晶紫性能的影响,并通过红外光谱、BET比表面积、扫描电镜、吸附动力学和吸附等温线来分析吸附机理。结果表明:当溶液pH为7、温度30℃,吸附剂投加量为3g/L、吸附时间为20min,结晶紫浓度为40mg/L时,吸附效果最好,结晶紫的吸附率和吸附容量可分别达到66.69%和8.27mg/g;鱼鳞对结晶紫的吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程属于物理吸附;吸附等温线符合Freundlich吸附等温式,当温度30℃时鱼鳞对结晶紫的最大吸附量为18.9mg/g;且罗非鱼鱼鳞中的胶原蛋白和羟基鳞灰石均参与了结晶紫染料的吸附。     

Ni-MOFs@GO复合材料对亚甲基蓝吸附性能研究

采用水热合成法制备镍基金属有机骨架材料(Ni-MOFs),然后以其为载体，采用溶液共混法制备Ni-MOFs@GO复合材料。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物，考察了Ni-MOFs与GO配比[m(Ni-MOFs)∶m(GO)]、MB初始浓度和Ni-MOFs@GO用量对MB吸附的影响，并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明，当m(Ni-MOFs)∶m(GO)为5∶1,MB初始浓度为25mg/L,Ni-MOFs@GO用量为0.6g/L时，对MB的吸附容量为243.898mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型(R²>0.999);在25℃条件下，Ni-MOFs@GO对MB平衡吸附量为235.373mg/g。吸附等温线拟合表明，Freundlich(R_F²>0.779)模型能较好地描述MB的吸附行为。     

改性麦秸秆对溶液中亮绿的吸附研究

通过二乙烯三胺改性麦秸秆(MWS),显著提高了其对阴离子染料亮绿(LG)的吸附能力。研究结果表明:酸性条件和升温有利于吸附,盐类存在不利于吸附,静电引力在吸附过程中起着主要的作用,在LG初始浓度为600mg/L,溶液pH=2,溶液温度30℃,吸附时间为350min条件下,MWS对LG的吸附量最高达到496mg/g。     

氢氧化钠改性亚麻对模拟孔雀石绿染料废水吸附性能研究

以NaOH改性亚麻原料制备良好型吸附剂,用于对模拟孔雀石绿(Malachite Green-MG)染料废水的吸附研究。考察了吸附因素对NaOH改性亚麻吸附MG溶液的影响,采用吸附等温方程和反应动力学方程、吸附热力学参数进行机理分析,并利用SEM、FT-IR对亚麻改性前后进行结构表征。结果表明,在25℃、转速150r/min的条件下,MG溶液初始浓度为100mg/g、吸附时间60min、改性吸附剂用量0.1g,最大去除率和吸附量分别为96.13%、24.03mg/g。相比于Langmuir吸附等温方程(R~2=0.7522),NaOH改性亚麻对MG溶液的吸附更符合Freundlich吸附等温方程(R~2=0.9597),表明该吸附为多层吸附。相比于准一阶反应动力学方程(R~2=0.858),准二阶反应动力学方程(R~2=0.999)可以更好的描述NaOH改性亚麻对MG溶液的吸附,表明该吸附反应为化学吸附。     

聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附及脱附性能

以聚天冬氨酸(PASP)与木质纤维素(LNC)水溶液聚合法制备出的聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶(PASP/LNC)为吸附剂,对Pb(Ⅱ)进行吸附及脱附实验,研究溶液的初始离子浓度、pH值、吸附时间和吸附温度对溶液中Pb(Ⅱ)吸附量的影响。结果表明,溶液中Pb(Ⅱ)初始离子浓度为0.04 mol/L,溶液pH值为5.5,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃时,PASP/LNC水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附量达到最大为972.35 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。采用X射线衍射分析、比表面积和平均孔径分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分析PASP/LNC水凝胶的结构和吸附机理。使用HNO_3对PASP/LNC进行脱附实验。结果表明,HNO_3浓度为0.04 mol/L,脱附温度为30℃,脱附时间达到60 min时,最大脱附量为928.36 mg/g。吸附/脱附循环实验表明,PASP/LNC水凝胶重复使用4次后吸附量仍较高,是一种可重复使用的高效吸附材料。     

改性秸秆炭及吸附废水中苯酚的研究

秸秆炭系由植物秸秆(玉米,小麦等)在1200℃高温下气化干馏所得。探讨了不同条件(时间、用量、温度和pH值)下秸秆炭吸附苯酚性能,并对秸秆炭做了不同的改性处理,以提高其吸附性能。结果表明秸秆炭吸附苯酚的最佳条件为:苯酚与秸秆炭用量比例为0.84mg/g,温度35℃,pH=9,最佳吸附时间为5h;用双氧水改性后的秸秆炭吸附过的模拟废水中苯酚含量仅为0.47mg/L。符合GB 8978—1996排放标准。     

SiO_2气凝胶对罗丹明B的吸附动力学研究

研究SiO2气凝胶对罗丹明B的吸附动力学特征,考察溶液吸附剂用量、吸附时间、吸附温度及罗丹明B初始浓度对SiO2气凝胶吸附效果的影响。结果表明:吸附量随着气凝胶加入量的增大而减小,在吸附时间40min,吸附温度14℃,罗丹明B初始浓度为6mg/L时吸附效果较好。SiO2气凝胶对罗丹明B的吸附行为可用Langmuir和Frenundlich吸附等温式进行描述,相关性均较好,但更符合Frenundlich经验公式。采用一级动力学和二级动力学模型考察吸附过程,吸附过程符合二级动力学方程。     

锰铁氧体/生物炭的制备及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb~(2+)离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb~(2+)离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb~(2+)离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb~(2+)离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb~(2+)离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。     

香蕉皮粉对结晶紫废水的吸附动力学与吸附热力学研究

以香蕉皮粉为吸附剂,探究了pH值、结晶紫初始浓度、吸附剂用量、振荡速度、温度、吸附时间对结晶紫吸附效果的影响。结果表明:香蕉皮粉对结晶紫废水的最佳吸附条件是:pH 7.0、结晶紫废水初始质量浓度100mg/L、香蕉皮粉用量8g/L、振荡速度120r/min、吸附时间150min、温度30℃,其吸附率达94.29%。Freundlich型方程比Langmuir型方程对等温吸附试验数据拟合更好,说明吸附是以多层吸附为主。分别用准一级、准二级动力学模型,Elovich方程、双常数方程,对吸附动力学过程进行拟合,结果表明:准二级模型对实验数据拟合效果较好,说明该吸附过程以化学吸附为主。     

亚铁氰化镍钾/羧甲基魔芋凝胶微球对Cs+的吸附性能及吸附机制

以魔芋葡苷聚糖（KGM）改性后的羧甲基魔芋葡苷聚糖（CKGM）为基体,通过溶胶-凝胶法将CKGM与亚铁氰化镍钾（KNiFC）复合后制备亚铁氰化镍钾/羧甲基魔芋凝胶微球（KNiFC/CKGM）生物质吸附剂,用于去除废水中的Cs⁺。从pH值、吸附时间、Cs⁺的初始浓度、温度及竞争离子等方面研究KNiFC/CKGM对Cs⁺的吸附性能,分析了其吸附动力学和热力学行为;并利用FTIR、SEM、EDX、XPS和XRD分析吸附作用机制。实验结果表明：当吸附剂用量为1 gL^-1、反应温度为298.15 K、初始浓度为20 mgL^-1、吸附时间为18 h时,该吸附剂对Cs⁺的去除率可达94.8%。吸附过程符合准二级动力学模型（R²=0.999）和Freundlich等温吸附模型（R²=0.985）。在288.15~328.15 K范围内,KNiFC/CKGM对Cs⁺的吸附量与温度呈正相关,吸附过程为自发、吸热的过程。FTIR、SEM和XPS等表征结果说明,KNiFC能较好的负载于CKGM上,且在吸附实验中KNiFC/CKGM能保持完整的骨架结构;EDX和XRD结果表明,KNiFC/CKGM对Cs⁺吸附机制是K⁺与Cs⁺发生了离子交换。     

裂解温度对湿地植物基生物炭理化性质与镉吸附特性的影响

以湿地植物美人蕉(MBC)、再力花(ZBC)和旱伞草(HBC)为原材料，采用热裂解法于300、 500、 700℃下制备生物炭，应用全自动元素分析仪、扫描电子显微镜、红外光谱等手段表征分析生物炭理化性质，采用静态吸附法系统研究生物炭对镉的吸附特性。结果表明：制备温度对生物质炭的理化性质、表面形貌和矿物成分有很大影响；中温(500℃)、高温(700℃)裂解生物炭对镉的吸附性能优于低温(300℃)裂解生物炭的，500℃裂解生物炭吸附性能最好，对Cd²⁺吸附容量均值可达96.00 mg·g^-1,极值可达108.28 mg·g^-1,且吸附容量从大到小为ZBC、 MBC、 HBC; 500℃裂解湿地植物基生物炭对Cd²⁺的吸附平衡时间为30 min左右，适宜的投加量和较大的溶液pH、离子初始质量浓度、反应温度有利于生物炭对Cd²⁺的吸附，对Cd²⁺吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型和拟二级动力学模型，且属于优惠吸附；裂解温度的升高可以促进生物炭芳香化，改...     

高粱秸秆粉对结晶紫吸附性能的初步研究

为探讨高粱秸秆处理印染废水的实际效果,以结晶紫为模拟印染废水,采用静态吸附法研究了高粱秸秆粉对结晶紫的吸附性能。实验结果表明:吸附时间、高粱秸秆粉用量、结晶紫初始浓度及pH值等对高粱秸秆粉吸附结晶紫的效果有较大影响。在35℃下,高粱秸秆粉用量0.15g,对50mL浓度为50mg/L的结晶紫溶液吸附60min,对结晶紫的吸附率可达95%以上。吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,说明高粱秸秆粉对结晶紫的吸附性能良好,吸附以单分子层物理吸附为主。其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述。     

聚乙烯吡咯烷酮掺杂聚吡咯对灿烂绿吸附性能的研究

采用原位聚合法制备了聚乙烯吡咯烷酮掺杂的聚吡咯,对聚吡咯的结构进行了表征。研究了聚吡咯作为吸附剂对灿烂绿的吸附性能,探讨了吸附剂用量、温度、时间及灿烂绿起始浓度对吸附效果的影响。在灿烂绿溶液50mL初始浓度为90mg/L,聚吡咯用量为0.10g,吸附时间为90min,温度为25℃条件下,聚吡咯对灿烂绿的吸附量为42.03mg/g。吸附动力学分析表明吸附过程为化学吸附,等温吸附规律符合Freundlich模型。聚吡咯对灿烂绿的吸附是自发过程。