凹凸棒土对镉(Ⅱ)和镍(Ⅱ)吸附行为的研究及分析应用

利用凹凸棒土比表面积大,吸附能力强的特点,以火焰原子吸收光谱(FAAS)法为检测手段,探讨了凹凸棒土对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附行为,考察了静态饱和吸附容量,研究了影响其吸附和解吸的主要因素,以及共存离子的影响情况。当pH 4.0、凹凸棒土用量为0.50g时,凹凸棒土对Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的吸附率达到94%以上;以20 mL 0.5 mol/L的HCl可将吸附在凹凸棒土上的Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)定量洗脱。凹凸棒土对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的静态饱和吸附容量分别为32.5 mg/g、25.0 mg/g;本法对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的检出限分别为31 ng/mL、0.19 ng/mL;相对标准偏差分别为1.1%和0.94%(Cd(Ⅱ):0.30μg/mL,n=11;Ni(Ⅱ):0.80μg/mL,n=11)。在优化的实验条件下,本法用于天然水样中Cd(Ⅱ)和工业废水中Ni(Ⅱ)含量的测定,加标回收率分别为92%~98%和87%~102%。     

氧化改性对污泥生物炭去除酸性矿山废水中Cd(II)的影响

采用KMnO4氧化改性制备一种新型污泥生物炭（KBC）用于处理酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)。通过批量吸附试验考察了溶液初始pH、共存离子、投加量、吸附时间及污染物浓度对改性生物炭去除Cd(Ⅱ)的效能,并通过表征技术探究改性生物炭对Cd(Ⅱ)的去除机理。结果表明,KMnO4氧化改性提高了KBC中含O基团的数量、比表面积及石墨化程度。批量吸附试验表明,在最佳条件：温度25 ℃、投加量1 g/L、吸附时间300 min及pH=5.0时,原始污泥生物炭(BC)和KBC对Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为53.27 和99.22 mg/g。此外,共存离子NaCl浓度对BC和KBC对Cd(Ⅱ)的吸附几乎没有影响。经过4次重复试验后,BC和KBC对Cd(Ⅱ)的去除率分别为64.05%和90.34%。Cd(Ⅱ)与含O基团的络合、Cd—π相互作用及静电作用是BC和KBC去除水溶液中Cd(Ⅱ)的主要机理。KMnO4氧化改性能够有效地提高污泥生物炭对酸性矿山废水中Cd(Ⅱ)的处理。     

改性纳米二氧化钛对镍(Ⅱ)吸附行为的研究和分析应用

利用浸渍法对纳米TiO2进行表面改性,制备出改性纳米TiO2,并用扫描电镜(SEM)对其进行了表征。以火焰原子吸收光谱法(FAAS)探讨了改性纳米TiO2在静态吸附条件下对Ni(Ⅱ)的吸附性能,影响吸附和解脱的主要因素及Ni(Ⅱ)的吸附等温线,常见共存离子对Ni(Ⅱ)测定的影响,并做了再生实验。结果表明:在pH 8.0,振荡5 min,静置12 h条件下,0.100 0 g改性纳米TiO2能定量吸附Ni(Ⅱ);10 mL 4 mol/L硝酸作为解脱剂可使Ni(Ⅱ)定量解脱;改性纳米TiO2对Ni(Ⅱ)的吸附性能良好。该吸附剂已用于环境水样中Ni(Ⅱ)的测定。     

改性鸡蛋壳对废水中Ni(Ⅱ)的吸附性能试验研究

研究了用KMnO_4为改性剂制备改性鸡蛋壳吸附剂,通过单因素和正交试验考察其对冶金废水中Ni(Ⅱ)的吸附性能。采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)对吸附材料进行表征。结果表明:KMnO_4改性鸡蛋壳吸附剂对Ni(Ⅱ)有较好的吸附效果;在初始Ni(Ⅱ)质量浓度20 mg/L、废水pH为5、吸附剂用量4.0 g、吸附时间350 min条件下,对50 mL模拟废水进行吸附,Ni(Ⅱ)吸附去除率达99.0%,且吸附效果相对稳定;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程。表征结果表明:鸡蛋壳吸附剂结晶度较好,表面主要官能团为—OH(醇类、酚类和羧酸)和C—H;改性后鸡蛋壳表面的—OH基团极性增强,孔隙发达,孔径变大,更有利于对Ni(Ⅱ)的吸附。     

磷石膏基有机吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附试验研究

研究了用聚丙烯酸(PAA)改性磷石膏(PG)制备新型复合吸附剂PG/PAA,并用于吸附去除废水中的Pb(Ⅱ)。利用SEM、BET、FT-IR表征了PG/PAA的结构和性能。结果表明：改性后磷石膏基吸附剂表面形貌由光滑变得粗糙，比表面积和孔容减小，官能团也有所改变；在溶液pH=5.0、PG/PAA用量1 g/L、初始Pb(Ⅱ)质量浓度50 mg/L、吸附时间30 min条件下，PG/PAA对Pb(Ⅱ)的吸附量达49.34 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，吸附过程自发放热；PG/PAA吸附Pb(Ⅱ)的机制包括螯合、配位作用和离子交换。     

新型三元复合材料对低浓度含铀废水的去除性能及机制

为解决羟基磷灰石(HAP)基吸附材料合成步骤复杂、易团聚及成本高等问题,采用一步水热法合成十六烷基三甲基溴化铵改性羟基磷灰石-膨润土(CTAB-HAP-B)三元复合材料,并研究其对低浓度含铀废水的去除性能。通过单因素试验和正交试验得出,当pH为4.0,铀(VI)浓度为10 mg·L^-1,时间为160 min,温度为室温(298.15 K), CTAB-HAP-B用量为0.05 g,转速为165 r·min^-1,废水体积为50 ml时,其对低浓度含铀废水去除率可达99%左右。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、 X射线衍射(XRD)、全自动比表面分析(BET)、全自动孔隙度分析(BJH)、 X射线光电子能谱(XPS)和傅立叶红外光谱(FTIR)对CTAB-HAP-B的形貌、比表面积、孔径、元素组成、晶型、表面官能团进行表征,得出其吸附机制主要为离子交换和官能团的配位。优化了HAP基吸附材料对低浓度含铀废水的去除性能,可为低浓度含铀废水的处理提供试验依据,并提出环境吸附材料的研究需利用不同材料之间的协同作用以克服单一吸附材料的局限性,该...     

改性凹凸棒滤料对苯酚废水动态吸附研究

以十六烷基三甲墓澳化按(CATB)改性凹凸棒土对微污染废水中苯酚及其再生后吸附效果进行动态试验,研究了去除笨酚的动力学特征结果表明,凹凸棒滤料经CATB改性后在动态试验过程中对微污染水中笨酚具有较强的吸附能力,苯酚的去除率随着废水流速的减少而增大,在pH为6～8,废水中苯酚浓度为17.74 mg/L,流速为2 m/s,吸附时间25 min条件下,吸附去除率达93.07%;改性后的凹凸棒滤料可用碱进行再生,再生后对苯酚的吸附能力没有明显下降;苯酚的动态吸附过程遵循一级反应动力学模型.     

壳聚糖改性活性炭纤维吸附Ni(Ⅱ)及再生试验研究

研究了用壳聚糖改性的活性炭纤维从废水中吸附Ni(Ⅱ),借助X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征改性前、后及再生后活性炭纤维。结果表明:在25℃、振荡速度150 r/min、模拟废水体积50 mL、Ni(Ⅱ)质量浓度20 mg/L、pH=6、吸附剂用量0.12 g、吸附时间120 min条件下,改性活性炭纤维对Ni(Ⅱ)的饱和吸附量为6.333 mg/g,影响吸附过程的最主要因素为Ni(Ⅱ)质量浓度;吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型;饱和改性活性炭纤维用0.1 mol/L EDTA进行再生处理,循环处理3次后,对Ni(Ⅱ)的吸附去除率仍保持在94%以上;壳聚糖改性后增大了活性炭纤维的比表面积,提供了新的N—H官能团,对Ni(Ⅱ)的吸附性能大大提高。     

改性TiO_2光催化剂去除废水中重金属离子研究进展

介绍了改性TiO_2对重金属离子光催化去除机制,以及离子掺杂、复合和表面功能化等改性方法,探讨了有机电子给体、无机离子和气氛等因素对改性TiO_2光催化去除Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、U(Ⅵ)及As(Ⅴ)等有毒离子的影响,展望了改性TiO_2在光催化去除重金属离子中的应用前景。     

用改性纳米零价铁去除废水中U(Ⅵ)的性能及机制

为了绿色高效处理含铀废水，研究了用液相还原法制备多硫化钙改性纳米零价铁(CPS@nZVI)材料并用于去除溶液中U(Ⅵ),考察了CPS@nZVI对溶液中U(Ⅵ)的去除效果。并通过SEM-EDS、XPS和XRD对材料的形貌和表面物质组成进行表征。结果表明：在溶液pH=3.5、U(Ⅵ)初始质量浓度10.0 mg/L、固液质量体积比0.5 g/1 L、反应温度25℃、反应时间120 min条件下，CPS@nZVI材料对溶液中U(Ⅵ)去除率为98.13%,去除量为19.53 mg/g; SEM-EDS、XPS、XRD表征结果表明，样品主要由Fe⁰、FeS组成；反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，该吸附过程受化学吸附控制，为单分子层吸附；还原过程符合伪一级还原动力学，溶液中的U(Ⅵ)以吸附和还原沉淀2种方式去除。     

用负载纳米零价铁的改性沸石从溶液中去除U(Ⅵ)试验研究

研究了用液相还原法制备纳米零价铁,并将其负载于改性沸石表面制备出负载纳米零价铁的改性沸石复合材料(Z-nZVI),用于去除溶液中的U(Ⅵ)。借助X射线衍射法(XRD)对复合材料进行表征,考察了溶液pH、温度、吸附时间对复合材料吸附去除U(Ⅵ)的影响,分析了复合材料吸附U(Ⅵ)的动力学。结果表明:负载纳米零价铁的改性沸石对U(Ⅵ)有很好的去除效果;在溶液pH=4、温度30℃、接触时间60min条件下,U(Ⅵ)去除率和最大吸附量分别为96.72%和48.55mg/g;该复合材料对U(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。     

自养硝化颗粒污泥吸附铅离子机理研究

为高效去除无机废水中铅离子,利用Langmuir方程、准一级动力学和准二级动力学拟合自养硝化颗粒污泥(ANGS)对铅离子的吸附过程,再对吸附前后的ANGS进行FTIR、XPS及XRD表征,探究ANGS吸附铅离子的吸附机理.Langmuir方程的R2=0.9984,最大吸附容量为39.84 mg/g,即吸附过程属于单分子...     

改性电解锰渣吸附溶液中Zn(Ⅱ)研究

针对矿山废水中Zn(Ⅱ)含量高、电解锰渣资源化利用不高等问题,采用强碱、超声和热活化的复合改性方式制备改性电解锰渣（M-EMR）吸附剂,用于吸附溶液中的Zn(Ⅱ)。结果表明：改性后的M-EMR对Zn(Ⅱ)有较好的吸附效果,在溶液pH=6、M-EMR添加量1.8 g/L以及吸附时间20 min的条件下,Zn(Ⅱ)去除率达99.94%,溶液中残留Zn(Ⅱ)为0.040 9 mol/L。M-EMR对Zn(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir单层吸附模型,最大吸附量为99.11 mg/g。热力学参数ΔH°=49.60 kJ/mol,且ΔG°＜0,表明吸附过程是自发进行的吸热过程。     

柚子皮基活性炭对水溶液中Cu（Ⅱ）的吸附及机制研究

为优化柚子皮基活性炭对水溶液中Cu(Ⅱ)去除条件及探究其吸附机制,采用SEM、XRD、FI-IR、N2吸附及热重分析对合成的柚子皮基活性炭进行表征,利用响应面优化柚子皮基活性炭优化吸附Cu(Ⅱ)条件,并采用动力学及等温吸附研究柚子皮基活性炭吸附Cu(Ⅱ)机制。结果显示,柚子皮基活性炭经MgCl2活化后,孔空隙结构变得更加发达、体积和表面粗糙度明显增加。合成的活性炭材料中有大量乱层状石墨微晶、类石墨微晶结构,以及大量-OH、-C=C及-C-H等基团,吸附平均孔径4.165nm,比表面积3.207m~2/g。响应面优化后,柚子皮基活性炭吸附Cu(Ⅱ)的最佳工艺条件为:温度20.04℃、初始pH=9、反应时间40min、初始Cu(Ⅱ)浓度60mg/L,预测去除率为84.99%,实际去除率为84.14%。影响柚子皮基活性炭吸附Cu(Ⅱ)条件大小排序为:初始pH温度初始Cu(Ⅱ)浓度反应时间。柚子皮基活性炭吸附Cu(Ⅱ)符合准二级动力学及Langmuir等温吸附模型。     

铜(Ⅱ)离子印迹聚合物的吸附行为及其机理研究

在醋酸溶液中,以Cu(Ⅱ)离子为模板,壳聚糖为功能单体,γ-(2,3环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)为偶联剂,利用表面分子印迹技术和溶胶-凝胶法制备了Cu(Ⅱ)离子印迹聚合物。采用傅立叶变换红外光谱、紫外光谱等手段对Cu(Ⅱ)离子印迹聚合物的性质和结构进行了表征。并以其为固相萃取吸附剂,用火焰原子吸收法(FAAS)考察了溶液酸度、吸附时间、吸附剂用量等对聚合物吸附性能的影响。采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)研究了聚合物对由Cd(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)组成的混合溶液中Cu(Ⅱ)的选择性和吸附容量,最后探讨了Cu(Ⅱ)离子印迹聚合物的印迹机理。结果表明,在pH 5的条件下,0.3 g Cu(Ⅱ)离子印迹和非印迹聚合物的饱和吸附容量分别为50.3 mg/g和20.1 mg/g,且Cu(Ⅱ)离子印迹聚合物具有较高的选择性。     

PVDF/ATP--PAMAM复合膜的制备及其重金属离子吸附性能研究

PVDF分离膜本身具有稳定的化学性质,目前被广泛应用在处理污水问题中;凹凸棒土(ATP)对重金属离子有较好的吸附效能;聚酰胺-胺超支化聚合物(PAMAM)本身大分子树状结构对重金属离子吸附、容纳效果较好,通过对以上三者进行研究,利用聚合、改性等方法,以PVDF分离膜为载体,结合聚酰胺-胺超支化聚合物(PAMAM)改性效能,利用凹凸棒土(ATP)吸附效果,试制出复合膜已改善重金属废水中的重金属离子难以清除的问题。     

La-SIIPs对镧离子的吸附性能研究

采用离子印迹技术，以聚乙烯醇-明胶交联复合物为基质，4-氨基苯硫酚为螯合剂，戊二醛为交联剂，La(Ⅲ)为模板进行交联聚合制备了La(Ⅲ)表面印迹聚合物(La-SIIPs)。通过红外光谱、扫描电镜进行表征，吸附实验考察了La(Ⅲ)初始浓度、吸附时间、吸附体系pH值等因素对La-SIIPs吸附性能的影响。结果表明，La-SIIPs在浓度60 mg/L时出现拐点、120 min达到吸附平衡、在pH=5的酸性环境中表现出良好的吸附性能；在La(Ⅲ)与共存离子Al(Ⅲ)、Mg(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)组成的混合吸附体系中，La-SIIPs对La(Ⅲ)具有较好的识别作用，呈现出良好的吸附选择性。La-SIIPs对La(Ⅲ)吸附过程符合Langmuer等温吸附模型和二级动力学吸附模型，以化学吸附为主。     

微波法合成硫化铋纳米棒

以柠檬酸铋、硫脲为反应原料,在表面活性剂存在下,采用微波法合成了直径为30～50nm的硫化铋纳米棒.利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等对其进行了表征.考察了表面活性剂种类、用量对硫化铋纳米棒形貌和晶型的影响.结果表明:β-环糊精(β-CD)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)有利于形成硫化铋纳米棒,并且较低浓度的β-CD(约0.005mo.lL-1)有利于形成分散性较好的硫化铋纳米棒.初步探讨了制备方法对硫化铋纳米棒晶型和合成时间的影响.结果发现,微波法制备纳米硫化铋与回流法相比,其晶格的生长方向不同,并且可以节省约80%的反应时间.     

Y(Ⅲ)/MFA复合材料的制备、表征及其对直接绿BE的吸附

以粉煤灰(Fly Ash,FA)为原料,经酸改性制得改性粉煤灰(Modified Fly Ash,MFA),再通过溶液反应负载Y(Ⅲ)离子,得到Y(Ⅲ)/MFA复合材料,以直接绿BE溶液为吸附反应模型,优化了其制备条件,并采用SEM、EDS、BET、XRD及FT-IR对其进行表征。结果表明,在303 K条件下,用1.6%的HAc溶液对FA改性30 min,再加入硝酸钇溶液搅拌20 min即得到Y(Ⅲ)离子与FA质量比为1∶40的Y(Ⅲ)/MFA复合材料,其对染料废水中直接绿BE的吸附量可达570.74 mg/g,是FA的9.71倍。表征结果表明酸改性使FA表面变得粗糙、凹凸不平,且Y(Ⅲ)成功负载于MFA上。     

用改性壳聚糖同步去除废水中的镉和刚果红试验研究

研究了采用离子印迹、环氧氯丙烷交联、硫脲接枝方法化学改性壳聚糖制备壳聚糖基吸附剂CTS-1,并用于吸附去除废水中的镉(Cd²⁺)和刚果红(CR)。通过SEM、XRD、FT-IR、XPS对CTS-1的结构和性能进行表征，探讨了CTS-1对单独体系和复合体系废水中Cd²⁺和CR的吸附行为。结果表明：在单独体系中，CTS-1对Cd²⁺或CR均具有良好的吸附效果；在复合体系中，Cd²⁺的存在可促进CTS-1对CR的吸附，相反，CR的存在会抑制CTS-1对Cd²⁺的吸附，CR浓度越高，抑制作用越明显；CTS-1对Cd²⁺和CR的吸附过程均符合准二级动力学模型，主要以化学吸附为主；CTS-1对Cd²⁺的吸附机制主要是Cd²⁺与CTS-1上氨基、巯基发生配合作用及表面吸附，对CR的吸附机制为表面吸附、静电引力及氢键作用。