载铁改性膨润土处理含Cr(Ⅵ)废水试验研究

以载铁方式对膨润土进行改性,并通过静态吸附试验考察溶液pH、温度、吸附时间、改性膨润土用量对Cr(Ⅵ)吸附率的影响;借助SEM及FTIR分析改性前后的膨润土吸附Cr(Ⅵ)后的组成变化及吸附机制。结果表明:膨润土载铁改性后,比表面积大大增加,更有利于吸附废水中的Cr(Ⅵ);溶液pH对Cr(Ⅵ)吸附率影响最大,pH=6时,Cr(Ⅵ)吸附率达85.8%;改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要是与Cr(Ⅵ)发生羟基配合反应及离子交换反应。     

载铝改性活性炭纤维电吸附水中Cr(Ⅵ)

以活性炭纤维、异丙醇铝为原料,通过溶胶—凝胶法制备载铝改性活性炭纤维电极(ACF-Al),通过单因素和正交试验研究其对模拟废水中Cr(Ⅵ)的电吸附性能;采用XRD、FTIR、SEM对电极材料进行表征;达到吸附平衡后对电极进行再生。试验结果表明,电吸附Cr(Ⅵ)适宜工艺条件为:模拟废水初始浓度40mg/L、pH=2.5、电极电位0.3V、极板间距6mm、ACF-Al电极板面积100cm^2,Cr(Ⅵ)吸附率接近100%,比开路条件下提高了26.25个百分点;电吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学方程;对ACF-Al电极进行4次循环再生处理后,其对Cr(Ⅵ)的吸附率仍保持在87%以上。表征结果显示,活性氧化铝被成功负载到活性炭纤维表面,提高了其导电性,增强了Cr(Ⅵ)向电极板的定向迁移性,并在表面羧基、羟基等官能团的作用下,使Cr(Ⅵ)得到有效去除。     

过氧化氢对载铁改性膨润土吸附废水中Cr(Ⅵ)的影响

研究了过氧化氢对载铁改性膨润土从废水中吸附Cr(Ⅵ)的影响。通过改变废水初始pH及过氧化氢浓度,考察载铁改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的机制,并利用SEM、FTIR观察分析吸附Cr(Ⅵ)前后的改性膨润土的形貌及结构。结果表明,废水pH在3~6范围内,添加一定浓度的过氧化氢能提升载铁改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附能力,吸附率可达95%以上。对照试验结果表明,向载铁改性膨润土中添加过氧化氢有利于羟基的生成,可促进载铁改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附。     

活性炭纤维对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能及再生试验研究

研究了活性炭纤维吸附废水中Cr(Ⅵ)、再生及吸附过程热力学和动力学,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对吸附前、后的活性炭纤维进行表征。结果表明:用活性炭纤维吸附Cr(Ⅵ),在废水体积50 mL、pH=2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度40 mg/L、吸附时间200 min、吸附剂用量0.5 g条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.81%,Cr(Ⅵ)吸附量为3.95 mg/g;影响吸附过程的最重要因素为吸附剂用量;吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学吸附模型;用0.1 mol/L盐酸溶液对吸附Cr(Ⅵ)后的活性炭纤维进行洗涤、再生,然后重复试验,连续5次吸附后,Cr(Ⅵ)吸附去除率仍维持在91.47%。活性炭纤维表面呈束状结构,束间存在许多凹陷空间,表面主要官能团为—OH、N—H、■和■,对Cr(Ⅵ)的吸附主要是化学吸附。     

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。     

膨润土的钛柱撑改性及吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ)试验研究

研究了以钛酸丁酯Ti(n-C₄H₉O)为原料，无水乙醇为有机溶剂，采用溶胶-凝胶法制备钛柱化剂，再用所制备钛柱化剂对膨润土进行钛柱撑钠化改性。借助SEM与XRD表征了钛柱撑改性膨润土的结构和物相。考察了溶液pH、吸附时间、改性膨润土用量对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附去除的影响及反应动力学和热力学。结果表明：改性后膨润土对电镀废水中Cr(Ⅵ)的去除效果明显；对100 mL初始质量浓度4.0 mg/L、pH=4.0的含Cr(Ⅵ)溶液，在改性膨润土用量10 g/L、室温9 min条件下吸附，Cr(Ⅵ)吸附率达98.0%;废水pH对Cr(Ⅵ)去除效果影响较大；吸附过程可用Langmuir等温吸附模型描述，Cr(Ⅵ)饱和吸附量为3.05 mg/g,吸附反应以化学吸附为主；钛柱撑改性膨润土的循环使用性能还需进一步改进，后续应采取复合改性方式进一步提高其对Cr(Ⅵ)的去除能力。     

高锰酸钾活化法制备甘蔗渣活性炭及从废水中吸附Cr(Ⅵ)试验研究

研究了用高锰酸钾活化法制备的甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR及BET法对炭化前后的甘蔗渣进行表征。结果表明:普通甘蔗渣孔结构较少,表面平整,比表面积为0.874 8 m~2/g;甘蔗渣活性炭表面为多层片状结构,每片上有大量排列整齐的孔隙,比表面积为353.524 8 m~2/g,且官能团数量和种类均有所增加;用甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),适宜条件下,废水中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L时,Cr(Ⅵ)去除率达94.1%,最大吸附量为9.407 mg/g;吸附热力学及动力学结果表明,Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学方程。     

TiN-TiC复合材料的制备及其吸附性能

采用溶胶-凝胶法制备了具有优良吸附性能的TiN-TiC复合材料。采用X射线衍射仪,热重分析仪,扫描电子显微镜,N_2吸附-脱附仪和元素分析仪对该复合材料进行表征。结果发现,TiN-TiC复合材料具有介孔结构,比表面积为144.9 m~2·g~(-1),平均孔径为7.44 nm。基于以上特性,研究了TiN-TiC复合材料对水中Cr(Ⅵ)的吸附能力。结果表明,在吸附温度为30℃、吸附时间为240 min、初始Cr(Ⅵ)质量浓度为100 mg·L~(-1)、吸附剂投加量0.34 g·L~(-1)的条件下,TiN-TiC复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量为284.45 mg·g-1。研究了相应的准一级、准二级动力学方程,结果表明,此复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附动力学数据与准二级动力学方程有更好的相关性。     

壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性

研究了壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料的制备及从模拟废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR、BET法对普通甘蔗渣和复合材料的结构进行表征。结果表明:壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料为团状结构,表面有大量微孔,并有许多孔隙穿插其中,化学结构较普通甘蔗渣有较大改变;在废水Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、废水pH=2、反应温度25℃、复合材料投加量8 g/L、吸附时间12 h条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.7%,最大吸附量为8.779 6 mg/g;Langmuir等温吸附模型能反映吸附过程,吸附以单层吸附为主可用准二级动力学方程描述,吸附分快速吸附与慢速吸附2个阶段。     

改性纳米二氧化钛对钼(Ⅵ)的吸附行为研究

利用浸渍法对纳米TiO2进行表面改性,制备出改性纳米TiO2,扫描电镜(SEM)对其进行了表征,并以其为吸附剂,以电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)法为分析手段,探讨了改性纳米TiO2在静态吸附条件下对Mo(Ⅵ)的吸附性能。考察了影响其吸附和解脱的主要因素及Mo(Ⅵ)的吸附等温线,研究了常见共存离子的影响,并做了选择性比较实验。结果表明:在pH 2.0,振荡8 min,静置2 h条件下,改性纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附率可达到93.0%以上;10 mL 0.1 mol/L NaOH作为解脱剂可使Mo(Ⅵ)定量解脱;与未负载的纳米TiO2相比,改性纳米TiO2对Mo(Ⅵ)的吸附性能良好,选择性更好。该指示剂已用于水样中钼的测定。     

用聚吡咯改性电解锰渣去除废水中的六价铬

研究了用聚吡咯(PPY)改性电解锰渣(EM R)制备吸附材料EM R-PPY并用以从废水中吸附去除Cr(Ⅵ),考察了吸附时间、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附剂加入量、溶液pH对EMR-PPY吸附去除Cr(Ⅵ)的影响,探讨了吸附过程的动力学和热力学.结果表明:在废水pH=2.0、EMR-PPY加入量1 g/L、初始Cr(Ⅵ)质量浓度150 mg/L条件下,Cr(Ⅵ)去除率达99.6％;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,平衡状态下,理论最大吸附量为269 mg/g;吸附机制主要包括Cr2 O2-7与N+之间的静电作用、对Cr(Ⅵ)的还原作用、Cr2 O2-7与Cl-之间的离子交换作用;3次循环再生后,EMR-PPY对Cr(Ⅵ)的吸附量仍保持在100 mg/g以上,仍可继续使用.     

壳聚糖载铜改性及吸附Cr(Ⅵ)的试验研究

研究了用乙酸铜改性壳聚糖及改性后壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了改性时间、改性温度、壳聚糖-乙酸溶液初始质量浓度、乙酸铜用量对壳聚糖的改性效果。结果表明:在温度75℃、壳聚糖-乙酸溶液质量浓度20g/L、乙酸铜用量0.5g条件下,壳聚糖改性1h后,对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;改性后壳聚糖的表面官能团发生变化,进而对Cr(Ⅵ)的吸附能力大幅度提高。     

用载钛改性活性炭纤维电极电吸附水中Cr(Ⅵ)

以溶胶-凝胶法制备TiO_2凝胶并涂敷在活性炭纤维表面,经高温处理后制得载钛改性活性炭纤维电极(TiO_2/ACF)。研究了TiO_2/ACF从废水中电吸附Cr(Ⅵ)的性能及吸附平衡后的再生,利用FT-IR、XRD和SEM对TiO_2/ACF材料表面进行表征。结果表明:在模拟废水pH=2.0、初始Cr(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、电极电位0.6 V、极板间距9 mm、极板面积100 cm~2条件下,TiO_2/ACF对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,吸附率接近100%,明显高于开路状态下的吸附率;活性炭纤维呈束状结构,其表面和束间分散有较多颗粒物,出现锐钛矿和金红石晶相,表明钛成功负载,其对Cr(Ⅵ)的吸附性能得以增强。     

改性三钛酸钠晶须对钼(Ⅵ)吸附行为的研究

利用浸渍法对三钛酸钠晶须进行表面改性,制备出改性三钛酸钠晶须,并用扫描电镜(SEM)等手段对其进行了表征。以其为吸附剂,电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)为分析手段,探讨了改性三钛酸钠晶须在静态吸附条件下对Mo(Ⅵ)的吸附性能;考察了影响其吸附和解脱的主要因素及在优化条件下Mo(Ⅵ)的吸附容量;研究了常见共存离子的影响,并做了选择性比较实验。结果表明:在pH 2.0下,0.300 0 g改性三钛酸钠晶须对Mo(Ⅵ)的吸附率可达到99%以上;10 mL 0.1 mol/L NH3.H2O作为解脱剂可使Mo(Ⅵ)定量解脱;优化条件下Mo(Ⅵ)的吸附容量为8.3 mg/g;与改性前相比,改性三钛酸钠晶须对Mo(Ⅵ)的吸附性和选择性更好;将其用于水样测定,结果满意。     

有机改性膨润土吸附Cr（Ⅵ）性能

研究了有机改性膨润土对Cr（Ⅵ）的吸附性能。结果表明：有机改性膨润土对水中Cr（Ⅵ）的吸附在60min达到平衡;在50mL、10mg／L的Cr（Ⅵ）溶液中,当其用量为1．0g时,有机改性膨润土对水中Cr（Ⅵ）的吸附去除率达到91．5％;温度对水溶液中Cr（Ⅵ）的去除有一定的影响,有机改性膨润土吸附水中Cr（Ⅵ）的过程为放热反应。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

废水中常见离子对载铁改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响

研究了废水中几种常见离子对载铁改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响。试验结果表明:废水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、HCO_3~-等在酸性环境中会抑制改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附,在碱性环境中反而会促进改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附;废水中的NH+4对改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响甚微,可忽略不计。     

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。     

季铵木质素对Cr(Ⅵ)的吸附

采用稻草制备的季铵木质素对Cr(Ⅵ)进行吸附,通过对吸附前后季铵木质素的傅里叶红外光谱 (FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析吸附过程的机理,考察了Cr(Ⅵ)起始浓度、温度、时间和起始pH对吸附效果的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形态被季铵和胺基吸附,部分被吸附后的HCrO4-被苯环上的烷基及酚羟基还原成Cr(Ⅲ)并被羧基吸附,少量Cr(Ⅵ)直接被电子官能团还原成Cr(Ⅲ)。当Cr(Ⅵ)起始浓度为50 mg/L、起始pH为1.08、120 min和25 ℃时,Cr(Ⅵ)去除率达到99.76%,吸附过程遵循准二级动力学和Langmuir模型,表明吸附过程为单分子层均质化学吸附。通过对季铵木质素吸附Cr(Ⅵ)的机理和行为研究,可以为稻草的资源化利用和铬的去除提供理论依据。     

不同铁改性剂对磁性麦秆生物炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

以麦秆为原料,利用不同铁改性剂(Fe³⁺、Fe²⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、Fe0)制得4种磁性生物炭,用于六价铬离子吸附。通过比表面积与孔径分布、FTIR、XPS、XRD和VSM等表征分析,结合吸附等温线和吸附动力学过程研究表明,Fe²⁺能更有效地提高生物炭磁性,Fe²⁺和Fe³⁺改性生物炭比饱和磁化强度分别为11、2.45 A·m²/kg。Fe³⁺和Fe²⁺参与改性均使得生物炭吸附性有所提升,而Fe0改性使生物炭吸附性变弱,Fe²⁺/Fe³⁺共同改性的生物炭吸附性最佳。Fe²⁺/Fe³⁺改性生物炭比表面积达33.73 m²/g,在Cr(Ⅵ)初始浓度100 mg/L、生物炭用量4 g/L、pH=2、303 K条件下,对Cr(Ⅵ)的去除率达95.77%。Fe²⁺/Fe³⁺改性生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,表明Cr(Ⅵ)在其表面的吸附是吸附位点能量均匀的单分子层化学吸附。     

SDBS改性桑杆吸附剂对Cd~(2+)的吸附机制试验研究

研究了采用十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对桑杆吸附剂进行改性,考察了改性桑杆吸附剂对Cd~(2+)的吸附动力学及吸附等温线,表征了改性前后、吸附前后桑杆吸附剂表面官能团的结构。结果表明:1)用SDBS改性后的桑杆吸附剂中多个官能团的特征吸收峰明显变强,表明SDBS已结合在桑杆吸附剂上,改性有效;改性吸附剂吸附Cd~(2+)后,羟基和C—O官能团的吸收峰变强变宽,表明桑杆表面的这些官能团是Cd~(2+)吸附反应的结合点位。2)改性桑杆吸附剂对水溶液中Cd~(2+)的吸附容量较大,在吸附时间3 h、吸附温度50℃、溶液中Cd~(2+)初始质量浓度25 mg/L、溶液pH=7、吸附剂用量7.5 g/L条件下,Cd~(2+)吸附率可达96.8%以上。3)改性桑杆吸附剂对Cd~(2+)的吸附过程可用准二级动力学吸附模型加以描述,吸附过程符合Freunndlich等温吸附模型,吸附易于进行。