MCM-41中孔分子筛吸附水中Cr(Ⅵ)的动力学研究

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,水玻璃为硅源,采用水热法合成了中孔分子筛MCM-41.用X射线衍射分析、比表面积及孔径分布测试、透射电镜分析等手段对合成样品进行了表征.通过静态吸附实验,研究了MCM-41对水溶液中Cr(Ⅵ)离子的吸附动力学性质.结果表明:合成的中孔分子筛的孔径非常均匀,其孔道尺寸主要集中在2～4 nm范围,平均孔径为3.64 nm,比表面积为1 047m2/g.Langmuir吸附等温式的曲线拟合能较好地描述不同温度下的实验数据,常温下分子筛对Cr(Ⅵ)离子的饱和吸附量为84.81 mg/g.吸附符合一级动力学吸附方程,颗粒内扩散与吸附过程是影响吸附速率的主要控制步骤,在25,40℃和55℃下,吸附速率常数k分别为0.2121,0.2167 min-1和0.2287 min-1.     

褐煤对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附特性

采用低温氮气物理吸附仪、红外光谱仪及扫描电镜对内蒙褐煤的孔结构、表面官能团及表面特性进行表征,进一步考察了褐煤投加量、吸附时间、溶液p H、实验温度对褐煤脱除溶液中Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,内蒙褐煤具有层状结构,孔径主要分布在2²4 nm之间,有利于溶液中Cr(Ⅵ)的迁移和吸附;表面较丰富的含氧官能团在较高实验温度下可能改变溶液中的H+含量,促进褐煤对Cr(Ⅵ)脱除;实验条件下褐煤对Cr(Ⅵ)的脱除率和脱除容量分别可达72%和0.047 mg/g,脱除率随褐煤添加量增大的特性有利于煤炭地下气化地下水污染的自修复;褐煤对Cr(Ⅵ)的脱除符合Freundlich等温吸附方程及假一级动力学方程,为多分子层物理吸附,其等温吸附方程为Q=0.015 72C0.637 51。     

褐煤对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附特性

采用低温氮气物理吸附仪、红外光谱仪及扫描电镜对内蒙褐煤的孔结构、表面官能团及表面特性进行表征,进一步考察了褐煤投加量、吸附时间、溶液p H、实验温度对褐煤脱除溶液中Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,内蒙褐煤具有层状结构,孔径主要分布在2~24 nm之间,有利于溶液中Cr(Ⅵ)的迁移和吸附;表面较丰富的含氧官能团在较高实验温度下可能改变溶液中的H+含量,促进褐煤对Cr(Ⅵ)脱除;实验条件下褐煤对Cr(Ⅵ)的脱除率和脱除容量分别可达72%和0.047 mg/g,脱除率随褐煤添加量增大的特性有利于煤炭地下气化地下水污染的自修复;褐煤对Cr(Ⅵ)的脱除符合Freundlich等温吸附方程及假一级动力学方程,为多分子层物理吸附,其等温吸附方程为Q=0.015 72C0.637 51。     

有机膨润土对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附特性

采用扫描电子显微镜(SEM)、低温氮气物理吸附仪对有机膨润土的表面形貌和孔结构特性进行表征,系统考察了吸附时间、膨润土用量、pH值、温度、六价铬初始浓度对模拟废水中六价铬脱除的影响,并从有机膨润土结构、吸附机理等角度分析其对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附特性。实验结果表明,该有机膨润土片层结构明显,孔隙较发达,孔径分布较宽(主要分布在3~24nm之间),为典型的介孔材料,有利于污染物在有机膨润土内的迁移和扩散;该有机膨润土对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,在20℃、pH=6、20min条件下,2g膨润土对六价铬(50mg/L,50mL)的脱除率高达94.9%,此时吸附量为1.19mg/g.     

铵盐沉钒废水中的钒(Ⅴ)铬(Ⅵ)回收

我国是一个钒资源非常丰富的国家、攀钢雾化钒渣为我国提钒最主要的原料。以雾化钒渣为原料、铵盐沉钒法提钒后的废水     

硼掺杂石墨烯对废水中铬(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理研究

以硼酸为掺杂剂、氧化石墨烯(G)为前驱体,通过一步水热法制备出硼掺杂石墨烯(B-G),并首次利用静态吸附实验研究其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,硼掺杂可显著提升G对Cr(Ⅵ)的吸附性能,其中B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附效率超过80%。吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2;吸附率随着投加量的增加而增大,吸附量随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而增大;温度升高有利于吸附进行。当pH=2,吸附剂投加量为20 mg,Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L,45℃条件下吸附12 h,B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附量高达119.5 mg/g。SEM、BET、FTIR、XRD和Raman检测表明,B-G-3为具有微介孔结构的纳米片状无定型碳,比表面积和孔体积分别为192.14 m²/g和0.50 cm2/g和0.50 cm³/g,且表面带有大量的含氧和含硼官能团。吸附的机理主要为微介孔的物理吸附以及表面含氧及含硼官能团的化学吸附。     

硼掺杂石墨烯对废水中铬(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理研究

以硼酸为掺杂剂、氧化石墨烯(G)为前驱体,通过一步水热法制备出硼掺杂石墨烯(B-G),并首次利用静态吸附实验研究其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,硼掺杂可显著提升G对Cr(Ⅵ)的吸附性能,其中B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附效率超过80%。吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2;吸附率随着投加量的增加而增大,吸附量随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而增大;温度升高有利于吸附进行。当pH=2,吸附剂投加量为20 mg,Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L,45℃条件下吸附12 h,B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附量高达119.5 mg/g。SEM、BET、FTIR、XRD和Raman检测表明,B-G-3为具有微介孔结构的纳米片状无定型碳,比表面积和孔体积分别为192.14 m~2/g和0.50 cm~3/g,且表面带有大量的含氧和含硼官能团。吸附的机理主要为微介孔的物理吸附以及表面含氧及含硼官能团的化学吸附。     

膨胀石墨负载氧化锌吸附废水中的Cr(Ⅵ)

采用化学氧化法将氧化锌负载在膨胀石墨表面,制备了膨胀石墨氧化锌复合材料。以废水中的Cr(VI)为去除对象,采用静态吸附法,研究了Cr(VI)在膨胀石墨氧化锌表面的吸附行为,探讨了Cr(VI)初始浓度、溶液pH等因素对吸附效果的影响;并从吸附热力学和动力学角度讨论了吸附机理。结果表明,吸附量可达99.46 mg/g,吸附焓变为11.64 kJ/mol;拟二级动力学模型和Langmuir等温方程式能较好的拟合吸附过程,证明Cr(VI)主要以单分子层形式被吸附于吸附剂表面且整个吸附过程放热反应占主导地位。     

质子化甲壳素吸附铬(Ⅵ)的机理研究

研究了天然高分子甲壳素作为固体萃取剂吸附Cr(Ⅵ)的机理。动力学研究表明：在初始浓度Cr(Ⅵ)20mg／L和pH=4．5时,甲壳素对Cr(Ⅵ)的吸附1h内可达90％,按Lagergren方程计算一级速率方程为4．19h^-1,吸附平衡的实验数据符合Langmuir关系式。认为质子化甲壳素吸附Cr(Ⅵ)主要是基于—NH2^ —CO—CH3与Cr2O7^2-之间的强静电相互作用力。     

疏水性MCM-41分子模板剂对水中U(Ⅵ)的吸附性能试验研究

采用水热合成法制备了疏水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-dry)并经煅烧制得亲水性介孔二氧化硅材料(MCM-41-cal)。试验探讨了pH值、吸附时间、投加量以及U(Ⅵ)初始浓度等因素对MCM-41材料煅烧前后吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用SEM、EDS、BET和FTIR分析其吸附机理。试验结果表明,MCM-41-dry材料因具有有机模板剂,其吸附效果远高于MCM-41-cal的吸附效果;当pH值为5,吸附时间为180 min,温度为30℃,MCM-41-dry投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,其对U(Ⅵ)的吸附率可达99.2%;Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程能较好的拟合其吸附过程,当T=303 K时,理论饱和吸附量为241.935 mg/g,吸附为单分子层吸附,以化学吸附为主。通过BET、FTIR表征则说明MCM-41-dry具有六方形介孔结构能吸附U(Ⅵ),官能团羟基和氨基发挥了很大的作用。     

竹炭对铬(Ⅵ)离子吸附性能研究

探讨了竹炭加入量、溶液p H值、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对竹炭吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明:竹炭对废水中Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能;竹炭对Cr(Ⅵ)的动态吸附符合二级吸附动力学方程;当竹炭用量为100 mg,溶液的p H值为1,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,震荡吸附180min,竹炭对废水中Cr(Ⅵ)的去除率达到97%以上;竹炭对Cr(Ⅵ)等温吸附服从Langmuir模型。     

过氧化氢改性花生壳对铬(Ⅵ)的吸附

用过氧化氢改性花生壳吸附六价铬,考察了改性花生壳投加量、吸附温度和铬的初始浓度等影响。结果表明,当花生壳的投加量为1.0 g,吸附时间为2 h,温度为60℃,50 mL铬的初始浓度为50 mg/L的吸附效果为最佳,吸附率为80%。红外分析表明,过氧化氢改性花生壳吸附铬的官能团主要为羟基、羧基,包含物理吸附和化学吸附。     

过氧化氢改性花生壳对铬(Ⅵ)的吸附

用过氧化氢改性花生壳吸附六价铬,考察了改性花生壳投加量、吸附温度和铬的初始浓度等影响。结果表明,当花生壳的投加量为1.0 g,吸附时间为2 h,温度为60℃,50 mL铬的初始浓度为50 mg/L的吸附效果为最佳,吸附率为80%。红外分析表明,过氧化氢改性花生壳吸附铬的官能团主要为羟基、羧基,包含物理吸附和化学吸附。     

赤铁矿对模拟污水中重金属铬(Ⅵ)离子的吸附及固定化

铬(Ⅵ) 是水资源中重要的污染物之一,具有很强的氧化能力和迁移能力。本文对赤铁矿(α-Fe2O3)去除铬(Ⅵ)的性能和固定化能力进行了系统研究。赤铁矿的添加量、吸附时间、铬(Ⅵ)溶液浓度、溶液pH值会影响铬(Ⅵ)的去除效果。吸附热力学和动力学计算均证明了赤铁矿去除铬(Ⅵ)主要是依靠吸附作用,即表面吸附和内部颗粒扩散作用。赤铁矿吸附铬(Ⅵ)后可以通过焙烧实现铬(Ⅵ)的固定,降低其迁移能力,在800 ℃以上焙烧即可实现无解吸。XRD、SEM等测试表征表明,赤铁矿吸附铬(Ⅵ)并将其固定后并不会产生新的物相,而是通过表面收缩、致密化将吸附在表面的铬(Ⅵ)离子包覆在其中,达到固定化的效果。赤铁矿作为优势吸附材料,最大吸附量可达到4.80 mg/g,是无二次污染、可固定化污染物的良好环保型矿物材料。     

表面活性剂增敏光度法测定电镀废水中的铬(Ⅵ)

在硫酸介质中以及在十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)存在条件下,对痕量Cr(Ⅵ)催化溴酸钾氧化孔雀石绿褪色的反应进行了研究,建立了测定痕量Cr(Ⅵ)的新方法,研究了影响褪色反应的因素。在优化实验条件下,方法的线性范围0~60μg/L,检出限为7.5×10~(-4)μg/L。该法用于测定电镀废水中的铬(Ⅵ),相对标准偏差(n=6)为2.1%,结果与原子吸收法相符。     

催化动力学光度法测定废水中痕量铬(Ⅵ)

在pH值为4.0的缓冲溶液中,磷酸和棉红在100℃下反应生成天蓝色物质(λmax=675nm),该物质在微量铬(Ⅵ)的催化下被溴酸钾氧化褪色,建立了测定痕量铬(Ⅵ)的催化动力学新方法,方法的检出限是0.76ng·mL-1,线性范围0～0.06μg·mL-1,用于测定电镀废水中铬(Ⅵ),结果令人满意.     

共振光散射法测定电镀废水中铬(Ⅵ)

用简易荧光计研究了在磷酸介质中铬(Ⅵ)-碘化钾-罗丹明B体系的共振散射光谱,考查了它们的光谱特征、影响因素和适宜的反应条件;确定了散射光强度与溶液中Cr(Ⅵ)浓度的关系,提出了共振光散射法测定Cr(Ⅵ)的方法,该法操作方便,具有较高的灵敏度和较好的选择性;线性范围为30～80 μg/L,检出限2.44 μg/L;用于电镀废水中Cr(Ⅵ)的测定,结果满意.     

催化退色光度法测定废水中痕量铬(Ⅵ)

在pH<3的H2SO4介质中,痕量铬(Ⅵ)对催化过氧化氢氧化乙基紫(EV)的退色反应具有强烈的催化作用,据此建立了测定微量铬(Ⅵ)的催化光度法的新方法.结果表明,体系的最大吸收波长为590 nm,铬(Ⅵ)含量在0.05～0.60mg/L内符合比尔定律,方法的检出限为1.01×10-4mg/L.在氟化钠和硫脲存在下,多数常见离子不干扰测定,方法可直接用于废水中铬(Ⅵ)的测定,结果与滴定法相符,12次测定值RSD<4.5%.     

改性粉煤灰吸附废水中的铬

以粉煤灰为材料,研究改性粉煤灰吸附处理实验室模拟含铬废水的影响因素.结果表明：改性粉煤灰处理含六价铬废水最佳运行条件是：pH值8,吸附时间20min,原水水温,改性粉煤灰投加量为0.5g/100ml,六价铬去除率高达99.41％.