活性炭表面改性及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

分别用HNO3、H2SO4以及HNO3加乙酸铜溶液对活性炭进行了表面改性处理,测定了它们的表面化学性能,研究了改性活性炭对Cr(VI)吸附性能的影响。实验结果表明：通过上述改性,活性炭表面官能团数量发生了显著改变,特别是羧基增加较多;通过改性后的活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能有所提高。     

改性甘蔗渣制备活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

用20%氯化锌浸泡甘蔗渣,改性后碳化制备活性炭,对Cr(Ⅵ)进行吸附研究。考察了活性炭的投加量、溶液pH、吸附时间、初始浓度、温度等因素对吸附的影响。结果显示,在ρ[Cr(Ⅵ)]为50 mg/L、ρ(吸附剂)为3 g/L、pH为2、吸附θ为50℃、t为45 min的条件下,废水中Cr(Ⅵ)的去除率可高达99.9%,最大的吸附量为166.51mg/g。活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程可以用Langmuir、Freundlich、Temkin等温吸附方程和二级吸附速率方程进行描述。     

高锰酸钾改性活性炭去除水中Cr(Ⅵ)的试验研究

采用高锰酸钾对颗粒活性炭进行改性。在静态条件下,对改性活性炭处理Cr(Ⅵ)废水进行了研究,考察了pH、温度等因素的影响。结果表明,改性后的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附量有明显的提高,提高率为79.91%。酸性环境利于Cr(Ⅵ)的吸附,且pH应控制在6左右;低温对吸附有利;吸附能较好的满足Langmuir等温线和准二级动力学曲线,最佳拟合相关系数分别为0.9943和0.9983。     

改性膨胀石墨的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以磷酸为活化剂、十六烷基三甲基溴化铵-溴化钾(CTAB-KBr)为复合改性剂,对膨胀石墨进行表面改性制备了高效吸附剂改性膨胀石墨(M-EG),通过SEM、FTIR对其结构进行了表征,优化了制备条件,并探究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,以40%磷酸为活化剂、2.9%CTAB-1.8%KBr为复合改性剂,55℃下,对膨胀石墨进行表面活化0.5 h和改性处理3 h,所制备的M-EG对Cr(Ⅵ)具有较高的吸附性能;在常温、pH≈5的条件下,80 mg·L^-1 Cr(Ⅵ)废水经4.5 g·L^-1 M-EG吸附120 min, Cr(Ⅵ)去除率可高达96.74%;吸附过程是自发的、放热的,遵循准二级动力学模型,在低温环境中更符合Langmuir等温吸附模型,在高温环境中同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。     

荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以荔枝壳为原料,氢氧化钠为活化剂、微波加热,制备了荔枝壳活性炭。并以此活性炭为吸附剂吸附溶液中的Cr(Ⅵ),考察了初始Cr(Ⅵ)质量浓度、活性炭用量、pH、吸附时间、吸附温度对Cr(Ⅵ)的吸附量及去除率的影响。结果表明吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件为:荔枝壳活性炭质量1.6 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、pH=3、吸附θ为25℃、吸附t为240 min,在此工艺条件下,荔枝壳活性炭吸附剂对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,对Cr(Ⅵ)吸附量可达30.25mg/g,Cr(Ⅵ)的去除率可达96.8%。吸附过程符合二级吸附动力学模型。热力学参数ΔG、ΔH、ΔS表明荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是自发、吸热过程。     

HNO3改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能及机理

活性炭的吸附性能与其表面化学密切相关,本研究为讨论活性炭表面氧化改性对其Cr(Ⅵ)吸附特性的影响,分析了Cr(Ⅵ)吸附过程与活性炭表面化学性质的关系,阐释吸附机理。结果表明,与未改性活性炭相比,硝酸氧化改性后活性炭对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能提高,且改性后活性炭的比表面积和孔容积降低,表面的羧基、内酯基和酚羟基等酸性含氧官能团的数量增多。改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程可用Langmuir、Freundlich、D-R和Temkin4种吸附模型模拟,吸附动力学数据与拟二级动力学模型吻合。采用X射线光电子能谱(XPS)表征了改性前后活性炭的表面化学性质。Cr(Ⅵ)在活性炭上的吸附机理主要为静电吸引、还原和配位络合等,与Cr(Ⅵ)发生络合作用的是活性炭表面含氧官能团。     

硝酸氧化改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

采用一定浓度的浓硝酸氧对活性炭颗粒进行表面氧化处理,研究了改性对活性炭吸附Cr（Ⅵ）性能。的影响。结果表明,改性使活性炭表面含氧官能团显著增加,对Cr（Ⅵ）的吸附作用增强。考察了接触时间、pH,温度等条件对吸附效果的影响,并对吸附机理进行了初步探讨。     

磁性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附等温线测定

以磁性活性炭为吸附剂吸附溶液中的Cr(Ⅵ)。采用二苯碳酰二肼分光光度法测定吸附前后溶液中Cr(Ⅵ)的质量浓度,计算吸附量,绘制不同温度下的吸附等温线。研究了温度、金属离子的质量浓度等因素对吸附量的影响。结果表明:磁性活性炭对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量为90.09mg/g,吸附效果远高于国内部分商品活性炭的;磁性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程为自发吸热过程,在研究温度范围内吸附量随温度的升高而增大。     

热改性粉煤灰对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

将粉煤灰与助熔剂混合进行高温焙烧制得热改性粉煤灰(TFA),对其进行表征并考察其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。与原粉煤灰相比,TFA疏松多孔,比表面积显著提高。20℃下的吸附实验结果表明:当初始废水p H为6.7、Cr(Ⅵ)质量浓度为10.00 mg/L、TFA加入量为4.0 g/L、吸附时间为90 min时,Cr(Ⅵ)去除率可达98.98%,吸附量为2.39 mg/g。用拟二级动力学模型可较准确地描述TFA对Cr(Ⅵ)的吸附过程;吸附实验数据与采用Freundlich等温吸附模型得出的计算值吻合很好;降低温度有利于吸附反应的发生。     

改性糠醛渣对Cr(Ⅵ)的吸附性能

为了研究改性糠醛渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能,利用红外光谱、扫描电镜、零电荷点对吸附剂进行了表征,考察了改性糠醛渣投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH、温度、吸附时间等因素对改性糠醛渣吸附Cr(Ⅵ)的影响,并研究了动力学机制。结果表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg/L,改性糠醛渣投加量为0. 07 g,溶液pH为1～3,在20℃条件下吸附50 min时,去除率可达96. 43%。吸附动力学过程符合准二级动力学方程。再生试验结果表明改性糠醛渣具有良好的重复使用性能。     

不同表面改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)的研究

研究了不同表面改性对活性炭吸附废水中Cr(Ⅵ)的影响,将活性炭AC0在2 mol.L-1的HNO3、HCl、H2O2溶液中静置12 h并经过马弗炉煅烧后制得改性活性炭AC1、AC2、AC3。分别考察溶液的pH、吸附时间、温度对废水中Cr(Ⅵ)离子去除率的影响,采用滴定法定量检测活性炭表面的离子交换容量。结果表明:活性炭经过HNO3、HCl改性后,其Cr(Ⅵ)的吸附容量和吸附速度均显著改变,AC1、AC2阳离子交换容量分别为2.21、1.66 mmol.g-1,是AC0的1.7倍、1.28倍。活性炭对Cr(Ⅵ)离子的去除率强烈地依赖于溶液的pH,当溶液pH值控制在2.0～3.0时,Cr(Ⅵ)离子的去除率达到99%左右,随后骤然降低,但是AC1、AC2对Cr(Ⅵ)离子的去除率还能保持在一个较高的水准。     

磷酸改性柚子皮对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

比较改性前后柚子皮吸附Cr(Ⅵ)的能力差异,并对吸附原理进行分析。采用生物吸附法,研究其在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,当含Cr(Ⅵ)废水中投加未经处理的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在1.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附10 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Freundlich吸附等温线。当含Cr(Ⅵ)废水中投加经磷酸改性的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在50.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附20 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Langmuir吸附等温线。磷酸改性的柚子皮吸附能力更强,可作为新型吸附材料加以开发和利用。     

磷酸改性柚子皮对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

比较改性前后柚子皮吸附Cr(Ⅵ)的能力差异,并对吸附原理进行分析。采用生物吸附法,研究其在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,当含Cr(Ⅵ)废水中投加未经处理的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在1.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附10 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Freundlich吸附等温线。当含Cr(Ⅵ)废水中投加经磷酸改性的柚子皮时,在pH为2,Cr(Ⅵ)的初始浓度在50.0 mg/L,吸附剂投加量为1.0 g,反应温度为25℃,吸附20 min基本达到平衡,该吸附过程符合二级动力学公式和Langmuir吸附等温线。磷酸改性的柚子皮吸附能力更强,可作为新型吸附材料加以开发和利用。     

活性炭对Cr(Ⅵ)吸附机理的探讨

根据焦作电厂粉煤灰堆放场引起地下水中Cr(Ⅵ)污染的实际情况,在实验室里模拟配制水样,使其接近当地地下水中Cr(Ⅵ)浓度,进行活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附试验.对所得的试验数据进行分析,探讨活性炭的吸附机理.这些工作为处理和修复被污染的地下水提供理论依据,此外,还对去除地下水中Cr(Ⅵ)提出合理建议.     

咖啡渣活性炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以碘吸附值为评价指标,活化时间、活化温度和浸渍比为影响因素,采用响应面法试验设计对磷酸活化法制备咖啡渣活性炭的工艺条件进行优化,并通过静态吸附试验研究了不同吸附时间、溶液pH值和吸附温度条件下,活性炭对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附性能的影响,最后利用Langmuir、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散方程进行拟合。试验结果表明,制备咖啡渣活性炭的最佳工艺条件为活化时间1 h、活化温度498℃、浸渍比1.72;在此条件下活性炭得率为30.4%,碘吸附值为（799±16）mg/g,比表面积为1 006 m²/g,孔容为0.779 cm³/g、微孔孔容为0.051 cm³/g、平均孔径为3.088 nm。较低pH值和较高温度能够促进活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附;Langmuir等温方程能够更好地描述活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附效果;活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附分3个阶段：快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段,10 min内可完成吸附总量的79%,360 min内达到吸附平衡,该吸附过程符合准二级吸附动力学方程。分析表明咖啡渣活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附主要为单分子层的化学吸附。     

水热改性花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为解决水体Cr(Ⅵ)污染,实现农业固废资源化利用,通过水热H_3PO_4改性制备了花生壳基吸附剂,并将其用于水中Cr(Ⅵ)的吸附。实验结果表明,在453 K下,与质量分数为15%的H_3PO_4水热反应10 h制备的改性花生壳性能最优;当吸附剂投加量为2 g/L,pH=2.0,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为5 mg/L,吸附时间为120 min时,水中Cr(Ⅵ)去除率可达86.83%。改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合伪二级动力学模型,属于Langmuir单分子层吸附。     

花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

研究了花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附作用。常温下,0.1g花生壳活性炭,对20mL pH为1.5,ρ[Cr(Ⅵ)]为20.0 mg/L溶液,振荡吸附120min,Cr(Ⅵ)的去除率可达98.68%。花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freun-dlish吸附等温方程和一级动力学方程。吸附过程的自由能变△G<0,焓变△H>42 kJ/mol,熵变△S>0,说明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附为自发的吸热化学过程。     

固体废弃物吸附含铀（Ⅵ）废水的应用及性能

社会经济的发展和人类活动的进行导致固体废弃物数量和种类不断增加，固体废弃物资源化成为世界范围内的热点话题。在双碳背景下，重视循环经济的发展，废弃物资源化有较大的提升空间。核工业核技术的迅速发展产生了含铀放射性废水，利用固体废弃物制成吸附材料对含铀（Ⅵ）废水处理可达到“以废治废”的目的，缓解环境污染问题，利于可持续发展。归纳了一些主要的可应用在除铀方面的固体废弃物材料，如农林业固体废弃物、工业固体废弃物以及城市固体废弃物；介绍了固体废弃物吸附材料的制备和改性方法以及除铀机理；并对今后铀吸附材料的研究方向进行了展望，指出今后铀吸附材料应向高效吸附、绿色环保、高附加值方向发展。