高炉水淬渣对电镀废水中重金属和COD吸附的响应面优化

为了考察高炉水淬渣处理实际电镀废水中重金属离子和COD的可行性,分别研究了吸附剂投加量、pH、吸附时间以及温度等单因素对Cu²⁺、Zn²⁺或COD去除率的影响。在单因素实验的基础上,应用 Box-Behnken中心组合方法进行三因素三水平试验,建立二次多项数学模型,并验证该模型的有效性。采用响应曲面法探讨吸附剂投加量、pH、吸附时间3个因子的交互作用及其最佳水平。结果表明：在吸附剂投加量为1.4g、pH为8、吸附时间为120min的最优化条件下,电镀废水中Cu²⁺、Zn²⁺和COD去除率达到最大,分别为99.35%、98.46%和53.63%。经对最优条件进行验证,预测值与验证实验平均值接近。吸附后废水中的Cu²⁺和Zn²⁺低于GB 21900-2008电镀废水新建企业污染物排放限值要求,而COD没有满足排放要求,所以仅应用高炉水淬渣吸附技术还不足以去除电镀废水中所有有害物质,因此可利用此技术作为辅助工艺,联合其他技术共同去除电镀废水中的重金属离子和有机物,使出水水质达到国家排放标准。     

铁基生物炭改良沉积物对水中Cu2+的吸附研究

利用铁基生物炭(MBC)改良原始沉积物得到改良沉积物,考察改良沉积物对Cu²⁺的吸附性能、动力学过程和影响因素。结果表明,改良沉积物对Cu²⁺有优异的吸附性能。MBC的投加量为50 mg/g时,Cu²⁺的去除率为88%,明显高于原始沉积物的去除效果。吸附Cu²⁺的过程遵循Langmuir吸附模型和拟二级动力学吸附模型,表明该过程以单层吸附和化学吸附为主。当pH为5、盐度为10 mg/L时,改良沉积物对Cu²⁺的最大吸附量为70.02 mg/g。在盐度分别50、100和1 500 mg/L时,改良沉积物对Cu²⁺的吸附量分别为65.28、56.07和25.34 mg/g,表明在高盐度下改良沉积物对Cu²⁺的吸附性能减弱。研究结果表明,MBC作为一种绿色经济的改良剂在改善原始沉积物的吸附性能方面具有良好的应用前景。     

CeO2多孔材料的制备及其吸附性能的研究

采用聚合物模板法制备CeO₂多孔材料，利用XRD、SEM及BET对样品的结构、形貌及织构特性进行表征，实验研究了pH、Cu²⁺的初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对其吸附性能的影响。结果表明制备的多孔材料为立方相CeO₂，且结晶良好；其对Cu²⁺吸附性能随吸附液pH的变化显著，pH=10.0时去除率可达到95.83%；随着初始Cu²⁺的浓度增大，Cu²⁺的去除率先增大后减小，最佳Cu²⁺浓度为30 mg/L；吸附剂用量为1.5 g/L可达到最高吸附值，累计吸附量约为0.50 mg/g；且80 min即可达到吸附脱附平衡。     

核桃青皮生物炭对Cd2+的吸附效应分析

以核桃青皮为原料,分别在300、500、700℃条件下限氧热解制备核桃青皮生物炭,标记为WP300、WP500和WP700,并应用于溶液中Cd²⁺的吸附,筛选出吸附效果最佳的生物炭材料;研究生物炭投加量、溶液pH、Cd²⁺初始浓度对生物炭吸附效应的影响;并结合吸附动力学和等温吸附模型探讨核桃青皮生物炭对Cd²⁺的吸附过程和作用机制。结果表明,500℃下制备的核桃青皮生物炭(WP500)比表面积最大,对Cd²⁺的吸附效果最佳;当Cd²⁺的初始质量浓度为100 mg/L,WP500的最佳投加量为1.9 g/L;在pH为1～8,pH的升高使得WP500对Cd²⁺的去除率提高;温度为303.15 K时,WP500对Cd²⁺的吸附效果最好,对Cd²⁺的理论吸附量为99.994 mg/g;WP500对Cd²⁺的吸附符合Langmuir模型,对Cd²⁺的吸附动力学更符合准二级动力学模...     

煤矸石螯合改性后对选矿废水中重金属离子吸附研究

选取贵州省某6个矿区煤矸石进行均匀混合，通过700℃煅烧后获得热活化的样品。采用螯合剂次氮基三乙酸(NTA)与羧甲基淀粉(CMS)对热活化的样品进行改性，制备低成本的改性煤矸石吸附剂。通过单因素静态吸附实验分别研究了pH、CMS与NTA固液比、吸附剂投加量、吸附时间等对改性煤矸石吸附废水中Cu²⁺和Pb²⁺的影响。结果表明，在焙烧温度为700℃、CMS与NTA最佳固液质量比(简称固液比)为1∶15、溶液pH=9、吸附时间为2 h、投放量为0.8 g/L条件下，改性煤矸石能够吸附选矿废水中大量Cu²⁺和Pb²⁺，最佳去除率分别为69.34%和79.98%。结合吸附等温模型拟合分析，吸附剂对Pb²⁺的吸附过程以单层的化学吸附为主。     

氧化铈-二氧化硅介孔材料制备及对铜离子的吸附性能

采用共沉淀法和沉淀浸渍法制备了纳米氧化铈-二氧化硅（CeO₂-SiO₂）介孔材料吸附剂,主要考察了其对水中铜离子（Cu²⁺）的吸附行为。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮吸附（BET）等手段对合成的介孔材料进行了性能表征,并通过静态吸附实验分析了溶液pH、溶液初始金属离子质量浓度、吸附剂用量、吸附时间等条件对介孔材料吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的纳米CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的去除效果较沉淀浸渍法要好;当溶液pH=7.0时CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的吸附效果最好,20 min时基本达到吸附平衡;溶液初始Cu²⁺浓度增大Cu²⁺去除率降低,Cu²⁺累计吸附量增大;随着吸附剂用量增加Cu²⁺去除率增大,当CeO₂-SiO₂吸附剂用量为0.15 g/L时对Cu²⁺的去除率趋于稳定;CeO₂-SiO₂吸附剂对不同金属离子吸附性能由大到小的顺序为Cu²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺,该吸附过程均符合准二级动力学模型。     

酸反应介质下稻壳水热炭对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附

沼液中Cu²⁺、Zn²⁺等重金属离子浓度高,直接用于灌溉会导致土壤重金属超标,并严重影响农作物的生长。本研究以农作物废料稻壳作为原料,硫酸和磷酸为反应介质,通过水热炭化法制备水热炭,探索了水热温度、酸配比和酸浓度对Cu²⁺、Zn²⁺的吸附性能的影响。结果表明：当以20%稀硫酸和20%稀磷酸两种酸作为反应介质时,改变两种酸的配比在320℃下制备水热炭,当两种酸介质比例为4:2时,对废水中Cu²⁺、Zn²⁺的去除率达到最大,分别为68.54%和27.44%。     

木屑生物炭的制备及其对Pb2+的吸附特性研究

以松木（SM）和楠木（NM）木屑为原料,分别在300、450、600℃下制备了6种木屑生物炭,通过扫描电镜、孔径与比表面积分析仪、傅里叶红外光谱仪和热重分析仪对生物炭的理化性质进行了表征,并探讨了金属离子（Na⁺、K⁺、Ca²⁺）和pH值对生物炭吸附Pb²⁺的影响,同时研究了其吸附动力学。研究结果表明：在相同制备条件下,随着热解温度升高,生物炭的比表面积和孔容积增大,其最可几孔径呈下降趋势,楠木生物炭的比表面积（23.2~311.4 m²/g）均大于松木生物炭（17.6~210.6 m²/g）;FT-IR分析表明,热解温度的升高使生物炭芳香化程度增强,有助于生物炭与Pb²⁺形成稳定的结构。楠木生物炭对Pb²⁺吸附量（46.92~77.12 mg/g）高于松木生物炭（34.90~62.79 mg/g）;溶液中的Na⁺和K⁺不利于生物炭对Pb²⁺的吸附,Ca²⁺有利于Pb²⁺的去除。生物炭对Pb²⁺的吸附均符合准二级动力学方程,颗粒内扩散模型分析表明吸附受多种因素共同影响。     

交联淀粉负载氢氧化镁复合材料对Cu2+的吸附性能

以交联淀粉和MgSO₄·7H₂O为原料，NaOH为碱化剂，制备了交联淀粉负载氢氧化镁复合材料IStMg(OH)₂，采用FTIR、SEM、EDS、XRD对其进行了表征，并将其用于对模拟废水中Cu²⁺的吸附去除，考察了IStMg(OH)₂投加量、pH、Cu²⁺初始浓度等因素对ISt-Mg(OH)₂吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明，当Cu²⁺质量浓度为20mg/L,pH=5.32,ISt-Mg(OH)₂投加量为300 mg/L，吸附温度为25 ℃时，Cu²⁺的去除率可达91.7%。吸附等温线拟合结果表明，ISt-Mg(OH)₂对水中Cu²⁺的吸附过程符合Langumir吸附模型，为单分子层吸附过程，在25 ℃时，拟合饱和吸附量为82.78 mg/g。吸附动力学数据拟合结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，属于...     

空心类水滑石对重金属的吸附性能研究

重金属废水是一类难处理的废水，对其进行有效处理一直是环境领域的研究热点。类水滑石(LDHs)因比表面积大、制备简单、环境友好等特性，成为一类具有较高应用潜力的重金属吸附剂。制备了具有更多吸附位点的空心类水滑石(LDHs-H)，选取重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺作为研究对象，探究了初始重金属离子浓度、吸附时间、溶液p H和竞争离子等因素对LDHs-H吸附重金属离子的影响。结果表明，LDHs-H对Cu²⁺和Pb²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Freundlich等温模型，对Zn²⁺和Ni²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Langmuir等温模型。准二级动力学模型较好地描述了LDHs-H对4种重金属离子的动力学吸附过程。LDHs-H层板上的羟基与Cu²⁺和Pb²⁺反应生成沉淀是Cu²⁺和Pb²⁺去除的主要方式，与Zn     

钢渣对Ni2+与Cu2+的竞争吸附研究

将转炉钢渣磨碎筛分,从钢渣投加量、吸附时间、酸性条件等方面探究其对水溶液中Ni²⁺的吸附性能及吸附机理,并讨论Cu²⁺对钢渣吸附Ni²⁺的影响。研究结果表明,100 mL浓度为50 mg·L^-1的Ni²⁺溶液,用200目(0.074 mm)0.15 g的钢渣处理30 min,Ni²⁺的吸附率为99.88%。钢渣吸附Ni²⁺的过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温模型。钢渣吸附Cu²⁺与吸附Ni²⁺属于竞争吸附,且钢渣对Cu²⁺的吸附能力优于对Ni²⁺的吸附能力。钢渣吸附Ni²⁺的过程以化学吸附为主,伴随着物理吸附,且随着钢渣表层吸附位点的减少,钢渣对Ni²⁺的物理吸附作用会逐渐减弱。该研究对处理工业含Ni²⁺与Cu²⁺的废水具有一定的指导意义。     

废弃虾壳制备改性甲壳素凝胶球及其对金属离子的吸附性能

以虾壳酶解残渣为原料,经5%盐酸脱钙处理4 h后,用45%氢氧化钠和460 W微波辅助脱乙酰处理10 min,得到脱乙酰度为40.4%的改性甲壳素。将改性甲壳素加入海藻酸钠水溶液中混合均匀,挤压滴入氯化钙水溶液中固化12 h,制备得到直径为1.5~3.2 mm的凝胶小球,研究了该凝胶球对Pb²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附效果。结果表明：凝胶球对Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附效果最好,300 mg/L重金属离子溶液吸附处理8 h是较适宜的吸附条件,此条件下,Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附率分别达到94.2%、75.6%和57.3%。在Cu²⁺-Co²⁺-Zn²⁺共存溶液体系中,凝胶球对3种离子的吸附率均有所提高,Cu²⁺、Co²⁺和Zn²⁺的吸附率分别为95.1%、82.5%和67.5%。     

聚苯乙烯接枝聚乙烯亚胺树脂合成及Cu2+吸附

将聚苯乙烯经氯乙酰化后与聚乙烯亚胺（PEI）反应合成了带有多胺结构的聚苯乙烯接枝PEI树脂PSACP，考察了溶剂、温度、物料比、反应时间等因素对接枝反应的影响，其中，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，物料比为6:1，50℃反应5h时制得的PSACP全交换容量达到5.21mmol/g。PSACP对水溶液中的Cu²⁺具有明显的吸附作用，吸附量受溶液温度、pH和Cu²⁺初始浓度影响，45℃下对pH=5.7、初始浓度为0.5mg/mL的Cu²⁺水溶液的平衡吸附量为2.42mmol/g，吸附符合Langmuir单分子层吸附，经过三次循环，吸附容量仍然较高。25℃下对Cu²⁺的动态吸附容量达到2.74mmol/g，Cu²⁺可经1mol/L HCl洗脱，脱附率为83.8%且无拖尾现象。     

回收栗子壳探索两种KOH活性生物炭对水中Cd的去除效果差异

本研究以栗子壳为原料,以KOH为活化剂,通过一步法和二步法热解成功合成了两种高比表面积的多孔生物炭KBC7001和KBC7002。产品表现出对水体Cd²⁺优异的去除能力,并进行了一系列批量吸附实验和表征实验,研究其活化机制的差异和两种改性生物炭的吸附机制。结果表明,KBC7001具有较大的比表面积(1887.04 m²/g)和较丰富的孔隙结构,平均孔径为1.07 nm,孔隙大小主要分布在0.5～2 nm之间。KBC7001在308K时对Cd²⁺的理论最大吸附量为83.86 mg/g。KBC7001和KBC7002对Cd²⁺的吸附是一种自发的吸热反应,4 h内达到吸附平衡。KOH的一步活化促进了O元素在生物炭上的固定化,使KBC7001表面形成了更多的含氧官能团,参与了吸附过程。循环再生实验和模拟废水吸附实验表明,KBC7001具有更稳定的吸附性能。此外,KBC7001主要通过静电吸引、孔隙填充、沉淀-络合和离子交换来固定Cd²⁺。     

CS/OMMT/GO复合材料对Cu2+吸附性能研究

本研究采用溶液共混法制备壳聚糖/有机蒙脱土/氧化石墨烯的复合材料,并通过 XRD 和 FTIR 进行表征,从吸附剂用量、吸附时间、Cu²⁺浓度等方面研究了该复合材料对 Cu²⁺的吸附行为。研究结果表明,该复合材料在浓度为 0.4 mg/mL 时对 Cu²⁺吸附效率最佳,并且对 Cu²⁺的吸附效率随吸附时间的增加而增大,随 Cu²⁺初始浓度的增加而降低。     

蚕茧交联法制备炭材料及对重金属离子的吸附研究

以蚕茧为原料,运用不同的交联法对其进行改性,然后低温炭化制备出3种炭材料,分别为CJ200、CJ200-UF和C200J,并用3种炭材料分别对几种重金属离子Cu⁽²⁺⁾、Al(2+)、Al⁽³⁺⁾、Fe(3+)、Fe⁽³⁺⁾的吸附性能进行研究。结果表明,C200J吸附性能最好,对Cu(3+)的吸附性能进行研究。结果表明,C200J吸附性能最好,对Cu⁽²⁺⁾吸附量明显增大,对Fe2+、Al(2+)吸附量明显增大,对Fe2+、Al⁽³⁺⁾基本不吸附,其比表面积较小,吸附主要靠表面的含氮官能团,符合Langmuir单分子层化学吸附,在25℃时,最大吸附量为23.78 mg/g,其吸附量随温度升高而增加,随p H的增大而增大。     

乙酸锌改性稻壳生物炭电容及电吸附Cu2+性能

以稻壳为原料制备生物炭(稻壳炭),利用不同浓度的乙酸锌对稻壳炭改性,制得产物分别命名为稻壳生物炭(RHC)和改性稻壳生物炭(MRHC)。通过SEM、BET、XRD对制备的生物炭理化特性进行表征。将RHC和MRHC制成电极,测试其电化学性能。结果表明,MRHC孔隙结构丰富,比表面积较大,且锌以颗粒状氧化物形式存在于生物炭表面。与RHC相比,MRHC电极比电容大大提高,电阻显著减小,循环性能和倍率性能均有提升。MRHC-0.3(乙酸锌浓度为0.3 mol/L时的MRHC)比表面积为495 m²/g,孔容为0.214 cm³/g,该电极在2 A/g下充放电2000次后,其比电容保持率为92.16%。电极在0.9 V、p H为5、Cu²⁺初始质量浓度为100 mg/L条件下,MRHC-0.3对Cu²⁺的电吸附效果最好,吸附量为9.57 mg/g。在0.9 V、pH为5、200 mL Cu²⁺初始质量浓度为50 mg/L的条件下,去除率可达63.82%。     

定量分析稻壳生物炭不同组分对水体中铅和镉的吸附贡献

为了定量描述生物炭中有机与无机组分对Pb²⁺和Cd²⁺吸附贡献率,采用慢速热解法在不同温度下制备稻壳生物炭(Biochar,BC),并分别经水洗、酸洗处理去除水溶性组分(Water-soluble Matter,WM)和酸溶性组分(Acidsoluble Matter,AM),通过批量试验,定量计算不同组分对Pb²⁺和Cd²⁺吸附的贡献率。吸附动力学和等温吸附结果表明稻壳生物炭主要依靠化学吸附去除Pb²⁺和Cd²⁺。生物炭不同组分对Pb²⁺的吸附贡献率大小依次为WM(44.0%～54.5%)>AM(28.5%～31.0%)>OM(14.5%～27.6%),对于Cd²⁺则是WM(49.0%～61.0%)>AM(25.9%～29.0%)>OM(13.1%～22.0%),说明无机组分控制了Pb²⁺和Cd²⁺吸附过程,其中离子交换和表面沉淀是稻壳生物炭吸...     

胶原多肽基表面活性剂对废水中Cu(Ⅱ)的沉淀浮选性能

以低浓度Cu²⁺水溶液模拟重金属离子废水,研究了胶原多肽基表面活性剂（阴离子型CBS和阳离子型C-CBS）对重金属离子废水的沉淀浮选性能。通过单因素实验考察了pH、气速、表面活性剂质量浓度、气浮时间、Cu²⁺初始浓度等因素对废水中Cu²⁺沉淀浮选效果的影响。结果表明,CBS和C-CBS均适用于在碱性条件下对金属离子废水进行沉淀浮选,Cu²⁺的去除率达到90%左右;且随着气速的升高,Cu²⁺的去除率增加而后趋于不变;随着表面活性剂用量的增加,对CBS,Cu²⁺的去除率增加,而对C-CBS,Cu²⁺的去除率反而下降;随气浮时间延长,Cu²⁺去除率逐渐增加而后趋于不变。研究表明,胶原多肽基表面活性剂可用于重金属离子废水的沉淀浮选。     

原料种类和热解温度对生物炭吸附Cd2+的影响

以稻秆（RS）、稻壳（RH）、木屑（SD）为原料，在小型流化床实验台上制备生物炭，分析了原料种类和热解温度（400℃、500℃、600℃）对生物炭理化性质及吸附Cd²⁺性能的影响规律，并定性和定量分析了吸附过程中的作用机制。实验结果表明：准二级动力学方程和Langmuir方程能够较好地描述生物炭样品对Cd²⁺的吸附过程。生物炭RS500的平衡吸附量达到30.19mg/g，远远高于生物炭SD500，其中无机矿物的离子交换和沉淀反应吸附贡献值为24.95mg/g，是主导吸附机制；而生物炭SD500吸附Cd²⁺过程中，无机矿物和π键的贡献百分比分别为49.70%和38.21%。随着热解温度的升高，生物炭吸附Cd²⁺过程中含氧官能团的络合反应不断削弱而Cd²⁺-π键作用不断增强；稻秆炭和稻壳炭中无机矿物的吸附贡献值则呈先上升后下降的趋势，并在500℃热解温度下达到最大值。生物炭样品吸附Cd²⁺的作用机制中，离子交换和沉淀反应占比最大，Cd²⁺-π键作用次之，络合反应最小。