Cu2+和Cd2+在改性纳米碳黑和钠基膨润土上的吸附稳定性及其影响因素

通过Cu2+和Cd2+在改性纳米碳黑(MCB)和钠基膨润土(Na-B)上的吸附-解吸实验,研究了MCB和Na-B对Cu2+和Cd2+的吸附特性和吸附稳定性。研究表明:Cu2+和Cd2+在MCB和Na-B上的吸附动力学能用准二级动力学方程拟合。吸附等温线能用Freundlich方程、Langmuir方程拟合。Freundlich拟合得到的n值均大于1;Langmuir拟合得到MCB对Cu2+和Cd2+的最大吸附量分别为344mmol/kg和222.2 mmol/kg,Na-B对Cu2+和Cd2+的最大吸附量分别为59mmol/kg和45mmol/kg。用0.01mol/L的Ca Cl2对吸附了Cu2+或Cd2+的两种吸附剂进行解吸时,解吸率受p H值影响较大,受温度的影响较小。用不同浓度的Ca Cl2进行解吸时,解吸率变化不大。Cu2+在两种吸附剂上的吸附稳定性均大于Cd2+,MCB对两种重金属的吸附稳定性均大于Na-B。     

碱土金属元素Mg对Cu~+-13X分子筛吸附脱硫性能的影响

以13X分子筛为载体,采用液相离子交换法制备了Cu+-13X吸附剂和负载碱土金属元素Mg的Mg2+/Cu+-13X吸附剂,并利用XRD,XRF,ESEM和激光拉曼光谱仪(HR-800)等手段对所制备的吸附剂进行了表征。以含有噻吩和2-乙基噻吩的正己烷溶液为模拟燃料油,分别从静态吸附、吸附动力学两方面研究了两种吸附剂的脱硫性能,采用Langmuir模型和竞争吸附的Langmuir模型对单、双组分硫化物的静态吸附平衡数据进行拟合;采用Crank单孔扩散模型对吸附动力学数据进行拟合。结果表明,当Mg2+/Cu+-13X吸附剂中Mg的质量分数为3.35%时,吸附性能最佳;实验数据与模型吻合均很好,计算得到了Mg2+/Cu+-13X吸附剂对噻吩和2-乙基噻吩单组分的最大吸附量分别为140.7mg?g?1和183.8 mg?g?1,较Cu+-13X吸附剂对噻吩和2-乙基噻吩单组分的最大吸附量(130.2 mg?g?1和173.6 mg?g?1)分别提高了8.1%和5.9%,Mg2+/Cu+-13X双金属吸附剂的脱硫效果明显好于Cu+-13X吸附剂;负载的Mg2+作为一种助剂,使分子筛形貌分布更加均匀规整,并且增加了吸附剂的Lewis酸含量,使其还原性增强,吸附性能提高。     

膨润土对苯并三氮唑与Cu2+的吸附行为研究

以膨润土对含苯并三氮唑(BTA)和Cu2+的模拟废水进行吸附研究。结果表明:膨润土吸附BTA的最佳pH为3.5,对Cu2+的吸附率随pH升高而增大;pH为3.5时,对BTA、Cu2+的最大吸附率分别达到92.1%、40.3%;膨润土对100 mg/L BTA和Cu2+溶液的饱和吸附量分别为81.3、22.9 mg/g,吸附平衡时间为80～100 min。动力学拟合表明,吸附过程能用Freundlich和Langmuir吸附等温方程描述。     

复合淀粉微球对铜离子的吸附及动力学研究

以复合淀粉微球为载体,研究其对Cu2+的吸附行为,考察了反应时间、pH值、反应温度、Cu2+的初始浓度等因素对吸附量的影响,并研究了吸附行为的动力学模型。结果表明,复合淀粉微球在120 min时可以达到对Cu2+吸附的平衡状态,静态吸附实验发现,在pH=6、温度35℃、Cu2+初始浓度0.10 mol/L时复合淀粉微球对Cu2+的吸附量较高。动力学实验研究表明,吸附行为可能更符合准二级动力学模型。     

4A分子筛与Ca~(2+)在热水中离子交换的实验研究

研究了4A分子筛吸附热水中Ca2+的效果,考察了浓度、温度、pH对吸附量的影响.结果表明:该反应为拟一级可逆反应,交换过程为液膜控制,并在40～60 h吸附达到平衡.绘制了不同温度下的离子交换等温线,其吸附规律符合Langrauir吸附等温式;50℃时,4A分子筛对Ca2+的最大吸附量可达61.73 mg/g.随着Ca2+初始浓度的增加分子筛对Ca2+的去除率逐渐降低;温度增加,Ca2+在分子筛上的吸附量增加;pH增加,吸附量也增加,并且碱性条件下吸附量更高.     

腐植酸在土壤中对Cu~(2+)的吸附特性影响

研究了腐植酸对Cu2+在土壤上吸附特性以及相关因素的影响。结果表明,在等温吸附实验中,无论是否加入腐植酸,Cu2+的吸附都能够较好地符合Freundlich方程;并且Cu2+在供试土样上的吸附量随温度升高而降低,表明吸附为放热过程。在吸附动力学实验中,不加腐植酸时,Cu2+在供试土样上的吸附动力学最优方程为Elovich方程,加入腐植酸溶液后,吸附动力学最优方程为一级动力学方程,且Cu2+的吸附平衡时间明显缩短。随着加入腐植酸量的增加,土壤样品对Cu2+的吸附量明显增加。     

竹炭对水溶液中Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了竹炭对溶液中Cu2+、Cd2+的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附温度和溶液初始浓度对吸附效果的影响,同时研究了活性炭对Cu2+、Cd2+的吸附性能。结果表明,竹炭能有效吸附水溶液中的Cu2+、Cd2+,且单位吸附量均随时间的延长而增加,均在14 h左右达到平衡,吸附速度快于活性炭;相同pH值条件下,竹炭的单位吸附量明显高于活性炭,吸附效果最佳的pH值分别为3.8左右和7.5左右;当吸附温度为15,25,45℃时,竹炭对Cu2+的最大吸附量分别为4.13,4.45,4.23 mg/g,而竹炭对Cd2+的最大吸附量分别为0.81,1.05,2.01 mg/g。竹炭对Cu2+、Cd2+的吸附均符合Freundlich方程和Langmuir方程。     

胞外聚合物对水中Cu~(2+)的吸附研究

以胞外聚合物作为生物吸附剂,对水中微量Cu2+的生物吸附特性进行研究,分析了原始pH值、胞外聚合物投加量、吸附时间对Cu2+吸附去除率的影响。研究结果表明:当初始Cu2+的质量浓度为10mg/L时,吸附最佳原始pH值范围为2～5,胞外聚合物的投加量为16mg/g,吸附时间为40min。Cu2+的吸附过程可分为3个阶段:①8min的快速吸附阶段;②8～40min达表观一级动力学吸附阶段;③吸附-解吸平衡阶段。Cu2+吸附等温线与Freundilich方程拟合良好。     

松果对废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的吸附特性研究

以松果作为吸附剂进行了去除废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附及解吸试验,研究了溶液pH值、吸附剂投加量、反应时间、溶液初始浓度对吸附效果的影响,以及不同pH值对达到吸附平衡的松果的解吸影响。结果表明:当pH值为5.0～5.5,Cu2+、Pb2+、Zn2+初始质量浓度约为25 mg/L时,吸附剂的最佳投加量分别为3、1.5、3 g/L,去除率分别为55.32%、86%、39.96%。3种重金属离子的吸附动力学方程符合Lagergren准二级动力学方程,R2均大于0.998。等温吸附研究表明:Freundlich方程能较好地描述Cu2+的等温吸附过程,Langmuir方程则能更好地描述Pb2+和Zn2+的吸附过程,用Langmuir方程拟合等温吸附数据得出松果对Cu2+、Pb2+、Zn2+的最大吸附量分别为9.10、31.65和9.60 mg/g。强酸是一种理想的Cu2+和Zn2+解吸剂。     

改性玉米秸秆对Cu~(2+)废水的吸附

采用改性玉米秸秆对含Cu2+废水进行吸附处理。研究了改性玉米秸秆吸附剂投加量、pH、温度对废水中Cu2+吸附作用的影响。结果表明:对质量浓度≤50mg/L的Cu2+废水,在秸秆投加质量为0.3g(质量浓度6g/L)、pH为6.5~7.0、吸附温度298K、吸附平衡时间35min条件下,对Cu2+的吸附率约97.2%,吸附量约10mg/g。改性玉米秸秆对Cu2+的吸附量随溶液中Cu2+平衡浓度、温度及吸附时间的增加而增加;吸附过程可用Langmuir、Freundlich和Temkin方程很好地拟合,其中Langmuir方程拟合得最好,最大饱和吸附量为12.195mg/g。吸附是一个自发吸热的快速反应过程,在35min内能达到稳定平衡,Elovich方程能更好地拟合该动力学特征。     

Cu~+-13X上噻吩与苯并噻吩的竞争吸附

以噻吩(TP)、苯并噻吩(BT)和正己烷配制模拟汽油,就如何提高Cu+-13X分子筛对噻吩的选择性进行了一系列的静态吸附及动力学吸附研究。结果表明:增加模拟汽油中噻吩的初始质量分数,可以增大Cu+-13X对噻吩的吸附量,提高噻吩对苯并噻吩的竞争吸附性能。当模拟汽油中苯并噻吩、噻吩的初始质量分数分别为500,700μg/g时,Cu+-13X对噻吩的吸附量就大于苯并噻吩;当模拟汽油中苯并噻吩、噻吩的初始质量分数分别为350,850μg/g时,Cu+-13X对噻吩的选择性大于苯并噻吩,噻吩在竞争吸附中占优势。     

金属离子改性分子筛吸附水的Monte Carlo模拟

金属离子改性分子筛吸附脱水具有节能环保、吸附容量高、净化精度高等特点,受到广泛关注,但还缺乏平衡吸附量等基础数据。本文利用Materials Studio软件中Sorption模块进行落位计算得到合理的金属离子落位和分子筛构型,同时利用Reflex模块计算分子筛的XRD谱图,计算结果与国际分子筛协会（IZA-SC）的XRD标准谱图一致。采用蒙特卡罗法（Monte Carlo）的"COMPASS"力场对NaX、NaY和NaA 3种分子筛以及Ca²⁺、Fe³⁺、Mg²⁺和K⁺改性分子筛吸附水进行分子模拟。结果表明,水的吸附属于第Ⅰ型Langmuir吸附等温线。NaX、NaY和NaA分子筛对水的平衡吸附量分别为360.3mg/g、393.8mg/g和295.5mg/g,Mg²⁺取代的X型、Y型和A型分子筛对水的吸附能力增加幅度最大。MgX的平衡吸附量达472.6mg/g,较未改性时增加了112.3mg/g。本研究可为高效分子筛脱水吸附剂的筛选及其应用提供一定的理论依据和指导。     

刚果红和Cu(Ⅱ)二元体系壳聚糖的吸附动力学

分别研究了单体系和二元体系下壳聚糖对刚果红(CR)和Cu2+的吸附性能.结果表明,单体系下,壳聚糖对CR和Cu2+的吸附较好地拟合了伪2级动力学模型.二元体系下,壳聚糖对CR和Cu2+的吸附则表现为竞争吸附,吸附量减少为单体系下壳聚糖对CR和Cu2+分别吸附时的70%和80%左右.但是,总铜(络合铜和Cu2+)的吸附量有所增加,且在二元体系下,壳聚糖对CR和铜的总吸附量相对单体系下对CR和Cu2+分别吸附时的吸附量要大.二元体系中,壳聚糖对Cu2+表现出更高的亲和力和选择性,且二者的吸附动力学仍符合伪2级动力学模型.     

低成本制备MCM-41介孔分子筛及其对镉离子的吸附性能

以廉价的硅铁行业的废弃物微硅粉为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,采用碱法提纯-水热法合成制备了纯硅的MCM-41介孔分子筛。用红外光谱(FTIR)、小角X射线衍射、液氮吸附脱附、场发射扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜对分子筛进行了结构表征和表面积及孔径分析。结果表明:所制备的分子筛的比表面积是918 m2/g,孔容1.11 cm3/g和孔径2.9 nm。采用静态吸附方法,研究了所合成的分子筛对水溶液中Cd2+离子的吸附行为,分析了pH值、分子筛质量、吸附时间和Cd2+的初始浓度对吸附的影响,并探讨了该吸附剂对Cd2+的吸附热力学和动力学特性。结果表明:当溶液的pH值为2.0～7.0,吸附剂的量在30～130 mg范围内时,吸附率随着pH值和吸附剂用量的增加而增加,当吸附剂用量为130 mg时,有序介孔分子筛对Cd2+离子的去除率基本稳定。有序介孔分子筛对Cd2+离子的吸附量随吸附时间的增加而增加,在120 min时达到吸附平衡。有序介孔分子筛对Cd2+的等温吸附过程更符合Freundlich模型,吸附动力学较符合准二级吸附方程。     

PAA/SiO2材料对含铜废水吸附性能研究

以γ-氯丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,将聚烯丙基胺(PAA)接枝到硅胶表面,合成了聚烯丙基胺硅胶材料(PAA/SiO2),研究了其对Cu2+的吸附热力学、动力学和选择特性.结果表明,合成的PAA/SiO2材料的胺基含量为1.81mmol·g-1;溶液pH值对PAA/SiO2的铜吸附量影响显著,当溶液pH值为4时,材料的铜吸附量达到0.397 mmol·g-1;测定的Cu2+吸附平衡数据符合Langmuir模型,计算了吸附过程的热力学参数,结果表明吸附过程为吸热过程,升温有利吸附的进行;吸附动力学数据可用拟二级吸附动力学方程描述,得到的吸附速率常数与溶液初始浓度有关;铜锌竞争吸附结果表明PAA/SiO2材料对Cu2+有更强的吸附能力,对铜的选择性系数在2～4之间;另外,PAA/SiO2材料容易洗脱再生,5次吸附再生循环后,其铜吸附量维持在91.1％以上.     

NaY分子筛吸附氨氮废水

本项目初步研究了Na Y分子筛对废水中氨氮吸附,考察了分子筛用量、氨氮初始浓度、p H值、吸附时间等因素对Na Y分子筛吸附氨氮的影响,实验结果表明分子筛对氨氮的吸附具有快速吸附、缓慢平衡的特点,吸附20 min后,分子筛对氨氮的去除率达72.6%;在中低浓度范围内,氨氮的起始浓度增加有利于改性分子筛的吸附;p H=8.5时,分子筛达到对氨氮的最大吸附量;温度对改性分子筛吸附氨氮的影响作用明显,50℃时吸附率最大为63.5%;分子筛用量对氨氮吸附影响较大,当用量大于1 g时,去除效果基本稳定。     

改性黏胶纤维对重金属离子的吸附性能研究

将黏胶纤维在一定条件下进行羧甲基化改性,探讨了改性黏胶纤维对重金属离子Cu2+、Ni2+的吸附性能,以及黏胶的取代度、pH值、吸附温度及吸附时间对吸附性能的影响,同时研究了吸附动力学。结果表明,改性黏胶对两种离子都有良好的吸附性能,其中Ni2+的最佳吸附条件为:pH=5,温度50℃,饱和吸附量167 mg/g;Cu2+的最佳吸附条件为:pH=4~5,饱和吸附量108 mg/g;吸附重金属离子的改性黏胶纤维在pH<2时迅速解析,可循环利用。     

稀土改性载铜Y分子筛吸附汽油中的噻吩

采用液相离子交换法制备了Cu+-Y分子筛和稀土改性Cu+-Y分子筛,以正己烷为溶剂,噻吩和苯分别作为硫化物和芳烃的代表形成模拟汽油体系,考察了它们的脱硫效果。结果表明,稀土增强了Cu+-Y分子筛对噻吩的吸附质量比。对只含噻吩的1号模拟汽油,稀土改性Cu+-Y分子筛对噻吩的穿透吸附质量比Cu+-Y分子筛增加了9.5%,稀土增强了Cu+-Y分子筛对噻吩的选择性;对含苯的2号模拟汽油,稀土改性Cu+-Y分子筛比Cu+-Y分子筛吸附噻吩的质量比增加了5.6%。稀土改性Cu+-Y分子筛脱硫剂易于再生,再生后仍有很好的吸附能力,可重复使用。     

螯合树脂对铜离子的吸附动力学和热力学

针对以谷氨酰胺-铜(II)配合物为供体酶法制备茶氨酸体系,研究了D401螯合树脂对Cu2+的吸附,探讨了吸附过程的热力学和动力学,通过红外光谱鉴定了树脂的配位结构. 结果表明,树脂吸附量随离子浓度和温度升高而增加,当pH为5.6时吸附量最大,达1.887 mmol/g. 不同温度下Langmuir方程均呈现很好的拟合度. 热力学平衡方程计算得DG<0, DH=21.5 kJ/mol, DS>0,表明该吸附过程是自发的、吸热、熵增加的过程. 动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型,吸附反应速率由颗粒扩散和液膜扩散共同控制. 该树脂在较宽的pH范围内对Cu2+具有很好的选择吸附性,可用于酶转化茶氨酸体系中Cu2+的去除.     

柚子皮粉末对铜离子的吸附

采用柚子皮粉末吸附水中Cu2+。通过单因素实验考察了温度、p H、Cu2+的初始浓度、吸附时间和投加量对吸附效果的影响。最佳吸附条件为:温度为室温,p H为6.0,Cu2+的初始浓度为20 mg/L,吸附时间为20 min,投加量为0.15 g/50 m L。在该条件下,吸附率能够达到60%以上。热力学和动力学试验表明吸附符合Langmuir等温吸附模式和准二级动力学模型。