壳聚糖/三乙醇胺-银离子印迹膜的吸附性能研究

研究了壳聚糖/三乙醇胺-银离子印迹膜(Ag(I)-IICTM)的吸附性能。结果表明,Ag(I)-IICTM对银离子的吸附符合Langumir等温方程,为单分子层可逆化学吸附,其最大吸附容量为505 mg/g;吸附过程符合拟二级动力学方程,属颗粒内扩散。吸附条件研究显示,最佳吸附温度和酸度分别为50℃和pH=6,该印迹膜对Ag(I)的选择性远大于常见的Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)离子。     

铝钙粉浸出渣制备沸石及其对锌冶炼废水的吸附性能

以聚合氯化铝(PAC)生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,通过酸浸-焙烧-水热晶化工艺制备沸石,并研究其对锌冶炼废水中重金属的去除效果。结果表明:铝钙粉浸出渣通过酸浸-焙烧-水热晶化过程,当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=2时,产物物相为结构完整的A型沸石;当原料n(SiO_2)/n(Al_2O_3)=6时,产物物相为结构完整的P型沸石。拟二级动力学方程计算得到A型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为97.09、12.39 mg/g,P型沸石对Zn~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为57.84、10.82mg/g。Freundlich吸附等温线拟合结果表明,A型沸石和P型沸石吸附Zn~(2+)、Cd~(2+)机理均为非均相表面的复杂吸附。当废水pH为8、吸附温度为25℃、吸附时间为150 min时,采用A型沸石处理锌冶炼废水,产渣量为1.1 g/L,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、总砷(AsT)浓度分别由1.68、13.12、147.00、15.14、4.06 mg/L降至0.06、0.05、0.52、0.03、0.01 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

硅藻土-钨渣基陶粒对废水溶液中铜离子的吸附（英文）

为了在中国南方有色矿冶区同时实现工业钨渣的资源化利用和重金属废水的处理,以钨渣和硅藻土为主要原料制备一种新型陶粒,对其与溶液中重金属Cu~(2+)的吸附规律进行研究。结果表明:新制备的近球形陶粒表面粗糙多孔,内部有许多贯穿性孔道与外部相连通;陶粒的主要物相组成含有MnFe_2O_4。在303 K、铜离子初始浓度100 mg/L、陶粒投加量0.5 g和300 min条件下,陶粒对Cu~(2+)的吸附量为9.421 mg/g,吸附去除率达94.21%。随着陶粒投加量的增大,其对溶液中Cu~(2+)的总吸附量增大,单位吸附量降低;陶粒对Cu~(2+)的吸附量随试验pH值的增大而增大。陶粒对Cu~(2+)的等温吸附更符合Freundlich模型,吸附主要发生在非均质表面,为优惠吸附;陶粒对铜离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附过程主要受液膜扩散、表面吸附以及颗粒内扩散因素控制。对于实际重金属废水的处理,陶粒对重金属离子的吸附初始阶段受扩散控制,此时,可通过加强搅拌的方式提高Cu~(2+)的去除率。     

纳米TiO_2对钼(Ⅵ)的吸附性能

研究纳米TiO_2对Mo(VI)的吸附过程,考察溶液的pH值、时间、温度等因素对吸附的影响.结果表明:在pH 1～8范围内,纳米TiO_2对Mo(VI)的吸附率均超过99%,吸附于纳米TiO_2上的Mo(VI)可用2.0 mL的0.1 mol/L NaOH溶液定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为22.7 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程不能忽略;吸附行为服从Langmuir和D-R等温模型.在室温下,纳米TiO_2对Mo(VI)的饱和吸附容量为12.74 mg/g,平均吸附能为17.36 kJ/mol;吸附反应焓变和熵变均为正值,自由能变为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程.     

铝钙粉浸出渣的活化及其在锌冶炼废水处理中的应用

以PAC生产过程中铝钙粉浸出渣为原料,采用盐酸和氢氧化钠进行活化,并对其在锌冶炼废水中吸附重金属的性能进行研究。考察铝钙粉浸出渣及其活化产物结构、比表面积、孔结构的变化,分析了pH值、吸附时间和重金属浓度对其吸附性能的影响,并以氢氧化钠活化产物为吸附剂进行了工业实验。结果表明:铝钙粉浸出渣经盐酸和氢氧化钠活化后,其结构均由岛状变为层状。铝钙粉浸出渣、盐酸活化产物和氢氧化钠活化产物的比表面积分别为21.8、63.1、28.1 m~2/g,BJH孔径分别为36.06、43.54和236.35 nm,孔容分别为0.03、0.09和0.14cm~3/g。pH=8,吸附温度为25℃,吸附时间为150min时,由Langmuir方程得到铝钙粉浸出渣对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为2.81、497.57和2.45mg/g,盐酸活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为3.44、516.32和2.04 mg/g,氢氧化钠活化产物对Cd~(2+)、Zn~(2+)和As(V)的饱和吸附量分别为7.64、526.32和4.72 mg/g。工业实验结果表明:吸附过程具有化学吸附特征,废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和As(V)的浓度由1.68、13.12、147.00、15.14和1.56 mg/L降至0.01、0.05、0.52、0.03和0.02 mg/L,达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466—2010)。     

纳米TiO_2对镉(Ⅱ)的吸附性能

通过吸附实验研究纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附行为,考察溶液的pH值、吸附时间和温度等因素对吸附的影响。结果表明:在pH为4～7范围内,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的吸附率均超过97%,吸附于纳米TiO2上的Cd(Ⅱ)可用7.0 mL 0.1 mol/L HCl于70℃恒温水浴中定量洗脱;该吸附过程符合准二级反应动力学模型,其反应的表观活化能为3.16 kJ/mol,粒子内部扩散过程是其吸附过程的速率控制步骤,但液相边界层向粒子表面的扩散过程亦不能忽略;等温吸附数据与Langmuir和D-R等温模型拟合较好。在室温下,纳米TiO2对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量为6.34 mg/g,平均吸附能为11.54 kJ/mol;吸附反应的焓变和熵变均为正值,自由能为负值,说明该吸附过程为自发的吸热过程。     

玻璃纤维滤膜基纳米钛酸锶钡的制备及其对Cd2+吸附行为

采用柠檬酸络合溶胶-凝胶法制备玻璃纤维滤膜基纳米钛酸锶钡(BBST),用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行表征.并系统地研究玻璃纤维滤膜基钛酸锶钡对水中Cd~(2+)吸附行为.结果表明,纳米钛酸锶钡通过Si-O-Ti和B-O-Ti键与玻璃纤维滤膜结合,成为新型多孔块体吸附剂.当介质的pH值为4～8时,该吸附剂对水中的Cd~(2+)具有很强的吸附能力,吸附容量为9.8 mg·g~(-1);其吸附行为符合Freundlich吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,吸附过程焓变(△H)为17.241 kJ·mol~(-1),各温度下的自由能变(△G)均小于零,熵变(△S)均为正值,该吸附过程是自发的吸热物理过程.     

氢氧化镁纳米棒吸附铅离子热力学与动力学

采用自牺牲模版法制备氢氧化镁纳米棒,通过XRD、TEM和SEM进行表征.氢氧化镁纳来棒直径约为100nm,长度约为1μm.在此基础上,研究氢氧化镁纳米棒对水溶液中铅离子的吸附特性.研究结果表明,氢氧化镁纳米棒对Pb2+的等温吸附符合Temkin模型吸附等温式,吸附过程是自发的、以化学吸附为主;氢氧化镁纳米棒对Pb2+的吸附动力学符合Lagergren二级动力学和内扩散模型,吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制.     

羊栖菜对水环境中Cd~(2+)的吸附特性

以非活性羊栖菜粉为吸附剂,研究羊栖菜对水溶液中Cd~(2+)的吸附特性。结果发现:在最佳吸附pH为5,温度为313.15K,吸附剂浓度为1g/L,Cd~(2+)初始浓度为40mg/L左右时,羊栖菜对镉离子的去除率的最大值为92.54%,且吸附10 min时,即达到最大去除率93.95%;在60 min时,基本达到吸附平衡,羊栖菜对Cd~(2+)的去除具有快速、去除率高的特点。动力学实验数据符合准二级动力学模型,Langmuir对热力学实验平衡数据的拟合较高,最大理论吸附容量为68.49 mg/g。通过方程拟合和SEM分析发现吸附过程发生了离子交换。FTIR分析显示,羟基、羧基等官能团在吸附过程中发挥了作用,通过解吸可以实现羊栖菜粉的再生和循环利用。     

Mg-Fe-CLDH对模拟谷氨酸废水的吸附分离

采用共沉淀法合成Mg与Fe摩尔比为3：1的层状双金属氢氧化物（Mg-Fe-LDH）,然后在500℃下煅烧6 h得到煅烧双金属氢氧化物（Mg-Fe-CLDH）。分析Mg-Fe-CLDH与Mg-Fe-LDH对谷氨酸的吸附性能,研究溶液p H、谷氨酸初始浓度、共存阴离子及温度等因素对吸附效果的影响,并对其吸附过程的动力学和热力学过程进行研究。结果表明：Mg-Fe-CLDH对谷氨酸的吸附效果很好,吸附率在优化条件下达到99.9%;吸附动力学符合准一级动力学方程,平衡吸附等温线很好地符合Langmuir方程。颗粒内扩散模型能很好地描述吸附动力学过程。颗粒内扩散模型拟合结果显示,颗粒内扩散不是唯一的反应速率控制步骤。     

高锰酸钾改性黄芪废渣活性炭对Cd~(2+)的吸附（英文）

以黄芪废渣为原料,用KOH为活化剂制备黄芪废渣活性炭,并用KMnO_4改性,改性前后的黄芪废渣活性炭用于对水溶液中Cd~(2+)的吸附。采用扫描电子显微术、比表面积测定、X射线衍射、红外光谱和贝母滴定等方法对改性前后的黄芪废渣活性炭进行表征;通过静态吸附实验考察改性前后黄芪废渣活性炭对水溶液中Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,KMnO_4改性后活性炭表面含氧官能团增加,MnO_2沉积到活性炭表面。改性前后的黄芪废渣活性炭对Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学方程,等温吸附更符合Langmuir模型,改性前后的黄芪废渣活性炭对Cd~(2+)的饱和吸附量分别是116.96和217.00mg/g。KMnO_4显著改变了黄芪废渣活性炭的物理化学性质和表面结构,改性后的黄芪废渣活性炭对Cd~(2+)的吸附能力明显提高。     

黑藻、狐尾藻对重金属铅、镉、铬、钒污染水体的修复

在实验室条件下研究水生植物黑藻和狐尾藻对水体中重金属Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)和V~(5+)的削减效果以及不同浓度重金属对植物生理的影响。结果表明:狐尾藻和黑藻对Pb~(2+)均具有较好的削减效果,当Pb~(2+)浓度为15 mg/L时,二者的削减率分别达到98.38%、94.35%;黑藻对水体中Cd~(2+)(5 mg/L)和Cr~(6+)(0.2 mg/L)的削减率分别为96.53%和69.23%,远高于相同重金属浓度下狐尾藻对Cd~(2+)的削减率(70.23%)以及对Cr~(6+)的削减率(26.73%);但狐尾藻和黑藻对水体中V~(5+)的削减率均不高,当水体中V~(5+)浓度为2 mg/L时,二者的削减率分别为16.71%和19.23%。叶绿素a、相对细胞电导率测试结果表明:随着金属浓度的升高、培养时间的延长,叶绿素a含量呈下降趋势,相对细胞电导率增大;V~(5+)对黑藻、狐尾藻的胁迫程度较小,其次为Cd~(2+)和Cr~(6+),且黑藻的受胁迫程度大于狐尾藻的,而Pb~(2+)对两种藻类的胁迫程度相对较大。总之,黑藻和狐尾藻对水体中重金属Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)和V~(5+)的污染均有一定的修复能力,且黑藻的效果优于狐尾藻的。     

纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌对铀的吸附性能与机理

以纳米Fe3O4磁性微粒负载啤酒酵母菌,制备一种新型铀吸附剂,考察其吸附铀的主要影响因素,即溶液pH值、铀初始浓度、吸附剂投加量及其粒度,分析吸附过程的反应动力学和等温吸附规律,并用扫描电镜和能谱仪分析吸附机理。结果表明:纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌(NFSC)吸附铀的最佳条件是pH值为7.0,铀初始浓度为60 mg/L,NFSC加入量为50 mg,NFSC的最佳粒径为12 nm。NFSC对铀的吸附动力学较好地符合准二级动力学模型,相关系数为0.999 6;吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich等温线模型,说明该吸附体系是一个单层覆盖与多层吸附相结合的模式。扫描电镜和能谱图表明:NFSC吸附铀后表面形态发生变化,且吸附过程中共存物理吸附和化学吸附,属于混合吸附类型。     

铜离子浓度对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌生长特性和生长动力学的影响

通过研究Cu~(2+)浓度对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,A.f)生长特性的影响,得到在不同Cu~(2+)浓度下A.f菌的生长曲线,探究不同Cu~(2+)浓度对培养液中细菌浓度、p H、亚铁浓度和氧化还原电位的影响。结果表明:A.f菌对Cu~(2+)具有一定的耐受能力;当培养液中ρ(Cu~(2+))≤0.5 g/L时,Cu~(2+)对A.f菌的生长活性影响较小;当ρ(Cu~(2+))在1.0~2.0 g/L之间变化时,A.f菌的生长活性开始受到Cu~(2+)的影响,出现明显的延迟效应,Cu~(2+)开始抑制细菌生长繁殖;当ρ(Cu~(2+))≥3.5 g/L时,A.f菌生长完全受到抑制,几乎停止生长。随着培养液中Cu~(2+)浓度的增加,A.f菌生长活性受到的抑制作用也增大。依据Monod方程推导并建立了A.f菌在不同Cu~(2+)浓度下的生长动力学方程,各动力学曲线的相关性较好,表明动力学方程能较好地描述不同Cu~(2+)浓度对氧化亚铁硫杆菌生长的影响。     

苯甲羟肟酸浮选黑钨矿体系中铅离子的活化作用机理

通过浮选实验、吸附量测定、红外光谱分析、XPS测试和浮选溶液化学计算研究Pb~(2+)活化苯甲羟肟酸浮选黑钨矿作用机理。结果表明:Pb~(2+)可明显活化苯甲羟肟酸浮选黑钨矿,pH值为6~10时,黑钨矿都保持较好的可浮性,p H值为9时浮选回收率最高;Pb~(2+)促进苯甲羟肟酸在黑钨矿表面的吸附,且很好地符合Freundlich吸附等温方程;黑钨矿表面主要活性质点为Mn~(2+);pH值为9时Mn~(2+)的主要存在形式是界面氢氧化锰沉淀,苯甲羟肟酸与之发生"O,O"螯合生成羟肟酸金属盐。     

铜离子在氨基化磁性纳米粒子上的吸附行为及吸附机理

通过溶胶?凝胶法制备氨基修饰的磁性纳米粒子。以紫外分光光度法为检测手段,采用静态批次实验研究不同实验参数(吸附时间、溶液 pH 和溶液温度)对铜离子吸附的影响。对铜离子的动力吸附学过程符合准二级动力学模型。准一级动力学模型证明其对铜离子的吸附是一个基于内部粒子扩散的过程。吸附等温线数据既符合Langmuir吸附等温模型又符合Dubinin?Radushkevich吸附等温式。随着溶液pH的增加和温度的升高,水中铜离子的去除效率也增加。另外,铜离子在低 pH 时可以很容易地从吸附材料上面洗脱下来,并且在材料重复使用5次之后,铜离子的回收率仍然保持在90.0%以上。根据吸附活化能和热力学实验结果,可以推断铜离子在吸附剂上的吸附机制是离子交换?表面络合。     

用示波极谱二阶导数波同时测定锌电解液中微量铜、镉、镍、钴（英文）

同时测定高浓度锌电解液中多种杂质金属离子对湿法炼锌非常重要,旨在建立一种用单扫描示波极谱二阶导数波同时测定锌电解液中微量铜、镉、镍、钴的新方法。研究这四种金属离子在丁二酮肟-柠檬酸钠-四硼酸钠介质中极谱导数波的影响因素。结果表明:高浓度Zn~(2+)和其他大多数共存离子不干扰Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)和Co~(2+)的测定。锌电解液中Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)和Co~(2+)的浓度分别在1×10~(-7)～3×10~(-4)、6×10~(-7)～2×10~(-4)、2×10~(-8)～1×10~(-5)和1×10~(-8)～3×10~(-5)mol/L范围时,其二阶导数波峰电流与浓度呈线性关系。Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)和Co~(2+)的检出限分别为8×10~(-8)、2×10~(-7)、6×10~(-9)和4×10~(-9)mol/L。该方法无需任何预处理直接测定锌电解液中的Cu~(2+)、Cd~(2+)、Ni~(2+)和Co~(2+),结果令人满意。该方法简便、灵敏、快速。     

面包酵母菌在铅铜模拟废水中的吸附动力学

探讨模拟重金属Pb2+-Cu2+混合废水中面包酵母菌的动力学吸附行为和各离子间的点位竞争吸附过程。选择面包酵母菌为吸附剂,分别对不同的Pb2+-Cu2+废水进行动力学吸附分析和二级动力学模型计算,同时,也进行SEM/EDS分析。结果表明:在最初60min时,酵母菌对Pb2+-Cu2+废水中离子已有较好的吸附效果,在整个动力学吸附过程中,酵母菌对废水中离子的吸附关系总是存在qt(Pb2+)qt(Pb2+-Cu2+)qt(Cu2+)。二级动力学方程计算结果显示:在Cu2+竞争胁迫环境下,增大Cu2+的比例使酵母菌对Pb2+的吸附速率更快,也证明Pb2+在吸附点位竞争过程中的明显优势,EDS测试结果也证实这点。SEM分析发现:酵母菌吸附Cu2+和Pb2+后,菌体出现不规则变形并遭受一定的破坏,有内部物质外泄现象。酵母菌对Cu2+和Pb2+都有一个快速吸附过程,相对而言其对Pb2+的吸附更具优势。     

巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附特性

采用巯基化改性麦糟去除废水中的锌离子,研究溶液pH值、反应时间和温度以及Zn(Ⅱ)初始溶度对巯基化改性麦糟吸附效果的影响;借助吸附平衡等温线及吸附动力学模型拟合,结合傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析阐明吸附机制。结果表明:在较宽的pH值范围(6~9)内,巯基化改性麦糟表现出对Zn(Ⅱ)良好的吸附性能。由Langmuir吸附等温线方程计算得到该吸附剂对Zn(Ⅱ)的理论饱和吸附量为353.36 mg/g,高于改性木质纤维素类吸附剂的吸附量(17.88~156 mg/g)。巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附动力学特性表明吸附反应很快在30 min内达到平衡,吸附符合拟二级动力学方程,活化能的计算结果表明吸附为活性化学吸附。FTIR分析可知:由巯基化改性麦糟吸附Zn(Ⅱ)主要是羟基和巯基中S—H基团的硫原子与Zn(Ⅱ)配合的结果。     

水杨羟肟酸在钛铁矿表面的吸附特性研究

目的从药剂吸附热力学和动力学角度揭示水杨羟肟酸在钛铁矿表面的作用特性。方法采用水浴振荡法,通过改变矿浆pH、药剂浓度、矿浆温度并结合紫外-可见分光光度法,总结药剂在矿物表面的吸附规律。应用准一级、准二级及粒子扩散模型探索药剂吸附动力学特性,利用Langmuir、Freunlich模型和平均吸附能公式分析药剂吸附的热力学行为。结果水杨羟肟酸离子在钛铁矿表面的吸附动力学符合准一级动力学方程。酸性及中性条件下,水杨羟肟酸离子在矿物表膜中的扩散是吸附过程的控制性步骤;而碱性条件下,矿物表面活性质点在矿物表膜中的扩散则是吸附过程的控制性步骤。低温下,药剂吸附符合Freunlich模型;温度升高时,吸附等温线遵守Langmuir单分子层吸附模型。吸附过程的ΔG随温度上升而降低,但随药剂浓度的增加而增加。平均吸附能结果表明,药剂在温度低时属于离子交换吸附模式,但在温度升高时属于化学反应吸附模式。结论水杨羟肟酸在钛铁矿表面的吸附规律受矿浆温度、pH及药剂浓度的影响较大,在生产实践中可通过改变上述条件来优化钛铁矿的浮选指标。