二硫化碳改性松针对Cu~(2+)的吸附性能研究

利用二硫化碳(CS2)改性松针作为新型生物材料,对溶液中Cu~(2+)进行吸附去除。结果表明:当pH=7、吸附剂剂量为0.4g、反应时间为60min时,该材料对100mL 50mg/L含铜废水的去除率达94.7%;伪二级动力学方程能较好地拟合该材料对Cu~(2+)的吸附动力学过程,揭示了其吸附主要是离子交换吸附;Langmuir方程能较好地拟合该材料对Cu~(2+)的等温吸附过程,表明其吸附主要是单分子层吸附。     

酰化壳聚糖改性膨润土对Pb~(2+)、Al~(3+)的吸附性能研究

合成酰化壳聚糖后与膨润土通过化学键合得到了酰化壳聚糖改性膨润土复合吸附剂。通过傅里叶红外光谱分析和热重分析对改性膨润土进行了表征。探讨了膨润土和改性膨润土对模拟废水中金属离子Pb~(2+)、Al~(3+)的吸附性能。改性膨润土对Pb~(2+)的吸附时间为1h,温度在50℃,用量为0.1g,pH=5时吸附效果较好。改性膨润土对Al~(3+)在吸附45min后达到吸附平衡,温度对Al~(3+)的吸附影响不大。结果表明改性膨润土对Pb~(2+)、Al~(3+)具有较好的吸附能力。     

农林废弃物吸附废水中重金属Pb~(2+)的性能及机理研究进展

人体Pb~(2+)超标会造成贫血、肾功能衰竭、内分泌系统和中枢神经系统紊乱等症状。Pb~(2+)可通过含Pb~(2+)废水、废渣等形式对环境造成污染,其中含Pb~(2+)废水不仅对水源造成直接污染,同时也会在流经区域土壤形成Pb~(2+)富积而造成土壤重金属污染,因此对含Pb~(2+)废水的无害化处理刻不容缓。废水中Pb~(2+)的去除方法主要包括离子交换法、化学沉淀法、电化学法、膜过滤法和吸附法等,其中,吸附法因具有效率高、方便操作和成本低等优点而被广泛应用。商业活性炭吸附废水中Pb~(2+)的效果很好,但是高成本限制其使用,因此寻找活性炭替代吸附剂是吸附法处理含Pb~(2+)废水技术发展的关键。农林废弃物(AFW)因其来源广泛、种类繁多、成本低廉、吸附效果好、吸附材料可再生等诸多优势,被广泛应用于废水中Pb~(2+)的去除。可通过酸碱盐改性、结构改性、炭化改性、有机溶剂改性和复合改性等对AFW进行处理,以提高其吸附效率。同时,Pb~(2+)初始浓度、吸附剂量、p H值、温度和时间等因素对AFW吸附Pb~(2+)的效率有较大的影响。AFW可通过离子交换、络合作用、物理吸附、化学沉淀等多重作用机制实现Pb~(2+)的高效吸附,其吸附动力学一般符合准二级动力学模型,吸附热力学一般符合Langmuir热力学模型或Freundlich热力学模型。本文综述了AFW吸附废水中Pb~(2+)的研究现状与进展,从AFW改性、Pb~(2+)吸附影响因素及其作用机制等方面进行了讨论。最后,对AFW吸附Pb~(2+)研究中存在的问题进行了分析,并对其未来的研究方向进行了展望,以期为制备稳定可循环的AFW提供参考。     

响应面法优化木质素基选择性吸附树脂的皂化条件

采用响应面法研究了膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺选择性吸附树脂(BLPAM)的皂化实验。以氢氧化钠溶液浓度、皂化温度、皂化时间为影响因素,以Pb~(2+)吸附量、Cu~(2+)吸附量、Pb~(2+)对Cu~(2+)的选择性吸附系数、Pb~(2+)去除率、Cu~(2+)去除率为响应值建立Box-Behnken数学模型,通过响应面分析得到针对各响应值的主次因素和优化皂化条件。采用组合赋权法确定各响应值的权重,获得最终的优化皂化条件。结果表明,BLPAM的优化皂化条件为:氢氧化钠溶液浓度1.45mol/L、皂化温度98℃、皂化时间2.90h,所得皂化BLPAM树脂在二元Pb~(2+)/Cu~(2+)溶液中对Pb~(2+)吸附量为1.772mmol/g,Cu~(2+)吸附量为1.719mmol/g,Pb~(2+)对Cu~(2+)的选择性吸附系数为1.604,Pb~(2+)去除率为96.062%,Cu~(2+)去除率为93.864%。     

改性玉米秸秆吸附Cu~(2+)的研究

研究了用磷酸改性的玉米秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)的性能,考察了pH、温度、吸附时间、Cu~(2+)初始质量浓度和吸附剂用量对改性玉米秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)性能的影响。结果表明:在实验条件下,改性玉米秸秆对Cu~(2+)的吸附率随改性玉米秸秆用量、吸附时间、溶液pH和温度增加而增大,随Cu~(2+)初始质量浓度的增大而降低,其对Cu~(2+)的吸附率可达78.3%。说明改性玉米秸秆对水溶液中Cu~(2+)具有良好的吸附能力。吸附过程的动力学模型拟合结果表明,改性玉米秸秆吸附Cu~(2+)的过程更符合准二级动力学模型。     

APTES改性介孔硅的制备及对重金属离子的吸附性能研究

以介孔二氧化硅为原材料,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性接枝到介孔硅表面,对改性介孔二氧化硅进行表征分析。介孔硅具有较高的比表面积,而APTES中的氨基具吸附重金属功能,使得氨基改性介孔硅吸附重金属离子的功能更强。探讨了介孔硅对重金属的吸附性能,考察氨基功能化介孔硅吸附剂对重金属镉离子(Cd~(2+))、铅离子(Pb~(2+))、铜离子(Cu~(2+))的选择吸附作用。实验结果表明,吸附时间8h以上,介孔硅和改性介孔硅对Cd~(2+)的吸附量分别为0.14、0.15mg/g,对Pb~(2+)的吸附量分别为0.14、0.15mg/g,对Cu~(2+)的吸附量分别为0.13、0.15mg/g;在温度为25℃,震荡时间为24h的条件下,改性介孔硅对Pb~(2+)吸附性能最好,吸附量为0.13mg/g,其次是Cu~(2+)为0.02mg/g,最后是Cd~(2+)为0.01mg/g,说明在3种金属的混合溶液中,改性介孔硅对Pb~(2+)有良好选择吸附性。     

磁性氧化石墨烯的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

制备了一种磁性氧化石墨烯(GO-Fe_3O_4),并对其吸附铜离子(Cu~(2+))的性能进行了研究。研究了不同pH和初始浓度对GO-Fe_3O_4去除Cu~(2+)的影响。研究结果表明:改性四氧化三铁(Fe_3O_4@SiO_2)成功被接枝在GO的边缘,GO与Fe_3O_4@SiO_2质量配合比为4∶1,制得的GO-Fe_3O_4,在303℃,pH为4.5,Cu~(2+)初始质量浓度为124.5mg/L条件下,GO-Fe_3O_4对Cu~(2+)的平衡吸附容量达到76.5mg/g。GO-Fe_3O_4在使用第7次时,对Cu~(2+)吸附容量仍可达到55mg/g,具有良好的吸附性能。     

5种改性淀粉吸附Cu~(2+)性能及动力学研究

具有一定功能基团的改性淀粉可提高对重金属离子的吸附能力,分别以阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、磷酸酯双淀粉、氧化淀粉和尿素淀粉5种改性淀粉为吸附剂,以紫外分光光度法测量吸附后的Cu~(2+)质量浓度,考察了改性淀粉对Cu~(2+)的吸附动力学,并对比了不同改性淀粉的吸附效果。结果表明,在改性淀粉用量为0.1g、铜离子初始浓度为2g/L、溶液体积为100mL的条件下饱和吸附,其中磷酸酯淀粉吸附量最大,达50.7mg/g。吸附动力学研究表明5种改性淀粉的吸附等温数据均符合Freundlich模型。阳离子淀粉吸附数据符合准二级动力学模型,其余4种改性淀粉吸附数据更符合准一级动力学模型。     

NaOH/KOH改性柠檬渣吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的研究

为了研究柠檬渣化学改性后的吸附性能,分别利用10%的KOH和NaOH对其进行改性。测量了改性前后柠檬渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附率,并测定了柠檬渣的灰分、碘吸附值、比表面积和孔结构(BET);利用差热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对柠檬渣进行表征。改性后的柠檬渣对Pb~(2+)的吸附率增加近2倍,对Cr~(6+)的吸附率减小了近10倍左右,对Cu~(2+)吸附的影响不大;活化后的柠檬渣孔容分别增大3倍和4倍;柠檬渣在活化前后的孔径都为中孔;活化后的柠檬渣的比表面积、灰分和碘吸附值增幅较大。活化后的柠檬渣表面变得有些疏松,比表面积增加都超过了2倍,灰分率分别增加了近2倍和1.5倍左右,而碘吸附值分别增加了近3.5倍和2.5倍左右。柠檬渣为非晶型结构,改性前后并没改变柠檬渣的基本框架。活化和吸附Pb~(2+)样品的吸热峰和放热峰所对应的温度均不相同。     

基于氧化石墨烯印迹微球的制备及其对Cu~(2+)的选择性吸附研究

以硫脲改性后的壳聚糖(TCS)为印迹单体,氧化石墨烯(GO)为载体,铜离子(Cu~(2+))为模板,在环氧氯丙烷为交联作用下,制备出一种具有Cu~(2+)印迹的GO/TCS微球(IM-GO/TCS)。研究结果表明:当吸附剂IM-GO/TCS用量为0.5g/L,pH=6,温度35℃,Cu~(2+)初始浓度为100mg/L,吸附时间为120min条件下,IM-GO/TCS对Cu~(2+)的吸附量达到146.105mg/g,对Cu~(2+)的选择系数达到9.745,相对分离比达到12.558。     

共存离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb~(2+)的影响

采用自制膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(Bentonite/LS-g-AM-co-MAH),研究了外加电解质中竞争阳离子与共存阴离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:竞争阳离子Li~+、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Ni ~(2+)、Co~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)抑制Pb~(2+)的吸附,抑制作用顺序为Cu~(2+)Cd~(2+)Zn~(2+)Co~(2+)Ni ~(2+)Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+Li~+;Fe~(3+)和Al~(3+)在pH=2.0~3.0时抑制Pb~(2+)的吸附,在pH=4.0~6.0时促进Pb~(2+)的吸附,两者的影响顺序为Fe~(3+)Al~(3+)。共存阴离子NO_3~-、Cl~-和Br~-抑制Pb~(2+)的吸附,抑制作用顺序为Br~-Cl~-NO_3~-;SO_4~(2-)和PO_4~(3-)有利于去除Pb~(2+),两者影响基本相同。     

改性壳聚糖微球合成及对Cu~(2+)吸附性能的研究

壳聚糖由于其结构特性和表面化学性能,对过渡金属离子有很强的亲和力和良好的选择性。利用二乙胺、三乙胺、聚乙烯亚胺(PEI)对壳聚糖微球进行改性,增加壳聚糖微球的活性中心以强化对二价铜离子(Cu~(2+))的吸附能力。实验结果表明:在Cu~(2+)溶液pH为5,吸附时间为15min,温度为35℃时,制得的改性壳聚糖微球对Cu~(2+)的吸附量达到2.88mmol/g。     

改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

通过异丙醇对柚皮进行改性,用于吸附水中的铜离子。考察吸附时间、pH、改性柚皮用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:当pH=6,改性柚皮粉用量8g/L,吸附时间50min时,Cu~(2+)的去除率达90%以上。等温吸附规律可用Langmuir和Freundlich方程较好地描述,吸附热力学表明改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附是自发进行的吸热过程,改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附能较好地符合准二级动力学模型。     

端氨基超支聚合物功能化磁性复合材料对Cu~(2+)和甲基橙的吸附研究

合成端氨基超支聚合物(HBPA)后与"一锅法"合成的氨基修饰磁性纳米微球通过戊二醛交联得到多氨基功能化磁性纳米吸附剂。通过傅里叶红外光谱、XRD光谱和热重分析表明端氨基修饰磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@HBPA)成功制备。探讨了Fe_3O_4@HBPA吸附剂对模拟废水中Cu~(2+)和甲基橙的吸附性能。Fe_3O_4@HBPA对Cu~(2+)和甲基橙的吸附时间为120min,温度30℃,吸附剂用量为10.0mg,pH=5.0时对Cu~(2+)的吸附效果最佳,pH大于5,对甲基橙吸附效果都较佳。Fe_3O_4@HBPA吸附剂对Cu~(2+)和甲基橙吸附速率较快,在10min左右就基本达到吸附平衡,温度对Cu~(2+)和甲基橙的吸附影响不大。结果表明端氨基超支聚合物修饰的磁性纳米吸附剂对Cu~(2+)和甲基橙具有较好的吸附能力。     

ZnCl_2改性柠檬渣的吸附性能研究

研究了用10%的ZnCl_2化学改性柠檬渣的吸附性能,考察了改性前后柠檬渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附率变化情况。测定了柠檬渣的灰分、碘吸附值、比表面积和孔结构;利用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱对柠檬渣的结构进行了表征。研究结果表明:改性后的柠檬渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附率分别提高约10、2和1.2倍;改性后柠檬渣的孔容、孔径、灰分率和碘吸附值变化不大,比表面积增大了近3倍;改性并未改变柠檬渣的基本框架,改性后的柠檬渣在近紫外区有最大吸收波长;Cl~-能分别被Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cr~(6+)完全取代,但形成的EDS峰不高。     

榛壳吸附剂对铅离子和亚甲基蓝吸附性能研究

榛子壳中富含纤维素、半纤维素、木质素,非常适合用来吸附水体中的阳离子。为了深入研究榛子壳粉吸附剂对阳离子的吸附机制,以铅离子(Pb~(2+))和阳离子染料亚甲基蓝(MB)为例,研究了在榛子壳粉吸附剂吸附Pb~(2+)和MB的动力学吸附特性、等温吸附特性,并进行了热力学分析。研究结果表明准二级吸附动力学方程非常适合拟合榛子壳粉吸附剂对Pb~(2+)和MB的吸附过程,榛子壳粉吸附剂吸附Pb~(2+)和MB的最大吸附量分别为65.02mg/g和46.28mg/g。榛子壳粉吸附剂吸附Pb~(2+)的过程为放热过程,吸附MB的过程为吸热过程。     

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。     

锰铁氧体/生物炭的制备及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb~(2+)离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb~(2+)离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb~(2+)离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb~(2+)离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb~(2+)离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。     

氧化锌粉体对Cu~(2+)的吸附研究

采用氧化锌粉体吸附水中Cu~(2+),考察了反应时间、反应温度、pH值及Cu~(2+)浓度对吸附效果的影响。实验结果表明:在氧化锌用量为20mg,吸附时间20min,温度为30℃,pH值为8时,对Cu~(2+)的吸附率可达到95.78%,吸附量为23.93mg/g。     

α-CD/PAN纤维膜对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

应用静电纺丝技术制备α-环糊精(α-CD)/聚丙烯腈(PAN)纤维膜,采用SEM、FT-IR分别对纳米纤维膜进行表征。通过考察pH值、吸附时间、重金属离子初始浓度、温度几个因素,系统研究了α-CD/PAN纤维膜对重金属离子的吸附影响。结果表明:在溶液pH=6,吸附时间为2h,重金属离子初始浓度为10mg/L,温度为35℃的条件下,纳米纤维膜对铜离子(Cu~(2+))、锌离子(Zn~(2+))、镍离子(Ni~(2+))和铅离子(Pb~(2+))的吸附达到最佳,吸附容量分别为9.11、9.02、9.31和8.87mg/g。