绿色吸附剂松树叶去除水中Cr(Ⅵ)的性能和机理研究

将废弃松树叶用于水中Cr(Ⅵ)的吸附去除。研究发现松树叶可有效去除Cr(Ⅵ),反应3h后可达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为45.73mg·g~(-1)。Cr(Ⅵ)在松树叶表面的吸附动力学符合准二级反应动力学和Freundlich等温线模型,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段。该吸附为吸热反应,吸附活化能为54.68kJ·mol~(-1)。研究表明将松树叶进行资源化利用,作为绿色吸附剂吸附去除水中的重金属离子是一种高效、环境友好的方法。     

Fe_3O_4纳米吸附剂的制备及其去除水中Cr(Ⅵ)的吸附机理研究

以FeCl_3·6H_2O和醋酸钠为原料,采用水热法制备Fe_3O_4纳米吸附剂,将其用于水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附去除。纳米Fe_3O_4可有效去除Cr(Ⅵ),反应2h后就达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为60.85mg·g~(-1)。对其吸附机理研究表明:Cr(Ⅵ)在Fe_3O_4表面的吸附符合Freundlich等温线模型,吸附活化能为43.73kJ·mol~(-1),表明为化学吸附,其吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散3个阶段,其动力学符合准二级反应动力学。利用Fe_3O_4纳米粒子吸附除去水中重金属离子在实际工业中是一种行之有效的方法。     

MoS_2吸附去除水中Cu(Ⅱ)的机制研究

采用一步水热法制备纳米MoS_2,对水中Cu(Ⅱ)有较好的吸附去除效果。Cu(Ⅱ)的最大吸附去除量221.3 mg·g~(-1)。采用表面络合模型(SCFM)描述Cu(Ⅱ)在MoS_2吸附剂表面上的吸附机制。实验表明:MoS_2对Cu(Ⅱ)的吸附过程包括物理和化学两种吸附作用,化学吸附是主要的吸附作用,决定了Cu(Ⅱ)的吸附去除效果。     

MoS_2纳米片去除水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和机理

采用简单的一步水热法合成了薄片状纳米MoS_2并将其用于吸附去除水中Cr(Ⅵ)。片状MoS_2对Cr(Ⅵ)具有非常好的吸附效果,反应不到160min就达到了吸附平衡,Cr(Ⅵ)的去除率可达97%。Cr(Ⅵ)在MoS_2上的表面吸附是自发吸热的化学吸附过程,反应速率主要由扩散速率控制。其反应动力学符合准二级动力学模型,由Langmuir等温线计算的最大平衡吸附量为36.22mg·g~(-1)。实验结果表明MoS_2纳米片是一种优良的金属离子吸附剂。     

ZnO复合生物炭钝化土壤中Cu(Ⅱ)

将柚皮洗涤干燥后经过水热活化去除生物油,再加入ZnSO_4进行二次水热反应,产品干燥后于管式石英炉中,在氮气气氛下热解,最后得到片层结构的氧化锌复合生物炭。Langmuir吸附等温模型计算得到其最大吸附量可达222.22 mg·g~(-1)。将其用于土壤中钝化Cu(Ⅱ),以DTPA提取土壤中Cu(Ⅱ)计算其生物可利用态,结果表明:不同污染程度的土壤中添加ZnO/生物炭后,Cu(Ⅱ)的生物可利用态都有了显著地降低,表明污染毒性降低。     

氨基功能化PGMA单分散微球对铜离子的吸附性能研究

为解决重金属铜离子的水污染问题,合成了高容量乙二胺修饰的单分散聚甲基丙烯酸缩水甘油酯功能高分子微球(PGMA-NH_2)吸附剂,并用于从模拟废液中吸附分离二价重金属铜离子(Cu(Ⅱ)).作者系统地研究了溶液pH、吸附时间及Cu(Ⅱ)初始浓度等影响因素对Cu(Ⅱ)吸附性能的影响.随着pH增加,Cu(Ⅱ)的吸附量也增加,pH为4.05时,Cu(Ⅱ)的吸附率接近100%,此时铜与Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Fe(ⅡI)的选择性分离系数也达到了最大,分别为1 706.8、739.8和40 112.0,298 K时,PGMA-NH_2对Cu(Ⅱ)的最大饱和吸附容量为1.70 mol/kg,高于文献中报道的其他吸附剂,PGMA-NH_2对Cu(Ⅱ)的吸附可以用拟合Langmiur等温吸附模型描述.吸附动力学研究表明,PGMA-NH_2对Cu(Ⅱ)的吸附速度非常快,10 min即可达到吸附平衡.8次吸附-解吸-活化再生循环实验表明PGMA-NH_2具有优良的稳定和循环性能.     

复合吸附剂对酸性大红染料的吸附性能

为降低吸附剂投加量,提高吸附效率,降低成本,将壳聚糖与纤维素复合,制备出一种复合生物吸附剂.用静态吸附的方法,对酸性大红溶液进行脱色实验.探讨了吸附剂投加量、pH值、反应时间对脱色的影响,并绘制出复合吸附剂对酸性大红染料的吸附等温线、吸附动力学曲线.结果表明,pH=6.0时对酸性大红的吸附率最大,当吸附剂用量为0.4 g/L,吸附率可达94%以上,在2 h的时间内就可达到吸附平衡,其平衡吸附量为159.73 mg/g.     

柚皮生物炭对模拟印染废水的吸附性能研究

为探究柚皮生物炭对印染废水的吸附性能,利用水热法炭化制备了柚皮生物炭吸附剂.采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT - IR)对其进行了表征,并考察了吸附时间、吸附温度和溶液初始浓度等因素对其吸附模拟废水中中性红的影响.结果表明:当吸附剂用量为0.09 g、吸附时间为40 min、 吸附温度为30 ℃时,柚皮生物炭对模拟废水中中性红的吸附效果最佳,为54.32 mg/g(模拟废水初始质量浓度为100 mg/L); 其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学过程遵循准二级动力学模型.     

玉米秸秆生物炭对水中对苯醌的吸附性能研究

资源环境问题一直受到人们的广泛关注,农业废弃物玉米秸秆可以用来提取油气,副产物生物炭预期能够用于环境治理。在600℃条件下,通过简单的限氧热解法制备得到玉米秸秆生物炭,将其用于吸附去除在高级氧化过程中产生的中间氧化产物——对苯醌,研究了玉米秸秆生物炭的投加量和溶液初始pH值对吸附效果的影响,玉米秸秆生物炭吸附对苯醌的动力学、热力学作用机理,玉米秸秆生物炭的再生利用性能等。研究结果表明:①玉米秸秆生物炭能够高效吸附去除对苯醌,投加量为0.8 g/L时的去除率可达到97.2%。②在较宽的pH值变化范围内(3.0～11.0)均表现出了较高的去除能力,且生物炭和对苯醌之间产生的∏-∏电子供体-受体(∏-∏electron-donor-acceptor interaction)相互作用占主导。③Elovich和准二级动力学模型均能较好地拟合试验动力学数据,表明玉米秸秆生物炭与对苯醌之间可能存在扩散控制的化学吸附过程。④基于Langmuir模型的玉米秸秆生物炭对对苯醌的最大吸附量q_(max)为94.6 mg/g;与Langmuir模型相比,Freundlich模型能够更好地拟合试验热力学数据,且玉米秸秆生物炭对对苯醌的吸附在很大程度上是多分子层吸附过程。⑤多次循环再生后的玉米秸秆生物炭仍具有较好的吸附去除率。     

介孔分子筛SBA-15负载MnO_2吸附剂去除水中As(Ⅲ)

以介孔分子筛SBA-15为基质负载MnO_2,制备SBA-15/MnO_2复合吸附剂用于水中As(Ⅲ)的去除,利用SEM和XRD等技术对SBA-15/MnO_2进行表征.研究硅锰摩尔比、吸附剂用量、溶液pH、离子强度对As(Ⅲ)去除的影响.结果表明:SBA-15/MnO_2比纯MnO_2具有更好的除砷效果;提高离子强度可以增强对砷的去除效果;溶液pH对吸附影响较大,随着溶液pH的增大,去除率降低; Freundlich模型比Langmuir模型更好地描述SBA-15/MnO_2对As(Ⅲ)的吸附平衡;动力学研究表明,吸附经4 h基本达到平衡,该吸附剂对砷(Ⅲ)的吸附过程可采用准二级动力学方程描述.     

重金属Cu(Ⅱ)在球黏土中的吸附特性

通过批式吸附试验,考察球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附效果,重点分析吸附时间、吸附剂用量、pH值以及初始质量浓度的影响。结果表明,Cu(Ⅱ)在球黏土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在60 min基本达到吸附平衡,且吸附量和吸附率随球黏土用量和Cu(Ⅱ)初始质量浓度的升高而提高。pH值对球黏土的吸附量有较大的影响,当pH值为6时,球黏土的吸附量可达97.93 mg/g。球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的最大吸附量为202.383 mg/g,准二阶动力学模型更适合描述球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的黏土吸附剂材料相比,球黏土对Cu(Ⅱ)具有良好的吸附性能,可以作为天然矿物吸附剂来处理含Cu(Ⅱ)废水。     

法桐树叶衍生生物质炭吸附含镍废水研究

以法桐树叶为原材料制备KOH改性的生物质炭吸附剂,对其表面性质进行表征,并研究其对含Ni(Ⅱ)废水的吸附性能。通过扫描电镜、比表面积分析仪及傅里叶红外光谱仪对制备的生物质炭表征分析证明,生物质炭呈现以微孔为主的多孔结构,比表面积为1 733.01 m2/g,表面存在一定量的羟基、羧基等酸性表面官能团,有利于对Ni(Ⅱ)的吸附。25℃下,生物质炭对Ni(Ⅱ)的饱和吸附量为12.35 mg/g。通过对吸附实验数据拟合可知,其吸附行为符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型。生物质炭对Ni(Ⅱ)的吸附主要表现为单分子层化学吸附,同时伴有自发的吸热反应。     

污泥吸附动力学与平衡模型的实验研究

采用好氧和厌氧污泥进行污泥的生物吸附实验,研究好氧与厌氧污泥吸附动力学和吸附平衡模型。研究表明:好氧和厌氧污泥的吸附过程中,颗粒内扩散是污泥吸附的主要限速阶段,但它不是唯一的限速因素。好氧和厌氧污泥的假二级反应模型比一级、二级反应模型更能描述污泥的吸附过程。Langmuir和Freundlich的吸附平衡方程都适合描述厌氧和好氧污泥的吸附平衡过程。     

新型磁性Fe/Mn纳米复合材料对水中铅离子的去除

为了有效去除水中的铅离子,实验制备以MnO₂为吸附表面的磁性Fe/Mn纳米复合吸附剂,并进行了吸附实验研究,分析pH、温度等参数对吸附的影响．结果发现,从298 K Langmuir等温吸附曲线可以计算出Fe/Mn复合吸附剂对Pb2+的饱和吸附量(Q₀=118.06 mg/L)．复合吸附剂对Pb2+的吸附总量正比于pH(1.5～5)和温度(303～323 K)．在研究纳米复合材料对铅离子的吸附动力学实验中发现,纳米复合材料和铅离子之间的吸附动力学符合假二级模型,通过相关热力学研究计算得到纳米材料和铅离子之间为吸热反应．     

花生壳生物炭对水中Pb(Ⅱ)的吸附

以农业废弃物花生壳为原料制备生物炭,对其表面形貌及孔结构进行了表征,对其吸附水中Pb(Ⅱ)的行为进行了研究.结果表明,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程.Langmuir吸附模型能够很好的模拟吸附等温线,最大饱和吸附量为68.22 mg·g-1.吸附热力学结果显示,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附主要以化学吸附为主,升高温度有利于吸附.     

甲醛-戊二醛交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的吸附热力学及动力学研究

通过静态吸附实验考察交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的等温吸附特性,并对其进行热力学及动力学分析。结果表明:树脂对Cu(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir方程,在实验浓度和温度范围内,该吸附过程表现为自发的吸热过程;吸附动力学符合准二级动力学方程,反应活化能为44.52kJ/mol,表明交联壳聚糖树脂对Cu(Ⅱ)的吸附由化学吸附控制。     

赤泥制备铁钛吸附剂及其除磷效果研究

以氧化铝工业生产过程中排放的废矿渣——赤泥为原料,采用铁盐改性处理,制备以赤泥为基料的新型羟基铁钛吸附剂,用于吸附水中磷酸盐.借助Zeta电位对吸附剂进行表征.考察了吸附剂投加量对除磷吸附剂吸附效果的影响以及吸附动力学等.研究表明,吸附剂对水中磷离子具有良好的吸附解吸效能,对磷的最大平衡吸附容量达到66.2 mg/g.吸附作用依赖于溶液的pH值,属于表面络合沉淀反应机制.吸附等温线和吸附动力学曲线与Langmuir方程和准二级动力学(Elovich)方程较吻合.     

丁二酸改性酵母菌对水中Ni(Ⅱ)的吸附研究

为提高酵母菌对Ni(Ⅱ)的吸附性能,采用丁二酸对其进行酯化改性,将酯羰基引至酵母菌表面,制备丁二酸改性酵母菌吸附剂,利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对改性酵母菌进行表征,研究改性酵母菌对水中Ni(Ⅱ)的吸附性能,考察丁二酸投加量、戊二醛用量、溶液pH及吸附时间等因素对Ni(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明：酯羰基被成功引至酵母菌表面,改性酵母菌表面粗糙不平;当丁二酸用量为6 g/g、戊二醛用量为6 mL/g时,制备的改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的去除效果较好;当溶液pH为7、吸附剂用量为1 g/L、吸附时间为150 min时,丁二酸改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的去除率为67.05%;Langmuir模型可以更好地描述改性酵母菌的吸附行为,改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的吸附为自发吸热过程。     

生物炭对铅离子的动态吸附

以黄姜皂素废渣为原料,制备成了生物炭,以硝酸铅水溶液作为模拟废水,采用降流式固定吸附床,模拟工业填充柱,分别考察了重金属铅离子溶液的吸附剂投加量、初始浓度、流速及初始pH值对生物炭动态吸附过程的影响.实验结果表明：生物炭能有效去除水中的重金属离子,随着重金属溶液初始浓度及流速的增大,穿透时间提前;增加生物炭的投加量,穿透时间延长;生物炭对水中铅离子动态吸附的穿透时间随pH值增大而延长.对实验数据进行了线性拟合,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征,说明生物炭动态吸附铅离子是一个吸附位点一旦被吸附质占据后则吸附不再发生,而且没有轴向扩散.     

一种新生物质吸附去除水体中直接大红

法国梧桐球果制备生物吸附剂,研究了其对水体中直接大红的吸附作用,研究结果表明法国梧桐球果能有效的吸附水体中的直接大红.通过不同影响因素下(pH、吸附剂量和温度)的吸附试验,确定了试验的最佳条件,并且得出了吸附平衡和动力学参数.25℃时吸附经7 h接近平衡,并且随着温度升高吸附接近平衡的时间明显缩短,35℃和45℃时分别为3 h和2 h.试验结果显示吸附过程符合一级和二级动力学吸附模型,二级吸附方程的数据拟合优于一级吸附方程,由动力学常数可求得吸附过程的表观活化能Ea=536.7 kJ/mol.吸附等温线的研究表明直接大红吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,由Langmuir吸附等温方程可求得直接大红的最大吸附量为66.23 mg/g.