用载钛改性活性炭纤维电极电吸附水中Cr(Ⅵ)

以溶胶-凝胶法制备TiO_2凝胶并涂敷在活性炭纤维表面,经高温处理后制得载钛改性活性炭纤维电极(TiO_2/ACF)。研究了TiO_2/ACF从废水中电吸附Cr(Ⅵ)的性能及吸附平衡后的再生,利用FT-IR、XRD和SEM对TiO_2/ACF材料表面进行表征。结果表明:在模拟废水pH=2.0、初始Cr(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、电极电位0.6 V、极板间距9 mm、极板面积100 cm~2条件下,TiO_2/ACF对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,吸附率接近100%,明显高于开路状态下的吸附率;活性炭纤维呈束状结构,其表面和束间分散有较多颗粒物,出现锐钛矿和金红石晶相,表明钛成功负载,其对Cr(Ⅵ)的吸附性能得以增强。     

活性炭纤维对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能及再生试验研究

研究了活性炭纤维吸附废水中Cr(Ⅵ)、再生及吸附过程热力学和动力学,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对吸附前、后的活性炭纤维进行表征。结果表明:用活性炭纤维吸附Cr(Ⅵ),在废水体积50 mL、pH=2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度40 mg/L、吸附时间200 min、吸附剂用量0.5 g条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.81%,Cr(Ⅵ)吸附量为3.95 mg/g;影响吸附过程的最重要因素为吸附剂用量;吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学吸附模型;用0.1 mol/L盐酸溶液对吸附Cr(Ⅵ)后的活性炭纤维进行洗涤、再生,然后重复试验,连续5次吸附后,Cr(Ⅵ)吸附去除率仍维持在91.47%。活性炭纤维表面呈束状结构,束间存在许多凹陷空间,表面主要官能团为—OH、N—H、■和■,对Cr(Ⅵ)的吸附主要是化学吸附。     

高锰酸钾活化法制备甘蔗渣活性炭及从废水中吸附Cr(Ⅵ)试验研究

研究了用高锰酸钾活化法制备的甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR及BET法对炭化前后的甘蔗渣进行表征。结果表明:普通甘蔗渣孔结构较少,表面平整,比表面积为0.874 8 m~2/g;甘蔗渣活性炭表面为多层片状结构,每片上有大量排列整齐的孔隙,比表面积为353.524 8 m~2/g,且官能团数量和种类均有所增加;用甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),适宜条件下,废水中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L时,Cr(Ⅵ)去除率达94.1%,最大吸附量为9.407 mg/g;吸附热力学及动力学结果表明,Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学方程。     

粉煤灰活性炭吸附含Cr废水试验研究

利用电厂粉煤灰可制备出具有较高吸附性能的粉煤灰活性炭.研究了不同pH值、投加量、时间、温度、溶液浓度、脱附方法条件下粉煤灰活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响.结果表明,吸附反应为吸热过程;当粉煤灰活性炭掺入比为1∶250、pH值为2、25℃恒温振荡120 min时,粉煤灰活性炭最大吸附容量能达到4.67 mg/g;Cr饱和的粉煤灰活性炭,用0.05 mol/L浓度的NaOH脱附效果最佳,脱附率为129%.废弃印刷线路板湿式处理工艺中产生的废水,含Cr(Ⅵ)0.62 mg/L,在上述条件下,Cr(Ⅵ)去除率达95.16%;若在自然pH条件下,Cr(Ⅵ)的去除率能达到91.94%,均符合污水综合排放标准.粉煤灰活性炭用于含金属废水的处理有着广阔的应用前景.     

壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性

研究了壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料的制备及从模拟废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR、BET法对普通甘蔗渣和复合材料的结构进行表征。结果表明:壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料为团状结构,表面有大量微孔,并有许多孔隙穿插其中,化学结构较普通甘蔗渣有较大改变;在废水Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、废水pH=2、反应温度25℃、复合材料投加量8 g/L、吸附时间12 h条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.7%,最大吸附量为8.779 6 mg/g;Langmuir等温吸附模型能反映吸附过程,吸附以单层吸附为主可用准二级动力学方程描述,吸附分快速吸附与慢速吸附2个阶段。     

壳聚糖改性活性炭纤维吸附Ni(Ⅱ)及再生试验研究

研究了用壳聚糖改性的活性炭纤维从废水中吸附Ni(Ⅱ),借助X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征改性前、后及再生后活性炭纤维。结果表明:在25℃、振荡速度150 r/min、模拟废水体积50 mL、Ni(Ⅱ)质量浓度20 mg/L、pH=6、吸附剂用量0.12 g、吸附时间120 min条件下,改性活性炭纤维对Ni(Ⅱ)的饱和吸附量为6.333 mg/g,影响吸附过程的最主要因素为Ni(Ⅱ)质量浓度;吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型;饱和改性活性炭纤维用0.1 mol/L EDTA进行再生处理,循环处理3次后,对Ni(Ⅱ)的吸附去除率仍保持在94%以上;壳聚糖改性后增大了活性炭纤维的比表面积,提供了新的N—H官能团,对Ni(Ⅱ)的吸附性能大大提高。     

纳米零价铁的制备及其从废水中吸附Cr(Ⅵ)的机制研究

研究了以绿色廉价的保险粉(H₂Na₂S₂O₄)为还原剂、FeSO₄为铁源，制备纳米零价铁(nZVI)并用于吸附废水中Cr(Ⅵ),考察了nZVI投加量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、模拟废水初始pH、反应时间和反应温度对Cr(Ⅵ)去除率的影响，并通过XRD、SEM对nZVI进行表征，结合吸附动力学、吸附等温线和颗粒内扩散模型试验探究去除机制。结果表明：所制得nZVI物相主要为α-Fe;在初始Cr(Ⅵ)质量浓度20 mg/L、nZVI投加量300 mg、吸附时间15 min、不调节pH条件下，用nZVI吸附1 L含Cr(Ⅵ)模拟废水，Cr(Ⅵ)吸附量为98.52 mg/g,去除率可达99.8%;吸附效果良好，且Cr(Ⅵ)的去除速率随温度升高而加快；nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。     

膨润土的钛柱撑改性及吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ)试验研究

研究了以钛酸丁酯Ti(n-C₄H₉O)为原料，无水乙醇为有机溶剂，采用溶胶-凝胶法制备钛柱化剂，再用所制备钛柱化剂对膨润土进行钛柱撑钠化改性。借助SEM与XRD表征了钛柱撑改性膨润土的结构和物相。考察了溶液pH、吸附时间、改性膨润土用量对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附去除的影响及反应动力学和热力学。结果表明：改性后膨润土对电镀废水中Cr(Ⅵ)的去除效果明显；对100 mL初始质量浓度4.0 mg/L、pH=4.0的含Cr(Ⅵ)溶液，在改性膨润土用量10 g/L、室温9 min条件下吸附，Cr(Ⅵ)吸附率达98.0%;废水pH对Cr(Ⅵ)去除效果影响较大；吸附过程可用Langmuir等温吸附模型描述，Cr(Ⅵ)饱和吸附量为3.05 mg/g,吸附反应以化学吸附为主；钛柱撑改性膨润土的循环使用性能还需进一步改进，后续应采取复合改性方式进一步提高其对Cr(Ⅵ)的去除能力。     

载铁改性膨润土处理含Cr(Ⅵ)废水试验研究

以载铁方式对膨润土进行改性,并通过静态吸附试验考察溶液pH、温度、吸附时间、改性膨润土用量对Cr(Ⅵ)吸附率的影响;借助SEM及FTIR分析改性前后的膨润土吸附Cr(Ⅵ)后的组成变化及吸附机制。结果表明:膨润土载铁改性后,比表面积大大增加,更有利于吸附废水中的Cr(Ⅵ);溶液pH对Cr(Ⅵ)吸附率影响最大,pH=6时,Cr(Ⅵ)吸附率达85.8%;改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要是与Cr(Ⅵ)发生羟基配合反应及离子交换反应。     

用聚吡咯改性电解锰渣去除废水中的六价铬

研究了用聚吡咯(PPY)改性电解锰渣(EM R)制备吸附材料EM R-PPY并用以从废水中吸附去除Cr(Ⅵ),考察了吸附时间、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附剂加入量、溶液pH对EMR-PPY吸附去除Cr(Ⅵ)的影响,探讨了吸附过程的动力学和热力学.结果表明:在废水pH=2.0、EMR-PPY加入量1 g/L、初始Cr(Ⅵ)质量浓度150 mg/L条件下,Cr(Ⅵ)去除率达99.6％;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,平衡状态下,理论最大吸附量为269 mg/g;吸附机制主要包括Cr2 O2-7与N+之间的静电作用、对Cr(Ⅵ)的还原作用、Cr2 O2-7与Cl-之间的离子交换作用;3次循环再生后,EMR-PPY对Cr(Ⅵ)的吸附量仍保持在100 mg/g以上,仍可继续使用.     

过氧化氢对载铁改性膨润土吸附废水中Cr(Ⅵ)的影响

研究了过氧化氢对载铁改性膨润土从废水中吸附Cr(Ⅵ)的影响。通过改变废水初始pH及过氧化氢浓度,考察载铁改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的机制,并利用SEM、FTIR观察分析吸附Cr(Ⅵ)前后的改性膨润土的形貌及结构。结果表明,废水pH在3~6范围内,添加一定浓度的过氧化氢能提升载铁改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附能力,吸附率可达95%以上。对照试验结果表明,向载铁改性膨润土中添加过氧化氢有利于羟基的生成,可促进载铁改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附。     

改性桑枝吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能试验研究

研究了以农林废弃物桑枝为原料制备6种改性生物质吸附剂,考察各改性吸附剂对冶金废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。桑枝改性前后的结构变化采用傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)进行表征。结果表明:0.4 mol/L硫酸亚铁溶液的改性效果最好,改性后的吸附剂可使Cr(Ⅵ)去除率达97.4%,较改性前提高了26.1%,其吸附过程更符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程;FTIR表征结果表明,改性后的桑枝吸附剂表面官能团发生一定变化,峰强度显著增大,有利于其对Cr(Ⅵ)的吸附。     

ACF/CNT复合材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以硝酸镍为催化剂前驱体,C2H2为碳源,H2为还原气,N2为载气,采用化学气相沉积法(CVD)在活性炭纤维(ACFs)毡体的纤维表面催化生长碳纳米管(CNTs),制备ACF/CNT复合材料。经测定,所制复合材料比表面积可达62.56 m2/g;扫描电镜分析表明,CNTs在ACFs表面分布均匀而致密,经过表面修饰可以作为1种良好的吸附材料。选择低浓度的六价铬(Cr(Ⅵ))溶液进行吸附研究,考察振荡时间、溶液pH值以及溶液的初始浓度等因素对吸附行为的影响。实验结果表明,初始Cr(Ⅵ)浓度为1 mg/L,在25℃时,随着振荡时间的增长溶液中Cr(Ⅵ)的脱除率逐渐增加,在150 min时达到最大值49.48%。溶液中Cr(Ⅵ)的脱除率随着pH的减小而增大,当pH值为2.0时脱除率达91.50%,对Cr(Ⅵ)的吸附量随着溶液初始浓度的增加而增大,但是当初始浓度到达5.0 mg/L时,脱除效率到达最大值后开始降低。并对ACF/CNT复合材料的吸附机制进行了探讨。     

废水中常见离子对载铁改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响

研究了废水中几种常见离子对载铁改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响。试验结果表明:废水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)、CO_3~(2-)、HCO_3~-等在酸性环境中会抑制改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附,在碱性环境中反而会促进改性膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附;废水中的NH+4对改性膨润土吸附Cr(Ⅵ)的影响甚微,可忽略不计。     

Mg/Fe层状双金属氧化物材料吸附U(Ⅵ)的性能及吸附机制

采用水热法制备了Mg/Fe层状双金属氧化物材料(Mg/Fe-LDHs),运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等测试手段对Mg/Fe-LDHs材料进行了表征,并考察了其对U(Ⅵ)的吸附性能及吸附机制。材料表征结果表明,制备的Mg/Fe-LDHs结晶度较好,表面形成大量规整的片状结构,增大了吸附接触面积。Mg/Fe-LDHs对U(Ⅵ)的吸附和再生利用性能研究结果表明,反应60 min后达到吸附平衡, U(Ⅵ)吸附容量达到156.61 mg·g~(-1),铀吸附效率为93.97%;经过5次循环再生使用, Mg/Fe-LDHs对U(Ⅵ)的吸附率为81.53%,表明Mg/Fe-LDHs对U(Ⅵ)具有较高的吸附和循环再生性能,在废水中放射性核素铀的去除方面具有良好的应用前景。吸附等温及动力学研究结果表明, Mg/Fe-LDHs对U(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层化学吸附,吸附动力学更符合准二级动力学模型。Mg/Fe-LDHs吸附前后的傅立叶红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)图谱分析表明, Mg/Fe-LDHs对U(Ⅵ)吸附机制主要是其表面的-OH、层间的CO_3~(2+)与U(Ⅵ)发生较强的络合作用。     

吸附胶体浮选法在含铬（VI）废水处理中的应用与评价

吸附胶体浮选法是采用FeSO4为还原剂将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),用NaOH调节pH值为6左右,使生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。然后向该溶液中加入十二烷基磺酸钠(SLS)浮选剂直接进行浮选,重金属铬离子和表面活性剂反应产物以泡沫形式去除。本次实验做了20×10-6Cr(Ⅵ)合成废水的条件实验,用正交实验法确定了50×10-6Cr(Ⅵ)合成废水的浮选最佳条件,对实际废水进行了处理,其结果达到了国家工业废水排放标准(Cr6+<0.5mg/l)为工业上采用浮选法处理含铬废水提供了实验依据。     

X-CTS制备及对水中重金属去除的研究

为了处理水中重金属离子,制备了系列壳聚糖修饰物(x-CTS):戊二醛交联壳聚糖(GC)、邻苯二甲酸二丁酯致壳聚糖多孔膜(DBP-C)、壳聚糖凝胶珠(CHD),对目标产物进行了表征,并将目标产物对水环境中的重金属离子Cr(VI),Cd2 ,Pb2 进行了吸附研究.试验表明,在试验条件下,GC对相同质量浓度Cr(Ⅵ)和Pb2 的吸附率可达到99.6%以上,远大于对Cd2 的吸附;CHD的饱和吸附量为:Pb2 》Cr(Ⅵ)》Cd2 ;DBP-C的配比为1:4时,吸附效果最好.同时,研究了1:4配比DBP-C对Cd 2的静、动态吸附,以及pH、温度、浓度等试验条件对Cd2 吸附的影响,确定了最佳吸附条件.     

电絮凝废水中Cr(Ⅵ)高效去除工艺条件及机理研究

水体Cr(Ⅵ)污染因污染物来源广泛、毒性强,易形成水体-土壤复合污染,其绿色、低成本达标治理已成为国内外环保工作者关注的热点及难点问题。采用电絮凝工艺进行废水中Cr(Ⅵ)污染去除,探索液相pH、槽电压、电解质浓度及初始Cr(Ⅵ)浓度对电絮凝Cr(Ⅵ)去除效率的影响,并通过对所得沉淀絮体的微观形貌、元素分布及物相组成分析,阐明Cr(Ⅵ)电絮凝沉淀去除机理。结果表明,Cr(Ⅵ)电絮凝去除的最佳工艺条件为液相pH=6.0,槽电压3.0 V,电解质浓度2.0%,在此条件下,初始浓度10.0mg/L的含铬废水,经12.0min电絮凝反应,出水铬浓度为0.018mg/L,去除效率达99.98%,满足饮用水Cr(Ⅵ)排放限值。机理分析研究表明,废水中的Cr(Ⅵ)经Fe²⁺还原为Cr(Ⅲ)后,以CrOOH与Cr(OH)3的形式经铁的氧化物/氢氧化物载带沉淀而去除。电絮凝工艺治理水体Cr(Ⅵ)污染具有去除效率高、速率快、污泥产生量低的特点,可为水体Cr(Ⅵ)污染的治理提供技术支持。     

吸附胶体浮选法在含铬(Ⅵ)废水处理中的应用与评价

吸附胶体浮选法是采用FeSO4为还原剂将Cr(Ⅵ)还原成Cr(Ⅲ),用NaOH调节pH值为6左右,使生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀.然后向该溶液中加入十二烷基磺酸钠(SLS)浮选剂直接进行浮选,重金属铬离子和表面活性剂反应产物以泡沫形式去除.本次实验做了20×10-6Cr(Ⅵ)合成废水的条件实验,用正交实验法确定了50×10-6Cr(Ⅵ)合成废水的浮选最佳条件,对实际废水进行了处理,其结果达到了国家工业废水排放标准(Ce6+<0.5 mg/1)为工业上采用浮选法处理含铬废水提供了实验依据.     

改性鸡蛋壳对废水中Ni(Ⅱ)的吸附性能试验研究

研究了用KMnO_4为改性剂制备改性鸡蛋壳吸附剂,通过单因素和正交试验考察其对冶金废水中Ni(Ⅱ)的吸附性能。采用X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、扫描电镜(SEM)对吸附材料进行表征。结果表明:KMnO_4改性鸡蛋壳吸附剂对Ni(Ⅱ)有较好的吸附效果;在初始Ni(Ⅱ)质量浓度20 mg/L、废水pH为5、吸附剂用量4.0 g、吸附时间350 min条件下,对50 mL模拟废水进行吸附,Ni(Ⅱ)吸附去除率达99.0%,且吸附效果相对稳定;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程。表征结果表明:鸡蛋壳吸附剂结晶度较好,表面主要官能团为—OH(醇类、酚类和羧酸)和C—H;改性后鸡蛋壳表面的—OH基团极性增强,孔隙发达,孔径变大,更有利于对Ni(Ⅱ)的吸附。