磺胺化聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其对Cr(VI)和Pb(II)的吸附性能

为更好地吸附水中的Cr(VI)和Pb(II)等重金属离子,并且避免吸附材料对水体的二次污染,利用对甲基苯磺酰胺为功能化试剂,通过水热法对聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜进行化学改性,得到了具有吸附重金属离子功能的磺胺化PAN纳米纤维膜,并研究了该纤维膜对Cr(VI)和Pb(II)的吸附去除性能和机制。结果表明:当水热温度为125 ℃,水热时间为2.5 h时,可得到形貌良好的磺胺化PAN纳米纤维膜;磺胺化PAN纳米纤维膜对Cr(VI)的吸附符合Langmuir模型,且满足二级动力学方程,在质量浓度为50 mg/L的K₂Cr₂O₇溶液中1 h后可达到吸附平衡,吸附量为220.4 mg/g;对Pb(II)的吸附符合Freundlich吸附模型,且满足二级动力学方程,在质量浓度为50 mg/L的Pb(NO₃)₂溶液中1 h后可达到吸附平衡,吸附量为185.6 mg/g。     

不同改性方法对制浆木片筛渣吸附效果的影响

木片筛渣为木材原料制浆削片备料过程中产生的废弃物,由木屑和木针组成。本课题分别采用1mol/L的HNO_3、1mol/L的H_3PO_4和1mol/L的NaOH对木片筛渣进行功能化改性,探讨了不同改性的木片筛渣,在不同吸附条件下对含铬废水中Cr(VI)吸附(去除)效果的影响。结果表明,当Cr(VI)初始浓度为15 mg/L,木片筛渣用量为40 g/L,吸附体系的pH值为2,吸附温度为30℃左右,吸附时间为80 min时,不同改性后木片筛渣对Cr(VI)的去除率均可达到70%以上,其中经HNO_3改性的木片筛渣吸附效果最好,Cr(VI)的去除率可达93.8%。     

柳絮纤维生物质炭的制备及其对染料废液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对目前酸性媒染染料废水中的六价铬Cr(VI)对水体环境污染严重的问题,以柳絮纤维为原料,通过限氧裂解法制备了KOH活化生物质炭(CBK)、NaOH活化生物质炭(CBN),采用吸附批实验法研究模拟染料废液pH值、吸附剂投放量、温度效应等对柳絮纤维生物质炭吸附处理Cr(VI)的影响,利用动力学和热力学相关模型对吸附过程进行拟合,探究柳絮纤维生物质炭对Cr(VI)的吸附机制。结果表明:CBK较CBN比表面积显著增大,表面吸附位点增多;在模拟废液pH值为2时,CBK、CBN对Cr(VI)的理论最大吸附量分别为82.68、47.16 mg/g,且吸附过程符合Freundlich热力学模型和准二级动力学模型,吸附过程主要为多分子层吸附,同时还伴随着化学吸附,该吸附反应是自发进行且为吸热反应,温度升高可显著提高柳絮纤维生物质炭对Cr(VI)的吸附量。     

聚合物纳米纤维去除制革废水中Cr(Ⅲ)的研究

采用半胱氨酸改性的聚合物纳米纤维,经证实能够快速高效地去除制革废水中的Cr(Ⅲ)。对试验条件进行优化,如pH、纳米纤维含量和接触时间,以获得最大的去除率。结果表明:最佳条件是纳米纤维用量为0.1mg/mL,pH值为5.5,接触时间为45min,此时约有99%的Cr(Ⅲ)被去除,表明该材料处理含铬废水的效果较好,最大去除率约为1.75g铬/g聚合物材料。这可能是由多种因素造成的,如纳米纤维具有较高的比表面积,以及大量的半胱氨酸基团与重金属离子具有较强的亲和力。因此,纳米级聚合物材料在去除废水中重金属离子方面具有巨大的潜力。     

Fe_3O_4@V_C磁性纳米粒子对Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过水热法合成Fe_3O_4@V_C磁性纳米粒子,采用透射电镜、红外光谱和X射线衍射等表征手段对合成的粒子结构进行表征。探讨了pH值、吸附时间、吸附剂用量、溶液初始浓度等因素对六价铬Cr(Ⅵ)吸附的影响,并对Cr(VI)的吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明,在pH为1.50,25℃条件下,磁性纳米粒子对Cr(VI)的饱和吸附量可达39.12mg/g,吸附率为85%以上。吸附性能试验表明,磁性纳米粒子对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir热力学模型和HO准二级动力学吸附模型。     

改性香芋皮粉末对Cr(Ⅵ)的吸附性能

采用硫酸(1+19)溶液对香芋皮粉末进行改性制备吸附剂,利用静态吸附法,研究吸附剂粒径、投加量、吸附温度、吸附时间和初始废水的p H、Cr(Ⅵ)初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。结果表明,吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件为:改性香芋皮粉末的粒径200目,投加量1.0 g、吸附温度30℃、吸附时间360 min,初始废水p H 3以及Cr(Ⅵ)初始质量浓度150 mg/L。在此工艺条件下,改性香芋皮粉末吸附剂对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附性能,对Cr(Ⅵ)的吸附量可达到7.491 mg/g,Cr(Ⅵ)的吸附率可达99.88%。用HCl溶液(1+5)对吸附饱和的吸附剂可解吸再生。     

蒙脱土纳米复合材料的制备及应用研究

利用离子交换法对钠基蒙脱土进行了改性。探讨了钠基蒙脱土及改性蒙脱土在处理制革废水方面的应用及有机改性蒙脱土 / Cr3 复合物在鞣制方面的应用 ;对有机改性蒙脱土增强增韧聚合物材料的性能进行了检测。对有机改性蒙脱土的 CEC(cation exchange capacity,离子交换容量 ,mmol/ 10 0 g)、FT- IR(傅立叶变换红外光谱 )及 XRD(X射线衍射 )测定结果表明 :有机阳离子已和钠基蒙脱土发生离子交换作用 ,使蒙脱土的层间距增大 ;蒙脱土及改性蒙脱土可对制革废水进行处理 ,较好地吸附废水中的油脂 ;钠基蒙脱土及有机改性蒙脱土对皮革有一定的鞣制作用 ,与无机鞣剂结合使用可大大减少无机鞣剂的用量 ,使鞣后坯革具有较高的收缩温度 ;有机改性蒙脱土用于聚合物材料的复合物改性 ,能使复合材料的强度和韧性得到较大提高 ,为纳米涂饰剂的开发提供了新的思路。     

硅胶负载微波交联壳聚糖对制革废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

以适宜条件下制备的硅胶负载交联壳聚糖为基础,研究其对制革废水中六价铬(Cr(VI))的吸附作用。探讨了溶液的pH值、反应时间、温度、吸附剂用量对吸附性能的影响。结果表明,在室温下pH为5,吸附时间1h,投加量为0.15g时其吸附性能最好,吸附率可达98%以上。     

Fe(Ⅲ)-Al_2O_3对制革生化尾水中DOM的去除规律研究

比较了Al_2O_3和Fe(Ⅲ)-Al_2O_3对制革生化尾水中难降解溶解性有机物(Dissolved organic matter, DOM)的去除效果,借助SEM和XRD分析了氧化铝改性前后结构组成的变化,并通过对紫外特征参数和三维荧光光谱的分析重点探讨了Fe(Ⅲ)-Al_2O_3对制革生化尾水中DOM的去除规律。研究表明,Al_2O_3改性后吸附效果显著提高,烧结温度为150℃,Fe (Ⅲ)-Al_2O_3用量为30g时,色度去除率高达93.8%,同时溶解性有机碳(Dissolved organic carbon, DOC)去除率可达38.7%; Fe(Ⅲ)-Al_2O_3具有的发达的孔隙结构及表面负载的无定型水合铁氧化物对分子量高、取代基为含氧官能团的芳香族化合物的吸附能力更强,且主要表现在选择性地吸附制革生化尾水中的类腐殖酸和类富里酸物质。利用Fe(Ⅲ)-Al_2O_3的选择性吸附,可与高级氧化技术相结合,为制革废水生化尾水提供针对性更强的深度处理技术方案。     

乙胺基团增强聚吡咯材料对印染废水中Cr(Ⅵ)的吸附

印染废水中的Cr(Ⅵ)是一种毒性较大的污染物,而功能化聚吡咯材料对重金属离子具有优良的吸附性。通过共聚改性法成功合成了一种新型复合吸附剂聚[1-(2-氨乙基)吡咯](PPy-NH2),并将其用作吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附剂,重点研究了该吸附材料去除Cr(Ⅵ)的影响因素和吸附机理。结果表明:PPy-NH2的吸附能力随溶液pH的降低而增强,当pH=1.6时,吸附量为164.3mg/g;吸附量随着PPy-NH2用量的增加而增大,当PPy-NH2用量为4 g时基本达到吸附平衡,去除率为97.11%;任一共存离子浓度增加均会降低PPy-NH2对Cr(Ⅵ)的去除率。PPy-NH2复合材料是一种高效的Cr(Ⅵ)吸附剂。     

利用废弃革制品制备吸附剂及铬鞣剂的研究

为实现废弃革制品资源化利用,将回收的废弃革制品进行预处理制备成吸附剂,用于去除废水中Cr(III)和Cr(VI),研究其吸附性能:废弃革制品中皮革吸附Cr(III)和Cr(VI)的吸附等温线可以用Langmuir方程拟合;吸附剂投加量对Cr(III)和Cr(VI)的去除率都有影响,Cr(III)的去除率随着吸附剂投加量的增加呈现先升高后降低的趋势,而Cr(VI)的去除率随着吸附剂投加量的增加而增加;随着吸附时间的延长废弃革制品的皮革对Cr(III)和Cr(VI)的吸附量逐渐增大,最后逐渐趋于平衡;溶液初始p H值对Cr(III)和Cr(VI)的去除率也有影响。最后,将吸附后的皮革屑用动态试验法还原重铬酸盐,制备铬鞣剂,从而降低废弃皮革制品对环境的危害。     

运用环保吸附剂墨角藻和响应面法去除Cr(Ⅵ)和皮革染料(续)

采用墨角藻作为低成本的吸附剂处理制革废水。制革废水呈黄棕色且具有高浓度的Cr(Ⅵ)。因此,使用Cr(Ⅵ)溶液和4种颜料混合,模拟制革废水,基于Box-Behnken设计,采用响应面分析法优化吸附过程。选择初始溶液pH、生物质含量和预处理中CaCl_2溶液浓度为主要参数。统计学分析结果表明:pH值的影响可以忽略不计,生物质含量和CaCl_2溶液浓度是主要的影响参数。在最优条件下,98%的Cr(Ⅵ)和88%的染料被除去。相比Temkin,Langmuir和D-R等温模型,Freundlich等温模型能够很好地拟合平衡数据。另外,证实了吸附后的吸附剂可以作为糙皮侧耳菌生产酶的支持基质。     

酿酒废弃葡萄皮渣对Cr(VI)的吸附能力研究

利用酿酒后废弃葡萄皮渣(WGP)作为吸附剂,对溶液中六价铬离子Cr(Ⅵ)进行吸附试验,研究了吸附时间、粒径、用量、溶液pH、Cr离子浓度对吸附率的影响。结果如下:WGP对Cr(Ⅵ)的吸附4 h就基本达到平衡,吸附率为87.97%;粒径小于60目的WGP表现出更强的吸附能力;吸附率与WGP用量正相关,用量1 g以上吸附率趋于稳定在88%左右;WGP对Cr(VI)的吸附率随着pH值增加而下降,直至pH为3时,吸附率趋于平衡;溶液中Cr浓度越高,葡萄皮渣对Cr(Ⅵ)的吸附率越高。研究表明:酿酒后葡萄皮渣具有较强吸附铬Cr(Ⅵ)的能力,可作为铬吸附剂,用于废水治理。     

桤木锯末对模拟废水中Cr~(3+)的静态吸附研究

研究了未改性和NaOH改性桤木锯末对模拟废水中Cr3+的吸附特性,探讨了pH值对吸附量的影响及其吸附动力学和吸附柱动力学。结果表明:(1)未改性和NaOH改性锯末吸附Cr3+的最佳pH值分别为1.0和5.0;(2)未改性和NaOH改性锯末对Cr3+的吸附动力学,均可用拟二级动力学方程描述,等温吸附符合吸附平衡Freundlich方程;(3)吸附柱试验结果表明,随着Cr3+初始浓度降低,达到穿透点所需床体积数(BV)增加;并且NaOH改性锯末比未改性锯末具有更好的吸附性能;(4)可用HCl洗脱并回收Cr3+。     

高氨基密度纤维素基固态胺吸附剂的制备及其性能研究

以微晶纤维素(MCC)为基体,分别以3种结构不同的胺(小分子四乙烯五胺(TEPA)、支化聚乙烯亚胺(BPEI)、端氨基超支化聚胺(HBP-NH2))为功能试剂,采用环氧氯丙烷(ECH)"一步快速交联"的方法,制备了3种结构不同的高氨基密度纤维素基固态胺吸附剂,表征了3种吸附剂的结构以及对Cr(VI)的吸附性能和吸附机理。结果表明,通过对胺的结构设计和优化,在材料中引入超支化结构,实现了对Cr(VI)的快速高效去除,高氨基密度不仅保障了高浓度Cr(VI)(100 mg/L)的高去除率(99%以上),更是实现了低浓度Cr(VI)(1 mg/L)的完全去除,吸附后水体中的Cr(VI)残留浓度达到我国GB 5749-2006 《生活饮用水卫生标准》中对Cr(VI)浓度的要求。3种吸附剂具有良好的再生性能,循环再生6次后,其对Cr(VI)的去除率仍然保持在98%以上。     

Fe3O4@VC磁性纳米粒子对Cr(VI）的吸附性能

通过水热法合成Fe₃O₄@V_C磁性纳米粒子,采用透射电镜、红外光谱和X射线衍射等表征手段对合成的粒子结构进行表征。探讨了pH值、吸附时间、吸附剂用量、溶液初始浓度等因素对六价铬Cr(VI）吸附的影响,并对Cr(VI）的吸附热力学和动力学进行了研究。结果表明,在pH为1.50,25 ℃条件下,磁性纳米粒子对Cr(VI）的饱和吸附量可达39.12 mg/g,吸附率为85%以上。吸附性能试验表明,磁性纳米粒子对Cr(VI）的吸附符合Langmuir热力学模型和HO准二级动力学吸附模型。     

柠檬酸改性核桃壳对水中Cr(Ⅲ)的吸附

采用柠檬酸热化学法制备改性核桃壳(CAWS),用于吸附模拟废水中低浓度的Cr(Ⅲ),并采用SEM和FT-IR对改性前后、吸附前后的核桃壳进行表征。结果显示:改性后的核桃壳孔隙结构增多,有利于Cr(Ⅲ)的吸附。改性最佳条件为:柠檬酸∶核桃壳质量比为9∶10,时间3h,温度130℃。在初始Cr(Ⅲ)溶液质量浓度为20mg/L,初始pH值为5,温度为25℃,吸附剂投加量为20g/L,吸附时间为125min的条件下,CAWS对Cr(Ⅲ)的去除率为88. 55%,高于相同条件下未改性核桃壳对Cr(Ⅲ)的去除率78. 17%。吸附过程符合二级动力学方程,相关系数较高(R~2 0. 99); Freundlich和Langmuir等温吸附模型都可用于描述吸附过程(R~20. 95)。     

运用环保吸附剂墨角藻和响应面法去除Cr(Ⅵ)和皮革染料

采用墨角藻作为低成本的吸附剂处理制革废水。制革废水呈黄棕色且具有高浓度的Cr(Ⅵ)。因此,使用Cr(Ⅵ)溶液和4种颜料混合,模拟制革废水。基于Box-Behnken设计,采用响应面分析法优化吸附过程。选择初始溶液pH、生物质含量和预处理中CaCl2溶液浓度为主要参数。统计学分析结果表明:pH值的影响可以忽略不计,生物质含量和CaCl2溶液浓度是主要的影响参数。在最优条件下,98%的Cr(Ⅵ)和88%的染料被除去。相比Temkin,Langmuir和D-R等温模型,Freundlich等温模型能够很好地拟合平衡数据。另外,证实了吸附后的吸附剂可以作为糙皮侧耳菌生产酶的支持基质。     

制革废水中含铬有机物的生物吸附-矿化协同去除机制

制革含铬废水预处理后仍残留少量有机络合态铬，并以此形式进入生化处理，故活性污泥对有机络合态铬的吸附及破络行为值得关注。实际废水实验结果表明，好氧活性污泥在2 h内同步吸附化学需氧量（COD）和Cr(Ⅲ),Cr(Ⅲ)去除率达92.5%，但COD去除率不足15%。吸附前后活性污泥中有机络合态铬的分子粒径集中分布在2～3 nm和小于2 nm的区域，且吸附后仍残留少量有机络合态铬。随生化处理时间延长，Cr(Ⅲ)逐渐进入微生物内部，低浓度Cr(Ⅲ)促进微生物分泌胞外聚合物（EPS），高浓度Cr(Ⅲ)抑制EPS分泌。Cr(Ⅲ)较多分布在松散附着型EPS和紧密黏附型EPS中，EPS上的-OH、C-O-C、C-OH和-COOH为Cr(Ⅲ)提供吸附位点。该研究为制革废水铬排放总量控制及深度处理提供了理论依据。     

改性玉米秸秆生物吸附剂的制备及吸附Cr(Ⅵ)的应用性能

通过预处理和酯化方法制备改性玉米秸秆,通过正交试验和单因素对比试验探究改性秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附机制与最佳吸附条件。结果表明:秸秆投加量和p H值对Cr(Ⅵ)的吸附影响较大,在温度40℃,投加量0.04g,吸附时间45min,pH=3,Cr(Ⅵ)初始浓度10mg/L最佳条件下,吸附率达到最大值96.8%,吸附容量为121mg/g,是未改性秸秆的10.3倍。FT-IR显示改性后玉米秸秆有酯基生成和羧基的引入,电镋扫描结果表明纤维素结构更加有序,改性玉米秸秆作为新型生物吸附剂用于吸附皮革废水中的Cr(Ⅵ)具有潜在应用前景。