磁性天然沸石的制备及其对Pb2+和Cu2+的吸附性能

采用化学共沉淀法将具有吸附特性的天然沸石与磁性氧化铁颗粒结合,制备了具有吸附特性的磁性沸石复合体. 利用XRD、氮吸附等温线、FT-IR光谱、SEM和振动样品磁强计等手段对制备的磁性沸石进行了表征. 结果表明,与钠型沸石相比,磁性沸石的结构没有发生明显变化而比表面积由25.13 m2/g增大到100.90 m2/g. 对模拟废水中Pb2+和Cu2+的吸附研究可知,磁性沸石对Pb2+和Cu2+的吸附依赖于pH值的变化,且在pH>4.5时去除效率均大于90%;同时,在不同初始浓度的废水溶液中,磁性沸石对Pb2+和Cu2+的最大吸附量分别为19.44和6.20 mg/g.     

磁性X沸石的合成及其性能

采用水热合成法,在X型沸石的晶化原料液中加入磁核合成了磁性沸石,对合成产物进行了结构性能测试. 结果表明,产物为X型沸石结构,具有较好的磁性能和吸附性能. 饱和磁化强度为3.7 emu/g,在磁场作用下,磁性沸石在30 min内完成与母液的分离,产物的比表面积为571.5 m2/g,铅离子吸附量为196.8 mg/g.     

聚乙烯亚胺改性磁性膨润土对Pb2 和Cu2 的吸附性能

在磁性膨润土(MBent)表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)制备了聚乙烯亚胺改性磁性膨润土(PEI/KH560/MBent),采用FTIR、VSM、XRD、TGA、EA、SEM和EDS对其进行了表征,考察了其对水溶液中Pb2+和Cu2+的吸附性能.结果表明,聚乙烯亚胺已成功接枝于磁性膨润土表面,并有效提高了其对Pb2+和Cu2+的吸附量;溶液初始pH对吸附量影响较大,随着pH的增大,吸附量增加.在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L,PEI/KH560/MBent对Pb2+和Cu2+吸附量分别为96.21和61.08 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型.热力学研究表明,吸附为自发吸热过程.经过5次循环利用后,其吸附容量仍保持初始的60％以上,表明PEI/KH560/MBent具有一定的重复利用性.     

磁性银型4A沸石抗菌剂制备及其在含菌废水处理中的应用

分别采用回流法和水热合成法制备了铁酸钴(CoFe2O4)磁流体和4A沸石,再将二者制成CoFe2O4载量不同的磁性4A沸石,利用离子交换法制备了Ag+载量不同的磁性银型4A沸石,对其形貌、粒度、磁性能、抗菌性能及用于含菌废水处理后的磁分离回收性能进行了研究。结果表明,CoFe2O4的晶粒尺寸为12.7 nm,性能稳定,具良好的超顺磁性;4 A沸石多为完整的立方体晶形,纳米级CoFe2O4附着在4A沸石表面,磁性4A沸石具有超顺磁性,当铁酸钴的载量为25%时,磁性4A沸石的饱和磁化强度Ms为17.842 A.m2/kg、剩余磁化强度Mr为4.8257 A.m2/kg、矫顽力Hci为427.73 G;磁性银型4A沸石对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果良好,均随Ag+载量的增加而提高,Ag+载量为271.71 mg/g的磁性4A沸石对大肠杆菌的抗菌率和再生抗菌率分别为99.71%和99.67%;磁性银型4A沸石用于含菌废水处理后,利用磁分离技术极易将悬浮液中的抗菌剂进行回收,当CoFe2O4载量为25%时,其磁分离回收率达到96.36%。     

吸附剂量对合成沸石吸附混合重金属的竞争效果

利用粉煤灰合成的沸石吸附混合重金属Pb2+、Cu2+、Cd2+离子,考察吸附剂量与初始浓度对合成沸石吸附混合重金属离子的竞争吸附效果影响。结果表明:吸附剂量对合成沸石吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+的去除率与饱和吸附量影响显著。合成沸石对3种重金属的去除率随着吸附剂投加量的增加而不断升高。当初始浓度为50 mg/L与100 mg/L时,合成沸石对3种重金属离子Pb2+、Cu2+、Cd2+的竞争吸附顺序均为:PbCuCd。合成沸石对混合重金属Pb2+、Cu2+、Cd2+的饱和吸附量随吸附剂量的增加而不断下降。     

改型沸石对氢氧根离子的吸附和再生研究

天然斜发沸石在碱性介质中会吸附OH~-,致使对其他离子的吸附及离子交换能力下降,甚至失去吸附及离子交换能力。研究结果表明,在相同OH~-浓度的碱溶液中,钙型和镁型天然斜发沸石对Ca(OH)_2溶液中的OH~-单位吸附量最大,钙型沸石的饱和吸附量为22.21 mg/g,镁型沸石的饱和吸附量为25.30 mg/g。而且氢氧根离子浓度越高,钙型沸石和镁型沸石的平衡吸附量就越大,随着温度的升高这个趋势更加明显。通过对吸附OH~-后的天然斜发沸石的解吸、再生和改型,所得钠型斜发沸石对海水中K~+的饱和吸附量为18 mg/g左右,仍然符合海水提钾对斜发沸石的质量要求。     

氨基和羧基功能化磁性微球去除水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)

以甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,通过悬浮聚合法制备了氨基和羧基双功能化的磁性复合微球(Fe3 O4@SiO2-NH2/COOH),并探讨了其对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,制备的磁性吸附剂内核为Fe3 O4.红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试表明,氨基和羧基对Fe3 O4@SiO2表面改性成功.吸附试验显示,Fe3O4@SiO2-NH2/COOH吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最优pH值分别为5.0和5.5,吸附过程均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,吸附剂对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为207.807 mg/g和168.995 mg/g.实际饮用水样中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表明,去除率分别可达97.74％和91.44％.该磁性吸附剂对两种重金属离子吸附量大、去除率高,具有良好的实际应用潜力.     

燃煤飞灰合成磁性沸石对脱硫废水中Hg2+吸附性能

煤燃烧是全球最主要的人为汞排放源,燃煤电厂含汞脱硫废水大量排放对人类健康和生态环境造成严重威胁,亟需开发高效、经济的脱硫废水汞离子脱除技术。对燃煤副产物飞灰进行活化后提取铝硅矿物,并利用飞灰中的铁质矿物制备了磁性沸石汞吸附剂,解决吸附剂吸附汞后难以从废水中分离,造成汞二次释放问题。采用BET、XRD、TEM等表征手段对合成的磁性沸石进行表征分析,系统研究了固液比、溶液初始pH、振荡时间等参数对磁性沸石汞离子吸附性能的影响,对磁性沸石吸附汞离子过程进行动力学研究,结果表明合成的磁性沸石为球形核壳结构,磁核被沸石均匀包裹,磁性沸石的比表面积为4.46 m²/g,最可几孔径为18.25 nm,属于介孔范围,磁性沸石表现出磁化滞后,其矫顽力约10 000 A/m,可通过外加磁场从脱硫废水中分离。试验最佳吸附条件为固液比5 g/L、最佳初始pH为5、振荡时间90 min,在此条件下Hg²⁺脱除率达92%。动力学研究结果表明,准一级动力学模型能较准确描述Hg²⁺吸附量随时间的变化,拟合的平衡吸附容量为23.24 mg/g,优于商业活...     

磁性生物炭对镉、砷的吸附效果研究

用Fe₃O₄对谷壳生物炭进行改性得到磁性生物炭。利用SEM、XRD对磁性生物炭进行表征,并通过响应面优化和共吸附实验探究该生物炭在共吸附系统中对As³⁺和Cd²⁺的吸附性能。结果表明,在pH为5.0、镉(砷)初始质量浓度分别为10 mg/L、吸附剂质量浓度为1 g/L时,镉和砷去除率达到最大。在共吸附实验中,As³⁺和Cd²⁺共存时,Cd²⁺质量浓度大于20 mg/L时会抑制生物炭对As³⁺的吸附,10 mg/L As³⁺与生物炭达到平衡后可以使50 mg/L Cd²⁺的吸附量由17.44 mg/g增加到31.91 mg/g,说明砷和镉之间存在协同作用,该协同作用是由于镉、砷与四氧化三铁形成了B型三元表面配合物,增大了镉的吸附量。     

海藻酸钠凝胶海绵体的制备及其对Pb2+和Cu2+的吸附

以海藻酸钠与钙离子交联形成凝胶,采用真空冷冻干燥技术将凝胶制备成超轻海绵体,考察其对Pb2+和Cu2+的吸附作用.结果表明,在溶解过程,天然多糖海藻酸钠微观结构首先由丝状结构逐渐向片层结构伸展,而海藻酸钠凝胶海绵体则形成了致密的多孔结构,微观结构发生变化.当海藻酸钠与氯化钙交联比(质量比)是1:5时,所得的凝胶海绵体的比表面积达到2.1543 m2/g.在pH=3,吸附时间50 min,海绵体质量浓度为0.5 g/L,吸附温度40℃的优化条件下,该海绵体对Cu2+和Pb2+的吸附量分别达到29.4和88.9 mg/g.重复使用5次后,海绵体对Cu2+和Pb2+的吸附量分别为18.7和77.1 mg/g.吸附动力学拟合结果表明,海绵体对Cu2+和Pb2+的吸附以化学吸附为主.     

粉煤灰制备高纯度X型沸石及其对含铅废水处理的研究

采用经碱熔融-离心提取处理的粉煤灰为原料,经水热反应法研究合成高纯度X型沸石的过程,探讨了碱灰比、焙烧温度对硅铝熔出量的影响,研究了碱度、陈化时间、晶化时间与硅铝比对合成的影响以及其对含Pb2＋废水的吸附性能。结果表明：碱灰比为2．3∶1,焙烧温度为680℃时可获得最佳的硅铝熔出量;当SiO2／Na2 O＝1（摩尔比）,SiO2／Al2O3＝3．5（摩尔比）,陈化时间为5 h,晶化时间为16 h时可获得高纯度X型沸石。合成沸石表现出对含Pb2＋废水较强的吸附能力,在投加0．23 g／100 mL含Pb2＋500 mg／L溶液中,调节pH值为5,常温下30 min,Pb2＋去除率可达99．6％;吸附容量达到了216．8 mg／g。     

焦化污泥添加对活性焦结构和Pb2+吸附的影响及机制

将两种焦化污泥(S1和S2)分别配入无烟煤中,通过水蒸气活化制备高比表面积分级多孔活性焦,采用BET、Boehm滴定和SEM等手段探究污泥对活性焦结构和Pb 2+吸附性能的影响及其机制。结果表明:两种污泥的添加均对活性焦比表面积和表面碱性官能团具有明显的促进作用,污泥S2的添加对活性焦的比表面积和表面碱性官能团的提高更加明显;随着两种污泥添加量的增加,活性焦比表面积均呈先增加后减少的趋势,当污泥添加量为10%(质量分数,下同)时,比表面积最大,分别达到756 m 2/g和759 m 2/g;污泥添加量的增加还能促进活性焦表面碱性官能团的生成,当污泥添加量为20%时,表面碱性官能团分别达到1.10 mmol/g和1.38 mmol/g;此外,两种污泥均可提高活性焦对Pb 2+的吸附量,其中添加S2制备的活性焦吸附效果更好,活性焦对Pb 2+的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附量最大可达60.6 mg/g。     

松果对废水中Cu~(2+)、Pb~(2+)、Zn~(2+)的吸附特性研究

以松果作为吸附剂进行了去除废水中Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附及解吸试验,研究了溶液pH值、吸附剂投加量、反应时间、溶液初始浓度对吸附效果的影响,以及不同pH值对达到吸附平衡的松果的解吸影响。结果表明:当pH值为5.0～5.5,Cu2+、Pb2+、Zn2+初始质量浓度约为25 mg/L时,吸附剂的最佳投加量分别为3、1.5、3 g/L,去除率分别为55.32%、86%、39.96%。3种重金属离子的吸附动力学方程符合Lagergren准二级动力学方程,R2均大于0.998。等温吸附研究表明:Freundlich方程能较好地描述Cu2+的等温吸附过程,Langmuir方程则能更好地描述Pb2+和Zn2+的吸附过程,用Langmuir方程拟合等温吸附数据得出松果对Cu2+、Pb2+、Zn2+的最大吸附量分别为9.10、31.65和9.60 mg/g。强酸是一种理想的Cu2+和Zn2+解吸剂。     

活性污泥对Pb~(2+)的生物吸附特征研究

研究了活性污泥对重金属离子Pb2+的吸附特征。结果表明,当Pb2+的初始质量浓度为60mg/L时,Pb2+在活性污泥上吸附30min后基本达到平衡,吸附过程可以用准二级动力学方程来描述(R2=0.9994),平衡吸附量qe为50mg/g,准二级速率常数k2为0.0095g/(mg.min);吸附温度对吸附效果影响不大;pH值对吸附效果的影响很大,溶液pH值为3～4时吸附效果较好;活性污泥的投加量对吸附效果有很大的影响,在Pb2+的质量浓度一定的情况下随着污泥投加量的增加吸附效果反而减弱。     

5-溴水杨醛改性壳聚糖的制备及吸附性能

制备了两种不同形态的改性壳聚糖希夫碱：微粒化的壳聚糖希夫碱（P-CTSS）,未微粒化的壳聚糖希夫碱（CTSS）,并研究了它们分别对Cu^2＋,Pb^2＋,Cd^2＋及Zn^2＋的吸附性能,考察了pH值、时间等因素对吸附性能的影响。结果表明,P-CTSS较CTSS易于粉碎,且吸附性能较好。CTSS对Cu^2＋,Pb^2＋,Cd^2＋及Zn^2＋的吸附容量分别为：15．21、10．35、12．13、9．28mg／g,而P-CTS对Cu^2＋,Pb^2＋,Cd^2＋及Zn^2＋的吸附容量分别为：37．46、15．84、16．34、13．67mg／g,P-CTSS对Cu^2＋的吸附率在2．5h内达到84．5％左右,具有一定的选择性吸附。     

聚丙烯酸-丙烯酸钠钙基复合膨润土的制备及其对铅和氟离子的吸附

以钙基膨润土为主要原料,部分中和的丙烯酸为聚合单体,采用水溶液聚合法,制备了膨润土与未中和丙烯酸单体的质量比例为8:2的聚丙烯酸-丙烯酸钠钙基复合膨润土,并对其进行表征. 结果表明,单体插层在膨润土层间发生聚合反应,但未破坏钙基膨润土的片层结构. 复合膨润土产品对铅离子和氟离子具有良好的吸附和再生性能,吸附量优于钙基膨润土和文献报道的其他改性膨润土;0.5 g复合膨润土处理50 mL浓度为80 mg/L的Pb2+溶液和16.104 mg/L的F-溶液时,平衡吸附量和去除率分别为6.70 mg/g, 83.69%和1.01 mg/g, 62.95%. 复合膨润土对Pb2+和F-的平衡吸附分别符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程.     

钴掺杂NaP分子筛合成及其吸附Pb(II)性能

以硅酸钠和偏铝酸钠为原料,通过水热合成法制备钴掺杂NaP分子筛,通过X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N₂吸附-脱附等表征手段对样品的晶相、形貌和孔结构进行表征分析,并对其Pb(II)吸附性能进行评价。结果表明:与未掺杂钴的NaP分子筛相比,掺杂量为n(Al₂O₃)∶n(Co(NO₃)₂)=8∶1的Co-NaP分子筛的比表面积增大了约5倍(从26.767 m²/g增大到162.490 m²/g);其孔容约增大了约2.5倍(从0.029 cm³/g增大到0.104 cm³/g)。吸附时间为120 min,吸附温度为25 ℃,Pb(II)初始浓度为100 mg/L时,Co-NaP分子筛对Pb(II)的去除率可达98.8%,以乙二胺四乙酸二钠为再生助剂,在30 ℃下再生30 min,可使吸附后时Co-NaP分子筛完全再生,再生后的吸附剂经过3次吸附-再生循环后,Pb(II)去除率仍可达97%。     

小球藻吸附水体中Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)的试验研究

为了研究小球藻藻体吸附水体中Cd2+、Pb2+和Cu2+的情况,在检测了典型电子垃圾处理区水体中重金属Cd、Pb和Cu浓度的基础上,采用冷冻干燥的小球藻藻体在模拟重金属离子溶液中进行吸附试验。结果表明,水体中重金属Cu的浓度较高,Cd和Pb的污染程度较严重。藻体对于Pb2+的去除效果较好,去除率和去除量分别达到88.42%和13.262 4 mg/g;Cu2+的去除率较低,但去除量高达17.480 6 mg/g;Cd2+去除率较高,但去除量仅有0.433 7 mg/g。     

PBMA/GMA-SiO2吸附剂的制备及其高效去除铅离子

以甲基丙烯酸丁酯(BMA)和甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)功能化的纳米SiO2为单体,通过可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法制备了PBMA/GMA-SiO2有机/无机复合吸附材料,并将其用于吸附含Pb2+的水溶液。考察了吸附时间、温度、pH以及Pb2+初始质量浓度对吸附效果的影响,并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨。结果表明,PBMA/GMA-SiO2对Pb2+具有良好的吸附性能,其对Pb2+的饱和吸附量为423.84mg/g,吸附最佳pH=5~6,平衡时间为1 h,去除率随Pb2+初始质量浓度的减小而增加。优化实验条件下,50 mg吸附剂在298 K时,对pH=6的50 mL 0.02 g/L含Pb2+溶液的去除率高达100%。热力学和动力学过程模拟结果表明,吸附的动力学过程比较符合准二级动力学速率方程,Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述此吸附行为。颗粒内扩散过程是吸附速率的控制步骤,但不是唯一的速率控制步骤。吸附剂经过5次脱附、吸附后,依然具有较强吸附Pb2+的能力。