纳米铁系物对三价砷的吸附机理与性能

利用实验室条件下制备的纳米零价铁(NZVI)、纳米FeOOH和纳米Fe_3O_4,研究不同环境因素条件下各纳米铁系物对As(Ⅲ)的吸附性能。通过扫描电镜和X射线衍射扫描三种铁系物的微观结构,并分析模拟吸附动力学和吸附等温线。批试验的结果显示:当pH值为6,As(Ⅲ)的初始浓度为0.5 mg/L,2 h内NZVI对溶液中As(Ⅲ)的去除率高达99%,最大吸附量为5.99 mg/g;纳米FeOOH的最佳吸附条件为pH值为5,As(Ⅲ)初始浓度1 mg/L,4 h内的去除率可达92%;纳米Fe_3O_4的最佳吸附条件为pH值为7,As(Ⅲ)初始浓度为1 mg/L,24 h的最终去除率为60%。共存离子影响试验表明,对三种纳米铁系物吸附作用影响最大的均是溶液中的磷酸根。对吸附机理进行研究,结果表明:三种纳米铁系物吸附As(Ⅲ)的过程符合伪二级动力学模型,NZVI和纳米FeOOH的吸附等温数据符合Freundlich模型,纳米Fe_3O_4的吸附等温模型更加符合Langmuir等温模型。     

氢氧化铁胶体对砷吸附行为的初步研究

研究了pH值、铁与砷的量比和初始砷浓度等因素对用氢氧化铁胶体吸附去除砷的影响,确定了最佳吸附条件。研究结果表明,在初始As(Ⅴ)或As(Ⅲ)浓度为0.1mmol/L条件下,去除As(Ⅴ)的最佳pH值为4～8,去除As(Ⅲ)最佳pH值为6～9;在初始As(Ⅴ)浓度为0.5mmol/L条件下,去除As(Ⅴ)的最佳pH值为5～7,吸附后溶液中砷含量低于0.5mg/L,达到了《污水综合排放标准(GB8978-1996)》中工业废水最高容许排放总砷浓度一级标准。通过等温吸附试验的研究,得出了As(Ⅴ)和As(Ⅲ)的饱和吸附容量分别为0.4971mol/kg和0.3068mol/kg。     

基于响应面的电絮凝除As(Ⅲ)研究

PB法和Central Composite Design(CCD)法对电絮凝除As(Ⅲ)的影响因素进行筛选优化,建立以As(Ⅲ)去除率为目标响应值的模型,研究各因素影响,确定优化反应条件。结果表明,电絮凝除As(Ⅲ)影响显著的因素是:反应时间、电流、溶液初始pH及初始As(Ⅲ)含量;优化反应条件:反应时间9.91 min、电流0.31 A、溶液初始pH为6.94、初始As(Ⅲ)的质量浓度19.89 mg/L,在此条件下,As(Ⅲ)的实测去除率达98.8%,出水As(Ⅲ)的质量浓度为0.24 mg/L,达到GB 8978-1996排放要求。     

柱撑膨润土对刚果红的吸附热力学与吸附动力学研究

制备了铝柱撑膨润土,研究其对废水中刚果红的吸附性能.利用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱分析仪(FTIR)对其进行表征.考察了投加量和pH值对吸附性能的影响,研究了吸附热力学和动力学规律.结果表明,pH值在3～7时,脱色率较高;在投加量为5 g/L,溶液为原始pH值时,对浓度为50 mg/L的废水,脱色率可达98.2％;柱撑膨润土对刚果红的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir方程,吸附为自发放热物理过程.     

载铁活性炭吸附剂的制备及除砷(Ⅲ)性能研究

考察了载铁活性炭制备过程中铁盐种类、铁盐浓度、熟化温度对载铁活性炭吸附砷性能的影响,得出最佳制备条件为0.8 mol/L氯化铁浸渍、60℃熟化。静态吸附实验表明,载铁活性炭对As(Ⅲ)的吸附去除率明显高于活性炭,吸附等温线更符合Langmuir模型,为单分子层吸附。当pH为7~10时,载铁活性炭对As(Ⅲ)的去除率在70%以上,当pH=8时,As(Ⅲ)去除率高达90.48%。再生实验表明,此吸附剂具有良好的可再生性能。     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr(Ⅵ)的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH4.0,生物炭浓度20g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56mg/g提高近1倍。在pH2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。     

交联氨基淀粉对Cr(Ⅲ)的吸附性能研究

将玉米淀粉在稀碱液中进行交联反应,再逐步通过氧化淀粉与二亚乙基三胺反应制备交联氨基淀粉,研究其对Cr(Ⅲ)的吸附性能。探讨了溶液p H值和溶液浓度对吸附容量的影响,对吸附性能进行了动力学研究。结果表明:当p H为4、溶液浓度在6 mmol/L附近交联氨基淀粉对Cr(Ⅲ)的吸附容量最大;采用Freundlich吸附模型拟合效果较好,Cr(Ⅲ)的最大的理论吸附能力为1. 718 mg/g,符合准二级动力学模型。     

改性花生壳对活性黄的吸附性能研究

以甲醛和硫酸改性处理后的花生壳作为生物质吸附剂,对活性黄染料溶液吸附脱色性能进行了研究。考察了溶液的pH值、溶液的初始浓度、温度、吸附剂的用量及大小、吸附时间及溶液中的盐离子浓度等对吸附效果的影响,并对吸附动力学和热力学进行研究。结果表明,改性的花生壳吸附活性黄的最佳条件为:在染料浓度100mg/L、吸附剂的用量10 g/L、pH值为2.0、吸附时间在240 min的条件下,改性花生壳对活性黄的吸附率可达到99%以上;Langmuir型吸附模型能较好地描述改性花生壳对活性黄的吸附实验数据,该吸附过程符合准二动力学吸附模型,且吸附过程的Gibbs自由函数ΔG0,反应活化能Ea=20.60 kJ/mol,吸附反应可以自发进行。     

零价铁去除原水中三价砷的影响因素

该文就Fe(0)同步氧化吸附去除原水中的As(Ⅲ)的影响因素进行了研究。研究结果表明,当原水中的As(Ⅲ)的浓度为100μg/L时,在Fe(0)与As(Ⅲ)的质量比为1 000∶1,pH=5.0时,经过240 min接触时间,As(Ⅲ)的去除率达到90%以上,且As(Ⅲ)的去除率随溶解氧浓度的增加而增加。     

介孔钨铬杂多酸/Go/PANI材料对甲基橙的吸附性能

以SiW_(11)Cr/GO/PANI为吸附剂,研究了其对模拟染料废水甲基橙溶液的吸附性能,考察了甲基橙溶液的初始pH值、SiW_(11)Cr/GO/PANI催化剂的用量、甲基橙溶液的初始浓度等对催化剂吸附率和去除率的影响,结果表明:催化剂投加量为10mg、溶液的pH值为6、甲基橙溶液的浓度为15mg/L,染料甲基橙的最大去除率能达到95.11%。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd⁽²⁺⁾的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd⁽²⁺⁾(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd⁽²⁺⁾去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd⁽²⁺⁾吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

纳米TiO_2的水解法制备及吸附性能

以硫酸钛为前驱体,水解法制备纳米TiO2,用XRD、SEM、BET手段进行表征。考察了制备方法、硫酸钛浓度、水解温度、干燥温度、分散剂PVA浓度及搅拌作用对纳米二氧化钛吸附As(Ⅴ)的影响,得到水解法制备纳米TiO2的最佳条件,并进一步考察了As(Ⅴ)溶液pH、吸附动力学和初始浓度对纳米TiO2吸附性能的影响。结果表明,水解温度为80℃、煅烧温度100℃、硫酸钛浓度为0.2 mol/L,pH 6.0,初始As(Ⅴ)100 mg/L时纳米TiO2颗粒物对As(Ⅴ)的吸附量可达到89.28 mg/g。XRD衍射表明,所制备的TiO2为锐钛矿型,SEM表明其平均粒径小于20 nm,BET表明比表面积为167 m2/g。     

磺化腐植酸-壳聚糖交联吸附剂制备及对Pb(Ⅱ)吸附性能

以腐植酸和壳聚糖为原料,通过固相交联法制备磺化腐植酸-壳聚糖交联共聚物（SHACTS）,对Pb (Ⅱ)的吸附性能进行研究,考察吸附过程中pH值、吸附时间、SHA-CTS投加量对水中Pb(Ⅱ)的去除率和吸附量的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）和红外光谱（FT-IR）对SHA-CTS进行表征。结果表明,25℃时,在初始浓度为20 mg/L、pH值为5的50 mL Pb(Ⅱ)溶液中加入SHA-CTS 50 mg,SHA-CTS对Pb(Ⅱ)的去除率达到100%。SHA-CTS对Pb(Ⅱ)吸附符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,属于以化学吸附为主的多分子层吸附,最大吸附量为90.09 mg/g。     

水泥多孔材料及Cr(Ⅲ)动态吸附性能研究

以预制泡沫法制备干密度为400 kg/m3的水泥多孔材料,并将其作为吸附剂,采用动态吸附法研究了吸附柱高度、初始浓度以及液体流速对模拟废水中Cr(Ⅲ)的吸附性能影响,结果表明:吸附柱高度为19 cm时,去除质量达到607 mg;初始浓度为85 mg/L时,吸附效率为81.07％;溶液的流速为7.5 mL/min时,去除Cr(Ⅲ)的量为607 mg,吸附效率为76.93％;Thomas模型拟合证明水泥多孔材料对Cr(Ⅲ)的动态吸附过程中,吸附剂外表面扩散和内扩散不是反应的速率控制步骤.可见水泥多孔材料对Cr(Ⅲ)具有较好的吸附效果.     

茶叶质铁对苯酚废水的吸附性能及动力学研究

研究了茶叶质铁对苯酚的吸附性能及吸附动力学.探讨了溶液的初始浓度、pH值、时间和温度对吸附性能的影响,并采用Langmuir等温吸附方程和-dc/dt=κcn动力学吸附速率方程探讨了等温吸附过程和吸附动力学过程.结果表明:茶叶质铁对苯酚吸附时,溶液最佳pH为9.0,苯酚初始浓度为200mg/L,吸附温度范围为50℃,吸...     

活性炭/三聚氰胺甲醛树脂的制备及对诺氟沙星的吸附性能

以活性炭、三聚氰胺、甲醛为原材料,制备活性炭/三聚氰胺甲醛树脂(AC/MF)复合材料,研究AC/MF对诺氟沙星(NOR)的吸附性能。结果表明,50 mL浓度10 mg/L的NOR溶液,AC/MF投加量为0.02 g,溶液pH值为7.01,在温度为303 K下吸附180 min,对NOR去除率为98.87%。热力学研究表明,AC/MF对NOR溶液的吸附过程符合Freundlich模型,且最大吸附量为48.75 mg/g,吸附过程是自发进行的吸热过程;动力学研究表明,吸附过程更符合假二级动力学模型,且由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,且液膜扩散是吸附过程的主要速率控制步骤。AC/MF吸附NOR的主要机理是疏水作用、π-π作用和静电作用。经过6次吸附-脱附循环后,AC/MF对NOR仍具有很好的吸附性能,可再生循环使用。     

三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能

针对褐煤氧解残煤的多孔性和含氧官能团的结构特点,研究了褐煤氧解残煤及其改性残煤对Cr(Ⅵ)的吸附性能。改性残煤是由1 g褐煤氧解残煤与10 mL 1 mol/L的NaOH溶液和3 mL环氧氯丙烷在40℃下反应1 h后,再与1 mL乙二胺溶液和10 mL H_2O在60℃下反应2 h制得。利用分光光度法研究影响Cr(Ⅵ)吸附行为的因素,例如溶液pH值、吸附时间和溶液中Cr(Ⅵ)的初始质量浓度。结果表明:在pH值小于2.5的强酸性溶液中,三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)都具有良好的吸附能力;吸附动力学过程涉及快速的物理吸附和缓慢的化学吸附,其化学吸附过程符合准二级动力学模型,等温吸附符合Freundlich模型和Langmuir模型,且Freundlich模型的拟合效果优于Langmuir模型的拟合效果;三种煤基吸附剂对Cr(Ⅵ)显示不同的吸附机理。原煤的吸附量大,吸附强度弱;氧解残煤的吸附量小,吸附强度大;改性残煤在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20 mg/L～70 mg/L时对Cr(Ⅵ)具有显著的吸附率。     

离子交换纤维除As(Ⅴ)性能研究

研究比较了几种吸附材料的除As(Ⅴ)性能,结果发现,颗粒活性炭的除As(Ⅴ)效果较差,活性氧化铝对As(V)有一定的去除效果,离子交换纤维(IEF)除As(Ⅴ)的效果最好.作者着重研究了IEF除As(Ⅴ)的吸附等温线和反应动力学,考察了pH、共存阴离子对IEF除As(Ⅴ)的影响.研究发现,Freundlich吸附等温线模型要好于Langmuir模型.吸附速率符合拟一级反应动力学.IEF的除As(Ⅴ)潜力较大,在As(Ⅴ)初始质量浓度为25 mg/L时,其吸附As(Ⅴ)的能力达285mg/g.pH偏酸性有利于吸附的进行.但共存离子的存在影响砷的吸附,通过负载铁到IEF上,可有效地解决这一问题,且总的吸附As(Ⅴ)的能力有一定的提高.     

污泥基生物炭的水热法制备及吸附性能研究

以城镇污水处理厂剩余污泥为原料,通过水热法制备生物炭,并研究所得生物炭在不同条件(吸附剂投入量、溶液浓度、pH值和温度)下对刚果红废水的吸附效果。研究结果表明,所得生物炭产率高,且在酸性条件下对刚果红具有较好的吸附性能;温度对污泥基生物炭吸附性能的影响很小;当体系反应温度为25℃,溶液pH值为3时,投加2 g/L生物炭,可将20 mg/L的刚果红废水吸附完全。     

超声波辅助纳米铁-牡蛎壳材料处理As(Ⅲ)废水的研究

以模拟As(Ⅲ)废水为处理对象,利用超声波辅助纳米铁(NI)-牡蛎壳(OS)复合材料处理废水中的As(Ⅲ),探讨了NI-OS复合材料在超声波辅助条件下对水中As(Ⅲ)的去除效果,考察了超声时间和功率、复合材料投加量、溶液温度、pH和As(Ⅲ)初始含量等因素对砷模拟废水去除效果影响。结果表明,在超声波辅助条件下,NI-OS对As(Ⅲ)去除效果得到显著提升。当NI-OS投加量大于0.3 g/L,超声功率和时间分别为200 W和60 min,溶液pH和As(Ⅲ)的质量浓度分别为7和10 mg/L时,溶液中As(Ⅲ)的去除率基本达到100%。