橘子皮化学改性及其对Cu(Ⅱ) 离子的吸附性能

以橘子皮为基体,经环氧氯丙烷交联后,以Ce4+为引发剂将丙烯酸甲酯单体接枝到橘子皮上,再经过皂化制备改性橘子皮生物吸附剂.研究溶液pH、吸附时间和Cu2+初始浓度对生物吸附剂吸附性能的影响.结果表明,在pH值为5.5,Cu2+初始质量浓度为50 mg/L,吸附时间为3 h的条件下,该生物吸附剂对Cu2+去除率为94.6%,吸附容量为24.41 mg/g.Cu2+在该生物吸附剂上的吸附过程可以用准二级动力学方程很好地描述.吸附等温线结果表明,该生物吸附剂对Cu2+的吸附用Freundlich方程拟合效果优于用Langmuir方程拟合效果.将该生物吸附剂用于含Cu2+ 5.8 mg/L的电镀废水,Cu2+去除率可达97%.通过红外光谱表征该生物吸附剂的结构,说明羧基和羟基与金属离子的结合引起该生物吸附剂对Cu2+的吸附.该生物吸附剂可以再生重复使用4次以上.     

La(Ⅲ)改性沸石脱除模拟硫酸锌溶液中氟离子的热力学和动力学（英文）

为了明确La(Ⅲ)改性沸石脱除模拟硫酸锌溶液中氟离子的机理,利用XRD、SEM和EDX对吸附剂进行表征,研究吸附剂用量和吸附时间对吸附过程的影响,采用吸附等温线与吸附动力学对吸附过程进行探究。结果表明,Langmuir吸附等温线模型更适合吸附过程;在303和313 K条件下,吸附剂的最大理论吸附容量分别为20.83和23.04 mg/g;Temkin和D-R吸附等温线模型证明氟离子脱除过程为物理吸附,且吸附过程遵从准二级动力学模型;同时,热力学计算结果(?G~Θ0 k J/mol,?H~Θ=8.28 k J/mol,?S~Θ=0.030 k J/(mol?K))说明La(Ⅲ)改性沸石脱除模拟硫酸锌溶液中氟离子是自发、吸热的物理过程;将La(Ⅲ)改性沸石应用在工业硫酸锌溶液中,用量为15 g/L时,氟离子浓度从98.05 mg/L降低至44.09 mg/L。     

包埋磷酸盐小球的合成及其对溶液中铅镉的吸附与固定（英文）

采用海藻酸钠、磷酸二氢钙和碳酸氢钠成功合成了包埋磷酸盐的海藻酸钙小球。通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射等分析表征了该小球的形貌与结构。研究p H值和初始金属离子浓度对铅镉去除率的影响,发现吸附铅镉的最佳p H值分别为4.0和5.5;铅镉的最适初始浓度分别为200 mg/L和25 mg/L,对应的去除率分别达94.2%和80%。XRD和FTIR的分析结果证实了该小球对铅镉的去除机理为:铅镉离子吸附到小球的表面,与小球的羧基发生反应,进而与磷酸根反应生成稳定的磷酸盐沉淀。铅镉的吸附符合Langmuir等温线方程,拟合系数R2分别为0.9957和0.988。根据Langmuir等温线方程计算得到铅镉的理论饱和吸附量分别为263.16mg/g和82.64 mg/g。研究结果表明该小球对溶液中的铅镉离子有良好的处理效果,同时由于生成稳定的沉淀物,也能应用于处理被铅镉污染的水稻土。     

单离子体系和Sb(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)二元体系中Sb(Ⅲ)在阳离子交换树脂上的吸附行为：吸附平衡、动力学和热力学（英文）

研究含铜水溶液中Sb(Ⅲ)和Fe(Ⅱ)离子在Purolite S957(一种可商购的阳离子交换吸附剂)上的竞争吸附机理。使用含有单离子或多离子的硫酸铜水溶液,采用固定吸附和间歇吸附技术,研究吸附过程对p H、树脂质量、接触时间和温度变化的敏感性,确定获得最大离子去除率的最佳参数范围。利用非线性回归技术,将单离子吸附实验数据用Henry、Langmuir、Freundlich、Temkin和Dubinin-Radushkevich等温线模型进行拟合。Sb(Ⅲ)的Freundlich等温线以及Fe(Ⅱ)溶液的Freundlich和Henry等温线对吸附平衡数据的拟合最好;而对于二元离子电解质,扩展的Freundlich模型对实验数据的拟合令人满意。描述吸附过程的动力学模型为准一级模型,说明物理吸附在吸附过程中的主导作用。吸附过程的热力学参数揭示单离子体系和含Sb(Ⅲ)-Fe(Ⅱ)电解质中Sb(Ⅲ)吸附机理的差异。Sb(Ⅲ)单独吸附为吸热过程,而Sb在Sb-Fe体系中的吸附为放热过程。     

羊栖菜对水环境中Cd~(2+)的吸附特性

以非活性羊栖菜粉为吸附剂,研究羊栖菜对水溶液中Cd~(2+)的吸附特性。结果发现:在最佳吸附pH为5,温度为313.15K,吸附剂浓度为1g/L,Cd~(2+)初始浓度为40mg/L左右时,羊栖菜对镉离子的去除率的最大值为92.54%,且吸附10 min时,即达到最大去除率93.95%;在60 min时,基本达到吸附平衡,羊栖菜对Cd~(2+)的去除具有快速、去除率高的特点。动力学实验数据符合准二级动力学模型,Langmuir对热力学实验平衡数据的拟合较高,最大理论吸附容量为68.49 mg/g。通过方程拟合和SEM分析发现吸附过程发生了离子交换。FTIR分析显示,羟基、羧基等官能团在吸附过程中发挥了作用,通过解吸可以实现羊栖菜粉的再生和循环利用。     

改性橘子皮对铜、铅和锌的吸附特性及吸附机制(英文)

将橘子皮经氢氧化钠和氯化钙处理,得到改性橘子皮生物吸附剂(SCOP)。用红外光谱(IR)、扫描电镜(SEM)和N2-吸附法对其形貌和特性进行表征;通过静态吸附实验,研究pH、起始金属离子浓度等因素对改性橘子皮SCOP吸附Cu2+、Pb2+和Zn2+的影响。等温吸附结果表明,SCOP对Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附符合Langmuir方程,根据Langmuir方程计算的SCOP对Cu2+、Pb2+和Zn2+的饱和吸附量分别为70.73,209.8和56.18mg/g。根据静态吸附实验结果,用动态柱吸附实现了水溶液中Pb2+和Zn2+的分离。吸附过程中离子交换发生了重要作用,重金属离子与吸附剂中的Ca2+离子发生离子交换。     

新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15对U(VI)的吸附机理

采用啤酒酵母菌为生物大孔模板,三嵌段聚合物(P123)为介孔相模板制备合成介孔氧化硅SBA-15。再采用Fe3O4为铁源,二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(PTS)和氨丙基三乙氧基硅烷(APS)为有机改性基团,通过后嫁接法使有机改性基团对介孔氧化硅SBA-15进行功能化改性,得到新型功能化吸附剂G-PA-SBA-15,并通过扫描电镜、粉末X射线衍射和比表面分析仪分别表征吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15的结构。考察溶液p H值、吸附时间、铀初始浓度和温度等因素对吸附剂G-PA-SBA-15和SBA-15吸附铀的影响。结果表明:吸附剂G-PA-SBA-15直径均匀分布、孔径均一,吸附铀的最佳条件是p H值为6.0、吸附时间为1.0 h、铀初始浓度为20 mg/L和吸附反应温度为25℃。对吸附动力学模型和吸附等温模型进行分析,G-PA-SBA-15对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型(相关系数R2均大于0.99),吸附等温线符合BET等温线模型,说明该吸附体系是一个多层吸附过程。     

柠檬酸插层MgAl水滑石对水溶液中Zn~(2+)的吸附性能

采用离子交换法制得柠檬酸插层Mg Al水滑石吸附剂,对吸附剂进行XRD、IR、SEM和BET表征,考察制备的吸附剂对溶液中Zn2+的吸附能力,探讨吸附剂投加量、Zn2+溶液浓度、p H以及吸附温度对Zn2+吸附率的影响,并进行动力学和热力学特征的研究。结果表明:吸附条件对Zn2+的吸附能力影响较大,适宜的水滑石投加量为2~3 g/L,p H以弱酸性为宜,对于Zn2+浓度不超过80 mg/L的溶液,室温下Zn2+吸附率在60%以上,而高温有利于提高Zn2+吸附率。吸附过程符合二级动力学模型,吸附等温曲线可用R-P模型来描述。吸附过程能够自发进行,为吸热过程。     

复合硅钙质废水吸附材料对铅和铜离子的竞争吸附特性

以牡蛎壳和硅微粉为主要原料,经烧结和水热改性合成了一种可再生使用的高效型体多孔复合硅钙质废水吸附材料,对其微观结构和性能进行了表征。开展了单一体系和二元体系吸附实验,探讨了不同初始p H值、初始浓度、吸附时间等因素对竞争吸附的影响,确定最佳吸附p H为5.0。吸附剂对单一离子的饱和吸附容量分别为Cu2+0.87 mg/g,Pb2+0.71 mg/g,竞争吸附实验显示吸附剂对Cu2+、Pb2+的结合优先顺序为Cu2+Pb2+,吸附机理以物理吸附为主。     

巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附特性

采用巯基化改性麦糟去除废水中的锌离子,研究溶液pH值、反应时间和温度以及Zn(Ⅱ)初始溶度对巯基化改性麦糟吸附效果的影响;借助吸附平衡等温线及吸附动力学模型拟合,结合傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析阐明吸附机制。结果表明:在较宽的pH值范围(6~9)内,巯基化改性麦糟表现出对Zn(Ⅱ)良好的吸附性能。由Langmuir吸附等温线方程计算得到该吸附剂对Zn(Ⅱ)的理论饱和吸附量为353.36 mg/g,高于改性木质纤维素类吸附剂的吸附量(17.88~156 mg/g)。巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附动力学特性表明吸附反应很快在30 min内达到平衡,吸附符合拟二级动力学方程,活化能的计算结果表明吸附为活性化学吸附。FTIR分析可知:由巯基化改性麦糟吸附Zn(Ⅱ)主要是羟基和巯基中S—H基团的硫原子与Zn(Ⅱ)配合的结果。     

中药渣和麦麸对模拟矿山酸性废水中Cu2+的吸附

研究溶液pH值、Cu2+初始浓度、吸附时间、吸附剂投加量及温度对中药渣和麦麸吸附模拟矿山酸性废水中较高浓度Cu2+的影响。结果表明,随pH值的升高中药渣和麦麸对Cu2+的吸附量均增大;吸附剂最佳投加量为10 g/L;吸附过程更好地符合拟二级动力学模型;在pH值为3时,二者的最大吸附量分别为14.03和7.34 mg/g,吸附平衡符合Langmuir等温线方程;热力学研究表明,二者对Cu2+的吸附为非自发的放热反应。Zeta电位显示中药渣和麦麸在水溶液中均带负电,能够以静电引力吸附Cu2+;红外光谱分析表明,中药渣吸附Cu2+的官能团主要为羟基、羧基、酰胺基和酯基等,而麦麸吸附Cu2+的主要官能团为羟基、酰胺基和硅氧基等。     

采用锰矿从水溶液中吸附铅和镉离子(英文)

采用低成本的本地可得的天然锰矿作为吸附剂,研究吸附工艺从水溶液中脱除铅离子和镉离子。利用伪一级、伪二级动力学和颗粒内扩散模型检验动力学吸附数据,计算和比较这些动力学模型的吸附速率常数,发现用伪二级动力学模型能最佳地描述吸附动力学。将 Langmuir 和 Freundlich 等温吸附模型用来拟合不同温度下的平衡数据,发现实验数据与 Langmuir 模型拟合得更好。采用 Langmuir 等温吸附模型计算出锰矿吸附铅离子和镉离子的最大容量分别为 98 和 6.8 mg/g。计算了热力学参数,如吸附吉布斯自由能的变化、焓变与熵变。结果表明,锰矿作为吸附剂对铅和镉的吸附反应是自发的吸热反应。因此,锰矿作为一种天然的矿物吸附剂,可以替代现有的吸附剂来脱除水溶液中的铅离子和镉离子。     

氧化石墨烯-壳聚糖复合物的制备及其吸附性能

采用Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)与壳聚糖(CTS)制备复合型吸附剂GO-CTS,通过傅立叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对结构和形貌进行表征。考察pH、投加量、吸附时间以及铀初始浓度等参数对吸附剂去铀效果的影响。结果表明,对于10mg/L的含铀溶液,GO和GO-CTS的最佳吸附条件分别为:pH=4~7,5;投加量1.0,1.0g/L;吸附时间为1,70min;最大去铀率分别为99.5%,97.5%。GO和GO-CTS的吸附平衡符合Freundlich等温线模型,表明为多分子层吸附,主要以物理吸附为主,最大吸附量分别为78.13和114.94mg/g。     

响应面法优化凝胶型弱酸性树脂对铕(Ⅲ)的吸附性能(英文)

通过响应面法,对增强凝胶型弱酸性树脂(110-H)在水溶液中对稀土元素铕的吸附作用进行优化。实验表明在最佳条件下110-H对铕的吸附量(346.85 mg/g)令人满意,是目前对铕离子吸附量最高的材料之一。吸附过程拟合一级反应动力学和朗缪尔等温线模型,吸附热力学参数分别为ΔH=36.1 k J/mol,ΔS=200 J/(mol·K)。解吸实验表明110-H可以用浓度为0.1 mol/L的HCl溶液洗脱以实现再生。用红外光谱和扫描电镜技术对比树脂吸附金属离子前、后特征以分析其吸附机理。     

槟榔渣烧结碳的制备及其对废水中锰的吸附性能

以槟榔渣(Waste areca,WA)为原料在氩气气氛中于450℃碳化45 min制备槟榔渣烧结碳(ACWA),采用X射线衍射、扫描电镜、碘吸附值测定、比表面测定等对其性能进行表征。结果表明,制备的烧结碳为多孔的碳材料,平均孔径为4.25 nm,比表面积和碘吸附值分别达到742.53 g/m~2和1241.82 mg/g。以ACWA为吸附剂,对废水中Mn(Ⅱ)的吸附进行研究,考察ACWA用量、溶液pH值和共存离子(Na~+、NH_4~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)和Al~(3+))等因素对吸附效果的影响,并对吸附等温线和吸附动力学进行研究。结果表明:ACWA对Mn(Ⅱ)具有良好的吸附作用,对浓度为180 mg/L的Mn(Ⅱ)废水在60 min内可实现最大吸附容量34.28 mg/g,Mn(Ⅱ)吸附率高达95.2%。热力学和动力学研究表明,ACWA对Mn(Ⅱ)可用Langmuir吸附等温方程来描述,而吸附动力学符合准二级动力学模型。机理研究表明,由于表面具有丰富的负电性官能团,ACWA主要通过化学络合和静电吸附作用而实现对废水中Mn(Ⅱ)的高效去除。     

采用不同吸附剂从铜电解液中除锑（英文）

采用不同吸附剂,如活性炭、膨润土、高岭土、树脂、沸石和白沙从铜电解液中去除Sb(Ⅴ),得到不同吸附剂从铜电解液中去除锑(Ⅴ)的吸附容量顺序为:白沙(27)阴离子型树脂(27)沸石(27)高岭土(27)活性炭(27)膨润土。利用FTIR、XRF、XRD、SEM和BET等手段对膨润土进行表征。结果表明:膨润土的比表面积为95 m~2/g,粒度为175 nm;最大去除锑(Ⅴ)的最佳条件为接触时间10 min、4 g膨润土和温度40°C;膨润土吸附锑(Ⅴ)遵守伪二级动力学方程(R~2=0.996,k=9×10~(-5) g/(mg·min))。热力学结果显示,膨润土从铜电解液中吸附锑(Ⅴ)是吸热和自发的过程(ΔG~Θ=-4806 kJ/(mol·K),吸附数据与Freundlich和Langmuir等温线模型吻合。在铜电解液中膨润土具有最大的吸附锑(Ⅴ)容量为10000 mg/g,对于铜电解液中的Zn,Co,Cu和Bi的吸附很低且影响不大。     

改性柿子生物吸附剂对铜和铅的吸附性能

以柿子粉为原料,分别采用硫酸和硝酸进行化学改性制备两种柿子生物吸附剂SPP和HPP,研究它们对Cu2+和Pb2+的吸附性能,考察溶液pH值、固液比、温度、吸附时间以及金属离子浓度及对吸附性能的影响。结果表明:SPP和HPP的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程拟合的效果优于Freundlich方程的;SPP对Cu2+和Pb2+的最大吸附容量分别为61.47 mg/g和207.90 mg/g,HPP对Cu2+和Pb2+的最大吸附容量分别为64.0 mg/g和220.8 mg/g,吸附过程为化学吸附所控制。     

固定化黑曲霉活性炭吸附铀的机理

采用海藻酸钠包埋黑曲霉及活性炭粉末的方法制备固定化黑曲霉活性炭微球,利用静态吸附试验研究铀溶液的p H值、初始铀浓度、吸附时间、黑曲霉粉末与活性炭粉末质量的配比及固定化黑曲霉活性炭微球的投加量等因素对其吸附铀的影响。通过对动力学模型、等温吸附模型进行拟合,研究固定化黑曲霉活性炭吸附铀的行为。采用扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪分析吸附前后固定化黑曲霉活性炭微球表面的形貌、化学组成和官能团结构的变化,进而探讨吸附过程可能涉及的反应机理。结果表明:固定化黑曲霉活性炭吸附铀的最佳条件为p H值为5.0,铀初始浓度为1 mg/L,固定化黑曲霉活性炭微球投加量为0.3 g/L,9 h即达到吸附平衡,最大吸附量为691.7 mg/g。固定化黑曲霉活性炭吸附铀的过程符合准二级动力学模型,相关系数为0.9994;吸附等温线符合Freundlich和Langmuir等温线模型,相关系数分别为0.9875和0.9993,体现固定化黑曲霉活性炭对铀的吸附模式是以单层吸附为主与多层吸附的共同作用的吸附模式。     

酯化改性麦糟对Pb(Ⅱ)的吸附特性

以啤酒工业废弃物麦糟为原料,采用一步快速酯化改性法制备高效重金属离子吸附剂酯化改性麦糟。研究酯化改性麦糟对Pb(Ⅱ)的吸附行为、吸附动力学及吸附机制。结果表明:在较宽的pH值范围(4~8)内,酯化改性麦糟表现出对Pb(II)良好的吸附性能。由Langmuir吸附等温线方程计算得到该吸附剂对Pb(Ⅱ)的理论饱和吸附量为393.7 mg/g,高于文献报道的大多数吸附剂的吸附量。吸附反应很快在15 min内达到平衡,吸附符合拟二级动力学方程。活化能的计算表明吸附为活性化学吸附。酯化改性麦糟吸附Pb(Ⅱ)主要是羟基和羧基中C—O基团的氧原子与Pb(Ⅱ)配合的结果。     

强碱性离子交换纤维吸附Cr(Ⅵ)的热力学(英文)

通过静态吸附实验,采用强碱性离子交换纤维(SAAEF)去除水溶液中的Cr(VI)。分别研究了时间、Cr(Ⅵ)的初始浓度和pH对该吸附过程的影响。SAAEF的最大饱和吸附量为187.7mg/g(pH=1)。饱和吸附量随着Cr(VI)浓度的升高而增大,在pH1的酸度范围内,随着pH值的增高而减少。采用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Radushkevich和Temkin4种热力学模型对不同温度的等温吸附曲线进行拟合,结果表明,Langmuir等温吸附模型是描述SAAEF吸附Cr(VI)热力学过程的最佳模型;模型参数表明,SAAEF吸附Cr(VI)的过程既存在物理吸附又存在化学吸附。热力学参数ΔH、ΔG和ΔS表明,该吸附过程为一放热、熵增的自发过程。热力学参数Q(iso)不为常量,表明SAAEF表面存在能量分布不均匀的现象。