不同碳基材料对Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

以传统活性炭(木质炭、煤质炭)与碳纳米管为碳基吸附剂,研究不同碳基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,并对其吸附动力学进行研究。结果表明,传统活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能优于碳纳米管,木质、煤质活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量分别为158.23、152.44、48.69 mg/g;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附过程均符合准二级动力学方程;传统活性炭和碳纳米管对Cr(Ⅵ)的吸附属于物理吸附。     

向日葵秸秆活性炭对Cr~(6+)吸附研究

以向日葵秸秆为原料用浓磷酸改性后制成向日葵秸秆活性炭,研究了pH对向日葵秸秆活性炭对Cr(Ⅵ)溶液吸附效果,并讨论了吸附过程的动力学特征。结果表明:Cr(Ⅵ)溶液pH为2.0,去除效果最佳;升高温度有利于吸附,秸秆活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程更符合Dubinin-Radushkevick吸附方程,且受温度影响很大。     

高锰酸钾改性活性炭的表征及吸附Cr(Ⅵ)性能的研究

用KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)进行吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、N2吸附/解吸等方法对改性活性炭的理化性质进行表征,探讨各种参数(如pH、接触时间、吸附剂用量、温度和初始浓度)对吸附Cr(Ⅵ)的影响。研究证明,当pH 2时,KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,AC1和AC3吸附率分别达到65%和90%以上,而未改性AC0的吸附率约40%。随着pH的增加,吸附效果变弱。接触时间为4 h时,KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附基本达到平衡,而温度对其影响不大。当改性炭的投加量为50 mg、Cr(Ⅵ)溶液浓度为10 mg/L时,吸附效果最佳,AC3的吸附率可达90%以上,比AC0增加50%以上。改性活性炭吸附Cr(Ⅵ)过程符合准二级动力学方程。     

荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以荔枝壳为原料,氢氧化钠为活化剂、微波加热,制备了荔枝壳活性炭。并以此活性炭为吸附剂吸附溶液中的Cr(Ⅵ),考察了初始Cr(Ⅵ)质量浓度、活性炭用量、pH、吸附时间、吸附温度对Cr(Ⅵ)的吸附量及去除率的影响。结果表明吸附Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件为:荔枝壳活性炭质量1.6 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、pH=3、吸附θ为25℃、吸附t为240 min,在此工艺条件下,荔枝壳活性炭吸附剂对Cr(Ⅵ)具有良好的吸附能力,对Cr(Ⅵ)吸附量可达30.25mg/g,Cr(Ⅵ)的去除率可达96.8%。吸附过程符合二级吸附动力学模型。热力学参数ΔG、ΔH、ΔS表明荔枝壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是自发、吸热过程。     

典型农业废弃物对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

研究了4种典型农业废弃物(花生壳、柚子皮、稻草和玉米芯)对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附作用及机制.结果表明,4种吸附剂都具有吸附Cr(Ⅵ)的能力,在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为20mg·L-1的溶液中,吸附率可达到97%以上;pH在1.0～6.0,Cr(Ⅵ)的吸附量随pH升高而下降,最佳吸附pH为1.0～2.0;吸附在30min左右达到平衡且符合拟2级动力学方程;最大吸附量的顺序为:花生壳(3.19 mg·g-1)＞柚子皮(1.46mg·g-1)＞稻草(1.22 mg·g-1)＞玉米芯(1.20 mg·g-1),吸附过程既符合Freundlich方程又符合Langmuir方程.综合比较,花生壳和柚子皮具有较强的吸附废水中Cr(Ⅵ)的能力,可作为废水铬净化剂使用,而稻草和玉米芯的吸附能力相对较弱,不是理想的净化材料.     

改性甘蔗渣制备活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

用20%氯化锌浸泡甘蔗渣,改性后碳化制备活性炭,对Cr(Ⅵ)进行吸附研究。考察了活性炭的投加量、溶液pH、吸附时间、初始浓度、温度等因素对吸附的影响。结果显示,在ρ[Cr(Ⅵ)]为50 mg/L、ρ(吸附剂)为3 g/L、pH为2、吸附θ为50℃、t为45 min的条件下,废水中Cr(Ⅵ)的去除率可高达99.9%,最大的吸附量为166.51mg/g。活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程可以用Langmuir、Freundlich、Temkin等温吸附方程和二级吸附速率方程进行描述。     

花生壳吸附剂的制备及其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

为了提高花生壳对废水中Cr(Ⅵ)的吸附能力,实现农林废弃物资源化利用。用重铬酸钾溶液模拟废水,通过单因素吸附实验,探究了不同改性方法、吸附剂投加量、溶液pH、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、温度对花生壳吸附Cr(Ⅵ)性能的影响。实验表明,采用磷酸/盐酸双组分改性的花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳。当溶液中Cr(Ⅵ)初始浓度为15 mg/L时,投加改性花生壳0.3 g,调节溶液pH为1.4,在温度为30℃条件下吸附120 min, Cr(Ⅵ)的去除率可达97.75%。     

水热改性花生壳对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为解决水体Cr(Ⅵ)污染,实现农业固废资源化利用,通过水热H_3PO_4改性制备了花生壳基吸附剂,并将其用于水中Cr(Ⅵ)的吸附。实验结果表明,在453 K下,与质量分数为15%的H_3PO_4水热反应10 h制备的改性花生壳性能最优;当吸附剂投加量为2 g/L,pH=2.0,Cr(Ⅵ)初始质量浓度为5 mg/L,吸附时间为120 min时,水中Cr(Ⅵ)去除率可达86.83%。改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合伪二级动力学模型,属于Langmuir单分子层吸附。     

磁性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附等温线测定

以磁性活性炭为吸附剂吸附溶液中的Cr(Ⅵ)。采用二苯碳酰二肼分光光度法测定吸附前后溶液中Cr(Ⅵ)的质量浓度,计算吸附量,绘制不同温度下的吸附等温线。研究了温度、金属离子的质量浓度等因素对吸附量的影响。结果表明:磁性活性炭对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量为90.09mg/g,吸附效果远高于国内部分商品活性炭的;磁性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程为自发吸热过程,在研究温度范围内吸附量随温度的升高而增大。     

咖啡渣活性炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以碘吸附值为评价指标,活化时间、活化温度和浸渍比为影响因素,采用响应面法试验设计对磷酸活化法制备咖啡渣活性炭的工艺条件进行优化,并通过静态吸附试验研究了不同吸附时间、溶液pH值和吸附温度条件下,活性炭对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附性能的影响,最后利用Langmuir、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散方程进行拟合。试验结果表明,制备咖啡渣活性炭的最佳工艺条件为活化时间1 h、活化温度498℃、浸渍比1.72;在此条件下活性炭得率为30.4%,碘吸附值为（799±16）mg/g,比表面积为1 006 m²/g,孔容为0.779 cm³/g、微孔孔容为0.051 cm³/g、平均孔径为3.088 nm。较低pH值和较高温度能够促进活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附;Langmuir等温方程能够更好地描述活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附效果;活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附分3个阶段：快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段,10 min内可完成吸附总量的79%,360 min内达到吸附平衡,该吸附过程符合准二级吸附动力学方程。分析表明咖啡渣活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附主要为单分子层的化学吸附。     

花生壳制活性炭及其脱六价铬研究

本文研究了用花生壳制备活性炭和用此活性炭去除水溶液中的Cr（Ⅵ）。采用化学活化法,即用H2SO4、H3PO4、ZnCl2、KOH活化花生壳中的炭。同时研究了这些活化剂的浓度和用量、热解时间和温度对活性炭性能的影响。采用亚甲基蓝吸附实验评价活性炭的性能。结果表明H3PO4和ZnCl2是良好的活化剂,KOH和H2SO4效果较差。溶液的pH值对活性炭吸附Cr（Ⅵ）的能力有很大影响。活性炭的吸附能力随着pH值的降低而升高,同时在不同的pH值下,炭的吸附速率也不同。pH值越低,Cr（Ⅵ）被吸附的越快。等温实验结果表明,在pH值等于2时,用H3PO4和ZnCl2活化的活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附能力分别达到125．0和83．3mg·g^-1。花生壳活性炭吸附Cr（Ⅵ）的机理比较复杂,与溶液的pH值有关。在pH值等于2时,等温吸附可以用Langmuir模型模拟;在pH值等于2～7时,可以用Freundlich模型模拟。     

Mg/Al双金属氧化物吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学机理

通过静态吸附实验,研究了Cr(Ⅵ).Mg/Al水滑石焙烧产物层状双金属氧化物(layered double oxides,LDO)的吸附性能.考察了温度对其吸 附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.研究表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,LDO的吸附活化能为21.42kJ/mol,表现为扩散控 制过程.在293~333 K温度范围内,吸附自由能(△Go)变小是Cr(Ⅵ)ELDO上的吸附推动力;吸附热(吸附焓变H)为5.12 kJ/mol,是自发的物理吸附过程;LDO吸附Cr(Ⅵ)为熵增过程.其熵变为49.12 J/(mol·K).结合XRD表征结果探讨了吸附机理:LDO吸附Cr(Ⅵ)无配位摹交换、化学键等强的作用力,Mg/Al金属氧化物在吸附Cr(Ⅵ)后恢复为LDH层状结构,因此,LDO对Cr(Ⅵ)的强吸附能力是冈为其具有较强的结构"记忆效应".     

离子交换树脂吸附铬(Ⅵ)的热力学和动力学研究

采用静态吸附法,研究用201×7阴离子交换树脂吸附Cr(Ⅵ)的过程和机理。结果表明,在一定的浓度范围内,201×7阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,以离子交换吸附为主,但Langmuir方程更能准确反映该交换吸附过程。测得热力学参数△H=4.182 kJ/mol,△S=34.80 J/(mol.K),△G=-6.195 kJ/mol。动力学研究表明,该树脂吸附Cr(Ⅵ)受颗粒扩散控制,铬的吸附速率常数为k=3.25×10-4s-1,内扩散系数随溶液pH值的增大而减小。     

十六烷基三甲基溴化铵改性坡缕石黏土对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对坡缕石黏土改性,研究改性坡缕石黏土吸附Cr(Ⅵ)的主要影响因素,探讨吸附平衡、热力学特征和吸附机理,由红外光谱和热重分析了改性坡缕石的结构.结果显示,CTMAB改性可使坡缕石表面荷正电,对Cr(Ⅵ)吸附能力显著提高,吸附作用随介质pH值的升高而减弱,吸附平衡能较好地符合Langmuir方程和R-P方程,△G为-22.68～-21.99 kJ/mol,吸附过程放热,△H为-15.57 kJ/mol,吸附主要是物理作用.     

改性荔枝壳对Cr(Ⅵ)的吸附热力学研究

以荔枝壳为原料,制备了羧甲基化改性荔枝壳(MLE)吸附剂,并对MLE吸附溶液中Cr(Ⅵ)的热力学进行了研究。结果表明,随着温度的升高,MLE对Cr(Ⅵ)的吸附量增大;随着Cr(Ⅵ)初始质量浓度的增加,MLE对Cr(Ⅵ)的吸附量也增大,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度达到15 mg/L以后,吸附已基本达到饱和状态。Langumir等温方程能更好地解释MLE对Cr(Ⅵ)的吸附,该吸附属于单分子层吸附,吸附主要发生在MLE表面的活性位点。吸附热力学参数ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明,焓变ΔH和熵变ΔS都为正值,说明吸附过程吸热,温度越高,越有利于吸附的进行。在Cr(Ⅵ)初始质量浓度较低时,ΔG值为负值,说明MLE对Cr(Ⅵ)的吸附过程是一个自发的过程,且自发程度随着温度的升高而增大。吸附势随着吸附温度的升高而增大,表明升温对吸附有利。     

氨基改性花生壳吸附水中Cr(Ⅵ)的研究

采用环氧氯丙烷、四乙烯五胺改性花生壳成功制备了氨基功能化吸附剂,并应用于水中Cr(Ⅵ)的吸附处理。实验结果表明较好的吸附条件为:改性花生壳投加量1.5 g/L、吸附溶液初始p H为3.0、吸附时间1.5 h,对Cr(Ⅵ)的吸附率可达96.2%,明显高于未改性花生壳的72.7%。     

HNO3改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能及机理

活性炭的吸附性能与其表面化学密切相关,本研究为讨论活性炭表面氧化改性对其Cr(Ⅵ)吸附特性的影响,分析了Cr(Ⅵ)吸附过程与活性炭表面化学性质的关系,阐释吸附机理。结果表明,与未改性活性炭相比,硝酸氧化改性后活性炭对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能提高,且改性后活性炭的比表面积和孔容积降低,表面的羧基、内酯基和酚羟基等酸性含氧官能团的数量增多。改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程可用Langmuir、Freundlich、D-R和Temkin4种吸附模型模拟,吸附动力学数据与拟二级动力学模型吻合。采用X射线光电子能谱(XPS)表征了改性前后活性炭的表面化学性质。Cr(Ⅵ)在活性炭上的吸附机理主要为静电吸引、还原和配位络合等,与Cr(Ⅵ)发生络合作用的是活性炭表面含氧官能团。     

花生壳活性炭对Cu~(2+)的吸附性能研究

以花生壳为原料,磷酸为活化剂制备花生壳活性炭,采用高分辨电子扫描电镜(SEM)对花生壳活性炭进行了表征。从热力学和动力学的角度,研究了花生壳活性炭对Cu2+的吸附行为。热力学研究表明:花生壳活性炭对Cu2+的吸附符合Langmuir等温吸附方程,该吸附是自发吸热过程。动力学研究表明:花生壳活性炭对Cu2+的吸附符合二级反应动力学方程反应特征,颗粒内扩散为主要控速步骤。     

废菌渣活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

通过ZnCl_2活化法制备出废菌渣活性炭(MRAC),采用扫描电镜、能量-色散光谱、傅立叶变换红外光谱仪对其进行了表征分析,并研究了去除水中Cr(Ⅵ)的性能。结果表明,MRAC具有较好去除水中Cr(Ⅵ)的性能;在温度25℃、pH为7、MRAC投加量0.5 g、反应时间120 min、50 mL的Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度50 mg/L的优化条件下,MRAC对Cr(Ⅵ)的去除率高达99.98%,处理后的水满足GB 8978-1996中对Cr(Ⅵ)含量的要求。MRAC对水中Cr(Ⅵ)的吸附服从Langmuir等温方程(最大吸附量31.55 mg/g),吸附反应具有吸热性及自发性。与其他活性炭相比,MRAC去除废水Cr(Ⅵ)的效果更佳,具有较好的经济效益和环境效益。     

活性炭负载Fe~0去除水中Cr(Ⅵ)的实验研究

采用蒸气水解-H2气相还原的方法制备了Fe0并将其负载到活性炭上,用于含Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附去除。实验结果表明负载Fe0活性炭对Cr(Ⅵ)的最大吸附量比普通活性炭提高了1.1倍,达到26.02 mg/g,对于低浓度的Cr(Ⅵ)去除率可达100%,氧化还原-共沉淀是其主要去除机理。