石墨烯基复合材料去除水中重金属研究进展

近几年,石墨烯及其复合材料因其比表面积大、传输电子能力强、结构稳定、可吸附多种污染物,被认为是极具发展潜力的环保新材料,尤其是在重金属分离方面具有明显的优势。本文综述了各类石墨烯材料在水中重金属去除方面的研究现状,对比分析了不同材料对镉、汞、铬、铜、铅、锌和砷离子的去除能力及机理。认为石墨烯复合材料在水中分散情况、活性官能团种类、电子传输能力调控和重复使用性能对重金属离子去除有重要影响。指出控制石墨烯片层聚集、增加亲水性、提高可回收性和制备高灵敏选择性电极将是石墨烯材料修饰改性的研究热点。此外,石墨烯复合材料对一些有机污染物也有良好的吸附能力,制备能够吸附多类别污染物的净水剂也将成为石墨烯复合材料的一个主要研究方向。     

壳聚糖基吸附剂去除水中重金属离子的研究进展

介绍了壳聚糖的结构、理化性质和内在性质;简要阐述了壳聚糖复合材料的种类和壳聚糖改性常用的交联、接枝和分子印迹等方法;主要论述了壳聚糖基吸附剂去除重金属离子的研究进展。     

壳聚糖基吸附剂去除水中重金属离子的研究进展

介绍了壳聚糖的结构、理化性质和内在性质;简要阐述了壳聚糖复合材料的种类和壳聚糖改性常用的交联、接枝和分子印迹等方法;主要论述了壳聚糖基吸附剂去除重金属离子的研究进展。     

负载MnO_2碳纤维的制备及其对水中2,4,6-三氯苯酚的去除性能

以聚丙烯腈基碳纤维为载体,采用电化学沉积法制备了负载二氧化锰的聚丙烯腈基碳纤维[PCF(Mn O2)],利用电子扫描电镜能谱仪(SEM/EDS)、X射线衍射(XRD)及循环伏安法(CV)对其进行了表征,考察了PCF(Mn O2)对水中2,4,6-三氯苯酚的去除效果,结果表明:二氧化锰负载量为358 mg?g-1,投加量为1.5 g?L-1,p H值为3.7,反应时间为10 h,2,4,6-TCP的最高去除率为98.2%。整个反应过程遵循复合反应动力学。负载二氧化锰碳纤维的投加量与2,4,6-三氯苯酚的氧化降解动力学常数呈正相关关系,而p H与其呈负相关关系。     

海绵负载纳米Al2O3复合吸附剂去除水中硒研究

研究制备了海绵负载纳米Al2O3微球的复合吸附剂(NAS),并用于对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的吸附。结果表明,合成的纳米Al2O3微球(NAO)的平均尺寸为200~400 nm,在海绵上负载NAO会使其分散性更好。当NAO负载量分别为80 mg/g和60 mg/g时,NAS对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的吸附性能为佳,分别需要60、120 min达到平衡,适应pH为2~5;两者均符合准2级动力学模型;NAS对Se(Ⅳ)、Se(Ⅵ)的最大吸附容量分别为137.2、143.9 mg/g,能很好地与Freundlich模型拟合,说明NAS表面不均匀,且属于多层吸附。经过2次的循环,对Se(Ⅳ)和Se(Ⅵ)的去除率有所降低,但均仍保持在一定的水平,说明NAS可再生循环利用。NAS作为一种新型吸附剂去除水中Se具有较好的应用前景。     

用低成本吸附剂去除水中氟化物

Nemade，RD．等(India)Water Science ＆ Technoligy：Water Supply 2002，2(1)，311～317(英文)在过去的几年中，有关饮用水中氟化物超标问题引起人们的关注。对饮用水除氟也进行了大量的研究。本文提供文献综述，内容涉及氟化学、氟的存在、分布和低成本吸附剂的使用等各个方面。为了测定飞灰、砖粉、木炭、动物焦炭、鱼骨焦炭等的除氟效果，进行了间歇吸附     

磁性阴离子吸附剂的制备及其去除水中Ni2+离子的研究

本文制备了具有核/壳结构的磁性纳米颗粒Fe_3O_4@SiO_2,用马来酸酐和均苯四甲酸酐分别对Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子进行接枝改性,分别标记为Fe_3O_4@SiO_2@M和Fe_3O_4@SiO_2@P,使其带有较多的负电荷,形成对金属离子有吸附作用的阴离子吸附剂。考察了两种吸附剂对水中Ni~(2+)的吸附性能。结果表明,两种吸附剂对低浓度的Ni~(2+)有较好的吸附作用。当Ni~(2+)浓度小于0.5g·L~(-1)时,两种吸附剂对Ni~(2+)去除效率均可达到100%。当吸附剂用量一定时,随Ni~(2+)浓度增加,去除率下降。     

氧化锰改性树脂吸附剂的制备及重金属吸附性能

针对当前饮用水水源重金属检测精度问题,提出一种复合吸附剂的制备。实验首先对制备的复合吸附剂环保性能进行测试,然后对吸附条件进行优化,最后在优化条件下,研究了复合吸附剂的吸附性能。实验结果表明,投加0.5g·L^-1的吸附剂处理的废水初始浓度为4μg·L^-1,吸附420min后,吸附剂Mn溶出量约为12.5μg·L^-1,对重金属去除率约为95%,体系内残余重金属离子始终低于0.5μg·L^-1,满足国标GB 5749-2022对饮用水中重金属含量的要求;以NaClO为再生剂处理的复合吸附剂,经过3次循环后,对重金属的去除率仍超过98%,表现出良好的吸附性能和再生性能。     

硅藻土基复合填料制备及滴滤塔去除二甲苯的性能

以硅藻土(DE)为骨架,聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)为固定化材料,采用微生物固定化技术制备出一种包含高效降解菌和具有营养缓释功能的复合填料。探究了装填复合填料生物滴滤塔(BTF)净化二甲苯的性能。复合填料比表面积为4.53m²/g,具有良好的持水能力,且复合填料的重复使用性较好,连续处理8批污染物后,去除效率保持在95%以上。负载复合填料的BTF经过11d运行,出口浓度低于GB 16297—1996中规定的排放限值[ρ(二甲苯)=70mg/m³],结果表明此时BTF完成启动;进气浓度为1200mg/m³,空床停留时间(EBRT)分别为53s、38s、28s时,去除效率为98%、86%、78%;在EBRT为28s,进气浓度为700mg/m³、250mg/m³时,去除效率分别为91%、99%;在9天内外界不提供养分时,去除效率无明显下降。系统停运2天和7天,分别可在运行9.5h和1天内恢复原来的净化性能。实验结果表明复合填料具有较好理化性质,对二甲苯去除性能好,抗冲击负荷及...     

Na2CO3基吸附剂颗粒制备及其脱碳性能

采用挤压-滚圆法制备Na₂CO₃基CO₂吸附剂微球颗粒,在自行设计的CO₂吸收系统中对制备的样品进行脱碳性能测试。结合相关表征测试,探明不同载体、不同负载量的Na₂CO₃基吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能的变化规律和内在原因。研究表明：不同载体的Na₂CO₃基吸附剂颗粒脱碳性能存在明显差异,其中氧化铝负载的吸附剂（Na₂CO₃/Al₂O₃）的脱碳性能最好,可达1.14mmol/g。铝酸钙水泥负载的吸附剂（Na₂CO₃/CA）机械性能较好,但其脱碳性能最差。结合吸附剂脱碳和机械性能的综合考量,Na₂CO₃/Al₂O₃是最为合适的CO₂吸附剂,并进一步研究不同Na₂CO₃负载量的影响。研究发现随着Na₂CO₃负载量的变化,吸附剂的微观结构、脱碳性能以及机械性能都存在明显的差异。虽然60%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒的机械性能和脱碳效果较好,但其成球度较差,影响其实际应用。质量分数40%负载量的Na₂CO₃/Al₂O₃吸附剂颗粒具有良好的脱碳性能、机械性能以及成球度,CO₂脱除量为1.36mmol/g。总体而言,利用挤压-滚圆法制备的Na₂CO₃基吸附剂颗粒具有良好的流动特性、脱碳性能和机械性能,适用于电厂烟气中的CO₂脱除。     

速生桉树皮制备吸附剂去除水中铜离子的研究

本研究将速生桉树林业废弃物树皮为原料,制备生物质吸附剂MEUB,用于去除废水中的铜离子(Cu(II))。结果表明:溶液初始p H、Cu(II)初始浓度、反应温度、吸附剂粒度、盐度是主要影响因素。去除率随着p H的增大而增大,在p H为4.0以后变化不大。MEUB吸附Cu(II)离子的过程符合二级反应动力。     

海藻酸钠基吸附材料去除水中重金属离子的研究进展

重金属污染是当今工业发展所面临的一个重要环境问题之一,由于吸附法具有原材料来源广泛、价格低廉、可循环利用等特征,被认为是一种绿色环保的重金属离子去除方法.海藻酸钠是一种天然多糖,其表面存在大量对重金属离子吸附能力优良的羟基和羧基,目前已被广大科研人员用于实验室吸附材料的制备及研究.通过表面嫁接、交联等改性手段制备的海藻...     

用于去除废水中重金属的核桃壳吸附剂制备方法研究进展

针对核桃壳(WNS)转化为高效吸附剂的资源化利用问题,对近年来国内外以核桃壳为原料制备吸附剂的相关研究进行了归纳和总结。结果表明,从核桃壳转化成核桃壳吸附剂主要方法有:预处理后直接作吸附剂,改性后作吸附剂,制备成活性炭吸附剂。其中无机酸性或碱性预处理比有机溶剂更具环保优势;对核桃壳的酰基化、氨基化、接枝共聚、负载纳米零价铁、非热等离子体作用等改性方法,都可以提高吸附剂对重金属离子的吸附能力,使改性核桃壳(MWNS)的吸附性能高于传统吸附剂,但相比之下,酰基化改性、非热等离子体改性更具快速、有效、环保等优势。此外将WNS制备为活性炭也是一种有效的改性方法,制备的活性炭吸附效果相当甚至优于传统的活性炭吸附剂,值得进一步研究。建议今后对核桃壳绿色环保、低成本制备吸附剂的工艺、核桃壳改性方法工业规模放大试验及对实际废水中金属离子的选择性及竞争性吸附问题开展研究,以实现核桃壳生物质废料最高效的资源化利用。     

氧化锌基吸附剂的制备及其脱硫性能

在共沉淀过程中引入硝酸铝,制备了碱式碳酸锌和锌铝水滑石前驱体,通过焙烧得到铝掺杂氧化锌吸附剂。考察了硝酸铝加入量、p H值、加料速率、溶液浓度及前驱体中残余钠含量对所制备吸附剂性能的影响,通过X射线衍射、扫描电镜和低温N2吸附对吸附剂物化性能进行了表征,并考察了吸附剂的脱硫反应性能。结果表明：硝酸铝的引入,改变了前驱体的结晶状态,前驱体由碱式碳酸锌部分变为类水滑石结构,焙烧后铝掺杂的氧化锌晶粒变小,吸附剂的比表面积和孔容增大,吸附剂硫容增加,活性组分利用率明显提高。前驱体中残余钠含量对吸附剂的性能有显著影响。     

Ce-Zn复合吸附剂的制备及除磷性能研究

以Ce(NO₃)₃·6H₂O和Zn(NO₃)₂·6H₂O为原料,采用共沉淀法制备Ce-Zn复合吸附剂,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其进行表征,对吸附过程进行动力学和热力学拟合,通过正交实验确定吸附除磷的最佳工艺条件,并对吸附剂进行再生处理,研究其可循环利用性能。结果表明,复合吸附剂表面生成了水合氧化铈和氧化锌颗粒,表面粗糙,呈多孔结构;磷酸盐离子取代复合吸附剂表面的金属羟基是吸附除磷的主要原因。除磷最佳工艺条件：磷初始质量浓度为5 mg/L,pH为4,Ce-Zn复合吸附剂投加量为0.07 g、反应时间为240 min;吸附过程符合Freundlich等温模型和准二级动力学方程,反应自发进行,且为吸热反应;利用碱液对吸附剂进行3次循环脱附再生,对磷的去除率保持在90%以上,证明该吸附剂可以循环使用。     

钢渣复合陶粒的制备及去除水中铅的研究

以钢渣、碳和粘土为主要原料,来制备出一种可用于水处理中的陶粒,确定了陶粒的烧制条件,并且探究了该陶粒对水中的铅离子的吸附情况。结果表明:利用钢渣比表面积大、表面粗糙且内含有大量碱性氧化物的优势,可以制备出用于吸附废水中铅离子的陶粒,且陶粒有很好的吸附效果,并确定陶粒在配比为4∶4∶2,烧制温度为800℃,溶液的pH在6～10之间时,吸附效果非常好,吸附率随着投加量的增加而增加。     

离子凝胶复合吸附剂的制备及空气取水性能

制备了一种LiCl复合可得然离子凝胶,并将其首次用于空气取水性能研究。在不同吸附温度、吸附湿度的开式环境中,完成了复合吸附剂的水蒸气吸附特性研究。探究了浸渍盐的质量浓度对复合吸附剂吸附性能的影响。根据目标工况,完成了复合吸附剂组分的优化配比。对优化后的离子凝胶进行了吸附动力学和等温吸附特性研究。结果表明,15% LiCl溶液复合而成的可得然吸附剂综合性能最佳。在35℃&75%RH下,该复合吸附剂的吸附量高达3.30g/g,是传统硅胶复合吸附剂的6.6倍;在55℃&40%RH工况下实现1.66 g/g的水量脱附,是硅胶复合吸附剂的3倍。在25℃&75%RH下,可得然复合凝胶吸附剂的吸附速率K高达3.48×10^-3s^-1;该离子凝胶复合吸附剂的研究,为吸附式空气取水技术提供了基础支持。     

柔性碳纤维基吸附剂的制备及CO2吸附性能

为了解决粉末状固体吸附剂成本高、传质阻力大的缺点,以棉花碳化制得的碳纤维作为吸附剂载体,通过浸渍法负载五乙烯六胺(PEHA)制备了固体有机胺吸附剂。通过扫描电镜、物理吸附、红外、热重分析等对吸附剂进行表征,采用穿透曲线法对吸附剂的CO₂吸附性能进行测试。结果表明,在500℃碳化得到的碳纤维C500具有最大的比表面积(471 m²·g^-1)。50PEHA/C500吸附剂在75℃时吸附量可达到4.05 mmol·g^-1,CO₂吸附性能优异。对比粉末吸附剂,碳纤维之间具有更大的空隙,放大实验表明,50PEHA/C500比介孔氧化硅基吸附剂(50PEHA/SBA-15)具有更小的传质阻力。循环测试结果表明50PEHA/C500吸附剂具有优秀的再生性能。50PEHA/C500基吸附剂具有低成本、低传质阻力和优异的CO₂捕获能力,展现出良好的应用前景。