含钛高炉渣制备复合吸附剂及其铬吸附性能

Cr(Ⅵ)是一种有害污染物,既污染水环境,也会对人体造成伤害。本文以工业固废含钛高炉渣为原料,通过酸浸得到浸出渣基体,经壳聚糖改性,制备一种新型GLZ-jcz/CS复合吸附剂,用来去除废水中的Cr(Ⅵ)。研究了吸附温度、废水pH、吸附剂量、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。以Cr(Ⅵ)吸附率为评价指标,确定最优实验条件,并研究了GLZ-jcz/CS复合吸附剂的再生性能。采用扫描电子显微镜、傅里叶红外变换光谱仪、X射线光电子能谱仪、BET比表面积测试仪对GLZ-jcz/CS复合吸附剂进行表征,结合吸附动力学模型和吸附等温线模型分析,确定吸附机理。实验结果表明：当吸附温度为70℃、废水pH=4、吸附剂用量为0.13g、Cr(Ⅵ)初始浓度为50mg/L、吸附时间为2h时,吸附率达到99.8%,吸附容量可以达到67mg/g,GLZ-jcz/CS复合吸附剂经过6次洗脱,吸附率仍可达到96%以上,吸附模型符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

生物炭/锰氧化物复合材料对苯甲酸的吸附研究

以香蕉皮为原料,通过浸渍-焙烧的方法制备了生物炭/锰氧化物复合材料。研究了生物炭/锰氧化物复合材料吸附去除苯甲酸的工艺条件以及吸附等温线、动力学以及热力学过程。结果表明,在温度为25℃、溶液pH=4.0、苯甲酸底液质量浓度为100 mg/L、吸附剂投加量为2 g/L的条件下,生物炭/锰氧化物复合吸附剂对苯甲酸的去除率为94.76%。此外,生物炭/锰氧化物复合吸附剂对苯甲酸的等温吸附过程服从Langmuir模型,饱和吸附量为68.213 mg/g;吸附动力学过程服从准二级动力学方程;吸附热力学研究表明,该吸附过程能自发进行。     

膨润土-活性炭复合吸附剂对锰离子的吸附

以膨润土和活性炭为原料制备了复合吸附剂并将之应用于含锰离子废水的吸附。考察了不同条件下该吸附剂对水体中Mn（Ⅱ）的去除效果,并研究了吸附动力学特征和等温吸附过程。结果表明膨润土和活性炭复合吸附剂对Mn（Ⅱ）具有优良的吸附能力,在25 ℃下,当投加量为4 g/L、Mn（Ⅱ）初始质量浓度为50 mg/L、溶液pH为6时,吸附180 min,吸附率为93.2%。准一级、准二级动力学和内扩散模型用来拟合吸附过程,结果表明准二级动力学符合该吸附过程,吸附速率常数为0.003 6 g/（mg·min）,内扩散过程不是吸附的限速步骤,还存在吸附机制的制约。用Langmuir和Freundlich模型描述吸附等温过程,结果得出该吸附过程服从Langmuir吸附,饱和吸附容量为27.781 mg/g。     

石墨烯-13X/LiCl复合吸附剂开式吸附-解吸性能

利用不同质量分数的石墨烯（MLG）与13X/LiCl合成新型复合吸附剂。通过扫描电镜（SEM）和N₂吸附表征复合吸附剂的微观形貌和孔隙特性,测试了复合吸附剂开式环境下的水蒸气吸附及解吸性能,并探究复合吸附剂中石墨烯质量分数对吸附解吸性能的影响。通过80%相对湿度（RH）的高湿工况进一步筛选出盐的质量分数为18.4%的13X/LiCl为最佳盐含量的吸附剂（MZ）作为合成复合吸附剂的基质。实验结果表明：石墨烯增加了复合吸附剂的结构性参数（比表面积,孔体积及孔径）,其中比表面积由未添加石墨烯的MZ [(262±3)g/m²],最大可提升至12G-MZ [(304±4)g/m²];复合吸附剂表现出优异的水蒸气吸附性能,所有复合吸附剂的相对吸附量均高于MZ（0.554g/g）,3G-MZ吸附性能最佳,水蒸气吸附量高达0.587g/g,是13X的2.7倍;除12G-MZ外,随着吸附剂中石墨烯质量分数的增加,水蒸气解吸率随之增加,其中9G-MZ的解吸率接近90%,较MZ（81.8%）提升了9.7%。该研究可为复合吸附剂应用于吸附空气取水提供基础研究数据。     

生物炭负载铁锰氧化物吸附去除Cr(Ⅵ)的试验研究

采用热解法制备负载铁锰氧化物的改性生物炭,并用于去除水中的Cr（Ⅵ）。通过SEM, XRD, FTIR等表征手段对材料进行分析,同时探究材料投加量、 Cr（Ⅵ）初始浓度、初始pH值对Cr（Ⅵ）去除的影响。在铁锰物质的量比为1∶3,香蒲质量为5 g的条件下,经600℃热解2 h制得改性生物炭F1M3BC5。改性后的香蒲草生物炭孔隙丰富,比表面积显著增大,更有利于材料对Cr（Ⅵ）的吸附。批量吸附试验结果表明,对于100 mL初始质量浓度为20 mg/L的含Cr（Ⅵ）废水,F1M3BC5的最佳吸附条件为pH值为3、投加量为0.15 g、温度为25℃、吸附时间为5 h。吸附过程与准二级动力学模型拟合,最大吸附量可达18.24 mg/g。     

普鲁兰复合吸附剂对As的去除研究

以重金属砷为主要研究对象,将普鲁兰和氧化镁用溶胶凝胶法制得普鲁兰复合吸附剂,探究了普鲁兰复合吸附剂的最佳制备条件,并研究了其对As的吸附去除性能。试验表明:在氧化镁与普鲁兰的质量配比为3∶2,搅拌时间为12 h,烘干温度为65℃,煅烧温度为400℃和煅烧时间为1 h的条件下,可以得到具有良好除砷性能的复合吸附剂。同时考察了初始砷浓度、初始pH、吸附温度及吸附时间等因素对该吸附剂吸附砷的影响。结果表明:普鲁兰复合吸附剂能较好的处理As质量浓度为50～200 mg/L,pH为3～11的含砷废水,且在室温下吸附反应5 h吸附剂达到饱和,其吸附量可达到136. 190mg/g。     

煤矸石复合吸附剂对含铅废水处理性能研究

以煤矸石、石灰石和氯化铝为原料,制备呈碱性的复合吸附剂和呈中性的复合吸附剂,处理含铅(Ⅱ)废水,结果表明,碱性吸附剂的最佳吸附条件为投加量0.5 g,吸附时间60 min,p H为1,反应温度为25℃时,此时吸附量为7.62 mg/g,去除率为96.68%;中性吸附剂的最佳吸附条件为投加量0.5 g,吸附时间80 min,p H为1,反应温度25℃,此时吸附量达到7.19 mg/g,去除率为85.40%。碱性复合吸附剂吸附含铅(Ⅱ)废水能较好的与准二级动力学拟合,中性复合吸附剂吸附含铅(Ⅱ)废水能较好的与准一级动力学拟合。采用Freundlich方程描述碱性复合吸附剂吸附低浓度和高浓度含铅(Ⅱ)废水,用Langmuir方程描述中性吸附剂吸附低浓度含铅(Ⅱ)废水,用Temkin方程描述中性吸附剂吸附高浓度含铅(Ⅱ)废水。     

煤矸石复合吸附剂对含铅废水处理性能研究

以煤矸石、石灰石和氯化铝为原料,制备呈碱性的复合吸附剂和呈中性的复合吸附剂,处理含铅(Ⅱ)废水,结果表明,碱性吸附剂的最佳吸附条件为投加量0.5 g,吸附时间60 min,p H为1,反应温度为25℃时,此时吸附量为7.62 mg/g,去除率为96.68%;中性吸附剂的最佳吸附条件为投加量0.5 g,吸附时间80 min,p H为1,反应温度25℃,此时吸附量达到7.19 mg/g,去除率为85.40%。碱性复合吸附剂吸附含铅(Ⅱ)废水能较好的与准二级动力学拟合,中性复合吸附剂吸附含铅(Ⅱ)废水能较好的与准一级动力学拟合。采用Freundlich方程描述碱性复合吸附剂吸附低浓度和高浓度含铅(Ⅱ)废水,用Langmuir方程描述中性吸附剂吸附低浓度含铅(Ⅱ)废水,用Temkin方程描述中性吸附剂吸附高浓度含铅(Ⅱ)废水。     

板栗壳对含油废水中乳化油的吸附行为研究

为了实现农业固体废弃物的资源化利用,以板栗壳作为吸附剂对含乳化油的废水进行了吸附实验研究,探明板栗壳深度处理含油废水的应用潜力。研究了吸附时间、振荡速度、吸附剂颗粒粒径、吸附剂浓度、乳化油初始COD这些因素对板栗壳吸附去除废水中乳化油的去除率及其吸附量的影响。结果表明,板栗壳对乳化油的吸附在20 min时达到吸附平衡,当乳化油初始COD为227.3 mg/L,吸附剂浓度10 g/L,振荡速度200 r/min,吸附剂粒径0.154～0.25 mm时,乳化油去除率和吸附量最大,分别为66.3%和吸附量15.07 mg/g。通过拟一、二阶动力学模型拟合发现板栗壳对乳化油的吸附更符合拟二阶动力学模型,拟合得到的理论平衡吸附量为5.113 5 mg/g,初始吸附速率为3.263 3 mg/（g·min）,化学吸附起主导作用。因此,板栗壳对乳化油的吸附效果较好,有望代替活性炭来深度处理含油废水。     

介孔铁镁复合氧化物对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以铁镁复合草酸盐为前驱体制备了介孔铁镁复合氧化物材料,采用扫描电子显微镜、透射电镜、孔隙化学吸附分析仪等对产物进行了表征。将介孔铁镁复合氧化物应用于水体中Cr（Ⅵ）的吸附,考察了吸附条件对其去除Cr（Ⅵ）效果的影响,探讨了吸附的热力学和动力学规律。结果表明：获得的铁镁复合氧化物为纳米晶构筑的介孔材料,比表面最高达157...     

利用电解锰渣制备As(Ⅲ)吸附材料及其性能研究

通过对工业废弃物电解锰渣(electrolytic manganese residues, EMRs)进行改性制备As(Ⅲ)吸附材料（改性EMRs），探究了NaOH用量、超声及微波对其表面结构及吸附性能的影响。结果表明：该工业废渣在固液比M(EMRs)∶V(NaOH, aq) = 1∶10(C _NaOH，aq = 2.0 mol·L^-1)条件下，经超声反应（200 W）2 h脱除大部分Si、S、Ca后，再微波（700 W）反应5 min以使Fe、Mn等活性吸附基团在其表面沉积，最后经105℃烘干制得改性EMRs。SEM结果表明，EMRs改性后表面形成片层纳米结构，对砷具有良好的吸附性能，可将初始As(Ⅲ)浓度为50 mg·L^-1废水出水中砷降至0.042 mg·L^-1，符合国家地表水环境质量标准Ⅰ类水质量要求(GB 3838—2002)；同时，经3% NaOH溶液再生处理后可继续使用。XPS结果表明，改性EMRs吸附砷性能与其表面Fe₃O₄、FeOOH、MnO₂等对As(Ⅲ)具有吸附作用或氧化作用的活性物种的增多密切相关。     

三种三价铁吸附剂除As（V）性能的比较

为从铁化物中筛选到经济有效的除砷材料,首先研究了pH和铁砷比对砷吸附效果,随后考察了铁砷化合物的还原性溶解对砷释出的影响。结果表明Fe（Ⅲ）化合物去除As（V）效果较好,最佳去除pH为5～8,铁砷比越大,砷的去除率越高。此外,当以氯化铁、硫酸铁作为吸附剂时,吸附后砷的溶出率与吸附剂中Fe（Ⅲ）的还原率呈正相关,在硫酸铁溶液中两者的相关系数最高达0．98。但当Fe（Ⅲ）以固体氧化铁存在时,还原后砷的溶出率与铁的溶出率的相关系数偏低。     

竹基纤维素纳米纤丝交联改性后对水体中低浓度磷的吸附

通过优化制备条件,将竹基纤维素纳米纤丝（cellulose nanofibrils,CNFs）与聚酰胺环氧氯丙烷树脂（polyamide epichlorohydrin resin,PAE）进行交联,随后负载Fe(OH)₃,得到了吸附废水中低浓度磷的新型复合材料CNFs-PAE-Fe。与其他交联剂相比,竹基纤维素纳米纤丝与PAE交联并负载后展现出更好的机械强度和吸附性能。通过BET比表面积测量、热重分析、FTIR、扫描电镜、XPS能谱分析,探究了交联负载Fe(OH)₃前后材料的孔径、热稳定性、表面形貌、元素组成等。CNFs-PAE-Fe对磷的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,这表明改性材料对磷的吸附过程是以化学吸附为主的单分子层吸附。CNFs-PAE-Fe在较宽的pH范围下对低浓度磷都保持着较好的吸附性能,当pH=4.0时吸附容量最高,达到9.11mg/g。对吸附饱和的改性材料进行再生研究,洗脱液V(NaCl)∶V(NaOH)配比为3∶2时再生效果最好。解吸后的材料经冷冻干燥,重复利用5次,仍保持较好的强度和完整的形貌。     

Arsenic adsorption using copper (II) oxide nanoparticles

Arsenic poisoning is a major problem in today's life. To reduce its concentration in drinking water, different metal based compounds were explored as arsenic adsorbents. In the present study, copper (II) oxide nanoparticles were prepared by thermal refluxing technique and used as an adsorbent for arsenic removal from water. Characterization of the adsorbent using TEM, BET, XRD and FTIR implied that the prepared adsorbent was in nano size and had excellent adsorption behavior with surface area of 52.11 m²/g. Systematic adsorption experiments were carried out with different process parameters such as contact time, adsorbent mass, pH, temperature and stirring speed and found that copper (II) oxide had very good efficiency towards arsenic adsorption. Thermodynamic parameters and adsorption kinetics were studied in detailed to know the nature and mechanism of adsorption. Results showed that the adsorption process followed pseudo second order kinetic and endothermic behavior. Adsorption equilibrium was studied with Langmuir and Freundlich isotherm models. The adsorption process followed Langmuir isotherm with an adsorption capacity of 1086.2 μg/g. A regeneration study was proposed in order to reuse the adsorbent for better economy of the process. Finally, a process design calculation is reported to know the amount of adsorbent required for efficient removal of arsenic from aqueous medium.     

Mn强化Fe/C微电解工艺条件优化及降解油墨废水机理

为了提高Fe/C微电解工艺对油墨废水的处理效率,以金属锰改变传统铁碳填料的成分,采用响应面法优化微电解工艺条件,通过三维荧光光谱、紫外可见光谱、气-质联用色谱等分析处理前后油墨废水的有机物成分及填料表面结构的变化,探究絮凝和降解机理。结果表明：在初始pH为2.79,反应时间为1.58 h,Fe/Mn质量比为3.11,填料总投加量为93.36 g/L的条件下,COD去除率达到87.9%,预测值(87.8%)与实测值相差0.1%,采用响应面法可准确预测COD去除率的变化。经Fe/Mn/C微电解工艺处理后,油墨废水Zeta电位上升,絮凝作用增强。Fe/Mn/C微电解工艺可破坏苯环及共轭双键结构,对类溶解性微生物代谢产物、类芳香族蛋白质类物质以及类腐殖酸类物质的降解效果显著,微电解过程中填料表面生成了铁、锰氧化物,部分氧化物附着在活性炭表面。     

竹炭-壳聚糖材料处理印染废水的应用研究

通过自制负载Fe2O3及Co2O3的竹炭-壳聚糖复合材料,在电催化作用下对模拟印染废水的去除效果进行了研究。对催化剂制备过程中的影响因素进行了优化,当竹炭与金属氧化物质量比为5∶1,壳聚糖与海藻酸钠质量比为9∶1,竹炭(负载金属氧化物)与壳聚糖质量比为100∶1,最佳焙烧温度600℃时制备的竹炭-壳聚糖复合材料对废水中的有机物有较好的去除效果。在最优化条件下对制备的复合材料进行了正交条件实验研究,结果表明:竹炭壳聚糖复合材料在投加量为3g,电压为9V,电解质质量0.4g,电催化时间为2h,pH为5时,对有机物有最好的去除效果。电催化时间为2h时对有机物的去除效率最高,且对酸性品红的去除效果最好,最大去除率能达到94%。     

铁盐+双氧水法处理铜冶炼酸性废水工艺改造实践

介绍了白银有色集团股份有限公司铜业公司酸性废水处理系统工艺流程及存在的问题。试验研究了铁盐+双氧水法药剂投加顺序、投加量、投加比例、pH值等因素对除砷效率的影响,在铁砷质量比为5~6、双氧水与铁盐加入比为1∶2.5左右时,具有较好的除砷效果,同时也具有较好的经济性。酸性废水处理系统技术改造后,处理后回用水砷含量指标稳定达标。     

改性铁矾土对废水中砷的吸附效能研究

以天然铁矾土为原料制备得到改性铁矾土除砷吸附剂,考察了反应时间、p H、竞争离子对该吸附剂吸附砷效能的影响,并对吸附机理进行了分析。结果表明:该吸附剂对废水中的砷具有较高的吸附效能。在反应时间为60 min内,该吸附剂对砷的吸附呈快速上升趋势;该吸附剂对砷的饱和吸附量可达19.2 mg/g;酸性与中性的p H环境有利于砷的吸附去除;废水中的PO43-与砷存在较强的竞争吸附,而SO42-、NO3-与砷的竞争吸附作用较小。     

Removal of Trace Arsenic to Meet Drinking Water Standards Using Iron Oxide Coated Multiwall Carbon Nanotubes

This study presents the removal of trace level arsenic to meet drinking water standards using an iron oxide-multi-walled carbon nanotube (Fe-MWCNT) hybrid as a sorbent. The synthesis was facilitated by the high degree of nanotube functionalization using a microwave assisted process, and a controlled assembly of iron oxide was possible where the MWCNT served as an effective support for the oxide. In the final product, 11 % of the carbon atoms were attached to Fe. The Fe-MWCNT was effective in arsenic removal to below the drinking water standard levels of 10 μg L(-1). The absorption capacity of the composite was 1723 μg g(-1) and 189 μg g(-1) for As(III) and As(V) respectively. The adsorption of As(V) on Fe-MWCNT was faster than that of As(III). The pseudo-second order rate equation was found to effectively describe the kinetics of arsenic adsorption. The adsorption isotherms for As(III) and As(V) fitted both the Langmuir and Freundlich models.     

Synthesis,characterization, and SO2 removal capacity of MnMgAlFe mixed oxides derived from hydrotalcite-like compounds

Fe (III), Mn (II)-substituted Mg–Al hydrotalcite-like compounds were prepared by co-precipitation method and MnMgAlFe mixed oxides derived from hydrotalcite-like compounds (calcination at 1023 K for 4 h) were tested for SO₂ removal under the conditions similar to those of FCC units. XRD, IR, TG/DTA and N₂ adsorption analysis were performed to investigate the physicochemical and textural properties of the samples. The results showed that all samples exhibited good dispersion of metal oxides in the matrix. The SO₂ adsorption–reduction tests showed that on the basis of MgAl adsorbent, addition of a certain amount manganese and iron could enhance the the SO₂ removal capacity and adsorption rates of catalysts in FCC units and the sample that contains 5% Fe and 10% Mn showed the best effect. Further analysis suggested that Fe and Mn could cooperatively promote the oxidation of SO₂ to SO₃ that is easier to be chemisorbed by catalysts and Fe simultaneously played a role as reducing promoter which is essential for reusability of the catalysts.