壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性

研究了壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料的制备及从模拟废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR、BET法对普通甘蔗渣和复合材料的结构进行表征。结果表明:壳聚糖/磁性甘蔗渣生物炭复合材料为团状结构,表面有大量微孔,并有许多孔隙穿插其中,化学结构较普通甘蔗渣有较大改变;在废水Cr(Ⅵ)初始质量浓度50 mg/L、废水pH=2、反应温度25℃、复合材料投加量8 g/L、吸附时间12 h条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.7%,最大吸附量为8.779 6 mg/g;Langmuir等温吸附模型能反映吸附过程,吸附以单层吸附为主可用准二级动力学方程描述,吸附分快速吸附与慢速吸附2个阶段。     

用聚吡咯改性电解锰渣去除废水中的六价铬

研究了用聚吡咯(PPY)改性电解锰渣(EM R)制备吸附材料EM R-PPY并用以从废水中吸附去除Cr(Ⅵ),考察了吸附时间、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、吸附剂加入量、溶液pH对EMR-PPY吸附去除Cr(Ⅵ)的影响,探讨了吸附过程的动力学和热力学.结果表明:在废水pH=2.0、EMR-PPY加入量1 g/L、初始Cr(Ⅵ)质量浓度150 mg/L条件下,Cr(Ⅵ)去除率达99.6％;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,平衡状态下,理论最大吸附量为269 mg/g;吸附机制主要包括Cr2 O2-7与N+之间的静电作用、对Cr(Ⅵ)的还原作用、Cr2 O2-7与Cl-之间的离子交换作用;3次循环再生后,EMR-PPY对Cr(Ⅵ)的吸附量仍保持在100 mg/g以上,仍可继续使用.     

离子液体改性花生壳对铬离子的吸附行为与机制

研究了用离子液体改性花生壳,并考察了改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附行为与机制.结果表明:在改性花生壳用量10 g/L、温度50℃、初始Cr(Ⅵ)质量浓度10 mg/L条件下,改性花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附率达99.82％;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层吸附,吸附发生在均匀的吸附点位上,理论最大吸附量qm=9.70 mg/g;RL=0.221<1,表明吸附过程为优惠吸附;吸附过程符合准二级动力学模型,动力学常数k2=0.0452 g/(mg·min),理论平衡吸附量qe=1.14 mg/L,表明吸附过程主要为化学吸附.     

高锰酸钾活化法制备甘蔗渣活性炭及从废水中吸附Cr(Ⅵ)试验研究

研究了用高锰酸钾活化法制备的甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),采用SEM、FTIR及BET法对炭化前后的甘蔗渣进行表征。结果表明:普通甘蔗渣孔结构较少,表面平整,比表面积为0.874 8 m~2/g;甘蔗渣活性炭表面为多层片状结构,每片上有大量排列整齐的孔隙,比表面积为353.524 8 m~2/g,且官能团数量和种类均有所增加;用甘蔗渣活性炭从废水中吸附Cr(Ⅵ),适宜条件下,废水中Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L时,Cr(Ⅵ)去除率达94.1%,最大吸附量为9.407 mg/g;吸附热力学及动力学结果表明,Langmuir等温吸附模型能更好地反应吸附过程,吸附过程遵循准二级动力学方程。     

钢渣负载羟基磷灰石复合材料对水溶液中铀的去除性能

采用溶胶—凝胶法制备出钢渣负载羟基磷灰石复合材料,并通过静态试验方法探讨pH、复合材料投加量、反应时间及铀初始浓度对复合材料吸附水溶液中U(Ⅵ)的影响。结果表明,复合材料对U(Ⅵ)具有较好的去除性能,在pH=4、投加量0.4g、反应时间120min的条件下,对初始浓度5mg/L的水溶液中U(Ⅵ)的去除接近完全,对应吸附量为1.25mg/g。复合材料对U(Ⅵ)的吸附过程为化学吸附,符合准二级动力学模型(R~2=0.996 9);Langmuir吸附等温线模型拟合(R~2=0.999 1)表明,吸附过程为吸附剂表面上的单层吸附;且通过R_L(R_L 0.063)的计算表明,复合材料对U(Ⅵ)的吸附极其接近不可逆吸附。     

纳米零价铁的制备及其从废水中吸附Cr(Ⅵ)的机制研究

研究了以绿色廉价的保险粉(H₂Na₂S₂O₄)为还原剂、FeSO₄为铁源，制备纳米零价铁(nZVI)并用于吸附废水中Cr(Ⅵ),考察了nZVI投加量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、模拟废水初始pH、反应时间和反应温度对Cr(Ⅵ)去除率的影响，并通过XRD、SEM对nZVI进行表征，结合吸附动力学、吸附等温线和颗粒内扩散模型试验探究去除机制。结果表明：所制得nZVI物相主要为α-Fe;在初始Cr(Ⅵ)质量浓度20 mg/L、nZVI投加量300 mg、吸附时间15 min、不调节pH条件下，用nZVI吸附1 L含Cr(Ⅵ)模拟废水，Cr(Ⅵ)吸附量为98.52 mg/g,去除率可达99.8%;吸附效果良好，且Cr(Ⅵ)的去除速率随温度升高而加快；nZVI对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。     

活性炭纤维对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能及再生试验研究

研究了活性炭纤维吸附废水中Cr(Ⅵ)、再生及吸附过程热力学和动力学,并采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对吸附前、后的活性炭纤维进行表征。结果表明:用活性炭纤维吸附Cr(Ⅵ),在废水体积50 mL、pH=2、Cr(Ⅵ)初始质量浓度40 mg/L、吸附时间200 min、吸附剂用量0.5 g条件下,Cr(Ⅵ)吸附去除率为98.81%,Cr(Ⅵ)吸附量为3.95 mg/g;影响吸附过程的最重要因素为吸附剂用量;吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学吸附模型;用0.1 mol/L盐酸溶液对吸附Cr(Ⅵ)后的活性炭纤维进行洗涤、再生,然后重复试验,连续5次吸附后,Cr(Ⅵ)吸附去除率仍维持在91.47%。活性炭纤维表面呈束状结构,束间存在许多凹陷空间,表面主要官能团为—OH、N—H、■和■,对Cr(Ⅵ)的吸附主要是化学吸附。     

用负载纳米零价铁的改性沸石从溶液中去除U(Ⅵ)试验研究

研究了用液相还原法制备纳米零价铁,并将其负载于改性沸石表面制备出负载纳米零价铁的改性沸石复合材料(Z-nZVI),用于去除溶液中的U(Ⅵ)。借助X射线衍射法(XRD)对复合材料进行表征,考察了溶液pH、温度、吸附时间对复合材料吸附去除U(Ⅵ)的影响,分析了复合材料吸附U(Ⅵ)的动力学。结果表明:负载纳米零价铁的改性沸石对U(Ⅵ)有很好的去除效果;在溶液pH=4、温度30℃、接触时间60min条件下,U(Ⅵ)去除率和最大吸附量分别为96.72%和48.55mg/g;该复合材料对U(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。     

TiCl_4-AlCl_3水解制备金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)吸附研究

为研究金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附,利用TiCl_4-AlCl_3水解制备球形的金红石TiO_2颗粒.在金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附实验中,研究了时间、pH和Cr(Ⅵ)初始浓度对吸附的影响.利用伪一级、二级动力学模型和Webber-Morris模型对吸附动力学数据进行分析,并计算吸附过程的△G0,探究该吸附过程的机理.结果表明:金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间约为30 min,适宜的吸附pH值为5,平衡吸附容量随Cr(Ⅵ)初始浓度的增加而增加,当Cr(Ⅵ)浓度为800 mg/L时,吸附容量达到24.38 mg/g.吸附动力学更符合伪二级动力学模型,△Gθ的计算值为-5.679 kJ/mol,表明吸附过程为自发的化学反应过程. Webber-Morris模型拟合结果表明,金红石TiO_2对Cr(Ⅵ)的吸附主要以颗粒表面吸附为主.     

季铵木质素对Cr(Ⅵ)的吸附

采用稻草制备的季铵木质素对Cr(Ⅵ)进行吸附,通过对吸附前后季铵木质素的傅里叶红外光谱 (FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析吸附过程的机理,考察了Cr(Ⅵ)起始浓度、温度、时间和起始pH对吸附效果的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)主要以HCrO4-形态被季铵和胺基吸附,部分被吸附后的HCrO4-被苯环上的烷基及酚羟基还原成Cr(Ⅲ)并被羧基吸附,少量Cr(Ⅵ)直接被电子官能团还原成Cr(Ⅲ)。当Cr(Ⅵ)起始浓度为50 mg/L、起始pH为1.08、120 min和25 ℃时,Cr(Ⅵ)去除率达到99.76%,吸附过程遵循准二级动力学和Langmuir模型,表明吸附过程为单分子层均质化学吸附。通过对季铵木质素吸附Cr(Ⅵ)的机理和行为研究,可以为稻草的资源化利用和铬的去除提供理论依据。     

KOH和微波辐照改性满江红生物炭对水中U(Ⅵ)的吸附

研究了以野生满江红为原料制备满江红生物炭(AIC),再经KOH浸泡和微波辐照获得改性满江红生物炭(K-M-AIC)并用以吸附溶液中的U(Ⅵ),借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、元素分析表征了AIC、K-M-AIC及吸附U(Ⅵ)后的K-M-AIC的结构和性能,考察了K-M-AIC用量、体系pH、反应时间、初始U(Ⅵ)质量浓度对K-M-AIC吸附U(Ⅵ)的影响,采用准一级和准二级动力学模型、Langmuir和Freundlich等温吸附模型分析了吸附过程。结果表明:在体系pH=5、初始U(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、K-M-AIC用量0.133 g/L、温度30℃条件下,U(Ⅵ)最大吸附量为124.903 mg/g;吸附过程更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。K-M-AIC生物材料可用于从溶液中吸附去除U(Ⅵ)。     

改性桑枝吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能试验研究

研究了以农林废弃物桑枝为原料制备6种改性生物质吸附剂,考察各改性吸附剂对冶金废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。桑枝改性前后的结构变化采用傅立叶转换红外光谱仪(FTIR)进行表征。结果表明:0.4 mol/L硫酸亚铁溶液的改性效果最好,改性后的吸附剂可使Cr(Ⅵ)去除率达97.4%,较改性前提高了26.1%,其吸附过程更符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程;FTIR表征结果表明,改性后的桑枝吸附剂表面官能团发生一定变化,峰强度显著增大,有利于其对Cr(Ⅵ)的吸附。     

高岭土负载钛酸钙复合材料对放射性废水中U(Ⅵ)的吸附性能与机理

利用一锅法制备了高岭土负载钛酸钙复合材料，研究了其对放射性废水中的U(Ⅵ)的吸附性能和机理。探讨了反应温度、U(Ⅵ)初始浓度、接触时间、固液比等对其吸附废水中U(Ⅵ)的影响，并进行了吸附动力学、热力学和等温吸附分析。结果表明，高岭土负载钛酸钙复合材料对废水中U(Ⅵ)有较好的吸附效果。当溶液pH=3.5、固液比0.4 g/L、反应时间60 min、反应温度25 ℃时，U(Ⅵ)的去除率达到最大值94.7%，最大吸附量为197.6 mg/g。高岭土负载钛酸钙吸附U(Ⅵ)的过程是一个自发且不可逆的吸热反应过程，符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型，表明其对U(Ⅵ)的吸附是物理吸附和化学吸附并存，以非均匀吸附为主的过程。     

某铀尾矿场附近稻田土壤对铀的吸附性能试验研究

研究了某铀尾矿场附近的稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附性能,借助X射线衍射仪(XRD)对稻田土壤进行表征,考察了初始U(Ⅵ)质量浓度、固液质量体积比、溶液pH、吸附时间和温度等对稻田土壤吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附反应动力学和热力学。结果表明:在溶液初始U(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、固液质量体积比0.8 g/L、溶液pH=5.5、吸附时间120 min条件下,稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附效果最佳,吸附量为8.3 mg/g;稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层化学吸附,吸附反应自发吸热,为不可逆熵增反应;吸附动力学更符合准二级动力学模型。     

载铝改性活性炭纤维电吸附水中Cr(Ⅵ)

以活性炭纤维、异丙醇铝为原料,通过溶胶—凝胶法制备载铝改性活性炭纤维电极(ACF-Al),通过单因素和正交试验研究其对模拟废水中Cr(Ⅵ)的电吸附性能;采用XRD、FTIR、SEM对电极材料进行表征;达到吸附平衡后对电极进行再生。试验结果表明,电吸附Cr(Ⅵ)适宜工艺条件为:模拟废水初始浓度40mg/L、pH=2.5、电极电位0.3V、极板间距6mm、ACF-Al电极板面积100cm^2,Cr(Ⅵ)吸附率接近100%,比开路条件下提高了26.25个百分点;电吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学方程;对ACF-Al电极进行4次循环再生处理后,其对Cr(Ⅵ)的吸附率仍保持在87%以上。表征结果显示,活性氧化铝被成功负载到活性炭纤维表面,提高了其导电性,增强了Cr(Ⅵ)向电极板的定向迁移性,并在表面羧基、羟基等官能团的作用下,使Cr(Ⅵ)得到有效去除。     

活性炭负载纳米零价铁-羟基磷灰石的制备及其对Mn(Ⅱ)的吸附性能

通过液相还原法制备了活性炭负载纳米零价铁-羟基磷灰石（AC@Fe0-HAP）复合材料,研究了pH、AC@Fe0-HAP投加量、Mn(Ⅱ)初始浓度和反应时间对AC@Fe0-HAP吸附Mn(Ⅱ)的效果。采用吸附动力学模型、等温吸附线模型进行拟合,进一步了解复合材料吸附机理。结果表明,当pH=5、温度25 ℃、Mn(Ⅱ)初始浓度5 mg/L、投加量0.10 g时,AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附效果最好,在反应时间为120 min时达到吸附平衡,吸附量为1.86 mg/g。AC@Fe0-HAP对Mn(Ⅱ)的吸附更加符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型,吸附过程主要为化学吸附、单层吸附。     

用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水试验研究

研究了用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水,考察了废水pH、改性膨润土用量、溶液初始铀(Ⅵ)质量浓度、反应时间、温度对吸附反应的影响。结果表明:用NaCl和STAB(十八烷基三甲基溴化铵)改性的膨润土(Na-Bentonite,STAB-Bentonite)都可用于从废水中吸附铀(Ⅵ);溶液中铀初始质量浓度30 mg/L、温度25℃条件下,Na-Bentonite对铀的最大吸附容量为13.4 mg/g;在溶液pH=4、吸附时间120 min条件下,STAB-Bentonite对铀(Ⅵ)的吸附量为22.35mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型,且受化学反应控制。     

石英砂负载Fe~0-HAP复合材料去除含铀废水试验

利用液相还原法合成零价铁,并将零价铁负载在羟基磷灰石上,再以石英砂作为骨架,得到稳定型石英砂负载Fe~0-HAP复合材料。通过静态试验法,考察不同粒径石英砂负载Fe~0-HAP复合材料在不同时间、铀初始浓度、投加量、pH情况下对含铀废水中铀(Ⅵ)处理的效果。研究表明,复合材料对含铀废水中铀(Ⅵ)具有良好的处理效果,在0.30～0.60mm、0.60～1.18mm和1.18～2.36mm粒径复合材料投加量分别为0.1、0.1、0.2g,含铀废水pH=4,反应时间160min时,复合材料对含铀废水中的铀(Ⅵ)去除率达到80.60%～90.38%,吸附量8.060～9.038mg/g。复合材料去除含铀废水中铀(Ⅵ)更符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。     

CeO_2/粉煤灰复合材料对直接耐酸大红4BS的吸附性能

将粉煤灰(FA)经酸处理和沉淀法制得的Ce O2/FA复合材料用于水溶液中直接耐酸大红4BS(Direct red 4BS,DR 4BS)的吸附,从动力学、平衡和热力学三方面探讨了吸附机理,并结合SEM和比表面积分析研究了材料的吸附性能,考察了复合材料的吸附再生。结果表明,Ce O2/FA复合材料对DR 4BS有很好的吸附性能,在溶液自然酸度下的吸附量和吸附率分别可达157.58 mg·g-1和97%。等温吸附数据通过用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)模型分别进行拟合发现,Ce O2/FA对DR 4BS的吸附完全符合Langmuir等温方程,所得饱和吸附量为208.33 mg·g-1。热力学参数吸附自由能变在-27.05 k J·mol-1~-27.82 k J·mol-1之间,焓变为-19.42 k J·mol-1,熵变为25.62 J·mol-1·K-1,表观活化能为20.18 k J·mol-1,表明该吸附过程为界面上混乱度增加的自发放热过程,且可用准二级吸附速率方程进行很好地描述,起始快吸附过程主要受颗粒内扩散控制。Ce O2/FA复合材料经再生至少可重复使用3次以上。     

重金属污染底泥固化体负载铁去除水中磷的研究

采用免烧结技术将重金属污染的底泥固化稳定化,在满足安全性的基础上,利用FeCl_3对固化体改性,研究改性固化体吸附去除水中磷的性能及机制。研究结果表明:经过免烧结固化之后,当水泥掺量质量分数为40%,养护龄期28 d,Cd,Cu与Pb稳定化率达到92.5%,91.8%,99.5%;Cd,Cu和Pb的浸出浓度分别为1.00×10~(-4),1.18×10~(-2)和1.40×10~(-4) g·L~(-1);改性后底泥固化体的磷去除率由41.2%提升至98.7%,铁改性固化体较佳的铁含量配比为112.0 g·kg~(-1)(Fe/固化体);在水体除磷应用中,当磷浓度为5.00×10~(-3) g·L~(-1),改性固化体投加比为10 g·L~(-1)、pH为6、在90 min时达到吸附平衡,吸附过程符合Freundlich模型,且与准二级动力学方程的拟合程度高。