氧化石墨烯-锰氧化物复合物的制备及对铀的吸附性能

为了改进吸附性能和后处理过程中固液分离的简便性,采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯(GO),再通过超声法将其与锰氧化物(Mn_xO_y)进行复合获得复合型吸附剂GOMO,并用红外光谱仪(FTIR)、拉曼(raman)光谱、扫描电子显微镜(SEM)及光电子能谱(XPS)对产物结构和形貌进行表征。考察溶液pH值、离子强度、吸附时间和铀溶液初始浓度对GOMO吸附行为的影响,同时对吸附机理进行初步探索。结果表明,GOMO对铀具有很好的吸附性能,溶液吸附效果有显著的影响。对于初始浓度为10 mg/L的含铀溶液,二者均可在短时间内达到近100%的去除率,吸附量分别为75.46 mg/g和143.34 mg/g。GOMO对铀的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。在核废液处理的实际应用中,GOMO对铀的去除效果明显优于GO。     

改性磁性壳聚糖微球对氟离子的吸附特性研究

使用电喷法和原位生成法结合制备了磁性壳聚糖(CS)微球,通过氨基化和负载镧改性制备了具有除氟性能的磁性CS微球吸附剂。采用批量实验法对微球吸附剂的氟离子吸附行为进行了研究。结果表明:当溶液pH=9,温度高于15℃,吸附时间超过8h时,吸附基本达到平衡。对于初始氟离子浓度为20mg/L的溶液,吸附剂对氟离子的去除率能达到96%以上。饱和吸附量为(19.747~25.556)mg/g。吸附过程符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程。吸附剂制备过程简单,耗能低且环保,具有较好的应用前景。     

聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附及脱附性能

以聚天冬氨酸(PASP)与木质纤维素(LNC)水溶液聚合法制备出的聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶(PASP/LNC)为吸附剂,对Pb(Ⅱ)进行吸附及脱附实验,研究溶液的初始离子浓度、pH值、吸附时间和吸附温度对溶液中Pb(Ⅱ)吸附量的影响。结果表明,溶液中Pb(Ⅱ)初始离子浓度为0.04 mol/L,溶液pH值为5.5,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃时,PASP/LNC水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附量达到最大为972.35 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。采用X射线衍射分析、比表面积和平均孔径分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分析PASP/LNC水凝胶的结构和吸附机理。使用HNO_3对PASP/LNC进行脱附实验。结果表明,HNO_3浓度为0.04 mol/L,脱附温度为30℃,脱附时间达到60 min时,最大脱附量为928.36 mg/g。吸附/脱附循环实验表明,PASP/LNC水凝胶重复使用4次后吸附量仍较高,是一种可重复使用的高效吸附材料。     

层状双金属氧化物吸附溶液中硼的性能研究

采用共沉淀法合成层状双金属氢氧化物并经过高温煅烧后形成层状双金属氧化物,用扫描电子显微镜对样品进行了表征。研究了层状双金属氧化物对硼的吸附性能,考察了溶液pH值、吸附剂用量、吸附时间、吸附温度对吸附性能的影响。实验结果表明,层状双金属氧化物对模拟废液中的硼有很好的吸附效果,当溶液pH值=9.5、吸附剂用量为0.20g、硼初始浓度为100mg/L、反应时间为100min、温度为303K时对硼的去除率为94.47%,吸附量为47.24mg/g。等温吸附研究结果表明,Langmuir模型能更好地描述吸附过程,表明Mg/AlLDO对硼的吸附主要发生在Mg/Al-LDO表面的活性区域,属于饱和单分子层吸附。     

蚯蚓粪吸附剂的制备及对低浓度含铅废水吸附性能的研究

以蚯蚓粪为原料,用氯化锌和硝酸复配溶液作为活化剂,制备蚯蚓粪吸附剂,并研究了吸附剂对低浓度含铅废水的处理效果。结果表明:5mol/L硝酸溶液与5mol/L氯化锌按1∶1复配活化蚯蚓粪,580℃下热解,由此得到的蚯蚓粪吸附剂对铅离子的吸附效果好于其他活化剂的活化效果;蚯蚓粪吸附剂吸附铅离子的最佳条件:蚯蚓粪吸附剂投加量2.0g/L、废水pH=5、铅离子浓度2.20mg/L、吸附时间30min,此条件下的蚯蚓粪吸附铅离子去除率达到89.2%。     

木屑和花生壳粉对酸性荧光黄染料吸附研究

以木屑、花生壳粉作为吸附剂,采用静态吸附法,研究吸附酸性荧光黄染料的性质,讨论了pH值,染料初始浓度,温度,时间以及盐离子浓度对吸附量的影响,并应用等温模型分析了吸附机理。实验结果表明,在pH为5左右,木屑最佳吸附量为5.18mg/g;在pH为6左右,花生壳粉最佳吸附量为4.46mg/g;吸附最佳的条件是染料初始浓度为150mg/L,吸附剂用量为1.0g,盐浓度为0.17mol/L,25℃下反应90min、木屑、花生壳粉对酸性荧光黄染料的吸附量分别为5.84mg/g、8.66mg/g。吸附平衡时间是90min;吸附随着温度的升高吸附量下降,在25℃时吸附量最佳。盐离子的加入对木屑和花生壳粉对酸性荧光黄染料的吸附有促进作用。木屑、花生壳粉对酸性荧光黄的最大吸附量分别为21.80mg/g和11.00mg/g。经等温方程拟合后,木屑吸附符合多分子层吸附,花生壳粉吸附符合单分子层吸附。2种材料对酸性荧光黄染料的吸附都是放热过程。     

黑藻对含重金属废水中锌离子的吸附性能

黑藻能吸附重金属废水中的Zn2+,但对其的报道鲜见.研究了生物吸附剂黑藻对废水中Zn2+的吸附去除性能,考察了溶液pH值、Zn2+初始浓度、黑藻加入量和吸附时间对吸附效果的影响.同时通过EDX分析和等温吸附模型对黑藻吸附Zn2+的机理进行了研究.结果表明:在溶液pH值为6.0、黑藻加入量为2 g/L,吸附时间为30 min,Zn2+质量浓度为20 mg/L的条件下,黑藻对Zn2+的吸附率为85%,并且发现黑藻对Zn2+的吸附是阳离子交换过程,吸附符合Langmuir,Freuncllich和D-R等温吸附模型.     

UiO-66/壳聚糖的制备及其对U(VI)的吸附机制

铀矿开采和冶炼等工艺产生大量低浓度铀废水,危害着生态环境和人类健康,从含铀废水中去除铀(VI)迫在眉睫。本文以UiO-66、壳聚糖(CS)为原料,采用交联法制备UiO-66/CS新型复合材料,通过静态吸附实验,考察不同pH值、吸附剂投加量、吸附时间及铀初始浓度等外部因素对U(VI)去除率的影响。通过SEM、FTIR、XPS等对UiO-66/CS材料进行表征分析,揭示吸附剂去除U(VI)的机制。结果表明：在铀初始浓度为5 mg/L,温度为298 K,p H为5,投加量为0.15 g/L,吸附时间120 min条件下,UiO-66/CS对U(VI)的去除率可达90.24%。吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型。U(VI)吸附去除机制主要是-NH、-COOH、Zr-O、-OH等官能团与U(VI)发生络合作用。     

质子化交联壳聚糖对甲基橙的吸附研究

研究了吸附剂投加量、甲基橙初始浓度、pH值、吸附时间等条件对甲基橙脱色效果的影响。结果表明,在质子化壳聚糖用量为3.6g/L条件下,对质量浓度低于200mg/L甲基橙溶液的吸附率不低于90%。拟二级动力学模型能很好地描述其吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型。质子化壳聚糖在较宽的pH值范围内对甲基橙具有较好的脱色效果,可提高壳聚糖的利用价值。     

罗非鱼鱼鳞对水中结晶紫的吸附特性和机理研究

通过吸附实验,考察鱼鳞投入量、结晶紫初始浓度和溶液pH等因素对罗非鱼鳞吸附水中结晶紫性能的影响,并通过红外光谱、BET比表面积、扫描电镜、吸附动力学和吸附等温线来分析吸附机理。结果表明:当溶液pH为7、温度30℃,吸附剂投加量为3g/L、吸附时间为20min,结晶紫浓度为40mg/L时,吸附效果最好,结晶紫的吸附率和吸附容量可分别达到66.69%和8.27mg/g;鱼鳞对结晶紫的吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程属于物理吸附;吸附等温线符合Freundlich吸附等温式,当温度30℃时鱼鳞对结晶紫的最大吸附量为18.9mg/g;且罗非鱼鱼鳞中的胶原蛋白和羟基鳞灰石均参与了结晶紫染料的吸附。     

沙柳生物吸附剂对含酚废水的吸附性能研究

以高温活化的沙柳为生物吸附剂对模拟废水中的苯酚进行吸附性能研究。通过单因素实验,考察了活化温度、活化时间、吸附剂投放量、苯酚pH、吸附时间、初始浓度、绝对温度等对吸附性能的影响,并对等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统研究。结果表明:在活化温度400℃、活化时间2h、吸附剂投加量2g/L、苯酚溶液pH为6~7时,吸附1h后,苯酚最大吸附量为243.90mg/g。该吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,其吸附过程的自由能变值小于0,吸附过程的焓变值小于0,为自发放热过程。研究表明,活化后的沙柳可用于去除废水中的苯酚,是一种前景广阔的含油废水生物处理材料。     

HCl浓度对水合氧化铁复合吸附剂P吸附效能的影响

为避免传统水合氧化铁(HFO)负载树脂复合吸附剂制备过程中大量使用HCl对设备防腐、安全及环保带来的问题,优化HFO复合吸附剂的制备工艺方法,改变负载液中HCl浓度制备得到多种HFO复合吸附剂,考察制备得到的HFO复合吸附剂对P的吸附动力学、吸附等温线、初始pH、共存离子影响、解吸再生方法等,评价负载液中HCl浓度对吸附剂吸附效能的影响。结果表明,负载液中HCl浓度由2 mol·L?1降低至0.5 mol·L?1,并不会显著降低HFO复合吸附剂的P吸附容量。HCl浓度为0.5 mol·L?1时制备得到的HFO复合吸附剂对P的最大吸附容量为29.67 mg·g?1,显著高于D201树脂载体(16.39 mg·g?1),其吸附动力学曲线更符合准一级吸附动力学模型,最佳的P吸附pH为6~8,在共存离子Cl?、NO₃?、SO₄2?、CO₃2?浓度为1.0 g·L?1的条件下,吸附剂对P的吸附容量降低31.1%~53.0%。采用5wt%的NaOH溶液能有效实现吸附剂中P的解吸再生。      

改性凹凸棒土吸附剂去除水中的Cr(VI)

以凹凸棒土为载体,合成了乙二胺(EDA)改性凹凸棒土(ATP)吸附剂EDA/ATP复合材料。采用FTIR、TGA对吸附剂进行表征,同时将其应用于对水中Cr(VI)的吸附,研究了溶液初始浓度、吸附时间、溶液pH、Cl?与PO₄3?阴离子浓度对吸附的影响。FTIR和TGA结果表明乙二胺已成功接枝到凹凸棒土表面。吸附实验表明,25℃时EDA/ATP复合材料对Cr(VI)的最大吸附容量为153.78 mg·g?1,吸附在800~900 min内达到平衡,吸附符合Freundlich吸附等温模型和拟二级动力学模型;在初始溶液pH为2~10条件下,随着pH的增加,吸附量先增加再降低,pH为3时,吸附量最大;Cl?对吸附影响较小,PO₄3?对吸附的影响较大,当PO₄3?浓度达到20 mmol·L?1时,Cr(VI)最大吸附量下降了83 mg·g?1;实验表明EDA/ATP可作为一种潜在处理水中Cr(VI)的吸附剂。      

聚吡咯对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能研究

目前有关纯聚吡咯(PPy)用于吸附处理含Cr(Ⅵ)废水的研究不多。为了考察聚吡咯对铬离子污水的吸附性能,在超声条件下原位氧化聚合制备了PPy微/纳米球。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见光谱仪分别表征了样品的结构、形貌和吸附性能。以聚吡咯为吸附剂研究了吸附时间、pH值、初始浓度及温度对Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响。结果表明:对于含Cr(Ⅵ)500 mg/L的溶液,吸附5 min的去除率已超过94.6%;pH值对PPy吸附性能影响不大;随着温度的升高,吸附率逐渐升高。其等温吸附行为较好地符合Freudlich吸附模型。PPy动力学吸附拟合满足准二级动力学模型,通过计算得到聚吡咯对Cr(Ⅵ)的理论最大单位吸附量为47.6 mg/g(试验值为49.7 mg/g)。     

Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

银杏落叶对结晶紫的生物吸附性能研究

以银杏落叶作为生物吸附剂,采用静态吸附法处理结晶紫模拟废水溶液。结果表明:吸附时间、银杏落叶投加量、pH值、结晶紫初始浓度、盐浓度等因素对结晶紫吸附效果有一定影响,吸附平衡时间90min,银杏落叶投加量4g/L,中性条件下,对120mg/L结晶紫有较好的吸附效果。吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,最大吸附量为188.68mg/g。吸附动力学符合准一级和准二级动力学模型,可用准二级动力学模型更好的描述,表明该吸附剂在染料废水处理中有较好的应用前景。     

响应面法优化改性芦苇生物炭对Se(Ⅳ)吸附条件研究

采用响应面法优化不同改性芦苇生物炭对水中硒的吸附条件,用Box-Behnken Design实验设计考察初始硒质量浓度、反应时间、吸附剂添加量和pH值等因素对硒去除率的影响。实验结果表明,各因素对芦苇生物炭(PB)去除硒的影响大小顺序依次为初始硒质量浓度、添加量、反应时间、初始溶液pH值;各因素对柠檬酸改性芦苇生物炭(CA-PB)和壳聚糖改性芦苇生物炭(CTS-PB)去除硒的影响大小顺序依次为初始硒质量浓度、反应时间、添加量、初始溶液pH值。PB吸附水中硒的最佳反应条件为初始硒质量浓度500μg/L,PB添加量为4.69g/L,初始溶液pH值为2.81,反应时间为2.50h,此时对硒的去除率达95.46%。CA-PB吸附水中硒的最佳反应条件为初始硒质量浓度479.76μg/L,CA-PB添加量为4.84g/L,初始溶液pH值为2.74,反应时间为2.59h,此时对硒的去除率达99.70%。CTS-PB吸附水中硒的最佳反应条件为初始硒质量浓度500μg/L,CTS-PB添加量为4.94g/L,初始溶液pH值为3.0,反应时间为2.50h,此时对硒的去除率达99.83%。     

活性白土/壳聚糖对铜离子吸附作用研究

以活性白土和壳聚糖为原料,通过简单的工艺制得了活性白土/壳聚糖。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和X射线衍射仪(XRD)对活性白土/壳聚糖的结构和热稳定性能进行了分析。结果显示,活性白土与壳聚糖形成了稳定结构的复合物,活性白土的层间距增大,说明壳聚糖填充到活性白土的层间结构中,有利于提高吸附作用。以活性白土/壳聚糖为吸附剂,铜离子(Cu2+)溶液为吸附液,研究了吸附条件对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,在活性白土与壳聚糖质量比为1∶0.03,吸附时间为30min,吸附剂投加量为0.5g,吸附温度为50℃,溶液pH为6.0的条件下,活性白土/壳聚糖对初始浓度为10mg/L的Cu2+溶液的吸附效果较好,吸附率达到83.2%,显示了活性白土/壳聚糖良好的吸附性能。     

ZIF-8-SiO2的制备及其对U(VI)的吸附

以沸石咪唑酯骨架结构材料ZIF-8及硅酸四乙酯(TEOS)为原料制备ZIF-8-SiO₂复合材料,并采用XRD、SEM、EDS等方法对ZIF-8-SiO₂的结构及吸附U(VI)前后的形貌进行表征,结果表明ZIF-8-SiO₂成功制备且对U(VI)具有良好的吸附作用。以静态吸附实验,分别考察了pH值、时间、温度、溶液初始铀浓度、盐浓度及超高压环境等对ZIF-8-SiO₂吸附性能的影响。由实验结果可得,在初始浓度为80 mg·L?1时,25℃下ZIF-8-SiO₂对U(VI)的最大实际吸附量为498 mg·g?1,根据Langmuir模型拟合结果分析得出,ZIF-8-SiO₂对U(VI)的理论吸附量最高可达678.5 mg·g?1,且在200~500 MPa范围内,压强越高越有利于吸附。通过FTIR、XPS等方法对ZIF-8-SiO₂吸附铀酰离子前后的结构进行分析,探究该吸附过程中可能存在的吸附机制。      

二乙烯三胺五甲叉膦酸锆对铀吸附性能的研究

采用二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)为有机膦源,以氧氯化锆(ZrOCl₂·8H₂O)为无机锆源,使用水热法制备了二乙烯三胺五甲叉膦酸锆有机杂化材料(Zr-DTPMP)。其后通过红外光谱、扫描电镜和X射线能谱等手段对不同膦锆配比下合成的有机-无机杂化材料进行了表征,同时将铀(Ⅵ)溶液初始pH、接触时间、铀初始浓度、温度和吸附剂投加量等作为影响因素对有机膦酸锆(Zr-DTPMP)对吸附铀(Ⅵ)性能的影响做出静态吸附法研究。结果表明:Zr-DTPMP的红外谱图中出现了P—O—Zr和C—P的伸缩振动,表明成功制备了有机杂化材料,且扫描电镜结果显示其表面具有丰富的孔结构。吸附后Zr-DTPMP的能谱图中出现了铀的能量散射峰,证实了Zr-DTPMP可去除水溶液中的铀(Ⅵ);在吸附实验中,Zr-DTPMP吸附铀(Ⅵ)的最佳条件为膦锆比为5∶1,pH=4.0,吸附平衡时间为360min,铀初始浓度为50mg/L,温度为298K,投加量为0.01g。