罗耳阿太菌多糖对Cu2+和Cd2+的吸附工艺优化及表征

以罗耳阿太菌多糖(Athelia rolfsii polysaccharide,AEPS)为生物吸附剂,探究其对水中铜(Cu2+)和镉(Cd2+)重金属离子的吸附。在单因素实验的基础上,采用正交试验优化AEPS吸附Cu2+和Cd2+效果,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对AEPS吸附重金属离子前后的表面形貌进行表征和分析,初步揭示了AEPS吸附Cu2+和Cd2+机理。结果表明,Cu2+吸附效果最优条件为:pH4.5,AEPS浓度1.5 g/L,吸附温度40 ℃,吸附时间45 min时,Cu2+吸附率为88.27%;Cd2+吸附效果最优条件为:pH6.5,多糖浓度1.5 g/L,吸附温度45 ℃,吸附时间60 min时,Cd2+吸附率为77.81%。SEM、EDS和FTIR结果表明,AEPS中的O-H、C-H、C-O和CCO官能团参与吸附反应,吸附Cu2+和Cd2+的AEPS的表面结构也发生明显变化,试验结果表明AEPS对Cu2+和Cd2+有良好的吸附作用。     

丁二酰化香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附性能及其结构表征

研究了丁二酸酐修饰的香蕉纤维素对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,明确改性香蕉纤维素吸附剂的添加量、溶液pH值、温度及Pb~(2+)初始质量浓度对吸附效果的影响,并探讨吸附过程的动力学特征。结果表明,改性香蕉纤维素对Pb~(2+)吸附的最佳pH值为5.0,单位吸附量随吸附剂添加量的减小、Pb~(2+)初始质量浓度的增加而增加。在优化试验条件下,1 g/L的吸附剂在30℃时,对pH5的50 m L 100 mg/L Pb~(2+)溶液中,单位吸附量达到44.3 mg/g。改性香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附动力学模型符合准二级动力学模型,拟合系数在0.999以上。结合傅里叶红外光谱、扫描电镜-热重分析和X射线衍射分析手段,发现改性香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附以物理吸附为主,同时包括螯合作用、离子交换等化学吸附及颗粒内扩散等过程。     

水溶性大豆多糖体外吸附Pb2+的研究

以水溶性大豆多糖(SSPS)为吸附剂,改变pH、吸附时间、初始Pb~(2+)浓度、加入人体必需金属元素(Ca~(2+),Mg~(2+),Zn~(2+),Cu~(2+))探究其体外吸附Pb~(2+)的规律性质。结果表明:适宜吸附的pH范围为4~6;等温吸附曲线符合Langmuir单层吸附模型;动力学实验表明初始Pb~(2+)质量浓度为25 mg/L和50 mg/L时符合准一级动力学方程,初始Pb~(2+)质量浓度为100 mg/L时符合准二级动力学方程。大豆多糖对Pb~(2+)的选择性优于Zn~(2+)和Mg~(2+),其清除Pb~(2+)的同时可避免有益微量元素Zn~(2+)和Mg~(2+)的过度损失,是一种安全的Pb~(2+)吸附剂。     

改性花生壳吸附Pb~(2+)

花生壳中富含的大量的纤维素,对于重金属离子具有相当程度的吸附性。试验依据重金属离子最初浓度、吸附时的温度、吸附需要的时间、试验吸附剂的用量的改变,以及整合pH酸碱度等多方面因素的影响,通过数据分析和图解趋势分析得出改性花生壳吸附重金属离子Pb~(2+)的最佳条件和最高性能,并将试验结果作为学界进行研究发展的参考与借鉴。试验证明:当温度在60℃时,在pH 7的情况下,加入0.800 0 g的改性花生壳吸附剂对50 mL初始质量浓度为50 mg/L的Pb~(2+)溶液吸附90 min时,效果最佳,达到最佳吸附条件时的平衡吸附率为97.13%,吸附容量为3.02 mg/g。     

剩余污泥吸附剂对水中Zn~(2+)离子的吸附

采用城市污水处理厂的剩余污泥制备吸附剂,通过静态吸附试验,测定其对水中Zn~(2+)的吸附能力。研究了溶液pH值、溶液中Zn~(2+)浓度、污泥投加量、吸附温度和时间对Zn~(2+)吸附的影响。结果表明,在溶液pH值为6~7,Zn~(2+)质量浓度为20.00 mg/L,污泥投加量为2.0g/L的条件下,吸附剂对Zn~(2+)的吸附作用最佳,且一定范围内(10~50℃)的温度变化对其影响不大,吸附作用平衡时间为4h。吸附热力学数据表明,污泥对Zn~(2+)的吸附符合Freundlich吸附等温方程;在此条件下,吸附剂对废水中Zn~(2+)的吸附量最大达到33.29 mg/g。     

改性半纤维素吸附剂的制备及其对Pb~(2+)的吸附

为了提高蔗渣半纤维素对重金属离子的吸附性能,以顺丁烯二酸酐为单体对蔗渣半纤维素进行改性,制备出新型重金属离子吸附剂—羧基化半纤维素材料。同时通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、同步热分析仪对制备的吸附剂进行表征,并且探究了吸附剂用量、吸附浓度和温度、溶液pH以及吸附时间对改性半纤维素吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:羧基化半纤维素在35℃下150min时吸附达到平衡,其最优的吸附pH值为6.0,吸附浓度为500mg/L,此时对Pb~(2+)的吸附量达最大98.5mg/g。     

甜菜粕对钙和铅的吸附性能研究

甜菜粕是重金属离子螯合剂和吸附剂。研究了溶液pH值、温度、时间及初始质量浓度等条件对甜菜粕(SBP)吸附轻金属离子Ca~(2+)和重金属离子Pb~(2+)的性能,并体外模拟在人体肠道环境条件(pH7.0、37℃)下,研究SBP对钙和铅的吸附性能和机理。结果表明:SBP对铅的螯合大于对钙的吸附;溶液pH值为7.0时吸附效果最佳;Ca~(2+)、Pb~(2+)分别在30、60min内达吸附平衡。在pH7.0和37℃的生理条件下,两种离子的吸附动力学过程均符合Lagergre方程二级吸附模型,SBP对Ca~(2+)的等温吸附平衡与Langmuir方程拟合度高,属单分子层吸附,而SBP对Pb~(2+)的等温吸附平衡与Langmuir方程拟合度不如Ca~(2+)高。     

酸改性籽瓜皮对Cu~(2+)与Pb~(2+)的吸附性研究

利用酸改性籽瓜皮,使用扫描电子显微镜与红外光谱分析结构特征,并研究酸度、吸附剂质量、时间、浓度对Cu~(2+)与Pb~(2+)吸附性的影响。结果表明:静态吸附符合二级动力学方程及Langmuir吸附等温线,吸附机理是自发的化学吸附过程,Cu~(2+)与Pb~(2+)最大吸附量分别为14.72、41.69 mg/g;最佳吸附条件是:p H4,料液比2.5 g/L,吸附时间200 min。在流动性吸附应用中,对低浓度Cu~(2+)与Pb~(2+)吸附,酸改性籽瓜皮具有较快的吸附速度,吸附率及解吸率均很高,可重复使用,循环次数大于10次。     

柠檬酸改性氧化棉织物对重金属离子的高效吸附

采用高碘酸钠(Na IO)、亚氯酸钠(Na Cl_4O_2)两步氧化法,将棉织物纤维素的C_2和C_3位羟基选择性氧化为羧基,然后利用柠檬酸(CA)对其进行改性,制备高羧基含量的织物,并将其用于吸附水中的重金属离子。筛选了Na IO_4氧化时间,探讨了CA浓度、铅离子(Pb~(2+))溶液p H、Pb~(2+)初始浓度、吸附时间以及重金属离子种类对改性棉织物吸附性能的影响。结果表明:Na IO_4氧化时间为2 h时,棉织物上引入大量羧基且保持织物形态不变。CA改性织物对Pb~(2+)的吸附能力随CA浓度的提高而增强,在p H=4时,CA_(70)-POCF_2对Pb~(2+)的平衡吸附量为166.22 mg/g;吸附符合Langmuir吸附等温线,遵循准二级动力学模型。此外,CA_(70)-POCF_2对Pb~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(6+)混合重金属溶液也具有良好的吸附能力。     

花椒籽黑种皮超微粉吸附Pb~(2+)的动力学及热力学研究

本文以花椒籽黑种皮粉为生物吸附剂,首先探讨了不同粒度花椒籽黑种皮粉对Pb~(2+)的吸附特性影响,进而选择吸附性最强的花椒籽黑种皮超微粉探究其对Pb~(2+)的吸附机理,系统研究了花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附等温线、热力学及动力学特征。结果表明,花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)具有最高的吸附效果,最高吸附量为15.54 mg/g。Pb~(2+)初始质量浓度为10~90 mg/L时,花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附效果符合Langmuir模型,说明该吸附为单分子层吸附。吸附动力学方程符合准二级速率方程,且受薄膜扩散和内扩散共同影响,其中薄膜扩散为主要速率控制步骤。吸附温度为25~45℃,吸附自由能变量(ΔG)、焓变量(ΔH)和熵变量(ΔS)均小于零,表明花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附是自发的、放热的物理吸附。     

响应面优化罗耳阿太菌胞外多糖提取工艺及其保湿、黏度特性分析

利用响应面分析法优化乙醇醇沉提取罗耳阿太菌胞外多糖（Athelia rolfsii exopolysaccharides,AEPS）工艺,并探究其保湿特性及黏度稳定性。以AEPS提取量为指标,在单因素试验的基础上,应用Box-Behnken试验设计优化多糖提取工艺。以壳聚糖和尿素作对照,研究AEPS吸湿及保湿性能,同时研究温度、pH值和离子（Mg2＋、Ca2＋、Na＋、K＋）浓度对AEPS黏度稳定性的影响。结果表明：AEPS醇沉最佳条件为浓缩倍数3、醇沉时间17 h、醇沉温度5 ℃、无水乙醇体积为发酵液的1.7 倍,所得AEPS提取量为12.24 g/L;AEPS吸湿及保湿性能明显优于壳聚糖和尿素,1 mg/mL AEPS（黏度57 mPa·s）保湿性最好;在5～95 ℃范围内,35 ℃时AEPS黏度最低,35 ℃以外多糖黏度都高于51 mPa·s,但在pH 1～12、离子浓度0～1.0 mol/L范围内,AEPS黏度几乎不受影响。     

甜菜粕对Ca~(2+)的吸附研究

新疆盐碱地多,地下水硬度在1000mg/L以上,不能满足生产和生活用水要求。本文以低附加值甜菜粕为吸附剂,通过静态吸附实验探讨了处理温度和时间、pH、甜菜粕粒径和用量以及钙浓度等因素对甜菜粕吸附Ca~(2+)的影响,并设计响应面试验研究了温度、pH和甜菜粕用量等因素的交互作用对其Ca~(2+)吸附效果的影响。结果表明:甜菜粕粒径越小越有利于其对钙的吸附;温度、pH和甜菜粕用量中任意2个因素存在交互作用影响甜菜粕的钙吸附并存在收敛的最佳工艺点;当温度为22.0℃,甜菜粕用量为5.92和pH 8.0时,可使200m L水中Ca~(2+)从1027mg/L降至373mg/L(以CaCO_3计),低于国家生活用水GB 5749-2006的硬度要求(以CaCO_3计总硬度≤450mg/L),反应2h即可达到平衡。研究可为甜菜粕的减少干燥耗能和资源利用提供思路和方法参考。     

白木通果胶对水中重金属铅、镉离子的吸附性能

本文研究白木通果胶对水中重金属铅离子和镉离子的吸附性能,考察溶液pH值、初始离子质量浓度、温度和吸附时间对铅、镉离子吸附容量和吸附率的影响。结果表明:所研究的变量显著影响果胶对铅、镉离子的吸附能力。果胶对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附具有pH值依赖性,最佳吸附pH值为5.0。果胶吸附Pb~(2+)和Cd~(2+)的速度很快,40 min后基本都达到平衡,且吸附容量和吸附率随着温度的升高而降低。吸附热力学分析表明,果胶对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附是非自发、放热的过程。采用郎格缪尔(Langmuir)和弗罗因德利希(Freundlich)模型分别模拟吸附过程,发现弗罗因德利希方程拟合效果优于郎格缪尔方程,表明Pb~(2+)和Cd~(2+)在白木通果胶上的吸附是多层吸附。经准一级和准二级动力学模拟,发现吸附过程遵循准二级动力学方程,吸附速率受化学吸附控制。结论:白木通果胶具有较高的吸附重金属离子的能力,可以作为一种替代吸附剂来处理含铅、镉的工业废水,减少重金属污染。     

改性聚乙烯醇-乙烯共聚物纳米纤维膜对重金属离子的吸附性能

为改善重金属离子对环境的破坏作用,制备了改性聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维膜用于重金属离子吸附。探讨了重金属初始浓度、吸附时间及pH值对改性膜重金属吸附量的影响。结果表明:经罗丹宁改性后的纳米纤维膜对Hg~(2+)的吸附属于Langmuir吸附等温线,遵从准二级方程,即化学吸附;当pH=3时,改性膜对Hg~(2+)的平衡吸附量最大为17.26 mg/g,且具有一定的可循环利用性。此外,改性膜具有较好的抗菌性,对混合重金属溶液(Hg~(2+)和Pb~(2+))也具有一定的吸附能力,为重金属废水的处理提供一种有效方法。     

丙烯酰胺改性果胶-Fe3O4磁性微球的制备及对水和海产品中Cu2+的吸附性能

采用包埋的方法制备丙烯酰胺改性果胶磁性微粒,分别用红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射对样品进行表征。探讨吸附溶液的pH、Cu~(2+)初始浓度、吸附时间、温度和吸附剂用量等因素对改性果胶磁性微球吸附溶液中Cu~(2+)量的影响。试验结果表明,改性果胶磁性微球对水溶液中铜离子的吸附,在pH 4,Cu~(2+)初始质量浓度500 mg/L,吸附时间180 min,吸附温度25℃,吸附剂添加量20 mg时,单位吸附量达到105 mg/g。该吸附剂用于海螺、香螺和黄蚬子酶解液中的Cu~(2+)的吸附,清除率达80%左右,效果良好。     

疏基乙酸改性花生壳对铜、锌、铅的吸附性能研究

以废弃花生壳(PS)为原料,利用疏基乙酸对其进行改性制得新型的花生壳生物吸附剂(MPS),研究其对重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能,并考察了溶液p H、吸附温度、吸附时间和金属离子初始浓度对MPS吸附性能的影响。通过测定化学需氧量(COD)、傅里叶红外光谱图(FTIR)和扫描电镜(SEM)对改性前后花生壳粉进行结构表征。结果表明,Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)在改性花生壳上的吸附速率快,40 min基本达到吸附平衡,吸附过程均符合准二级动力学方程。MPS对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附等温线用Langmuir方程拟合的相关系数分别为0.9724,0.9733和0.9501,优于Freundlich方程的拟合结果,表明吸附均为单分子层吸附。MPS对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的饱和吸附量分别为37.88、44.84、125.0 mg/g,均高于未改性花生壳。改性后的花生壳生物吸附剂对于Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附可以再生重复使用至少10次。因此,巯基乙酸改性制得的花生壳吸附剂对铜、锌、铅有良好的吸附性能。     

马铃薯淀粉改性及其吸附茶多酚的条件优化

以马铃薯淀粉为原料在70℃、40～44 s条件下制备改性淀粉,考察温度、pH、茶多酚浓度和吸附时间对原淀粉和改性淀粉吸附茶多酚的影响。根据单因素试验结果,设计正交试验,确定吸附茶多酚的最优工艺条件为:原淀粉温度20℃、pH 3.0、茶多酚浓度16 mg/mL和吸附时间120 min,茶多酚吸附量为113.5mg/g;改性淀粉条件为温度25℃、pH 2.0、茶多酚浓度28 mg/mL和吸附时间80 min,茶多酚吸附量为301.1mg/g。在最优条件下改性淀粉吸附茶多酚量为原淀粉的2.65倍,为制备富含茶多酚的淀粉质材料提供技术指导。     

改性硅藻土对重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附研究

本文通过对天然硅藻土进行酸洗和超声波复合改性处理来改善其吸附性能,并以此作为吸附剂处理皮革废水中的重金属污染物。利用红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜分析(SEM)、比表面积分析(BET)以及X射线衍射分析(XRD)的方法,对比了硅藻土改性前后组织形态以及微观结构的变化;通过振荡吸附实验,研究了天然硅藻土和改性硅藻土对重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能。结果表明:改性处理后,硅藻土表面孔隙的杂质明显减少,晶体结构更加有序整洁,孔径与比表面积均有所增长,分别为:13.781 nm和76.081 m2·g-1;当改性硅藻土投加量为8 g/L,吸附时间为60 min时,吸附反应达到平衡,且达到对重金属离子的最大去除率,对Cd~(2+)的最大去除率为52.95%,比天然硅藻土高出19.24%,对Pb~(2+)的最大去除率为89.37%,比天然硅藻土高出34.37%;改性处理之后,最大吸附容量从Cd~(2+)11.8625 mg/g、Pb~(2+)12.5486 mg/g升高到了Cd~(2+)14.1451 mg/g、Pb~(2+)14.5479mg/g;改性前后硅藻土对两种重金属离子的吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温模型和二级动力学模型。     

柠檬酸改性啤酒糟对Pb~(2+)/Zn~(2+)的吸附分离研究

以啤酒糟为原材料进行柠檬酸改性,使用BET、FT-IR对改性前后的酒糟进行表征,研究了酒糟改性前后对单组分Pb~(2+)/Zn~(2+)进行动态吸附处理的效果变化,并且以改性酒糟为吸附剂,研究在固定床中对重金属Pb~(2+)、Zn~(2+)吸附分离的各个影响因素,为废水中铅锌分离的实际应用提供了新思路。实验发现,柠檬酸改性啤酒糟的微介孔分布比例和比表面积均有所增大,其羧基基团也有所增加,证明柠檬酸改性基本是成功的。在Pb~(2+)/Zn~(2+)吸附分离体系中,废水p H值、床层高度对改性啤酒糟吸附分离Pb~(2+)、Zn~(2+)影响较大,而两组分初始浓度比对其影响较小。研究发现在铅、锌离子浓度分别为30 mg/L、15 mg/L,p H值为4.5,流速为6 m L/min,床层高度为12 cm时,经改性啤酒糟固定床吸附可以有效实现废水中铅、锌离子分离,吸附后出水铅离子浓度低于国标中规定的0.5 mg/L,吸附分离操作时间为8.67 h。     

紫甘薯花色苷酶法提取及纯化

研究酶法提取紫甘薯花色苷的工艺条件。通过单因素和正交试验,探讨酶解温度、pH值、料液比、酶用量对花色苷提取率的影向,确定最佳提取工艺。结果表明,最佳提取工艺为温度50℃、pH5.5、料液比1:15、α-淀粉酶用量0.25%、果胶酶用量0.10%。利用AB-8型大孔树脂,在吸附液pH2、流速为1mL/min时,吸附质量浓度为26.57mg/100mL;用pH3、60%乙醇溶液为解吸液,流速为2mL/min的条件下解吸,紫甘薯花色苷得率2.71mg/g,色价为43.2。