KOH活化多孔炭对甲基橙的吸附及其动力学研究

探究碱性改性的生物质炭对印染工业污水中甲基橙的吸附性能。结果表明：改性竹笋生物质炭具有大的比表积和丰富的孔结构，其对15 mL 30 mg·L^-1的甲基橙在210 min后达到平衡，最佳投加量和最大吸附量分别为7 mg·L^-1和64.1 mg·g^-1，吸附动力学更加符合准二级动力学模型。     

ZnCl_2改性煤矸石对甲基橙的吸附性能研究

以煤矸石为原料,利用ZnCl_2对其进行改性处理,以甲基橙溶液模拟染料废水,在恒温振荡条件下进行吸附实验。研究了ZnCl_2和煤矸石的质量比、煅烧温度、煅烧时间对改性煤矸石吸附甲基橙效果的影响。结果表明:最佳的改性条件为ZnCl_2和煤矸石的质量比为0.7∶1,煅烧温度为550℃,煅烧时间为3 h。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对改性煤矸石进行了表征,并研究了改性煤矸石对甲基橙的吸附性能。吸附热力学研究表明,去除甲基橙的过程符合Langmuir吸附等温式;吸附动力学研究表明,改性煤矸石对甲基橙的吸附过程符合拟二级动力学模型。     

改性酵母载纳米铁对水中甲基橙的吸附性能研究

以改性酵母为载体、烟叶提取液为还原剂,制备了改性酵母载纳米铁(Fe NPs/SC_M),并将其用于去除水中甲基橙,通过考察初始pH值、Fe NPs/SC_M投加量、甲基橙初始浓度、温度、无机阴离子等对甲基橙去除率的影响,研究其对甲基橙的吸附性能,同时对其吸附动力学、等温吸附模型及吸附热力学进行了探究。结果表明：初始pH值为4.0～9.0时对甲基橙去除率的影响较小,甲基橙去除率随Fe NPs/SC_M投加量的增加而升高,随甲基橙初始浓度的增加和温度的升高而降低;无机阴离子会降低甲基橙去除率,其影响大小为：HCO^-₃>SO■>HPO■>NO^-₃>Cl^-;在30℃、pH值为6.3的条件下,5.0 g·L^-1 Fe NPs/SC_M对50 mg·L^-1甲基橙的去除率和去除量(以纯铁计)分别为93.50%±0.38%和523 mg·g     

煤矸石螯合改性后对选矿废水中重金属离子吸附研究

选取贵州省某6个矿区煤矸石进行均匀混合，通过700℃煅烧后获得热活化的样品。采用螯合剂次氮基三乙酸(NTA)与羧甲基淀粉(CMS)对热活化的样品进行改性，制备低成本的改性煤矸石吸附剂。通过单因素静态吸附实验分别研究了pH、CMS与NTA固液比、吸附剂投加量、吸附时间等对改性煤矸石吸附废水中Cu²⁺和Pb²⁺的影响。结果表明，在焙烧温度为700℃、CMS与NTA最佳固液质量比(简称固液比)为1∶15、溶液pH=9、吸附时间为2 h、投放量为0.8 g/L条件下，改性煤矸石能够吸附选矿废水中大量Cu²⁺和Pb²⁺，最佳去除率分别为69.34%和79.98%。结合吸附等温模型拟合分析，吸附剂对Pb²⁺的吸附过程以单层的化学吸附为主。     

改性木质素基水凝胶的制备及其对Cr（Ⅵ）和甲基橙的吸附研究

以木质素磺酸钠(LS-Na)为基础,通过接枝共聚反应引入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),制备了改性木质素基水凝胶(MLH),利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其对模拟混合废水中Cr(Ⅵ)和甲基橙的竞争吸附作用及影响因素,同时开展了吸附动力学和等温吸附模型研究。结果表明,在pH值为5、MLH投加量为0.10 g、初始浓度为200 mg·L^-1、温度为30℃的条件下,Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附量分别为54.14 mg·g^-1和42.91 mg·g^-1;MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,Cr(Ⅵ)和甲基橙在MLH表面存在竞争吸附,且Cr(Ⅵ)更具被吸附优势;模拟混合废水中无机盐离子的存在会抑制MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附;MLH具有较好的重复再生性能。     

硅藻土改性及其吸附性能的研究

对硅藻土进行酸洗改性、钡盐沉积改性、溴化十六烷基三甲胺改性,探讨了改性硅藻土作为吸附剂对甲基橙染料的吸附影响。实验结果发现：在酸洗改性中,当溶液p H=2、硅藻土投放量5 g、吸附时间为70 min,改性硅藻土对甲基橙溶液的去除率达到最佳;在钡盐沉积改性中,当溶液p H=2、钡盐质量浓度为0.15 mol·L^-1、振荡时间为60 min,改性硅藻土对甲基橙溶液的去除率达到最佳;在溴化十六烷基三甲胺改性中,当溶液p H=2、改性硅藻土投入量为0.07 g、吸附时间为2 h的情况下,改性硅藻土对甲基橙的去除率达到最高。     

CTAB改性铁柱撑膨润土对苯酚的吸附

为了研究膨润土对含酚废水的吸附性能,采用羟基铁柱撑剂对钠基膨润土进行预改性,随后用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性,制备CTAB改性铁柱撑膨润土。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)对改性膨润土的结构和性能进行表征。考察了吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、苯酚初始浓度和pH值对吸附性能的影响,研究了吸附热力学和吸附动力学规律。结果表明,CTAB进入铁柱撑膨润土的层间和表面。当吸附剂用量为3 g·L^-1、吸附时间为60 min、吸附温度为25 ℃、苯酚初始浓度为300 mg·L^-1、苯酚初始pH值为7时,改性膨润土吸附量达到29.7 mg·g^-1,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich热力学模型。     

改性膨胀石墨的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以磷酸为活化剂、十六烷基三甲基溴化铵-溴化钾(CTAB-KBr)为复合改性剂,对膨胀石墨进行表面改性制备了高效吸附剂改性膨胀石墨(M-EG),通过SEM、FTIR对其结构进行了表征,优化了制备条件,并探究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,以40%磷酸为活化剂、2.9%CTAB-1.8%KBr为复合改性剂,55℃下,对膨胀石墨进行表面活化0.5 h和改性处理3 h,所制备的M-EG对Cr(Ⅵ)具有较高的吸附性能;在常温、pH≈5的条件下,80 mg·L^-1 Cr(Ⅵ)废水经4.5 g·L^-1 M-EG吸附120 min, Cr(Ⅵ)去除率可高达96.74%;吸附过程是自发的、放热的,遵循准二级动力学模型,在低温环境中更符合Langmuir等温吸附模型,在高温环境中同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。     

凹凸棒土/壳聚糖复合物的制备和吸附性能探究

以凹凸棒土为载体，将壳聚糖负载于凹凸棒土，得到凹凸棒土/壳聚糖(AT/CTS)改性吸附剂，用于染料废水的处理。利用紫外光谱、红外光谱和X射线衍射对AT/CTS的结构进行分析，初步探讨了AT/CTS对染料亚甲基蓝吸附性能的影响因素。结果表明：最佳吸附性能出现在吸附剂用量为10 mg、10 mL初始质量浓度70 mg·L^-1的亚甲基蓝溶液、温度30℃、pH值为13和吸附时间30 min时，此时的平均吸附率达到98.5%。同时AT/CTS吸附剂对亚甲基蓝吸附动力学符合准二级动力学模型，吸附过程符合Langmuir等温方程。     

甲基丙烯酸接枝改性玉米芯对Cd2+的吸附及机理

以甲基丙烯酸为单体、高锰酸钾/浓硫酸为引发体系对玉米芯进行接枝改性,成功引入羧基官能团,结合扫描电镜、红外光谱和zeta电位等分析手段研究了吸附条件对玉米芯吸附Cd²⁺过程的影响及其吸附机理。结果表明,吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学方程,改性玉米芯对Cd²⁺的吸附主要是化学吸附过程,吸附速率是颗粒内扩散速率和膜扩散速率共同影响的结果;在pH 7、投加量为5 g·L^-1、温度为30℃、吸附时间为6 h的条件下,接枝改性玉米芯和原玉米芯对Cd²⁺的最大吸附容量分别为28.00 mg·g^-1和5.96 mg·g^-1,提高了近4倍;玉米芯对Cd²⁺的吸附是一个自发的吸热反应,温度越高,自发程度越大;接枝改性玉米芯对Cd²⁺的吸附过程中,参与反应的主要官能团有羧基、羟基、酰胺基和甲基等,吸附Cd²⁺后的接枝改性玉米芯表面出现褶皱和白色小颗粒,孔隙消失,电负性增大。     

改性活性炭对甲基橙的吸附

用盐酸和氨水对活性炭进行改性获得改性活性炭,将其用于处理甲基橙废水,考察了改性条件、振荡速度和温度等因素对甲基橙吸附性能的影响,采用吸附等温模型和吸附动力学模型进行拟合,并分析吸附过程的热力学特征. 结果表明,盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附效果优于氨水改性活性炭,在甲基橙初始浓度60 mg/L、溶液体积50 mL、温度20℃、振荡速度100 r/min、盐酸改性活性炭投加量0.2 g时,24 h基本达到吸附平衡,甲基橙去除率为93.7%. 不同温度下,盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附符合Langmuir(RC2>0.95)和Freundlich(RC2>0.97)吸附等温模型,饱和吸附量达112.7 mg/g. 热力学参数DG0<0,DH0>0,DS0>0,表明盐酸改性活性炭对甲基橙的吸附是自发吸热反应,其吸附动力学可用准二级动力学方程描述,随振荡速度增加,吸附速率常数增加.     

基于吸附法的模拟盐湖卤水中锂提取分析研究

针对传统硅盐沉淀法无法实现盐湖卤水低浓度锂提取的问题,提出用酸改性高岭土对盐湖卤水中 Li⁺进行提取。试验以锂提取效果为指标对提取工艺进行优化,结果表明,当第一次沉锂工艺条件为：Al/Li摩尔比 3.5,Na/Al 摩尔比 2.7,沉淀温度 45℃,沉淀时间 60min;第二次吸附锂工艺条件为：吸附剂投加量 4g,反应温度 40℃,反应时间 150min,铝锂分离工艺条件为：煅烧时间和温度分别为 50min、400℃,浸取时间和温度分别为 30min 和 50℃,锂沉淀率、锂吸附总量、锂单位吸附量以及 Li⁺浸出率和溶液中 Li⁺质量浓度分别为52.4%、11.7mg、2.9mg·g^{- 1}、95.7%和 1.4g·L^{- 1}。     

改性氧化铝对饮用水中氟离子的吸附性能研究

采用浸渍法制备ZrCl₄改性γ-Al₂O₃吸附剂,探究了吸附剂用量、初始F-浓度、吸附时间以及溶液pH值对吸附量的影响。结果表明,ZrCl₄改性浓度为2(wt)%,吸附剂ZrCl₄-Al₂O₃投加量为4g·L^-1,溶液初始pH值为4,吸附温度为25℃,吸附时间为24h时,吸附效果最好,吸附量为17.08mg·g^-1,相较于未改性γ-Al₂O₃提高了149.4%。吸附过程符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学模型,是一种优势放热吸附过程。     

高锰酸钾改性秸秆生物质炭及对氨氮的吸附研究

研究中改性生物质炭分别以玉米秸秆和玉米秸秆叶片为原料,高锰酸钾为改性剂,在600℃氮气氛中煅烧制成两种生物质炭复合材料,分别为Mn-BC-1,Mn-BC-2。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱等测试手段对两种改性生物质炭的结构和性能进行了表征,并对氨氮进行动力学和等温吸附模型拟合。结果表明：Mn-BC-1形貌以长孔道结构为主,Mn-BC-2形貌主要呈现平面蜂窝状结构;两种改性生物质炭表面含有缔合-OH基团,且Mn-BC-2比Mn-BC-1表面-OH和-COOH基团多;Mn-BC-1和Mn-BC-2对氨氮平衡吸附量分别为14.12mg·g^-1和36.68mg·g^-1,且在吸附时间为30 min和50 min时达到吸附平衡,均符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

氨基改性苯乙烯树脂的合成及其对铼的吸附

离子交换法因适于低浓度物质的分离富集而被广泛应用于湿法冶金行业,新型高效吸附材料的合成与应用成为该领域的发展趋势。针对铀矿中伴生铼这一稀缺资源需要同步回收的现状,根据新近研发的氨基改性苯乙烯阴离子交换树脂(LSC-Re),通过静态和动态吸附解吸试验,系统考察了溶液酸度、初始浓度、吸附时间、吸附温度等因素对吸附性能的影响,结果表明：在室温(25℃)下,铼溶液初始浓度为100 mg·L^-1,该树脂6 h达到吸附平衡,酸度对该树脂吸附铼的影响不大,树脂在pH=1.5时铀铼分离效果最佳,分离系数可达到41.68;树脂的饱和吸附容量达到129.3 mg·g^-1;从热力学和动力学角度分析,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,且吸附是自发的吸热过程。动态吸附解吸试验中,控制溶液流速0.5 ml·min^-1,动态饱和吸附容量达到76.17 g·L^-1,饱穿比为2.35,用1 mol·L^-1 氨水进行解吸铼效果较好,8个树脂床体积可将其解吸完全,由此可见富集倍数接近70倍,具有良好的工业应用前景。     

木质素的化学改性及其对AuCl4-的吸附

以稻草为原料,经预处理、酚化、交联、氯化、胺化、季铵化制备了一种新型的化学改性木质素并对其进行了FTIR,SEM,TG-DSC分析,考察了AuCl₄^-初始浓度、吸附时间、盐酸浓度对化学改性木质素吸附AuCl₄^-效果的影响,探讨了吸附过程的机理。结果表明,制备的化学改性木质素表面致密且在217℃以下具有良好的热稳定性和含有大量酚羟基及胺基。当AuCl₄^-初始浓度为8.0 mmol·L^-1时吸附容量达到最大,为784.50 mg·g^-1,在AuCl₄^-初始浓度为1.0 mmol·L^-1时吸附达到平衡的时间为600 min,当盐酸浓度为0.5 mol·L^-1和AuCl₄^-初始浓度为1.0 mmol·L^-1时吸附率为98%。吸附过程遵循准二级动力学模型,吸附等温模型与Langmuir拟合较好。AuCl₄^-被化学改性木质素中的酚羟基以金单质的形态还原出来。     

响应曲面优化改性沸石的制备及其对水中氨去除特性

采用柠檬酸钠联合高温煅烧制备改性沸石，利用响应曲面法优化制备参数，通过批次吸附实验探究了改性沸石去除水中氨的特性及机理。结果表明：柠檬酸钠质量分数为2.24%，煅烧温度为395.72℃，煅烧时间为3.58 h条件下制备的改性沸石效果最佳；在投加量为10 g/L条件下处理20 mg/L氨，去除率达到80.21%，较天然沸石提高35.62%。SEM和BET表明改性后沸石孔径增大了1.48倍。吸附氨的最佳pH为6，阳离子共存对吸附氨的影响顺序为：K⁺>Ca²⁺>Mg²⁺>Na⁺；拟二级动力学和Langmuir模型可更好地描述氨吸附过程，改性沸石循环5次后的氨去除率依然可达70.49%。本研究制备的改性沸石可作为吸附剂用于水中氨的高效去除。     

聚乙烯亚胺改性碳纳米管对溶液中甲基橙的吸附

由于羧基化碳纳米管孔径结构和表面性质在制备过程中具有广泛的可调控性,通过聚乙烯亚胺(PEI)对其进行化学改性和表面修饰。系统地研究了改性碳纳米管(PEI-CNT/COOH)与污染物吸附特性之间的关系。实验证实PEI-CNT/COOH对甲基橙的吸附符合假二阶方程与Langmuir等温吸附模型。通过研究热力学参数证实PEICNT/COOH对甲基橙的吸附是一个自发放热过程。25℃下,PEI-CNT/COOH对甲基橙的吸附量为1 218.8 mg/g,远远高于未改性CNT/COOH对甲基橙的吸附量(466.6 mg/g)。     

油茶果壳生物炭对氮磷污染物的吸附性能研究

为了寻求农林废弃物的资源化利用途径和开发低成本、高效的氮磷污染物吸附剂,本研究以油茶果壳为原料,制备生物炭应用于氮磷污染物的吸附特性研究。结果表明,热解温度为300℃的油茶果壳炭孔隙结构发达,含氧官能团丰富,有利于氮磷污染物的吸附;当生物炭投加量为0.01g、NH₄Cl和KH₂PO₄的浓度为100mg·L^-1、pH值为8时,吸附效果最好,NH₄⁺吸附量为66.9mg·g^-1,PO₄^3-吸附量为193.76mg·g^-1。油茶果壳炭对氮磷污染物的吸附过程更符合准一级动力学模型和Langmuir等温模型。     

热改性膨润土对甲基橙废水的吸附

研究了热改性膨润土对甲基橙的吸附性能。结果表明改性的方法能够明显地改善膨润土在水中的沉降性与过滤性,大大地提高了膨润土对甲基橙的吸附能力。在pH等于7及常温条件下,当经300℃煅烧2h的热改性膨润土的用量为12g／L时,对浓度为248mg／L的甲基橙的吸附量和去除率分别为22．12mg／g、98．58％;对浓度为41．0mg／L的甲基橙的去除率达97．4％。