胞外聚合物对水中Cu~(2+)的吸附研究

以胞外聚合物作为生物吸附剂,对水中微量Cu2+的生物吸附特性进行研究,分析了原始pH值、胞外聚合物投加量、吸附时间对Cu2+吸附去除率的影响。研究结果表明:当初始Cu2+的质量浓度为10mg/L时,吸附最佳原始pH值范围为2～5,胞外聚合物的投加量为16mg/g,吸附时间为40min。Cu2+的吸附过程可分为3个阶段:①8min的快速吸附阶段;②8～40min达表观一级动力学吸附阶段;③吸附-解吸平衡阶段。Cu2+吸附等温线与Freundilich方程拟合良好。     

Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球制备及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

研究利用离子印迹技术,以壳聚糖为基材、环氧氯丙烷为交联剂制得Cu~(2+)印迹交联壳聚糖树脂微球,并用于水中Cu~(2+)的吸附。结果表明,正交实验确定优化的制备条件:壳聚糖质量分数4%、Cu~(2+)印迹量500 mg/L、交联剂1m L。单因素实验确定的吸附条件:p H为5.0、温度25℃时,此时吸附容量可达到95.0 mg/g,显示良好的Cu~(2+)吸附能力。对Cu~(2+)的吸附过程符合准2级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型,以表面反应过程控制的化学吸附为主,为放热、自发过程;当Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)分别与Cu~(2+)共存时,印迹微球对Cu~(2+)的选择吸附系数最大,达到28.7以上,离子选择性极高;经过5次循环实验后,对Cu~(2+)的吸附率仍达到96.8%,材料的重复利用性和稳定性好。     

环氧氯丙烷改性花生壳吸附水中Cu~(2+)的研究

利用环氧氯丙烷对花生壳改性制备吸附剂,并用其吸附水溶液中Cu2+。实验结果显示,花生壳的改性条件为:花生壳5.0 g,浓度为1.5 mol/L NaOH溶液100 mL,环氧氯丙烷5 mL,反应温度30℃,反应40 min;用上述条件改性花生壳0.3 g,吸附初始浓度50 mg/LCu2+溶液,控制溶液的pH为5.0,吸附时间3.0h,对Cu2+吸附率可达96.0%,高于未改性花生壳的70.4%,使吸附率提高36.4%。     

碳纳米管溶胶对水中微量Cd~(2+)与Cu~(2+)吸附的研究

采用强酸表面氧化法对碳纳米管进行处理,制备稳定具有高效吸附性能的碳纳米管溶胶,用于去除水中低质量浓度重金属Cd2+,Cu2+。研究表明,在实验的pH值为2.5—9.5,对Cd2+的去除,吸附起主要作用,优化的pH值为6.0;对Cu2+的去除,pH<6.7时,吸附起主要作用,在pH>6.7时,金属离子沉淀是主要的去除原因,在pH=9.5时,达到最大去除率。在相同碳纳米管溶胶投加质量浓度情况下,对Cd2+的吸附去除率远远大于对Cu2+的去除。碳纳米管溶胶对Cd2+,Cu2+的吸附等温线呈线性,对Cd2+的吸附性能优于对Cu2+的吸附性能。     

葵花基炭材料的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

在500、600、700℃3个不同温度下,对提取果胶后的葵花盘分别进行炭化,制得了3种炭材料,分别为500 KH、600 KH和700 KH。其中,600 KH的比表面积最大,为122.99 m2/g,孔径为2.274nm。对该种炭材料吸附铜离子的性能进行研究,其对铜离子的吸附符合Langmuir单层吸附模型,在60min达到吸附平衡,吸附量为34.45mg/g;随着温度升高,吸附量增加。     

废弃茶叶对水中Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附研究

通过废弃茶叶对水溶液中的Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附实验,讨论了影响茶叶末吸附重金属的初始浓度、吸附时间、pH等影响因素。结果表明,在30 min内,废弃茶叶末对Zn2+、Cd2+、Cu2+3种金属离子的吸附达到最大,最佳pH因金属的不同而有所差异。处理单组分金属离子水溶液时,3种离子的吸附量和吸附率的大小顺序均为Cu2+Cd2+Zn2+。而处理3种金属离子的多组分溶液时,其吸附量和吸附率的顺序则为Cd2+Cu2+Zn2+。     

磁性三乙烯四胺氧化石墨烯对Cu~(2+)的吸附行为

为了提高氧化石墨烯(GO)的吸附能力和分离效果,采用恒温搅拌法和水热法制备磁性三乙烯四胺氧化石墨烯(M-T-GO)复合吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)测试方法对其进行表征,并对M-T-GO对Cu~(2+)的p H、吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学进行研究。结果表明,M-T-GO对Cu~(2+)的吸附符合二级反应动力学和Langmuir吸附等温式描述,吸附反应为自发吸热过程,饱和吸附量为245.09 mg·g-1,同时具有快速分离和易再生的优点。采用X射线光电子能谱(XPS)推测M-T-GO对Cu~(2+)的吸附机理,结果表明M-T-GO主要通过螯合作用和静电引力对Cu~(2+)进行吸附。     

涤纶织物表面改性及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

以柠檬酸作为交联剂,次亚磷酸钠作为催化剂,将β-环糊精整理到涤纶织物上。通过单因素分析发现,织物增重率与β-环糊精浓度、柠檬酸浓度、催化剂浓度、焙烘时间及焙烘温度有关。确定最佳整理工艺为:β-环糊精90 g/L,柠檬酸100 g/L,催化剂30 g/L,焙烘温度180℃,焙烘时间20 min。经过整理后的织物对Cu2+有较好的吸附能力。     

柚子皮生物炭对Cd~(2+)的吸附性能研究

以固废物柚子皮为生物质代表,经炭化改性处理后,考察其对Cd2+的吸附特征。应用红外吸收光谱技术表征柚子皮生物炭表面的功能基团,考察了吸附剂的粒径和用量、Cd2+初始浓度、溶液p H以及吸附时间对吸附性能的影响。研究结果表明,在p H为5.0,吸附时间1 h,温度298 K条件下,0.1 g柚子皮生物炭对100 m L 10 mg/L Cd2+的去除效率达93%,平衡吸附量qe为9.35 mg/g。吸附反应符合动力学二级方程(R=0.993 6)。用Langmuir和Freundlich方程对吸附等温线进行拟合,发现Langmuir模型能更好地反应吸附过程特征。     

磁性石墨烯泡沫的制备及对Cu~(2+)的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)为前驱体,采用溶剂热法制备了磁性石墨烯泡沫(MGF)复合物(Fe3O4/GF)。用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)及振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征。测定了不同Cu~(2+)初始质量浓度、反应时间和温度下复合物对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:Fe_3O_4成功复合到了石墨烯上且为三维泡沫结构;复合物对Cu~(2+)吸附量可达49.20 mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型。磁性复合物可以借助外部磁场实现快速磁分离。     

改性鸡蛋壳对水中Pb~(2+)的吸附机理研究

制备了一种新型吸附剂——硫酸铁改性鸡蛋壳表面结构,利用扫描电镜、X荧光光谱、X射线衍射分析及X射线光电子能谱等手段对该吸附剂表面结构进行表征。结果表明,在鸡蛋壳的表面存在水合氧化铁,从而增加了吸附位点,增加了其对于Pb~(2+)的吸附效果。改性鸡蛋壳对Pb~(2+)的吸附机理通过模拟吸附一阶动力学模型和吸附等温线发现,其更加符合Langmuir单分子层吸附机制。改性鸡蛋壳对Pb~(2+)的吸附量可以翻倍,高达90.919mg/g,说明这种新型吸附剂的吸附效果较好。溶液pH值和添加吸附剂的含量对这种吸附剂吸附Pb~(2+)过程也有很大的影响,但是离子强度对其影响较小。因此,改性鸡蛋壳是一种有潜在应用价值的二次利用吸附材料。     

鲤鱼肉骨生物炭的制备及其吸附水中Pb~(2+)特性

以水产养殖固体废弃物病死鲤鱼为生物质原材料,采用限氧裂解技术在600℃条件下制备鲤鱼肉骨生物炭(CMBB),探究了CMBB对水中Pb~(2+)的吸附特性,并对CMBB的结构和性质进行了表征。结果表明,CMBB表面具有不规则的中孔和微孔结构,表面带有大量的负电荷。CMBB对Pb~(2+)的吸附在4 h内达到平衡,动力学过程符合准2级动力学模型;吸附速率受内扩散机制控制,但并非唯一的控制机制;Pb~(2+)在CMBB上的等温吸附过程符合Langmuir、Langmuir-Freundlich和Temkin等温吸附模型,属于有利吸附;吸附过程为自发进行的熵增吸热过程。CMBB能够在较宽的pH范围(2～6)对Pb~(2+)具有明显的去除效果(去除率大于99%)。     

花生壳活性炭对Cu~(2+)的吸附性能研究

以花生壳为原料,磷酸为活化剂制备花生壳活性炭,采用高分辨电子扫描电镜(SEM)对花生壳活性炭进行了表征。从热力学和动力学的角度,研究了花生壳活性炭对Cu2+的吸附行为。热力学研究表明:花生壳活性炭对Cu2+的吸附符合Langmuir等温吸附方程,该吸附是自发吸热过程。动力学研究表明:花生壳活性炭对Cu2+的吸附符合二级反应动力学方程反应特征,颗粒内扩散为主要控速步骤。     

α-FeOOH纳米线对Cu~(2+)的吸附研究

文章利用水热法合成了α-FeOOH纳米线,研究了其对于废水中重金属离子(Cu~(2+))的吸附平衡。研究结果表明:Cu~(2+)在α-FeOOH纳米线上的吸附行为更符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量可达27.15 mg·g~(-1)。且吸附量随着温度的升高呈增加趋势,表明该吸附过程是吸热过程。     

含氮活性炭对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用未改性的和氨化处理后的活性炭进行Cu2+的吸附平衡实验。考察了溶液p H、吸附温度对两种活性炭的吸附性能的影响。分别采用伪一次方动力学方程、伪二次方动力学方程考察了活性炭的吸附动力学行为。结果表明:经过氨化处理的活性炭能显著提高活性炭对Cu2+的吸附性能,这可能是由于活性炭表面的含氮官能团提高了活性炭的碱性造成的。     

高吸水树脂对Cu~(2+)离子的吸附研究

本文考察了金属离子初始浓度、树脂投放量、吸附温度、pH值对高吸水树脂吸附重金属Cu2+离子效果的影响。实验结果表明:高吸水树脂对溶液中重金属Cu2+的吸附随重金属离子浓度的增大而增大;随着吸附温度的升高而增加,吸附温度为80℃时吸附容量可达101.51mg/g;随着树脂投放量的增加,树脂对金属Cu2+的吸附容量呈下降趋势;高吸水树脂对溶液中Cu2+的去除率最大值出现在pH为5左右。     

磁性碳化秸秆吸附剂的制备及对Cu~(2+)的吸附性能研究

针对水体中重金属铜离子的污染,选用玉米秸秆进行磁性改性操作,用紫外光谱法测定了不同外界条件下磁性秸秆的最佳吸附量。通过结果分析发现磁改性后的玉米秸秆对铜离子吸附有着明显的提高,对低浓度的铜溶液也能产生良好的吸附效果。通过拟合得出磁性秸秆材料对铜离子的吸附过程符合Langmuir吸附模型和二级动力学模型。     

肉骨生物炭对重金属Pb~(2+)的吸附特性

为研究以病死猪以炭化焚烧法制备的肉骨生物炭对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,分析了吸附时间、吸附剂用量、Pb~(2+)的初始含量等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于50 mL质量浓度400 mg/L的Pb~(2+)溶液,当溶液初始pH为5.5、肉骨生物炭投加量为200 mg、吸附时间为240 min时,肉骨生物炭对Pb~(2+)的吸附效果达到最佳,吸附量为99.37 mg/g,Pb~(2+)去除率达到99%以上。肉骨生物炭对Pb~(2+)的动力吸附过程可以由准2级动力学模型很好地拟合;Langmuir方程描述的单分子层吸附模型能更好地拟合其等温吸附过程,饱和吸附量为106.4 mg/g。相比于玉米秸秆生物炭,肉骨生物炭对Pb~(2+)有更大的吸附容量和更快的吸附速率,是性能较好的Pb~(2+)吸附材料。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd⁽²⁺⁾的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd⁽²⁺⁾(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd⁽²⁺⁾去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd⁽²⁺⁾吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。