蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒对水中Cd~(2+)的吸附及其它离子的影响研究

以蒙脱石和钢渣为原料,采用工业淀粉作为添加剂制备蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒,探究其对水中Cd~(2+)的吸附性能及其机理.研究结果表明,蒙脱石占复合吸附颗粒质量比为50%时,对Cd~(2+)的吸附性能最好.质量比为1∶1的蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒在用量为15g·L~(-1)和pH值为5.5～6.5时,吸附效果最佳.在温度为25℃,pH为5.6时,1.5g质量比为1∶1的蒙脱石-钢渣复合颗粒对浓度为100mg·L~(-1)的Cd~(2+)溶液(100mL)吸附60min后,废水中Cd~(2+)的吸附率达到97.47%.通过二级动力学方程拟合复合吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附反应,相关系数为0.998 0.吸附颗粒对水中Cd~(2+)的吸附等温式符合Langmuir方程,相关系数为0.974 5,Cd~(2+)的饱和吸附量达到9.76mg·g~(-1).Cu~(2+)和Pb~(2+)对废水中Cd~(2+)的吸附具有竞争影响,可以降低其吸附量,且Pb~(2+)的影响较大.     

主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜对水中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的同步吸附性能

利用主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜(PAES-C-Na)吸附剂处理同时含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的水溶液,并通过火焰原子吸收分光光度计测试溶液中金属离子浓度;研究了溶液pH、吸附剂量、初始浓度以及吸附时间等因素对同步吸附的影响,且同步吸附行为采用伪一阶和伪二阶动力学方程进行模拟。结果表明,PAES-C-Na吸附共存金属离子主要是通过表面的羧基功能基团与金属离子之间的离子交换和静电作用实现,同步吸附动力学实验表明PAES-C-Na对金属离子的吸附采用伪二阶动力学方程拟合效果最好,即金属离子的同步吸附以化学吸附为速率控制步骤,其吸附量由大到小顺序为Pb~(2+)(26.02 mg/g)、Cu~(2+)(20.52mg/g)、Cd~(2+)(12.21mg/g)。     

两种改性聚合物微球对Pb2+的等温吸附行为研究

表面具有不同官能团的聚合物微球作为吸附剂被广泛应用于重金属离子的吸附与回收,研究了两种直径约1μm的功能化聚合物微球对Pb~(2+)的等温吸附过程,对比研究了两种吸附微球在10～500(mg·L~(-1))浓度的Pb~(2+)溶液中的吸附作用,并采用Langmuir、Freundlich和Temkin等温线描述在两种聚合物微球表面上的吸附平衡。结果表明,在浓度小于100(mg·L~(-1))的Pb~(2+)溶液中,PMMA/CS和PS-g-D两种表面功能化的聚合物微球对Pb~(2+)去除率均大于98%;浓度大于100(mg·L~(-1))的Pb~(2+)溶液中,PS-g-D微球较PMMA/CS微球具有更大的吸附容量。通过对吸附等温线模型的研究发现,两种功能化微球与Pb~(2+)之间的吸附作用符合Langmuir和Temkin吸附等温线模型。     

三种淡水藻对Pb~(2+)的吸附研究

以绿毛藻、螺旋藻、小球藻等三种淡水藻为吸附剂,通过改变吸附时间(0.5 h～6.0 h)、初始pH(3.0～11.0)、吸附剂用量(0.05 g～0.30 g)以及Na+质量浓度(0 mg/L～120 mg/L),考察其对溶液中Pb~(2+)(50 mg/L)的吸附效果,并利用吸附等温线拟合对其吸附动力学模型进行了初步探究。结果表明,随着吸附时间的增加,吸附会达到平衡,而后出现解吸的现象;在偏酸性的条件下这三种藻类对Pb~(2+)的吸附效果较好;当吸附达到平衡后再增加吸附剂的用量会降低单位质量吸附剂的吸附能力;Na~+浓度对吸附效果也有极大的影响。吸附等温线表明这三种藻类吸附剂的吸附均符合Langmuir模型,依据该模型得到其对Pb~(2+)的饱和吸附量分别为27.50 mg/g、21.00 mg/g和25.85 mg/g。这三种藻类对Pb~(2+)均有较好的吸附效果,且廉价易得,在处理重金属污染上将有一定的应用前景。     

柠檬酸改性汉麻对铅的吸附性能研究

以柠檬酸改性汉麻做为吸附剂,通过测定pH值、吸附时间、Pb~(2+)初始浓度研究柠檬酸改性汉麻对重金属离子Pb~(2+)的吸附性能,并通过傅里叶红外光谱仪(FTIR)和模型拟合分析,探讨汉麻纤维对Pb~(2+)的吸附特性与吸附机理。研究结果表明:柠檬酸改性是一种能有效提高汉麻Pb~(2+)的吸附性能的改性方法;在酸性条件下(pH=5.5)、溶液初始浓度为0.12g/L、吸附时间为30min时,柠檬酸改性汉麻纤维对Pb~(2+)的吸附效果最佳;吸附过程介于Langmuir和Freundlich吸附等温模型之间,准一级和准二级动力学模型均可描述该吸附过程。     

羟基磷灰石修饰碳糊电极(HAP-CPE)预镀铋膜法检测水体中的Pb~(2+)和Cd~(2+)

以羟基磷灰石修饰碳糊电极为工作电极,采用预镀铋膜和差分脉冲溶出伏安法检测水体中的重金属离子(Pb~(2+)、Cd~(2+))。考察了Bi 3+投加量、富集电位和富集时间对测定重金属离子的影响。结果表明,在Bi 3+质量浓度200μg/L、富集电位-1.0V、富集时间360s条件下制得的电极最为灵敏。该电极对Pb~(2+)和Cd~(2+)的可检测范围为10~350μg/L,检出限分别为1.252和1.242μg/L。平行测定显示其具有较好的重现性,且样品回收率达到99.42%、97.88%。利用本方法可实现Pb~(2+)和Cd~(2+)的高灵敏度同步检测分析。     

Fe~(2+)催化H_2O_2/Na_2S_2O_8氧化降解水中黄腐酸

利用Fe~(2+)催化H_2O_2或Na_2S_2O_8降解水中的黄腐酸,研究了诸因素(处理剂加量、pH和温度)对黄腐酸降解的影响。黄腐酸溶液颜色和TOC的去除,紫外区光吸收强度的降低都表明H_2O_2/Fe~(2+)体系对黄腐酸具有良好的降解效果;在pH=3.0、H_2O_2为400mg·L~(-1)、H_2O_2与Fe~(2+)物质的量的比为10∶1的条件下,处理100mg·L~(-1)黄腐酸溶液120 min,TOC去除率达到88.4%。Na_2S_2O_8/Fe~(2+)降解结果表明:在pH=3.0、Na_2S_2O_8为2 000mg·L~(-1),Fe~(2+)为5mmol·L~(-1),温度为50℃条件下处理100 mg·L~(-1)黄腐酸水样240min,TOC去除率为55.9%。分析降解效果和试剂成本可知,H_2O_2/Fe~(2+)法降解水中黄腐酸优于Na_2S_2O_8/Fe~(2+)法。     

改性生物质炭对水溶液中Hg~(2+)的吸附性能研究

制备了KOH改性低温生物质炭(low temperature biochar modified by potassium hydroxide,BC-P)、KOH改性高温生物质炭(high temperature biochar modified by potassium hydroxide,HC-P)、NaHS改性低温生物质炭(low temperature biochar modified by sodium hydrosulfide,BC-S)、NaHS改性高温生物质炭(high temperature biochar modified by sodium hydrosulfide,HC-S),并研究了溶液pH、吸附剂投加量、吸附温度和Hg~(2+)浓度等因素对上述4种改性生物质炭吸附水溶液中Hg~(2+)的影响.结果表明,BC-S对Hg~(2+)吸附效果最好,在pH为4、温度为298 K、投加量为1.2 g/L时,对10.0 mg/L的Hg~(2+)溶液中Hg~(2+)吸附量为8.48 mg/g,去除率达到97.89%.准二级动力学能很好地描述BC-S对Hg~(2+)的吸附动力学过程,其等温吸附过程符合Langmuir吸附等温线,吸附热力学表明298 K最有利于BC-S吸附Hg~(2+).     

化学沉淀法去除飞灰浸取液中重金属的研究

采用化学沉淀法去除垃圾焚烧飞灰浸取液中重金属,考察无机与有机重金属沉淀剂种类、加入量及无机与有机重金属沉淀剂联用对浸取液中Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Mn~(2+)的去除效果。实验结果表明,在选用的无机沉淀剂碳酸钠、硫化钠中,硫化钠的去除效果较好,在硫化钠与重金属摩尔量比为1.5时,总去除率可达87.61%;在选用的有机重金属沉淀剂TMT-102、MT-103与RS-2568中,MT-103对重金属的去除效果最好,在添加量为300 mg·L~(-1)时,重金属总去除率可达97.93%。将无机沉淀剂与有机沉淀剂联用,按照沉淀剂与重金属摩尔量比为1.5加入硫化钠后,再按照添加量为30 mg·L~(-1)添加MT-103,最终溶液中重金属总去除率可高达98.59%,达到很好的去除效果。     

巯基棉对废水中镉的吸附

通过硫代乙醇酸对巯基棉进行改性后对废水中的镉离子进行了吸附研究。结果表明:50mL 25mg·L~(-1)的镉标准溶液中,在pH=7以及巯基棉用量为0.2g时能达到良好的吸附效果(吸附率超过90%)。巯基棉对镉离子的吸附可用伪二级动力学方程拟合,吸附在100min左右达到平衡。吸附等温线可用Langmuir等温式拟合,温度升高饱和吸附量减小,因此低温有利于该吸附反应的进行。     

表面铜离子印迹聚胺硅胶材料的吸附行为

采用先物理负载后表面交联的方法合成铜离子印迹聚烯丙基胺硅胶材料(IIP-PAA/Si O_2),测定了IIP-PAA/Si O_2对Cu(Ⅱ)的吸附热力学、吸附动力学和选择性能.结果表明:IIP-PAA/Si O_2对铜离子的吸附量和选择性随温度升高而减小;测定的吸附平衡数据可用Langmuir方程拟合,计算得到过程的吸附焓变ΔH~0为-12.29 k J·mo L~(-1),吉布斯自由能ΔG~0为-16.5~17.05 k J·mo L~(-1),这也表明该吸附过程放热,因此,升高温度不利于吸附;吸附过程的吸附动力学可用拟二级动力学方程描述,拟合的吸附动力学常数和平衡吸附容量与溶液初始浓度有关.     

微生物改性钢渣去除废水中砷(Ⅲ)的性能研究

以固体废弃物钢渣为原始材料,通过微生物浸泡侵蚀进行改性,对其除砷(Ⅲ)影响因素、吸附等温线及动力学进行考察。结果表明:改性钢渣在pH=7时对砷(Ⅲ)吸附效果最佳,且在一定范围内吸附量与温度成正比例关系,同时吸附量随着投加量的增加而增大。改性后的钢渣对砷(Ⅲ)的静态吸附效果更符合Langmuir等温吸附模型(R2=0.981 8),最大拟合吸附量为2 500μg/g。动力学模型符合准二级动力学拟合方程(R2=0.999 8),并对材料进行XRF(X射线荧光光谱分析)、SEM(扫描电子显微镜)分析,探索其除砷机理。     

不同条件下D113树脂分离富集Pb~(2+)的性能研究

为检测生物传感器分离富集Pb~(2+)的性能,本文基于重金属离子富集与检测一体化量热式生物传感器,采用大孔D113树脂颗粒进行吸附实验研究。以吸附率为指标,考察了树脂用量、吸附交换时间、温度、Pb~(2+)质量浓度和pH值等不同工况对树脂分离富集铅离子性能的影响。研究结果表明,D113树脂对Pb~(2+)的吸附率随树脂用量和吸附交换时间的增加而增大,温度、pH值和Pb~(2+)质量浓度的增加均有利于吸附交换过程。在树脂用量为4g,吸附交换时间为60min,吸附温度为30℃和pH值为7.0的离子强度条件下,吸附效果最优,实际测得D113树脂对茶叶中铅离子的吸附率达85%以上。说明D113树脂适用于铅离子检测目的生物传感器的分离富集处理过程,可作为重金属检测生物传感器的载体。该研究对提高量热式生物传感器灵敏度具有重要意义。     

不同沸石粉对Cu~(2+)的吸附特性试验研究

为了研究沸石粉对重金属铜的吸附效果,采用室内试验方法,选取天然沸石粉、4A沸石粉以及在天然沸石粉的基础上添加粉煤灰经高温焙烧制成的改性沸石粉作为吸附剂对重金属Cu~(2+)进行静态吸附试验,为了对比验证水泥吸附去除Cu~(2+)的能力,添加了水泥作为吸附剂。通过室内静态吸附试验发现,四者吸附Cu~(2+)能力大小为4A沸石粉≈改性沸石粉天然沸石粉水泥;考虑到制备工艺及经济因素,改性沸石粉是吸附去除Cu~(2+)的最佳选择;改性沸石粉去除Cu~(2+)的最佳掺量为2 g:100 mg/L;p H值在5~8之间沸石粉吸附Cu~(2+)的效果较好。     

镁掺杂羟基磷灰石的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用镁替代钙掺杂改性羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)制备新型吸附剂,考察不同镁掺杂比例对Cu~(2+)去除效率的影响及温度对吸附剂吸附容量的影响,采用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和气体吸附仪等对吸附剂样品进行表征,并研究其对Cu~(2+)的吸附机理.结果表明:在Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L时,镁掺杂摩尔比[n(Mg)/n(Mg+Ca)]为1的羟基磷灰石(MHAP)对Cu~(2+)的去除率最高,达到96.2%;在温度为293～313K范围内,MHAP对Cu~(2+)的吸附容量随温度的升高而增加,最高吸附容量为370.37mg/g,相比HAP提高了62.5%;Langmuir等温方程能较好描述MHAP对Cu~(2+)的吸附行为,其吸附动力学遵循伪二级动力学模型.镁掺杂使MHAP粒径减小,比表面积增大,增强了其表面吸附和微孔吸附的作用;同时,MHAP表面官能团-OH增多,增强了其表面络合作用.     

中空UiO-66-NH2材料的制备及其在铅离子和铜离子电化学同时检测中的应用

采用酸刻蚀后处理制备了具有中空结构的UiO-66-NH_2材料(P-UiO-66-NH_2),并利用其构建电化学传感平台实现了对水溶液中铅离子(Pb~(2+))和铜离子(Cu~(2+))的同时电化学检测。采用扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和各种电化学技术对材料的形貌及其电化学性质进行了表征。结果表明:P-UiO-66-NH_2具有较UiO-66-NH_2明显改善的电化学性质。基于P-UiO-66-NH_2所构建的电化学传感平台,在优化条件下可实现对Pb~(2+)和Cu~(2+)的灵敏检测,检测限分别为0.020μmol·L~(-1)(Pb~(2+))和0.030μmol·L~(-1)(Cu~(2+))。此外,该传感器还具有良好的选择性、重现性和稳定性,对实际样品中Pb~(2+)和Cu~(2+)的检测也表现出令人满意的结果。     

煤对钙离子的吸附及其表面分形研究

采用静态吸附法研究了Ca~(2+)在煤表面的吸附动力学和热力学,用Langmuir和Freundlich方程对吸附等温线进行了拟合,并用Freundlich吸附分形模型计算了不同温度下煤颗粒表面的分形维数.动力学曲线表明Ca~(2+)在煤表面的吸附量先逐步增加,吸附50 min后吸附量趋于平衡;相关热力学函数(△G,△H,△S)计算结果表明煤对Ca~(2+)的吸附是一个熵增吸热过程;Ca~(2+)在煤表面的吸附等温线遵循Langmuir方程和Freundlich方程,但Freundlich方程拟合的线性相关性更好;在温度为298,308和315 K下,运用Freundlich吸附分形模型计算煤颗粒表面的分形维数分别为2.640,2.841和2.879.     

化学改性橘子皮对Pb~(2+)的吸附性能

研究了经化学改性的橘子皮吸附剂对Pb2+的吸附性能.考察了溶液pH值、吸附时间及Pb2+初始质量浓度对该吸附剂吸附性能的影响.结果表明,吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述,吸附等温线用Langmuir方程拟合效果优于Freundlich方程.pH4.5,30℃时最大吸附容量为146.4 mg/g.经改性的橘子皮可重复使用5次以上.     

氨基淀粉/凹土/丙烯酸树脂的制备及其吸附性能

以反相悬浮聚合法制备得到氨基淀粉/凹土/丙烯酸树脂,设计正交实验探讨了凹土与丙烯酸投料比,分散剂、交联剂、引发剂含量及油水比对树脂吸附Cu~(2+)性能的影响效果,优化了制备条件,并通过红外、热失重分析、扫描电镜等分析手段对产物结构及形貌进行了表征。对产物和氨基淀粉吸附Cu~(2+)性能的研究表明,该树脂的吸附平衡时间为45min;溶液pH值为4时,吸附效果最佳;树脂对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)、Ni ~(2+)、Zn~(2+)吸附选择性为Cu~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)Ni ~(2+)Zn~(2+);同等条件下,树脂的吸附性能均优于氨基淀粉的。     

静电纺CS/PVA纳米纤维膜对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附特性

采用静电纺丝法制得CS/PVA纳米纤维膜,并将其作为对铜、镉离子的吸附材料。通过扫描电子显微镜(SEM)观察到CS/PVA纳米纤维细而均匀且呈不规则的网状结构。力学性能测试结果表明CS/PVA纳米纤维膜的稳定性较好,为其广泛应用于金属离子吸附材料提供前提。系统探讨了吸附时间、pH值、金属离子初始浓度对吸附性能的影响。结果表明,CS/PVA纳米纤维膜对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附作用在2 h内即可快速达到平衡,其吸附容量随着金属离子初始浓度、溶液pH值的增加而增大。此外,在100 mmol/L的稀盐酸(HCl)溶液中,Cu~(2+)、Cd~(2+)的脱附率在1min内可分别达到86.7%和91.3%。