改性生物炭对Pb2+和Cd2+吸附性能及机理研究

分别通过磷酸、氢氧化钾、铁及微波对小麦秸秆生物炭进行改性,探究改性生物炭投加量、溶液初始pH及重金属离子浓度对重金属Pb²⁺及Cd²⁺的吸附影响及改性生物炭对重金属的吸附机理。结果表明,磷酸及氢氧化钾改性使生物炭表面坍塌且孔隙结构连通,铁改性使比表面积降低,微波改性使生物炭产生少量孔隙。磷酸改性促进—OH及■的生成,氢氧化钾及铁改性促进—OH的生成,微波改性对生物炭基团的影响较小。改性方法的优异性依次为磷酸改性、铁改性、氢氧化钾改性及微波改性,改性生物炭添加量的增加能够增强对于重金属的吸附,溶液pH为弱碱性时对于Pb²⁺的吸附效果最佳,Cd²⁺的吸附效果随着溶液pH增加而增大,Langmuir等温吸附方程能较好反映改性生物炭对于Pb²⁺及Cd²⁺的吸附。     

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。     

水泥浆粉去除废水中铅离子效果及行为研究

水泥浆粉含有可吸附重金属离子的成分,可作为吸附剂来处理重金属离子废水。本文利用硅酸盐水泥制备了不同水化龄期的水泥浆粉来处理含Pb²⁺废水,通过X射线衍射仪、同步热分析仪、电感耦合等离子体发射光谱仪等测试方法,研究了水泥浆粉龄期、浆粉用量、Pb²⁺浓度、pH值、温度、时间对Pb²⁺去除效果及吸附行为的影响。结果表明,水泥浆粉对废水中的Pb²⁺去除率普遍大于80%。在35 ℃、pH=2、吸附时间200 min时,0.04 g水灰比为0.50、水化龄期为60 d的水泥浆粉对初始浓度为700 mg/L的Pb²⁺溶液的Pb²⁺去除率为96.06%,吸附容量为336.22 mg/g。水泥浆粉对Pb²⁺的吸附热力学符合Freundlich吸附等温模型,吸附动力学符合拟一级动力学模型。     

改性壳聚糖对铅离子的吸附性能研究

用过氧化氢改性壳聚糖作为吸附材料,对Pb²⁺进行吸附性能研究,采用紫外分光光度法,用二甲酚橙作为显色剂、六亚甲基四胺作为缓冲溶液,在最大吸收峰波长580 nm下测定吸光度并绘制铅离子标准曲线。初步探讨了pH值、吸附剂用量、温度、时间和初始浓度等因素对Pb²⁺吸附率的影响,最后通过四因素三水平的正交实验确定出最佳吸附工艺条件。结果表明,最佳吸附工艺：50 mL初始质量浓度为110 mg/L的Pb²⁺溶液、pH值为1、30℃吸附30 min时,40 mg改性壳聚糖用量对Pb²⁺的吸附率可达45.66%。     

磁性壳聚糖微球制备及其对Pb2+的吸附性能研究

课题利用化学共沉淀法制备出Fe₃O₄粒子,在壳聚糖溶液中加入Fe₃O₄粒子进行改性,成功制备出磁性壳聚糖微球。课题以Pb²⁺作为吸附目标,探究了磁性壳聚糖微球对Pb²⁺的吸附的最优条件,并对磁性壳聚糖微球进行回收、再利用。结果表明,50 mL,50 mg/L Pb²⁺溶液投加量为150 mg、pH为6、温度35℃、时间为1 h是吸附实验的最佳条件,制备的吸附剂具有较好的吸附量和Pb²⁺去除率,且能够实现回收再生,具有环境友好性。     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca²⁺表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明：CPAANa@Fe₃O₄在pH 2～6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L^-1和1.6 g·L^-1时对初始浓度分别为200 mg·L^-1的Pb²⁺和100 mg·L^-1的Cd²⁺的去除率达到最大,可使Pb²⁺实现达标排放（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb²⁺和Cd²⁺的最大吸附量分别为454.55 mg·g^-1和275.48 mg·g^-1。将CPAANa@Fe₃O₄用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb²⁺和Cd²⁺,具有潜在实用价值。     

利用铁尾矿资源制备磁性纳米纤维素材料对Pb(Ⅱ)的吸附去除

为探索固废资源的高值化应用，利用铁尾矿合成磁性Fe₃O₄,并通过与氨基酸离子液体和纤维素的交联，制备磁性纤维素纳米材料Fe₃O₄@Cellulose/AAILs,用于吸附去除重金属Pb²⁺。应用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、 X射线衍射(XRD)、电镜扫描(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对材料微观结构进行了表征，运用Box-Behnken响应曲面法研究了吸附过程的影响因素。FTIR和XRD分析表明，氨基酸的氨基和羧基修饰改性纤维素结构。选择Pb²⁺去除率作为响应，考察了溶液的初始pH、吸附温度及吸附剂投加量之间的相互作用。结果表明：在25℃、pH值=7和吸附剂投加量为0.2 g时，Pb²⁺去除率可达98.296%。材料的吸附行为符合Langmiur吸附等温模型、伪二级动力学模型。XPS分析进一步揭示了其对Pb²⁺的吸附机理，主要包括表面物理吸附、离子交换、官能团络合、静电吸引等。...     

H2O2改性稻杆作为Pb2+吸附剂的工艺优化

H₂O₂改性稻杆作为Pb²⁺吸附剂,具有改性工艺环保、简单、成本低,以及对Pb²⁺吸附率高等特点,是一种优良的改性剂。优化改性工艺,制备优良吸附性能的H₂O₂改性稻杆具有较强的实用价值。详细探讨了改性工艺的影响因素如pH值、H₂O₂用量、Fe²⁺/H₂O₂物质的量之比、改性温度、改性时间、稻杆颗粒度和稻杆用量等对改性效果的影响,在单因素实验的基础上,通过正交实验和对比实验对改性工艺进行了进一步优化。得出最适宜的改性工艺为：在100 mL的溶液中,不加FeSO₄的情况下,稻杆用量为3 g,改性pH值为8,H₂O₂用量为稻秆用量的30%,稻杆颗粒度为40目,改性温度为20℃,改性时间为4 h。用2 g H₂O₂改性稻秆处理100 mL 200 mg/L的Pb²⁺废水时,对Pb²⁺的吸附率为94.45%,吸附容量为9.445 mg/g,表明H₂O₂改性稻秆具有优良的吸附性能。     

巯基功能化分子筛对铅的吸附性能研究

利用半胱胺盐酸盐对粉煤灰基分子筛进行改性,制得巯基功能化分子筛。研究了改性前后分子筛的结构表征,并进一步研究了pH值、温度和时间对巯基功能化分子筛吸附Pb²⁺的影响。结果表明,巯基功能化分子筛在保持原有晶格结构时,在其表面还接枝了对Pb²⁺有吸附能力的巯基基团,其吸附性更好,吸附容量更大。巯基功能化分子筛吸附Pb²⁺受pH值,时间的影响较大,随着pH值的升高,Pb²⁺吸附量和去除率逐渐增大再趋于平缓,温度过高和过低都不利于吸附;Pb²⁺吸附量和去除率随着时间的增加而升高,反应45 min时基本达到吸附平衡。考量粉煤灰基巯基功能化分子筛对重金属较好的吸附性能,将其应用于重金属水污染治理,具有良好的应用价值和发展前景。     

改性煤气化灰渣吸附重金属离子的研究

以煤气化灰渣为原料,采用酸改性法(HF酸)制备改性煤气化灰渣。通过静态实验研究了改性煤气化灰渣对溶液中Pb⁽²⁺⁾、Cu(2+)、Cu⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb(2+)的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb⁽²⁺⁾、Cu(2+)、Cu⁽²⁺⁾、Cd(2+)、Cd⁽²⁺⁾的静态饱和吸附量分别为112.07,40.18,31.21 mg/g。     

黄磷渣制备二氧化硅吸附Pb2+的性能研究

为了探究水体中Pb²⁺有效去除方法，以黄磷渣为原料实现二氧化硅的制备、纯化及表征，以其为媒介探究不同因素下对Pb²⁺的吸附性能。结果表明：SiO₂表面成功接枝KH570,传质动力随吸附时间的增加逐渐减弱，吸附缓慢，吸附容量在30 min时饱和达到9.51 mg/g; 60 min后发生解析，导致吸附容量下降至9.38 mg/g。随着温度升高和溶液Pb²⁺浓度的增大，活性位点与Pb²⁺有效碰撞的机率增大，吸附容量达到12.3 mg/g;随着pH值升高吸附容量增大。笔者采用Langmuir和Freundlich模型探索吸附剂对Pb²⁺的吸附行为发现：Langmuir模型等温吸附适合描述吸附剂对Pb²⁺的吸附行为，且SiO₂对Pb²⁺的吸附符合二级动力学行为。     

新型重金属吸附生物炭的制备及对含锰废水处理研究

本文以剩余活性污泥为基体，通过高温热解处理及对其进行酸改性，制备出高效多孔生物炭吸附剂。考察了吸附温度、溶液初始pH和吸附剂投加量对Mn²⁺吸附效果的影响。在Mn²⁺初始浓度为4mg/L、吸附剂投加量为0.5g、吸附时间120min、pH为2条件下，20℃时Mn²⁺去除效率最高为72.55%；在Mn²⁺初始浓度为4mg/L、吸附剂投加量为0.5g、吸附时间120min、20℃条件下，pH为2时Mn²⁺去除效率最高为73.63%；在Mn²⁺初始浓度为4mg/L、吸附时间120min、20℃条件下，pH为2条件下，吸附剂投加量为0.5g时Mn²⁺去除效率最高为73.08%。生物碳吸附剂对Mn²的吸附率由改性前的45.97%，提高到改性后的73.63%。实验结果表明，改性后的吸附剂相较于改性之前较大幅度提升了对于重金属离子的吸附能力。     

香蕉皮生物炭及生物质吸附水中六价铬的研究

利用生物质香蕉皮和生物炭香蕉皮作为吸附剂,探究吸附剂性质、吸附剂量、pH、铬溶液初始浓度、震荡时间对香蕉皮吸附Cr⁶⁺效果的影响。结果表明：生物质香蕉皮的吸附效果高于生物炭香蕉皮的吸附效果,最佳吸附条件为：不做任何改性处理、吸附剂量0.2 g、模拟废液pH为2、Cr⁶⁺初始浓度为12.5 mg/mL、震荡时间45 min,在此条件下香蕉皮对Cr⁶⁺的去除率为98.77%、单位吸附量为6.17 mg/g,经吸附处理后的溶液含Cr⁶⁺浓度为0.15 mg/mL。     

空心类水滑石对重金属的吸附性能研究

重金属废水是一类难处理的废水，对其进行有效处理一直是环境领域的研究热点。类水滑石(LDHs)因比表面积大、制备简单、环境友好等特性，成为一类具有较高应用潜力的重金属吸附剂。制备了具有更多吸附位点的空心类水滑石(LDHs-H)，选取重金属离子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺作为研究对象，探究了初始重金属离子浓度、吸附时间、溶液p H和竞争离子等因素对LDHs-H吸附重金属离子的影响。结果表明，LDHs-H对Cu²⁺和Pb²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Freundlich等温模型，对Zn²⁺和Ni²⁺的等温吸附数据较好地拟合了Langmuir等温模型。准二级动力学模型较好地描述了LDHs-H对4种重金属离子的动力学吸附过程。LDHs-H层板上的羟基与Cu²⁺和Pb²⁺反应生成沉淀是Cu²⁺和Pb²⁺去除的主要方式，与Zn     

腐殖酸与重金属在黄土中的吸附规律研究

以黄土、腐殖酸和重金属离子为研究对象,基于吸附实验,研究了黄土对腐殖酸及Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺4种重金属离子的吸附规律。结果表明,黄土对各污染物的去除率随着固液比增大、溶液pH增大、初始浓度减小、吸附时间的延长明显增大,而且对不同污染物吸附效果的影响也不同;但黄土对重金属离子的吸附量一直保持为Pb²⁺>Cu²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺。     

TOCNF与磁性羧甲基壳聚糖纳米粒子复合物的制备及吸附Pb2+的特性

水体中铅污染对环境及人的健康安全造成了极大的危害。本文将四甲基呱啶（TEMPO）氧化的纤维素纳米纤维（TEMPO-oxidized cellulose nanofibers,TOCNF）与磁性羧甲基壳聚糖纳米粒子（magnetic carboxymethyl chitosan nanoparticles,MCCN）交联复合制备一种经济高效且对环境无毒害的Pb²⁺吸附剂,对复合前后的材料进行结构表征。通过单因素实验研究pH、Pb²⁺初始浓度、吸附时间及温度对Pb²⁺吸附效率的影响,确定最优吸附条件后比较TOCNF/MCCN及TOCNF对Pb²⁺的吸附效果,研究复合材料对Pb²⁺的吸附特性。研究结果表明,Fe₃O₄成功被羧甲基壳聚糖纳米粒子包裹并与TOCNF交联复合,在最优吸附条件（pH=5,Pb²⁺初始浓度为100mg/L,吸附时间为240min,常温下进行实验）下,TOCNF/MCCN吸附Pb²⁺的饱和容量为193.5mg/g,比TOCNF高了近一倍。复合吸附剂吸附Pb²⁺的过程更符合准二级动力学方程,说明决定吸附速率的主要是化学吸附。等温吸附方程的相关系数R²表明,Langmuir方程能更好地拟合吸附过程,说明复合吸附剂对Pb²⁺的吸附主要是表面基团的单分子层吸附。通过线性方程的斜率计算得到的理论饱和吸附量为201.1mg/g,与实际值差3.8%,经过5次解吸再吸附的过程,吸附剂的吸附效率仅下降了13%,表明该吸附剂有良好的可再生性,具有很好的应用前景。     

生物除磷颗粒污泥去除Pb2+的效能机制

以好氧颗粒污泥的吸附作用和磷酸盐对重金属的螯合作用为基础,采用富含磷酸盐的生物除磷颗粒污泥作为吸附剂来处理含铅废水,考察了不同吸附条件（pH、Pb²⁺的初始浓度、吸附反应时间）下,颗粒污泥对Pb²⁺的去除效果。结果表明,除磷颗粒污泥在pH为4,初始Pb²⁺浓度为150 mg·L^-1时,对铅的去除率最高（为99.9%）;在吸附反应20 min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb²⁺的吸附可以用Langmuir模型拟合（R²=0.993）,最大吸附量为49.5 mg·g^-1。其中离子交换和磷酸盐与Pb²⁺的螯合作用对除磷颗粒污泥去除Pb²⁺起到重要作用;傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定表明-COOH、-OH、磷酰基等多种官能团也参与了除磷颗粒污泥除Pb²⁺过程。     

一种膨润土的表征及其对重金属离子吸附研究

以原矿膨润土为原料，对其结构进行表征和分析。然后从单因素条件分析膨润土对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附效果。结果表明：在相同条件下，膨润土加入量为0.30 g、温度为25℃时，Cu²⁺初始浓度为200 mg/L,溶液pH值为5.0,其最大吸附率为99.92%;Cd²⁺初始浓度为150 mg/L,溶液pH值为6.0,其最大吸附率为99.84%;Pb²⁺初始浓度为50 mg/L,溶液pH值为3.5,其最大吸附率为99.12%。竞争吸附中膨润土对Cd²⁺吸附效果最佳。此研究对处理含重金属离子的废水具有较好的潜在价值。     

定量分析稻壳生物炭不同组分对水体中铅和镉的吸附贡献

为了定量描述生物炭中有机与无机组分对Pb²⁺和Cd²⁺吸附贡献率,采用慢速热解法在不同温度下制备稻壳生物炭(Biochar,BC),并分别经水洗、酸洗处理去除水溶性组分(Water-soluble Matter,WM)和酸溶性组分(Acidsoluble Matter,AM),通过批量试验,定量计算不同组分对Pb²⁺和Cd²⁺吸附的贡献率。吸附动力学和等温吸附结果表明稻壳生物炭主要依靠化学吸附去除Pb²⁺和Cd²⁺。生物炭不同组分对Pb²⁺的吸附贡献率大小依次为WM(44.0%～54.5%)>AM(28.5%～31.0%)>OM(14.5%～27.6%),对于Cd²⁺则是WM(49.0%～61.0%)>AM(25.9%～29.0%)>OM(13.1%～22.0%),说明无机组分控制了Pb²⁺和Cd²⁺吸附过程,其中离子交换和表面沉淀是稻壳生物炭吸...     

碳化处理对再生微粉吸附Pb2+行为与机理的影响

随着工业的发展,大量含铅废弃物被排放到环境中,给水体带来了严重的污染。本研究采用经碳化处理的再生混凝土微粉(CRCF)作为吸附剂,针对硝酸铅配制的铅污染溶液开展吸附试验,并测试分析了吸附剂的物相、微观结构和稳定性。研究表明,CRCF对Pb²⁺具有良好的吸附效果,24 h后可达到93.1%(质量分数,下同)的去除率;CRCF对Pb²⁺的吸附稳定性较高,吸附后仅有极少量的Pb²⁺浸出;吸附反应中,Pb²⁺静电吸附在CRCF表面,与CRCF发生离子交换并在表面形成碳酸盐沉淀,最终主要以碳酸盐的形式固定在CRCF中;CRCF可作为一种低成本的Pb²⁺高效吸附剂,可有效应用于含铅废水的治理,实现废物资源化再利用。