羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)吸附性能研究

以CO2为活化剂制备羊骨炭,在不同溶液pH、初始浓度、活性炭投加量等条件下,通过动态吸附试验考察羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附规律,并用Langmuir和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能进行了分析。结果表明,当羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的最佳吸附量分别为:4.2 mg/g、0.07 mg/g和2.7 mg/g时,吸附液的pH值Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)为7～8、Cr(Ⅵ)为酸性pH<6;羊骨炭的投加量分别为:0.2、0.7、0.03 g;最佳初始浓度分别为:60 mg/L、15 mg/L、30 mg/L。羊骨炭对3种离子的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,计算得四种离子的最大吸附量分别为:4.854、1.247、0.402 mg/g。     

壳聚糖对Pb（Ⅱ）的吸附及动力学研究

研究了壳聚糖（CTS）微粒吸附Pb（Ⅱ）时pH值、温度、溶液浓度对吸附量的影响及壳聚糖微粒对Pb（Ⅱ）的吸附动力学特性,结果表明其吸附最适pH值为5,在30-60℃范围内,随吸附温度的升高,吸附量增大。壳聚糖与Pb（Ⅱ）之间发生反应,其吸附行为可用Freundlich单分子层吸附机理解释,且Lagergren二级方程与吸附研究吻合较好。     

羊骨基活性炭对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能

采用本实验室自制的羊骨基活性炭,研究其在不同吸附时间、不同溶液初始浓度、不同投加量、溶液不同的pH值条件下对Pb(Ⅱ)的吸附规律。结果表明:当Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度为80mg/L、活性炭投加量为0.10g、吸附时间为6h、溶液温度为45℃时,羊骨基活性炭对Pb(Ⅱ)的去除率高达99%。利用Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能的表征得出:羊骨基活性炭对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,并且吸附等温曲线在Brunauer五种类型的等温吸附线中比较符合多分子层吸附等温线。     

氨基和羧基功能化磁性微球去除水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)

以甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,通过悬浮聚合法制备了氨基和羧基双功能化的磁性复合微球(Fe3 O4@SiO2-NH2/COOH),并探讨了其对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,制备的磁性吸附剂内核为Fe3 O4.红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试表明,氨基和羧基对Fe3 O4@SiO2表面改性成功.吸附试验显示,Fe3O4@SiO2-NH2/COOH吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最优pH值分别为5.0和5.5,吸附过程均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,吸附剂对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为207.807 mg/g和168.995 mg/g.实际饮用水样中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表明,去除率分别可达97.74％和91.44％.该磁性吸附剂对两种重金属离子吸附量大、去除率高,具有良好的实际应用潜力.     

改性橘子皮对重金属铅离子的吸附性能研究

以橘子皮、碱性氧化橘子皮的吸附废水中Pb⁽²⁺⁾,研究吸附剂投加量、pH、吸附时间等对Pb(2+),研究吸附剂投加量、pH、吸附时间等对Pb⁽²⁺⁾去除率的影响吸附。结果表明,在初始离子浓度50 mg/L,投加量为1.0 g/L,pH 5.5,温度30℃,吸附时间2 h时,碱性氧化改性的橘子皮比普通橘子皮对Pb(2+)去除率的影响吸附。结果表明,在初始离子浓度50 mg/L,投加量为1.0 g/L,pH 5.5,温度30℃,吸附时间2 h时,碱性氧化改性的橘子皮比普通橘子皮对Pb⁽²⁺⁾的吸附效果更佳,去除率达到98.52%。准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型更加符合吸附过程。吸附过程是单分子层吸附,以化学吸附为主。     

BP-PSO优化改性凹凸棒土吸附Pb(Ⅱ)条件及其机制研究

为探究Keggin离子改性凹凸棒土对Pb(Ⅱ)的吸附性能及获得Pb(Ⅱ)最大去除率,采用响应面(RSM)及反向传播神经网络结合粒子群算法(BP-PSO)对去除条件进行优化,利用X射线光电子能谱仪表征、动力学、等温吸附及热力学研究对吸附机理进行探讨,采用可渗透反应墙对Pb(Ⅱ)去除进行动态模拟.XPS表征结果显示Pb(Ⅱ)被吸附到改性土表面,该吸附过程并未发现氧化还原反应.RSM优化下,预测和实际Pb(Ⅱ)最大去除率分别为83.85％和81.24％,相对应的去除条件:反应时间为50.02 min、初始Pb(Ⅱ)浓度为150 mg/L、温度为20℃及初始pH值为7.BP-PSO优化下最大去除率为85.68％,对应的实验条件:温度为20℃,反应时间为52.28 min,初始Pb(Ⅱ)浓度为250 mg/L,初始pH值为7,在此条件下验证实验值为84.41％.BP-PSO更合适用于优化改性凹凸棒土吸附水溶液中Pb(Ⅱ).改性凹凸棒土对Pb(Ⅱ)的吸附为吸热、自发及熵驱动的过程.可渗透反应墙中对Pb(Ⅱ)去除率的去除效果不理想.     

坡缕石/羧甲基纤维素钠接枝甲基丙烯酸β-羟乙酯复合材料对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的选择性吸附

以坡缕石(PGS)、羧甲基纤维素钠(CMC)、甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)、N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为原料,利用“一锅法”制备了坡缕石/羧甲基纤维素钠接枝甲基丙烯酸β-羟乙酯(PGS/CMC-g-HEMA)复合材料.通过红外(FTIR)、热重(TG)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对材料的结构、外貌进行表征.考察了溶液pH值、初始浓度对该材料在吸附Pb(Ⅱ)、Cu(H)混合溶液中两种金属离子吸附量的影响,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析.实验结果表明,复合材料易吸附Pb(Ⅱ),在293 K、pH =5.0、初始浓度50 mg/L的混合溶液中,Pb(Ⅱ)的最大吸附量为32.4 mg/g;Pb(Ⅱ)的吸附动力学遵循准二级动力学模型,PGS/CMC-g-HEMA对Pb(Ⅱ)的吸附-解吸循环实验表明该材料具有较好的再生能力.     

氧化铝改性污泥生物炭粒制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附特性

为拓展城市剩余污泥资源化利用途径,本文以剩余污泥球粒为原料在高温限氧条件下制备污泥生物炭粒（SBC）,同时以氢氧化铝溶胶为前体浸渍污泥球粒后在500℃下热解获得氧化铝改性污泥生物炭粒（SBC-Al）。使用BET、XRD、FTIR和SEM对生物炭粒进行了表征,并研究了生物炭粒改性前后对Pb(Ⅱ)的吸附特征及效果。结果表明：SBC-Al比表面积和总孔容分别达到83.266m²/g和0.158cm³/g,相比于SBC分别增大了142.42%和167.80%;XRD显示氢氧化铝溶胶浸渍使SBC-Al表面负载了γ-Al₂O₃粒子,FTIR红外谱图说明氧化铝改性可能会增加炭粒表面官能团数量,同时SEM显示出SBC-Al表面相较于SBC具有更多的层片状结构,从而增加生物炭粒的吸附性能。Pb(Ⅱ)的吸附动力学符合二级动力学方程和Elovich方程,同时用二阶段颗粒内扩散模型可以较好地拟合。吸附等温线以Freundlich模型为主,且SBC和SBC-Al对低浓度（＜50mg/L）Pb(Ⅱ)的去除率均较高,分别在95%和99%以上,实测最大吸附量可分别达626.73mg/g和663.97mg/g,但SBC-Al提高了对更高浓度（50～100mg/L）Pb(Ⅱ)的去除率。热力学计算数据表明吸附过程为吸热反应;脱附解吸试验说明,生物炭粒具有良好的循环再生利用性能。     

粉煤灰改性及其吸附废水中Pb(Ⅱ)的研究

采用高温焙烧法制备改性粉煤灰(MFA),考察了改性粉煤灰投加量、初始pH、吸附时间对水中Pb(Ⅱ)吸附效果的影响,通过吸附动力学方程和吸附等温线方程对吸附机理进行了分析。结果表明,在温度30℃,初始Pb(Ⅱ)浓度40 mg/L,MFA投加量2 g/L,pH为5.5,吸附时间为30 min时,Pb(Ⅱ)的吸附率达到97.97%,水中残留的Pb(Ⅱ)浓度低于1.0 mg/L,满足排放标准的要求。吸附动力学符合拟二级动力学方程,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附机制为化学吸附。     

蒙脱土-腐植酸-壳聚糖复合物对亚甲基蓝的吸附研究

采用溶液插层法制备出蒙脱土、腐植酸、壳聚糖复合物,并通过红外光谱对其进行结构表征。以此复合物为亚甲基蓝的吸附剂,考察了染料溶液pH和浓度、吸附时间和吸附温度等因素对吸附性能的影响。结果表明,在吸附剂用量为0.10 g,pH为10,染料质量浓度为50 mg/L,吸附温度为30℃,吸附时间为50 min条件下,吸附剂对亚甲基蓝的吸附容量达到44.74 mg/L。蒙脱土、腐植酸、壳聚糖复合物吸附剂对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。     

颗粒化坡缕石表征及对Pb~(2+)的吸附特性

坡缕石黏土进行简单提纯后,和海藻酸钠、纯水充分混合(物料比为坡缕石∶海藻酸钠∶水=100 g∶9 g∶77 m L),并在潮湿密闭环境下浸润24 h,制成粒径5 mm颗粒。(105±2)℃干燥后,焙烧2 h,制备颗粒状坡缕石吸附剂,采用XRD、BET进行表征,通过静态吸附实验探讨了pH值、Pb⁽²⁺⁾初始浓度、反应时间和反应温度对吸附的影响,确立了颗粒化吸附剂对Pb(2+)初始浓度、反应时间和反应温度对吸附的影响,确立了颗粒化吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在颗粒化后,坡缕石黏土主要XRD衍射峰得以保留;600℃下烧结,使比表面积降低,而孔容积增大。随着pH值增大,坡缕石颗粒吸附剂对Pb(2+)的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在颗粒化后,坡缕石黏土主要XRD衍射峰得以保留;600℃下烧结,使比表面积降低,而孔容积增大。随着pH值增大,坡缕石颗粒吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附量增加;随着初始浓度的增加,颗粒吸附剂对Pb(2+)的吸附量增加;随着初始浓度的增加,颗粒吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附去除率逐渐降低,平衡吸附量则逐渐上升。当pH值为5.0,Pb(2+)的吸附去除率逐渐降低,平衡吸附量则逐渐上升。当pH值为5.0,Pb⁽²⁺⁾初始浓度2 500 mg/L时,平衡吸附量达59.85 mg/g。吸附动力学符合颗粒内扩散模型。颗粒化坡缕石吸附剂对Pb(2+)初始浓度2 500 mg/L时,平衡吸附量达59.85 mg/g。吸附动力学符合颗粒内扩散模型。颗粒化坡缕石吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于吸热反应。     

壳聚糖碳化改性凹凸棒石对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以壳聚糖为生物质碳源,通过一步水热碳化法对凹凸棒石进行亲有机改性,对改性凹凸棒石进行表征,研究了其对Cr(Ⅵ)的静态和动态吸附性能,对其除Cr(Ⅵ)机制进行了初步探讨.结果表明,改性凹凸棒石表面有丰富的羟基、氨基和羧基等有机官能团,壳聚糖碳化产物成功负载于凹凸棒石表面.在实验的pH值范围内,总铬去除率随pH值增加先增大后减小,pH为1和2时总铬去除率分别为11.7%和80.8%,pH为3时总铬去除率降至10.2%.总铬吸附量随Na~+浓度增加而降低.对总铬的吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量高达204.1 mg/g.改性凹凸棒石对总铬的动态吸附主要受颗粒内扩散控制,在强酸性条件下(pH=2),去除Cr(Ⅵ)是吸附-还原-再吸附的耦合过程.     

新型腐植酸吸附树脂合成及其对Fe（Ⅲ）吸附效应的研究

以天然腐植酸为原料，丙烯酸和二乙醇胺为接枝共聚单体合成了具有吸附性能的新型腐植酸-丙烯酸二乙醇胺树脂PHAE，探讨了吸附温度、时间、pH值、Fe3+初始浓度、树脂投加量对水中微量Fe3+吸附效应的影响，结果表明水溶液中Fe3+浓度为50 mg/L、pH为5、温度为30℃时，按2 g/L投加PHAE树脂，吸附平衡时吸附量可达5.26 mg/g，Fe3+的去除率达89.65%。     

麦饭石负载壳聚糖对As(V)的吸附性能研究

利用麦饭石负载壳聚糖制备一种复合吸附剂。研究了复合壳聚糖对As(V)的吸附。结果表明:在pH值为4～7,吸附时间为40min,复合壳聚糖对As(V)的去除率达99%以上,残余As(V)浓度低于国家综合排放标准(0.5mg/L)。通过对实验数据运用相关数学模型拟合,表明复合壳聚糖对As(V)的吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等温式,最大吸附量qmax为39.1850mg/g,n为4.7902,相关系数分别为:0.9967、0.9489。吸附过程动力学适合二级动力学方程。     

碳纳米管/壳聚糖自组装离子印迹材料的制备及性能

以多壁碳纳米管(MWCNTs)为基质、壳聚糖(CS)为功能单体、Ni(Ⅱ)离子为模板、戊二醛为交联剂,采用静电自组装法制备了镍离子印迹材料MIIPs。采用SEM、XRD、FTIR及TG对其结构和性能进行了表征,采用丁二酮肟可见分光光度法对印迹聚合物的吸附性能进行了考察。结果表明;壳聚糖成功地接枝到碳纳米管表面,并且印迹材料对Ni(Ⅱ)具有选择吸附性能,化学吸附过程符合准二级吸附动力学模型,平衡吸附量为32.20mg/g,竞争离子Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)存在时,Ni(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)的选择系数分别为11.27和9.22。     

海藻酸钠/聚乙烯亚胺复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

以海藻酸钠和聚乙烯亚胺为原料,制备海藻酸钠/聚乙烯亚胺(SA/PEI)复合材料,研究其对水中Pb(Ⅱ)的吸附去除性能。系统研究了各因素对SA/PEI吸附Pb(Ⅱ)效果的影响。结果表明,SA/PEI对Pb(Ⅱ)的吸附量与Pb(Ⅱ)初始浓度正相关,在360 min达到吸附平衡。吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型。在303.15 K时,Langmuir等温吸附模型拟合得到的最大吸附量为316.46 mg/g。第6次使用的SA/PEI对Pb(Ⅱ)仍表现出较好的去除效果。     

季铵型壳聚糖插层蒙脱土的制备及对Cr(Ⅵ)吸附作用的研究

制备季铵型壳聚糖插层蒙脱土,采用红外光谱、X-射线图谱和扫描电镜分析研究表明,壳聚糖季铵盐—2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖进入到了蒙脱土的层间,使层间距增大,形成了插层复合物。利用所得产品对含Cr(Ⅵ)水样进行处理,在pH为4、吸附t为100 min、吸附剂质量浓度为2 g/L和Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L的优化条件下,季铵型壳聚糖插层蒙脱土复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附量为5.61 mg/g,去除率为89.73%。季铵型壳聚糖插层蒙脱土复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附模型。     

羟基磷灰石微球的制备及废水除氟性能评价

以壳聚糖为模板,通过反向乳液聚合制备得到羟基磷灰石微球（CTS-HAP）,在利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、红外光谱（FT-IR）对改性和吸附前后微球进行微观分析基础上,测定其在氟化钠溶液中的平衡吸附量为17.8 mg/g（吸附pH=4）,微球对氟离子吸附符合多层分子吸附模型——Freundlich模型。针对氟离子质量浓度为2 789.2 mg/L、pH为1.7的酸性高含氟废水,设计二阶段除氟。初步除氟阶段氢氧化钙用量为10 864 mg/L,剩余氟离子质量浓度为200.6 mg/L,去除率为92.81%;深度除氟采用CTS-HAP微球吸附法,CTS-HAP微球用量为24 g/L,去除率为95.2%,满足处理后废水氟离子浓度要求。     

交联壳聚糖树脂对Ni(Ⅱ)的吸附性能

以环硫氯丙烷为交联剂,合成了交联壳聚糖树脂,研究了该树脂对Ni(Ⅱ)的吸附特性及吸附动力学。结果表明,当溶液pH为7~8时,Ni(Ⅱ)去除率较高;在吸附120min时,Ni(Ⅱ)去除率可达到99.1%;当ρ初始(Ni2+)增至60 mg/L时,树脂接近饱和吸附;树脂在20~40℃时以物理吸附为主。对树脂吸附动力学的研究表明,吸附过程符合一级动力学模型,液膜扩散为吸附过程的速率控制步骤。     

硫脲改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)与Ni~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和硫脲为原料,经环氧氯丙烷交联,制得硫脲改性壳聚糖颗粒,通过吸附实验考察了pH、吸附时间对Cr(Ⅵ)、Ni2+吸附的影响。结果表明,硫脲壳聚糖颗粒对Ni2+吸附的最佳pH为6,对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为1,最佳吸附t为2h。利用准一级反应动力学模型和准二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型、Langmuir模型对吸附等温线进行拟合。结果表明,吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。吸附等温线用Langmuir模型拟合结果最好。在初始质量浓度80mg/L,θ为25℃时,Ni2+,Cr(Ⅵ)的饱和吸附量可达40.98mg/g和33.33mg/g。