碳材料吸附去除水体中镉离子研究进展

活性炭、碳纳米管和石墨烯是最主要的三种碳材料,由于其良好的环境稳定性、较大的比表面积以及易修饰性,被作为吸附材料广泛用于去除水中污染物研究,本文重点介绍了三种碳材料改性方法及其吸附水中镉离子研究现状。改性方法主要有两种,一是强酸氧化处理引入含氧官能团,增大比表面积;二是嫁接一些能与镉离子发生离子交换反应的化学官能团。三种材料经过改性后对镉的吸附能力有不同程度提高,吸附量大小顺序为石墨烯碳纳米管活性炭,对镉吸附都是自发吸热反应,遵循拟二级动力学规律。机理分析表明,表面含氧官能团是最主要活性吸附位,通常与镉离子发生离子交换吸附。与活性炭、碳纳米管复合材料相比,石墨烯复合材料吸附能力强,镉最大吸附量可达到250 mg/g左右,而且制备成本低于碳纳米管,易于再生,是一类非常有实用化发展前景的吸附剂。     

次氯酸钠改性磁性碳纳米管吸附剂的制备及吸附性能研究

本文利用直接制备的碳纳米管原始样品作为偶氮染料的吸附剂,采用次氯酸钠溶液对碳纳米管进行表面修饰改性,改性后显著提高了吸附剂的吸附容量,本工艺简单有效,所获得的吸附剂具有磁性,吸附过后用磁铁易于达到固液分离的效果.吸附性能结果表明,次氯酸钠改性后碳纳米管对水中甲基橙去除效果明显高于未改性的碳纳米管.吸附剂对水中甲基橙的吸附在70 min基本达到平衡,吸附过程符合准2级动力学模型(R2＞0.99).改性后的磁性碳纳米管吸附甲基橙的平衡吸附量qe与甲基橙溶液的平衡浓度ρe的关系满足Langmuir(R2＞0.99),Freundlich ( R2＞0.98)以及Dubinin-Radushkevich(D-R)(R2＞0.99)等温吸附模型.通过Langmuir模型计算可知改性磁性碳纳米管最大吸附容量为29.2 mg·g-1,吸附过程为有利吸附,由D-R模型计算结果可以推断,次氯酸钠改性后的磁性碳纳米管对水溶液中甲基橙的吸附以物理吸附为主.     

碳纳米管吸附染料甲基橙的性能研究

研究了碳纳米管对水中甲基橙的吸附去除性能,结果表明:纯化的碳纳米管对水中甲基橙的去除效果明显高于未纯化的碳纳米管,当其用量为O.1 g时,纯化的碳纳米管对水中甲基橙的吸附去除率达到88.5%;纯化的碳纳米管对水中甲基橙的吸附在60 min达到平衡;溶液pH值对水中甲基橙的去除有一定的影响,在酸性和中性条件下的去除率大于碱性.平衡吸附量qe与平衡质量浓度pe之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律.     

碳纳米管吸附染料茜素红的性能研究

研究了碳纳米管对水中茜素红的吸附去除性能,结果表明:纯化的碳纳米管对水中茜素红的去除效果明显高于未纯化的碳纳米管,当其用量为0.1g时,纯化的碳纳米管对水中茜素红的吸附去除率达到87.3%;纯化的碳纳米管对水中茜素红的吸附在60分钟达到平衡;溶液pH值对水中茜素红的去除有一定的影响,在酸性和中性条件下的去除率大于碱性;温度升高,水中茜素红的去除率略有升高。平衡吸附量qe与平衡质量浓度pe之间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程所描述的规律。     

铁氧化物的改性及其吸附重金属的研究进展

综述了近年来多种铁氧化物及其改性材料吸附去除水中重金属离子的研究进展,介绍了铁氧化物及其改性材料的种类及其对水中多种重金属离子的吸附效果,并对其作用机理进行了归纳分析。指出了当前铁氧化物及其改性材料吸附去除水中重金属离子的研究中存在的主要问题,并对该材料的应用前景进行了展望。     

改性棉铃壳吸附含铬废水研究

对酸改性棉铃壳用于去除水中的铬离子进行研究。比较了改性前后棉铃壳吸附性能,考察了吸附时间、溶液p H、棉铃壳投加量以及吸附温度等因素对改性棉铃壳吸附水中铬离子性能的影响,并分析了改性棉铃壳对水中铬离子的吸附动力学。实验结果表明,改性后的棉铃壳吸附效果较未改性棉铃壳明显提高;增加吸附时间和温度都有利于改性棉铃壳对铬离子的吸附。在室温时,溶液p H为2、吸附时间为120 min时,铬离子的去除率可达99.3%。改性棉铃壳对刚果红的吸附过程更符合Lagergren准二级动力学模型,吸收速率受表面扩散和颗粒内扩散控制,吸附属于吸热过程。改性棉铃壳是一种成本低、吸附效果显著且稳定的吸附剂,有望在含铬重金属废水处理中发挥重要作用。     

碳纳米管表面改性及其吸附水中污染物的研究进展

简述了碳纳米管的结构、性质及优异的吸附性能,介绍了碳纳米管的表面改性方法,总结了对不同目标物吸附效果的差异。表面改性有利于碳纳米管对水中重金属离子的吸附,对不同的有机污染物而言,不同的修饰官能团的吸附效果差异较大。指出了吸附竞争和提高选择性等是未来需要研究的方向。     

表面改性多壁碳纳米管吸附水中Cu2+的研究

采用混酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行表面改性,制备吸附性较好的吸附剂,用于去除水中低质量浓度的Cu2+离子。实验考察了pH为6时,溶液Cu2+的浓度、吸附时间、吸附剂量等因素对Cu2+吸附性能的影响。实验结果表明,利用混酸对多壁碳纳米管进行改性,可使其表面的-OH增多,且当温度为30℃、pH为6时,吸附量随着吸附浓度、吸附时间的增长而增大,而吸附率随着吸附剂量的增加而增大,并且混酸处理后增加效果更加明显。     

油茶果壳活性炭对铜离子的动态吸附

利用油茶果壳活性炭填料柱对水中铜离子进行动态吸附。探讨了pH值、初始质量浓度、床层高度等因素对穿透曲线的影响。结果表明,油茶果壳活性炭能有效去除水中的铜离子,随着床层高度的增高、pH的增大和初始浓度的减小,油茶果壳活性炭填料柱对水中铜离子的吸附穿透曲线位点向右移。通过数学模型得到的速率常数、相关系数、平衡吸附量和动力学参数,能较好地描述油茶果壳活性炭填料柱吸附铜离子的吸附动力学。     

微波辅助改性沸石对水中铜的吸附研究

用氯化钠作改性剂,在微波的辅助下对沸石进行改性,制得改性沸石。研究各种因素对改性沸石吸附水中铜的影响,并研究其吸附等温方程。结果表明:在改性沸石投加质量浓度为6 g/L,吸附时间为80 min,温度为30℃,pH=5时其吸附效果较好,且改性沸石对铜离子的吸附符合Freundlich吸附等温方程模型。与天然沸石相比,其吸附性能有明显提高,且沸石经过5次再生,吸附性能仍然较佳。     

改性火山石对氟离子的吸附性能研究

选用盐酸改性天然火山石作为吸附剂,研究了其对水中氟离子的去除性能,探究吸附时间、改性火山石投加量和溶液pH值对氟离子吸附效果的影响。结果表明,盐酸改性提高了火山石对氟离子的吸附能力。改性火山石对含氟废水的处理时间较短,120min即可达到平衡;吸附剂投加量为8g·L-1时,氟离子的吸附去除率达到最大,为82.4%;溶液pH为4～7的范围内,对氟离子的吸附去除率达到75%以上。正交实验结果发现,当吸附时间为60min,改性火山石投加量为8g·L-1,溶液pH为4时,对氟离子的吸附效果较好。改性火山石吸附氟离子的过程更符合Langmuir模型,吸附过程更接近单层吸附,吸附容量可达0.91mg·g-1,吸附动力学符合Lagergren二级动力学方程,吸附速率快。     

秸秆氨化改性条件对农田土壤中铜离子的去除研究

以秸秆为原料,采用尿素,碳酸氢铵和氨水按一定比例进行改性制备得到氨化改性秸秆;通过红外测试,X射线光电子能谱和SEM测试证明改性过程的成功并且研究了尿素,碳酸氢铵,氨水的浓度,改性时间和改性温度对改性秸秆的影响。结果表明氨化改性条件对去除污染土壤中铜离子有显著影响,且氨化改性秸秆对于铜离子的去除优于未改性秸秆,吸附时间越长,铜离子去除效果越好。     

碳纳米管对重金属的吸附技术进展研究

综述了一种涉及碳纳米管(CNT)被用作吸附剂去除水中重金属的特定技术。吸附法被认为是从水中去除重金属离子的一种合格技术,使用深共熔溶剂(DES)作为功能化剂以改善CNT,从而提高了CNT的吸附性能,能去除水中重金属。相对于离子液体(IL),DES具有许多优势,包括成本低廉,材料容易获得以及对环境友好,这表明使用带有DES功能化的CNT作为吸附剂能够带来最有效的水中重金属吸附效果。     

改性白兰树叶吸附Cu2+性能研究

选取白兰树叶作为原材料,用氢氧化钠和甲醛溶液分别对白兰树叶进行改性,探究温度、pH值、铜离子初始浓度、吸附时间以及吸附剂投加量对于改性白兰树叶吸附铜离子性能的影响。并使用吸附等温模型以及吸附动力学模型进行吸附性能的模型拟合。实验结果表明,氢氧化钠、甲醛改性白兰树叶对铜离子的吸附效率相较于改性前分别可提升37%～100%。两种改性白兰树叶的吸附过程都符合Langmuir和Freundlich等温模型,同时吸附反应过程符合准二级吸附动力学模型。因而,改性白兰树叶的吸附是以化学吸附为主的单分子层吸附与非均质表面吸附过程。     

碳纳米管对重金属的吸附技术进展研究

综述了一种涉及碳纳米管(CNT)被用作吸附剂去除水中重金属的特定技术。吸附法被认为是从水中去除重金属离子的一种合格技术,使用深共熔溶剂(DES)作为功能化剂以改善CNT,从而提高了CNT的吸附性能,能去除水中重金属。相对于离子液体(IL),DES具有许多优势,包括成本低廉,材料容易获得以及对环境友好,这表明使用带有DES功能化的CNT作为吸附剂能够带来最有效的水中重金属吸附效果。     

改性碳纳米管吸附去除水中磷酸盐的研究

以1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)为相偶联剂,通过海藻酸钠(SAL)对碳纳米管(CNTs)进行修饰和改性,制备海藻酸钠-碳纳米管凝胶,并研究了海藻酸钠-碳纳米管凝胶对水中磷的吸附特征。实验结果表明磷在海藻酸钠-碳纳米管凝胶中的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附过程符合准二级反应动力学模型,溶液p H值显著影响磷在海藻酸钠-碳纳米管凝胶中的吸附效果,在室温、溶液p H值6.5、海藻酸钠-碳纳米管凝胶投入量1.25 g/L、吸附时间120 min条件下,海藻酸钠-碳纳米管凝胶对水中磷的吸附量为86.78 mg/g,水中磷去除率为82.5%。     

功能化火山石对重金属废水中Cu2+吸附性能研究

通过对火山石进行热处理和强酸强碱改性,得到了性能优良的火山石吸附材料。利用SEM、BET对三种火山石进行结构表征,并探讨了pH、离子强度、吸附时间、初始浓度对改性火山石去除铜离子废水吸附效果的影响。强酸强碱改性火山石的吸附性能最为优异,在pH=5、无机盐浓度为20 mmol/L条件下,吸附150 min可达到饱和状态,吸附量可达0. 35 mmol/g。等温吸附行为符合Langmuir和Freundlich吸附模型,且Langmuir等温吸附模型的拟合效果更好;动力学吸附行为更符合准二级动力学模型,主要表现为离子交换过程。     

改性沸石/EPDM复合材料对水中六价铬离子的吸附研究

以三元乙丙橡胶(EPDM)作为基体,酸改性沸石粉作为填料,利用熔融共混的方法,制备出一种可以吸附水中六价铬离子的复合材料。通过对比天然沸石、酸改性沸石和改性沸石/EPDM复合材料三者对水中六价铬离子的平衡吸附量,得出复合材料的吸附量要远远大于前两者。通过对复合材料吸附水中六价铬离子的过程进行Freundlich等温式的线性回归分析和数据拟合,确定该吸附过程符合Freundlich等温模式,并判断复合材料对水中六价铬离子是易于吸附的。     

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。     

焦粉基碳吸附材料对含铜废水处理研究

用硝酸预氧化焦粉、氯化锌化学活化法制备了焦粉基碳吸附材料。静态法考察了焦粉基碳吸附材料对水中铜离子的吸附工艺参数、吸附模型、温度对吸附过程的影响。研究表明：焦粉基碳吸附材料对水中铜离子的吸附工艺参数为：铜离子溶液浓度80mg／L、吸附平衡时间50min、吸附温度为40℃、pH为5．0～6．0;该吸附过程符合Langmuir型吸附模型;温度升高有利于焦粉基碳吸附材料对铜离子的吸附,表明该吸附为吸热过程。