改性硅藻土对重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附研究

本文通过对天然硅藻土进行酸洗和超声波复合改性处理来改善其吸附性能,并以此作为吸附剂处理皮革废水中的重金属污染物。利用红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜分析(SEM)、比表面积分析(BET)以及X射线衍射分析(XRD)的方法,对比了硅藻土改性前后组织形态以及微观结构的变化;通过振荡吸附实验,研究了天然硅藻土和改性硅藻土对重金属离子Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能。结果表明:改性处理后,硅藻土表面孔隙的杂质明显减少,晶体结构更加有序整洁,孔径与比表面积均有所增长,分别为:13.781 nm和76.081 m2·g-1;当改性硅藻土投加量为8 g/L,吸附时间为60 min时,吸附反应达到平衡,且达到对重金属离子的最大去除率,对Cd~(2+)的最大去除率为52.95%,比天然硅藻土高出19.24%,对Pb~(2+)的最大去除率为89.37%,比天然硅藻土高出34.37%;改性处理之后,最大吸附容量从Cd~(2+)11.8625 mg/g、Pb~(2+)12.5486 mg/g升高到了Cd~(2+)14.1451 mg/g、Pb~(2+)14.5479mg/g;改性前后硅藻土对两种重金属离子的吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温模型和二级动力学模型。     

酿酒酵母对Cu~(2+)的生物吸附研究

对酿酒酵母吸附Cu~(2+)的生物吸附规律进行了模拟研究。结果表明,酵母添加量、溶液p H、初始Cu~(2+)浓度和吸附时间对酿酒酵母吸附Cu~(2+)均有较大影响。各影响因素的最优组合为:p H4.5、吸附时间150 min,初始Cu~(2+)浓度38.10 mg/L、酵母添加量0.45 g,在此最优吸附条件下,酿酒酵母吸附Cu~(2+)的吸附量为2.44 mg/g,吸附率达到96.2%。     

花椒籽黑种皮超微粉吸附Pb~(2+)的动力学及热力学研究

本文以花椒籽黑种皮粉为生物吸附剂,首先探讨了不同粒度花椒籽黑种皮粉对Pb~(2+)的吸附特性影响,进而选择吸附性最强的花椒籽黑种皮超微粉探究其对Pb~(2+)的吸附机理,系统研究了花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附等温线、热力学及动力学特征。结果表明,花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)具有最高的吸附效果,最高吸附量为15.54 mg/g。Pb~(2+)初始质量浓度为10~90 mg/L时,花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附效果符合Langmuir模型,说明该吸附为单分子层吸附。吸附动力学方程符合准二级速率方程,且受薄膜扩散和内扩散共同影响,其中薄膜扩散为主要速率控制步骤。吸附温度为25~45℃,吸附自由能变量(ΔG)、焓变量(ΔH)和熵变量(ΔS)均小于零,表明花椒籽黑种皮超微粉对Pb~(2+)的吸附是自发的、放热的物理吸附。     

改性废棉对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能

为扩展废棉的回用价值,利用柠檬酸对废棉进行羧基化改性,并研究其对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能,分析了吸附时间、Cu~(2+)溶液初始浓度、p H值等参数对吸附性能的影响。研究结果表明,改性废弃棉对Cu~(2+)的吸附性能远远优于未改性废弃棉,并随吸附时间、Cu~(2+)溶液的初始浓度、p H值等参数的增加而增长,增长速度由大到小到不变。吸附平衡时间为300 min,初始质量浓度为1 400 mg/L,对Cu~(2+)的最大吸附量为116.4 mg/g,最佳吸附p H值为4~5。使用吸附动力学和吸附等温线模型来分析其吸附机制,结果表明:吸附动力学模型更符合伪二级动力学模型,改性废弃棉对Cu~(2+)吸附属于化学吸附;吸附等温线模型与Langmuir等温吸附模型更吻合,属于单层吸附。     

丁二酰化香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附性能及其结构表征

研究了丁二酸酐修饰的香蕉纤维素对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,明确改性香蕉纤维素吸附剂的添加量、溶液pH值、温度及Pb~(2+)初始质量浓度对吸附效果的影响,并探讨吸附过程的动力学特征。结果表明,改性香蕉纤维素对Pb~(2+)吸附的最佳pH值为5.0,单位吸附量随吸附剂添加量的减小、Pb~(2+)初始质量浓度的增加而增加。在优化试验条件下,1 g/L的吸附剂在30℃时,对pH5的50 m L 100 mg/L Pb~(2+)溶液中,单位吸附量达到44.3 mg/g。改性香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附动力学模型符合准二级动力学模型,拟合系数在0.999以上。结合傅里叶红外光谱、扫描电镜-热重分析和X射线衍射分析手段,发现改性香蕉纤维素对Pb~(2+)的吸附以物理吸附为主,同时包括螯合作用、离子交换等化学吸附及颗粒内扩散等过程。     

改性花生壳吸附Pb~(2+)

花生壳中富含的大量的纤维素,对于重金属离子具有相当程度的吸附性。试验依据重金属离子最初浓度、吸附时的温度、吸附需要的时间、试验吸附剂的用量的改变,以及整合pH酸碱度等多方面因素的影响,通过数据分析和图解趋势分析得出改性花生壳吸附重金属离子Pb~(2+)的最佳条件和最高性能,并将试验结果作为学界进行研究发展的参考与借鉴。试验证明:当温度在60℃时,在pH 7的情况下,加入0.800 0 g的改性花生壳吸附剂对50 mL初始质量浓度为50 mg/L的Pb~(2+)溶液吸附90 min时,效果最佳,达到最佳吸附条件时的平衡吸附率为97.13%,吸附容量为3.02 mg/g。     

疏基乙酸改性花生壳对铜、锌、铅的吸附性能研究

以废弃花生壳(PS)为原料,利用疏基乙酸对其进行改性制得新型的花生壳生物吸附剂(MPS),研究其对重金属离子Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能,并考察了溶液p H、吸附温度、吸附时间和金属离子初始浓度对MPS吸附性能的影响。通过测定化学需氧量(COD)、傅里叶红外光谱图(FTIR)和扫描电镜(SEM)对改性前后花生壳粉进行结构表征。结果表明,Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)在改性花生壳上的吸附速率快,40 min基本达到吸附平衡,吸附过程均符合准二级动力学方程。MPS对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附等温线用Langmuir方程拟合的相关系数分别为0.9724,0.9733和0.9501,优于Freundlich方程的拟合结果,表明吸附均为单分子层吸附。MPS对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的饱和吸附量分别为37.88、44.84、125.0 mg/g,均高于未改性花生壳。改性后的花生壳生物吸附剂对于Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)的吸附可以再生重复使用至少10次。因此,巯基乙酸改性制得的花生壳吸附剂对铜、锌、铅有良好的吸附性能。     

柠檬酸改性啤酒糟对Pb~(2+)/Zn~(2+)的吸附分离研究

以啤酒糟为原材料进行柠檬酸改性,使用BET、FT-IR对改性前后的酒糟进行表征,研究了酒糟改性前后对单组分Pb~(2+)/Zn~(2+)进行动态吸附处理的效果变化,并且以改性酒糟为吸附剂,研究在固定床中对重金属Pb~(2+)、Zn~(2+)吸附分离的各个影响因素,为废水中铅锌分离的实际应用提供了新思路。实验发现,柠檬酸改性啤酒糟的微介孔分布比例和比表面积均有所增大,其羧基基团也有所增加,证明柠檬酸改性基本是成功的。在Pb~(2+)/Zn~(2+)吸附分离体系中,废水p H值、床层高度对改性啤酒糟吸附分离Pb~(2+)、Zn~(2+)影响较大,而两组分初始浓度比对其影响较小。研究发现在铅、锌离子浓度分别为30 mg/L、15 mg/L,p H值为4.5,流速为6 m L/min,床层高度为12 cm时,经改性啤酒糟固定床吸附可以有效实现废水中铅、锌离子分离,吸附后出水铅离子浓度低于国标中规定的0.5 mg/L,吸附分离操作时间为8.67 h。     

改性半纤维素吸附剂的制备及其对Pb~(2+)的吸附

为了提高蔗渣半纤维素对重金属离子的吸附性能,以顺丁烯二酸酐为单体对蔗渣半纤维素进行改性,制备出新型重金属离子吸附剂—羧基化半纤维素材料。同时通过傅里叶红外光谱仪、扫描电镜、同步热分析仪对制备的吸附剂进行表征,并且探究了吸附剂用量、吸附浓度和温度、溶液pH以及吸附时间对改性半纤维素吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:羧基化半纤维素在35℃下150min时吸附达到平衡,其最优的吸附pH值为6.0,吸附浓度为500mg/L,此时对Pb~(2+)的吸附量达最大98.5mg/g。     

回收海藻酸钠制备吸附剂对Cu~(2+)的吸附性能

以印花废水中回收的海藻酸钠为原料,制备了海藻酸钙凝胶颗粒吸附剂,考察了吸附剂在不同pH值、时间、用量和初始浓度条件下对Cu~(2+)吸附效果的影响,研究了Cu~(2+)吸附过程中的热力学和动力学。结果表明,采用回收海藻酸钠为原料制备的吸附剂,能有效去除水中Cu~(2+),在吸附剂质量浓度1.2 g/L,pH=5.4,初始质量浓度100 mg/L,吸附时间300 min的条件下,Cu~(2+)去除率可达90%以上。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir吸附等温模型。热力学研究表明,吸附剂对Cu~(2+)吸附是吸热发应,且反应能自发进行。     

柠檬酸改性氧化棉织物对重金属离子的高效吸附

采用高碘酸钠(Na IO)、亚氯酸钠(Na Cl_4O_2)两步氧化法,将棉织物纤维素的C_2和C_3位羟基选择性氧化为羧基,然后利用柠檬酸(CA)对其进行改性,制备高羧基含量的织物,并将其用于吸附水中的重金属离子。筛选了Na IO_4氧化时间,探讨了CA浓度、铅离子(Pb~(2+))溶液p H、Pb~(2+)初始浓度、吸附时间以及重金属离子种类对改性棉织物吸附性能的影响。结果表明:Na IO_4氧化时间为2 h时,棉织物上引入大量羧基且保持织物形态不变。CA改性织物对Pb~(2+)的吸附能力随CA浓度的提高而增强,在p H=4时,CA_(70)-POCF_2对Pb~(2+)的平衡吸附量为166.22 mg/g;吸附符合Langmuir吸附等温线,遵循准二级动力学模型。此外,CA_(70)-POCF_2对Pb~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(6+)混合重金属溶液也具有良好的吸附能力。     

水溶性大豆多糖体外吸附Pb2+的研究

以水溶性大豆多糖(SSPS)为吸附剂,改变pH、吸附时间、初始Pb~(2+)浓度、加入人体必需金属元素(Ca~(2+),Mg~(2+),Zn~(2+),Cu~(2+))探究其体外吸附Pb~(2+)的规律性质。结果表明:适宜吸附的pH范围为4~6;等温吸附曲线符合Langmuir单层吸附模型;动力学实验表明初始Pb~(2+)质量浓度为25 mg/L和50 mg/L时符合准一级动力学方程,初始Pb~(2+)质量浓度为100 mg/L时符合准二级动力学方程。大豆多糖对Pb~(2+)的选择性优于Zn~(2+)和Mg~(2+),其清除Pb~(2+)的同时可避免有益微量元素Zn~(2+)和Mg~(2+)的过度损失,是一种安全的Pb~(2+)吸附剂。     

微米级SPS微球的制备及对Pb2+的快速吸附

以苯乙烯为单体,运用分散聚合法制备微米级聚苯乙烯微球(PS),通过浓硫酸改性制备微米级磺化聚苯乙烯微球(SPS),并应用于吸附重金属Pb~(2+)。通过SEM、FIRT、TG、XRD、XPS、元素分析对制备的PS微球与SPS微球进行结构表征;同时研究了浓硫酸改性过程中PS微球与浓硫酸料液比(g:m L)、磺化时间对微球磺化度的影响;并探讨了吸附时间、溶液pH、底物初始浓度对SPS微球吸附Pb~(2+)的影响以及研究了SPS微球的吸附稳定性和吸附Pb~(2+)后的脱附性能。结果表明:制备的PS微球粒径均一,平均粒径大小为1.2μm。在40℃、反应48 h、料液比为1:40 g/mL条件下进行磺酸化改性,得到具有良好水溶性、单分散性、粒径均一的SPS微球,平均粒径大小为1.4μm,磺化度为0.560±0.01 mmol/g;SPS微球吸附和脱附Pb~(2+)平衡时间分别为5 min、1 min,脱附率达99.81%,循环4次使用后,吸附性能保持不变。     

油橄榄果渣水不溶性膳食纤维结构表征及体外吸附性能研究

以油橄榄脱脂果渣为原料,采用碱法制备油橄榄果渣水不溶性膳食纤维(Insoluble dietary fiber,IDF),并用红外光谱和X射线衍射等方法对其表征,并测定分析其体外吸附NO-2和重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的功能特性。结果表明:油橄榄果渣IDF中水不溶性膳食纤维含量为90.09%,其主要由纤维素、半纤维素和木质素组成;红外光谱图显示油橄榄果渣IDF具有糖类和木质素的特征吸收峰;X射线衍射图显示油橄榄果渣IDF呈纤维素I晶型,其结晶度为47.94%;在体外模拟胃环境(pH2)下,油橄榄果渣IDF对NO_2~-的吸附在240 min时达到平衡,平衡吸附量为826μg/g;在体外模拟肠道环境(pH7)下,油橄榄果渣IDF对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的平衡吸附量分别为418.7、686.6、849.5μg/g,IDF在肠道环境下对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附能力均优于胃环境。IDF对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附过程符合准二级动力学方程。     

丙烯酰胺改性果胶-Fe3O4磁性微球的制备及对水和海产品中Cu2+的吸附性能

采用包埋的方法制备丙烯酰胺改性果胶磁性微粒,分别用红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射对样品进行表征。探讨吸附溶液的pH、Cu~(2+)初始浓度、吸附时间、温度和吸附剂用量等因素对改性果胶磁性微球吸附溶液中Cu~(2+)量的影响。试验结果表明,改性果胶磁性微球对水溶液中铜离子的吸附,在pH 4,Cu~(2+)初始质量浓度500 mg/L,吸附时间180 min,吸附温度25℃,吸附剂添加量20 mg时,单位吸附量达到105 mg/g。该吸附剂用于海螺、香螺和黄蚬子酶解液中的Cu~(2+)的吸附,清除率达80%左右,效果良好。     

二次回归正交旋转组合优化谷糠吸附剂吸附Cu~(2+)研究

运用单因素实验考察了谷糠吸附剂加入量(X_1)、p H(X_2)、时间(X_3)、Cu~(2+)的浓度(X_4)等条件对Cu~(2+))吸附性能的影响。在单因素实验的基础上,运用二次回归正交旋转组合设计对谷糠吸附剂吸附Cu~(2+))条件进行优化,并建立正交回归模型。由模型推知,当Cu~(2+))的初始浓度为5.04 mg·L-1,吸附剂加入量为3.84 g·L-1,p H为5.48,吸附时间为42.85 min时,谷糠吸附剂对Cu~(2+))的吸附率最高可达94.02%。在该条件下进行反复实验,平均吸附率达到93.28%,证明该实验具有可靠性。     

罗耳阿太菌胞外多糖对铅离子的吸附作用研究

利用发酵生产的罗耳阿太菌胞外多糖(AEPS)作为吸附剂,研究其对Pb~(2+)的吸附能力;通过单因素试验进行AEPS和Pb~(2+)吸附的正交试验设计。正交试验结果表明,影响吸附的主次因素依次是AEPS初始浓度、pH、吸附时间、吸附温度。最佳吸附条件为:AEPS质量浓度600 mg/L, pH 8,反应时间1.5 h,反应温度35℃。在此条件下,吸附率为97.85%;吸附等温模型的结果表明, AEPS对Pb~(2+)具有较好的吸附能力,最大单分子层吸附量为204.08 mg/g;利用扫描电子显微镜分析显示, AEPS吸附Pb~(2+)后的表面结构发生改变。结果表明AEPS有很好的吸附Pb~(2+)的能力。     

Cd2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+对菹草生长胁迫影响及其应答机制

为探求不同浓度的Cd~(2+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)对菹草(石芽)的生长发育的胁迫及其应答机制,对菹草(石芽)的生长状况、叶片的叶绿素、可溶性蛋白质、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶系统等进行了分析。结果如下:Cu~(2+)、Cd~(2+)质量浓度大于0.5 mg/L,植株无法正常生长或存活;Cu~(2+)胁迫下,植株受损程度相对严重。Zn~(2+)、Pb~(2+)质量浓度小于10 mg/L时,菹草仍可以正常生长,但Pb~(2+)胁迫程度比Zn~(2+)较轻。综上,在相同质量浓度下,4种重金属对菹草(石芽)的胁迫强弱依次为Cu~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)。本研究为生态修复中水生植物的金属阈值提供了有价值的参考。     

鸡蛋膜对水中铜离子的吸附作用

探究鸡蛋膜吸附剂对水中Cu~(2+)的吸附效果,利用二乙氨基二硫代甲酸钠萃取光度法测定溶液中的Cu~(2+)浓度,研究吸附剂粒径,pH,吸附剂用量,吸附温度和吸附时间与Cu~(2+)吸附量之间的关系。结果发现当吸附体系pH值为5,过60目筛鸡蛋膜吸附剂用量为15 g·L~(-1)时,吸附剂对水中Cu~(2+)达到最优吸附效果,吸附量为6.4 mg·g-1;其它共存离子(Pb~(2+),Cd~(2+),Zn~(2+))对Cu~(2+)的吸附影响较小。对等温吸附过程进行测定和模型拟合,发现Langmuir方程拟合效果好,判断鸡蛋膜对水中Cu~(2+)的吸附作用属于单分子层吸附。对吸附过程进行动力学模型拟合,发现Lagergren准二级动力学模型可以很好地描述鸡蛋膜对Cu~(2+)的吸附动力学行为。本研究结果可以为鸡蛋膜在生物传感器和吸附剂方面的应用提供参考。     

改性核桃壳/活性炭复合吸附制革废水中Cr~(6+)效果及动力学研究

以废弃核桃壳为原料,采用磷酸对其进行改性,和活性炭复合使用吸附制革废水中的Cr~(6+),并对其吸附动力学进行研究。实验结果表明:当改性核桃壳/活性炭质量比为1∶1,添加量1.6 g,pH为2,吸附温度30℃的条件下,吸附40 min就达到饱和吸附状态,对Cr~(6+)的吸附率达99.44%,效果优于单独使用改性核桃壳和活性炭,吸附时间短,吸附率高。改性核桃壳-活性炭复合吸附剂对Cr~(6+)的吸附过程可用一级动力学模型来模拟,模型拟合度高,相关系数达R~2=0.99565。