废旧磷酸铁锂氧压浸出渣对重金属吸附性能的研究

改变反应条件获得多种废旧磷酸铁锂的氧压浸出渣。通过对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附试验确定综合性能最佳的材料;然后以该材料作为吸附剂,研究溶液初始浓度和溶液初始pH对吸附剂吸附Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+性能的影响,确定对不同重金属离子的最优条件;最后对吸附前后的样品进行表征分析,进一步研究其吸附机制。结果表明,在120 ℃、0.5 MPa、添加甘露醇（ML）后获得的FPOH-ML浸出渣综合吸附性能最佳;在重金属浓度均为10 mg/L,Pb2+溶液pH=5,Cu2+、Zn2+和Ni2+溶液pH=6时,FPOH-ML对Pb2+、Cu2+、Zn2+和Ni2+的吸附容量分别为18.26、17.53、9.60和6.24 mg/g。表征分析发现,吸附前后FPOH-ML的主结构没有明显变化,没有新物质的产生,说明该过程属于物理吸附。     

Faujasite沸石纳米棒的合成及其对重金属的吸附

通过水热合成条件的优化成功合成出具有八面纳米棒形貌的Faujasite沸石材料（微观长度300~900 nm，截面长度20~50 nm），该材料的理论分子式为Na14Al12Si13O51?6H2O。然后将此沸石材料用于溶液中重金属离子的吸附研究。结果表明：其对Cu2+、Cd2+、Pb2+和Ni2+的极限吸附量分别为250、323、1 075和256 mg/g。吸附过程在开始后的100分钟内达到吸附平衡，溶液pH的提高可以促进表观吸附。准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线能够良好地拟合沸石材料对四种重金属离子的吸附过程。DFT计算结果显示，各重金属吸附构型的稳定性和吸附过程发生的趋势顺序均为Pb>Cd>Ni>Cu。     

铜矿区含低浓度NH4+-N、Cu2+污水的处理

针对铜矿区含低浓度NH₄+-N、Cu2+污水的特征,采用吸附法+曝气生物滤池（BAF）联合工艺处理此类污水。研究了改性铜渣基陶粒对模拟污水中Cu2+的去除规律,考查了铜渣基陶粒填料的BAF对模拟污水吸附脱铜后液中NH₄+-N的去除效果。结果表明:在Cu2+初始浓度为50 mg/L、溶液初始pH值约为5.00,陶粒添加量20 g/L,温度35 ℃,时间120 min的条件下,改性陶粒对模拟污水中Cu2+的吸附效果较佳,其平衡吸附量可达0.936 mg/g; 在陶粒添加量为40 g/L,温度35 ℃条件下,对含Cu2+,NH₄+-N初始浓度分别为20、100 mg/L的模拟污水进行同步吸附处理时,改性陶粒对Cu2+的去除率达80%,污水中剩余Cu2+的浓度仅为4.0 mg/L,但对NH₄+-N的去除效果不明显; 在水力停留时间HRT=6 h、碳氮比m（C/N）=4/1、pH=8.00左右、曝气量为1.2 L/min的较优工艺下,BAF对模拟污水脱铜后液中NH₄+-N的去除率达96%;吸附法与BAF联合工艺可有效处理铜矿区含低浓度NH₄+-N,Cu2+污水,处理后Cu2+,NH₄+-N浓度达国家排放标准要求。      

柚皮残渣制备活性炭对Cu2+吸附性能

以柚皮为材料,提取柚皮苷后残渣制备柚皮基活性炭（简称PPAB）,研究其在不同pH、投加量、吸附质浓度、时间、温度、粒径、解吸剂条件下对水中Cu2+的吸附性能.结果表明:在pH值为6,PPAB投加量4 g/L,溶液温度35 ℃,Cu2+初始浓度30 mg/L,吸附60 min,PPAB对Cu2+去除率94.47 %,最大吸附容量7.09 mg/g;0.25 mol/L盐酸脱附Cu2+效果较优,回收率98.21 %.吸附过程Langmuir等温式能较好拟合,此工艺下PPAB平均得率36.9 %,比表面积高达1 764 m2/g.柚皮基活性炭作为吸附剂处理低浓度重金属废水具有广阔前景.      

吸附材料处理含Zn2+重金属废水的影响因素

考察了废水初始pH值、不同阳离子、阴离子、有机物、共存重金属离子、极端条件等因素对吸附Zn2的影响.结果表明,8h后吸附接近饱和,废水初始pH =6时处理效果最好,Zn2+吸附容量为3.98 mg/g,去除率为79.6％;Na+、K+、Mg2+、Ca2+均会抑制Zn2的吸附,影响顺序从小到大为Na+＜K+＜ Mg2+＜ Ca2+;Cl-、SO2-4对吸附Zn2+抑制作用很小,且Cl-的抑制作用小于SO2-4;COD对吸附Zn2+有促进作用;Pb2+、Cu2+共存时,对Zn2+的吸附有抑制作用,影响顺序为Pb2+单元体系＜ Cu2+单元体系＜ Pb2+、Cu2+二元体系;高盐和强酸对Zn2+的吸附有较大影响,但高温基本无影响.饱和吸附材料的后处理试验表明,在550℃马弗炉中热处理6.5h,烧失率为75.4％,烧渣中Zn2+含量为1.75％,与热处理前相比,富集倍数为4.1倍.本文研究成果为吸附法处理含锌重金属废水并回收废水中的重金属提供了重要依据.     

酒糟对模拟矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的吸附特征

为了探索生物质材料酒糟对重金属离子的吸附效果,采用静态吸附实验研究废水pH值、Pb2+和Zn2+初始质量浓度以及吸附时间对酒糟吸附模拟矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的影响.p H值为4时酒糟对Pb2+和Zn2+的吸附量分别达到最高值,酒糟对Pb2+的吸附等温线特征符合Langmuir方程,对Zn2+的吸附等温线特征符合Freundlich方程,对Pb2+和Zn2+的最大吸附量分别为8.29 mg·g-1和15.31 mg·g-1.酒糟对Pb2+和Zn2+的吸附反应在4 h后达到平衡,吸附动力学特征均符合拟二级动力学模型.酒糟中纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为23.3%、65.5%和0.5%,吸附Pb2+和Zn2+后3种物质的含量发生变化,分别为19.6%、42.3%和2.6%.酒糟电负性随p H值升高呈正比增加,吸附Pb2+和Zn2+后电负性减弱.红外光谱分析结果显示酒糟中参与吸附反应的基团主要有酰胺基和酯基.      

腐殖质对重金属离子的吸附作用

采用腐殖质对重金属离子进行了吸附试验。其结果表明 ,腐殖质对重金属离子具有强烈的吸附作用。腐殖质对Cu2 + 、Zn2 + 、Cd2 + 的吸附边界pH值分别为 4 2 ,5 8,7 2 ,吸附率可达 95 %以上 ;对Pb2 + 的吸附作用更加强烈 ,在pH值为 3 5时吸附率就达到 95 %以上 ,并且随着pH值的升高吸附率仍在 95 %以上。腐殖质对 4种重金属离子的吸附能力由强到弱的顺序是Pb2 + >Cu2 + >Zn2 + >Cd2 + 。腐殖质可以用来处理含重金属离子的污水 ,具有过滤快、沉降稳定、效果好的优点 ;也可作为土壤改良剂 ,有效地降低土壤中重金属的含量     

冬凌草负载纳米零价铁吸附废水中的Pb2+

针对冶金行业产生的含铅废水导致的环境污染问题,以太行山脉盛产的野生冬凌草为载体,采用液相化学还原法制备了冬凌草负载纳米零价铁（RR-nZVI）,并用于去除水中的Pb2+,详细考察了酸度、温度、RR-nZVI投加量、Pb2+初始浓度和反应时间对Pb2+去除率的影响。通过FTIR、XRD、SEM等手段对RR-nZVI去除Pb2+的机理进行分析。结果表明,RR-nZVI投加量0.6 g/L、pH=5.0、Pb2+初始浓度200 mg/L、室温下反应60 min时,Pb2+的去除率达到了99.9%,吸附量达到394.7 mg/g。动力学试验表明,RR-nZVI对溶液中Pb2+的吸附符合Lagergren准二级动力学模型,吸附过程主要受化学吸附控制。Langmuir模型能较好地描述RR-nZVI对Pb2+的吸附过程,吸附以单层吸附为主。当Pb2+的初始浓度小于10 mg/L时,滤液中的Fe2+浓度低于国家《铅、锌工业污染物排放标准（GB 25466—2010）》中规定的限量要求,不会对环境造成二次污染,为含Pb2+废水的处理提供了一种有效的可供选择的材料。     

Langmuir吸附等温线方程的改进及其在沸石吸附重金属中的应用

从试验数据分析出发,基于经典Langmuir吸附等温线方程,通过引入虚拟重金属离子和平衡吸附面积分配参数的概念,并将传统的平衡吸附量概念转化为平衡吸附面积,成功建立了可用于分析重金属离子在沸石材料上多元吸附过程的改进式半经验吸附等温线方程和数据分析方法,并应用到重金属元素(Cu、Pb、Cd、Ni)在合成沸石上的吸附过程,结果令人满意。方程拟合结果表明:在一元吸附体系下,四种重金属离子的极限吸附面积顺序依次为Ni^2+>Cu^2+>Pb^2+>Cd^2+。在多元吸附体系中,由于重金属离子间的相互干扰,重金属离子的总极限吸附面积均小于各重金属离子在一元吸附体系下的极限吸附面积之和。在任何多元吸附系统中,无论初始浓度高低,Cu离子均占有吸附面积分配的优势,且随着初始浓度的增加其优势愈加明显或至少保持相对稳定。Pb离子的竞争优势主要体现在较高初始浓度,并且也随着初始浓度的增加而增加。Cd离子和Ni离子的优势地位则主要体现在较低初始浓度,且随着初始浓度的增加而逐步降低。     

粉煤灰浮选精炭制备活性炭吸附溶液中Cu2+

粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低（Ad=17.85%）、碳含量高（Cd=77.53%）的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m2/g的优质活性炭,最佳的活化条件为：碱炭比3.0、活化温度800 ℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu2+的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25 ℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu2+去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu2+在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。     

交联羧甲基壳聚糖的合成及其对Pb2+、Cd2+和Co2+的吸附行为

在超声波辐射作用下,以非质子溶剂二甲亚砜为溶剂,制备了新型吸附剂交联羧甲基壳聚糖。利用X-射线光电子能谱、傅里叶红外光谱等分析手段对样品进行了测试和表征。以Pb²⁺、Cd²⁺和Co²⁺为吸附对象,考察了溶液初始浓度、吸附时间、酸度等因素对吸附过程的影响。等温线实验表明Langmuir吸附模型适合模拟金属离子在交联羧甲基壳聚糖表面的吸附过程,说明金属离子在交联羧甲基壳聚糖表面的吸附为单分子层吸附,交联羧甲基壳聚糖对Pb²⁺、Cd²⁺和Co²⁺的最大吸附容量分别为282.49mg/g、328.95mg/g和134.41mg/g。动力学实验表明,准二级方程适合描述此吸附过程。     

负载纳米ZnS阳离子树脂选择性去除浓锌溶液中的痕量级Cu2+和Cd2+

通过将ZnS纳米粒子负载在阳离子树脂D001中制备负载纳米ZnS阳离子树脂吸附剂,即ZnS@D001,吸附湿法冶金锌浸出液中共存杂质金属离子（如Cu2+和Cd2+）。在10 g/L Zn2+的合成溶液中实现了对Cu2+的高度优先吸附,而对Cd2+没有任何吸附效果。吸附后的ZnS@D001树脂可以被1 mol/L HNO3有效解吸,然后再次负载ZnS。同时利用含有Cu2+和Cd2+的Zn2+溶液进行固定床柱吸附测试。经过吸附处理后,可以有效去除溶液中的铜杂质,纳米ZnS树脂可作为锌冶炼行业深度净化锌液的潜在功能材料。     

改性大豆皮吸附剂对Pb2+的生物吸附性能研究

Using soybean hull residue after the soluble dietary fiber being removed during the soybean processing industry as crude material, a novel absorbent modified soybean hulls is prepared. Its adsorption behavior for Pb2+ is studied. The adsorbent has a large and efficient adsorpuon capacity for Pb-, uv to 20% of the mass of dry adsorbent. Its maximum adsorption capacity for Pb2+ reaches 217 mg.g-1 at initial Pb2+ concentration of 2000 mg.L-1,which is twice that of yeast absorbent and threefold greater than that of chitosan absorbent. The adsorption ability is sensitive to pH value in the solution and the optimal pH for adsorption of Pb2+is 7.0. In the presence of other metal ions (Ca2+, Mg2+and Na+) in the solution, their effect on the adsorption capacity for Pb2+is not obvious. After 5 cycles of adsorption, 80% adsorption capacity of Pb2+ is maintained. Compared with various available commercial resins, the modified soybean hulls are a plentiful, inexpensive and effective medium for the capture of dissolved Pb2+ from waste streams.     

改性黏土的制备及吸附Zn2+的研究

实验室对富镁纤维状硅酸盐黏土进行酸改性和钾盐活化处理,并与聚合羟基铁离子进行聚合反应,制备了一种新型黏土复合絮凝剂.对重金属离子Zn2+的吸附性能试验结果表明:pH值对复合絮凝剂吸附Zn2+影响很大,当pH<2时,Zn2+去除率只有20%左右,当pH>6时,Zn2+去除率达到95%;初始浓度对Zn2+的去除率影响较大,去除率随着初始浓度的上升而下降;而温度、絮凝剂投加量对Zn2+去除率影响相对较小.改性后黏土矿物对Zn2+有较强的去除能力,常温下,当pH为6～8、投加量为0.3 g、500 r/min转速条件下快速搅拌5 min、100 r/min转速条件下慢速搅拌10 min、静置60 min时,Zn2+的去除率可达95%,该方法工艺简单且无二次污染.     

铅离子对苯乙烯膦酸浮选锡石的活化作用

通过单矿物浮选试验揭示了Pb2+对苯乙烯膦酸（SPA）浮选锡石效果的影响规律,在此基础上,利用接触角测定、Zeta电位检测、红外光谱分析和浮选溶液化学研究了苯乙烯膦酸浮选锡石体系中Pb2+的活化作用机理.单矿物试验结果表明:在矿浆pH为2.0~8.0的区间内Pb2+对锡石的浮选具有明显的活化作用,矿浆pH为4.0时锡石的回收率最高,达到93.78%,与不存在Pb2+的情况相比提高了5.33%.Zeta电位检测、红外光谱分析和浮选溶液化学结果表明:苯乙烯膦酸主要化学吸附于锡石表面,使锡石表面的Zeta电位负移,Pb2+的作用促进了苯乙烯膦酸的吸附,进一步降低了锡石表面的Zeta电位;Pb2+可以与锡石表面的Sn4+发生置换,PbOH+能够与锡石表面的Sn-OH发生相互作用形成以Sn-O-Pb+形式存在的络合物,这些作用增加了锡石表面的活性位点数量,使得苯乙烯膦酸在锡石表面的吸附量增多,导致了锡石的活化.      

金属有机框架化合物NH2-MIL-101(Cr)对铅(Ⅱ)的吸附性能研究

通过溶剂热法,制备出金属有机框架化合物NH₂-MIL-101(Cr)。使用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)和全自动比表面积及微孔物理吸附和化学吸附分析仪对NH₂-MIL-101(Cr)的晶相结构、微观形貌和比表面积进行表征。结果表明,制备的NH₂-MIL-101(Cr)为正八面体形貌,比表面积高达1 656 m²/g。使用NH₂-MIL-101(Cr)对水体中Pb(Ⅱ)进行吸附,结果表明:在30 mg/L含Pb(Ⅱ)溶液中,加入0.03 g NH₂-MIL-101(Cr)吸附剂,振荡吸附100 min,达到吸附平衡,平衡吸附量为49.84 mg/g。NH₂-MIL-101(Cr)对Pb(Ⅱ)的吸附过程满足拟二级动力学和Langmuir吸附等温模型,说明NH₂-MIL-101(Cr)表面活性吸附位点分布均匀,对Pb(Ⅱ)的吸附属于均相单分子层化学吸附,实验饱和吸附量为71.25 mg/g。NH₂-MIL-101(Cr)吸附材料利用EDTA再生使用6次后,吸附量仅下降20.97%,说明NH₂-MIL-101(Cr)具有较好的再生循环使用性。取某电池车间经处理过的Pb(Ⅱ)质量浓度为30 mg/L的废水,加入0.03 g NH₂-MIL-101(Cr)吸附剂,控制pH值为6,振荡吸附100 min后,测定溶液中剩余的Pb(Ⅱ)质量浓度为0.1 mg/L(低于国家最高排放标准0.5 mg/L),说明NH₂-MIL-101(Cr)是一种良好的Pb(Ⅱ)去除剂。