低温等离子体接枝聚合ES基离子交换纤维的吸附性能研究

采用低温等离子体接枝聚合技术制备了ES基离子交换纤维吸附染料废水中的阳离子艳红,分析纤维接枝率和吸附时间对吸附性能的影响,测试纤维的静态饱和吸附量及洗脱与再生性能.研究表明,ES基离子交换纤维的吸附及再生吸附性能均较好,对阳离子艳红染料的吸附平衡时间为60min,静态饱和吸附量为96.2mg/g.     

活性炭纤维负载钙的制备及其对铅的吸附性能

研究活性炭纤维负载Ca(Ⅱ)盐(Ca-ACF)吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能.文中考察了ACF的比表面积、溶液pH值、吸附剂用量、负载Ca(Ⅱ)盐的种类与浓度等因素对Pb(Ⅱ)吸附性能的影响.结果表明,比表面积为1 500 m2/g的活性炭纤维负载0.25 mol/L CaCl2时,活性炭纤维对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,其对Pb(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型.当pH值为6、吸附剂加入量为0.2 mg/mL,静态饱和吸附容量达到201.25 mg/g,重复使用时性能稳定,具有处理含Pb(Ⅱ)废水的应用前景.     

弱酸阳离子交换纤维对铜离子吸附性能的研究

采用静态吸附试验方法——聚丙烯腈基羧酸型阳离子交换纤维对水溶液中的铜离子(Cu2+)进行吸附.研究溶液浓度、pH值、温度等因素对吸附量的影响,对吸附动力学和再生性能进行了分析.结果表明,离子交换纤维对Cu2+吸附20 min就达到吸附平衡,吸附量受溶液浓度和溶液pH值影响较大,浓度越高平衡吸附量越大,pH值接近6时吸附量高,并且吸附量受温度的影响较小.纤维对Cu2+的静态吸附量达到2.1 mmol/g,在吸附前后变化不大,性质稳定,可以循环使用。     

碱改性泡桐树叶粉末对水中Pb~(2+)的吸附特性

生物吸附剂的改性方法不同,影响吸附剂性能和其对重金属离子的去除效果.本研究采用泡桐树叶粉末经Ca(OH)2改性后,吸附废水中Pb2+,并探讨了反应时间、吸附剂浓度、p H这三个因素对吸附效果的影响.结果表明,吸附剂浓度0.8 g/L,溶液p H为5,吸附60 min即可达到平衡,此时吸附量为60.43 mg/g,去除率为95.61%,吸附过程可用准二级吸附动力学模型描述.通过扫描电镜(SEM)发现泡桐树叶粉末经改性,表面变得松散粗糙;能谱分析(XPS)发现,吸附过程中发生了阳离子交换,Pb2+被吸附到泡桐粉末表面,而Ca2+被释放到溶液中.Ca(OH)2改性泡桐树叶粉末对Pb2+具有良好的吸附性能,可以用于重金属污染废水的处理.     

钛酸纳米管/活性炭复合材料对水体中铅和亚甲基蓝的吸附

钛酸盐纳米管(TNTs)由于具有较大的比表面积和优异的离子交换性能,显示出对重金属和阳离子染料高效的吸附性。文章通过一步水热法合成了粉末活性炭负载的钛酸纳米管(TNTs/PAC)材料,并应用于对铅离子(Pb)和阳离子染料亚甲基蓝的吸附。TNTs/PAC对Pb(Ⅱ)和MB都体现了很快的动力学,60min即可达到吸附平衡且符合准二级反应动力学(R~2=1)。吸附等温线符合Langmuir模型(R~20.998),拟合的单层饱和最大吸附量Pb(Ⅱ)为318.5mg/g,MB为234.5mg/g。Pb(Ⅱ)在TNTs@PAC上的吸附受溶液pH影响较大,碱性条件由于材料表面带更多的负电荷而利于吸附。TNTs@PAC对两种污染物的主要吸附机理为金属和染料阳离子与TNTs层间Na~+和H~+的交换作用。另外,该材料经EDTA解吸或紫外光照再生后易于循环利用。高效的吸附性能与良好的可再生性使该材料在修复重金属及染料污染水体方面成为一种极具前途的纳米复合材料。     

纸浆纤维对钙离子吸附行为及机理

以去金属离子处理后的漂白硫酸盐桉木浆及针叶木浆为原料,研究纸浆纤维对Ca2+的吸附动力学及影响吸附的因素。结果表明:Ca2+初始浓度较低时,漂白化学木浆对Ca2+的吸附能力随着Ca2+初始浓度的增加而快速提高。Ca2+初始浓度0.471 7 mmol/L时,阔叶木浆达到饱和吸附,吸附量为0.016 0 mmol/g;针叶木浆在Ca2+初始浓度为0.220 1 mmol/L时就达到饱和吸附,吸附量为0.008 4 mmol/g,吸附能力与针阔叶浆各自所带羧基量一致。在pH 7.5、温度25℃条件下,符合Langmuir方程等温吸附线,且纸浆对Ca2+的吸附为单分子吸附。Ca2+浓度和pH的升高将使纸浆纤维对Ca2+的吸附能力提高,阔叶木浆和针叶木浆中Ca2+加入量为0.035 6和0.016 5 mmol/g时,木浆达到饱和吸附。pH超过7,纸浆表面游离羧基将完全被Ca2+吸附;纸浆纤维对Ca2+的吸附属放热吸附,提高温度将会降低纸浆纤维对Ca2+的吸附量。     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

新型阳离子交换纤维的制备、表征及对Fe~(3+),Pb~(2+),Ag~+的交换性能

以聚丙烯腈纤维(PAN)进行NH2OH化学改性制得的含有偕胺肟基的螯合纤维为原料,然后与BrCH2CH2SO3Na反应合成阳离子交换纤维.对阳离子交换纤维进行了IR表征,并测试了其对Fe3+、Pb2+、Ag+ 的交换性能.实验结果表明,该交换纤维对Ag+离子的交换率最大.     

吸附树脂负载锰氧化物去除水中镉和铜

以大孔吸附树脂SD300为载体, 采用原位高锰酸钾氧化还原法将锰氧化物负载其上, 制备了新型锰氧化物?吸附树脂复合材料Mn-SD300, 并对其吸附水中Cd²⁺和Cu²⁺的性能进行了研究。TEM, XRD以及XPS的分析结果表明, 负载的锰氧化物以MnO₂的形态存在。静态吸附实验结果表明Mn-SD300对Cd²⁺和Cu²⁺具有良好的吸附性能。吸附行为均符合准一级动力学模型(R²>0.99)和Langmuir吸附等温线模型(R²>0.99), 温度为303 K时, Mn-SD300对Cd²⁺和Cu²⁺的饱和吸附容量可分别达到76.92 mg/g和142.86 mg/g。在高浓度竞争离子Ca²⁺, Mg²⁺和Na⁺共存的情况下, Mn-SD300对Cd²⁺和Cu²⁺的吸附选择性要强于传统阳离子交换树脂D001。     

胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS),并研究其对重金属废水中Pb2+和Cd2+的吸附行为。结果表明,EPS对Pb2+和Cd2+具有很强的吸附能力,吸附行为符合Langmuir等温式,拟合得到的最大吸附量分别可达534.76和478.47 mg/g。Pb2+和Cd2+在EPS上存在竞争吸附,EPS对Pb2+的吸附选择性更强。Cd2+对EPS吸附Pb2+有一定的抑制作用,但Pb2+的存在对EPS吸附Cd2+具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明,实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团,因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的—COOH,—NH2,—CH2—,—OH及—C=O官能团。研究表明,EPS吸附Pb2+的主要机理为离子交换和络合作用,而对Cd2+的吸附则主要通过络合作用完成。     

介孔硅酸钙的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料、十二烷基磺酸钠为模板剂,通过共沉淀法制备了介孔硅酸钙;采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和孔容与比表面积分析仪(BET)等对其结构和形貌进行了表征;考察了其对含Pb2+模拟重金属废水的吸附及解吸再生性能.结果表明,合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径介于4-50 nm,比表面积为250.12 m2·g-1;在298 K下,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量为613.42 mg·g-1,远比比表面积为847.47 mg·g-1的活性炭大;吸附反应为吸热反应,吸附等温线符合Langmuir吸附模型;经5次洗脱再生后,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量和去除率仅分别降低37.64 mg·g-1和5.88%,表明其具有较好的吸附/再生性能.     

4A和13X分子筛去除水中重金属Cd~(2+)及其吸附性能研究

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察废水pH值和Cd2+初始浓度等对Cd2+去除率的影响,并研究了分子筛对Cd2+的吸附性能。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16g/L、废水pH值为5、Cd2+浓度为20mg/L时,Cd2+去除率达到95%以上;分子筛对Cd2+的去除机理以离子交换吸附为主,交换出来的Na+与分子筛吸附的Cd2+摩尔浓度比为2;在吸附热力学和动力学方面,4A和13X分子筛均符合Langmuir吸附等温模型和Lagergren二级速率方程,计算的饱和吸附容量Q0分别为150.15、163.67 mg/g,二级反应速率常数K2分别为2.45×10-3、3.96×10-4 g/(mg·s)。该吸附反应是一种单分子层反应速度较快的化学吸附过程。     

多壁碳纳米管同时吸附铅离子和对硝基酚的实验研究

采用次氯酸钠氧化的多壁碳纳米管(CNTs)同时吸附水中铅离子(Pb2+)和对硝基酚(p-NP).考察CNTs对Pb2+和p-NP的吸附性能和主要影响因素,结果表明:随着CNTs用量的增大,其对Pb2+的吸附量总体呈下降趋势,对p-NP的吸附量呈直线缓慢上升.CNTs对Pb2+和p-NP吸附平衡时间均为20.0min,吸附速率常数分别为3.27g/mg.min和5.90g/mg.min,吸附过程均符合拟二级吸附动力学方程.温度从20℃升高到40℃时,CNTs对Pb2+的吸附量增大,对p-NP的吸附量减小.在pH=2.0—6.0范围内,随pH增加CNTs对Pb2+的吸附量增大,对p-NP的吸附量基本不变,在pH=7.0—12.0范围内,CNTs对Pb2+的吸附量变化不大,保持在100.0mg/g,对p-NP的吸附量随pH值的升高而降低.     

块状花生壳吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的特性研究

研究块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附特性.考察吸附剂投加量、溶液初始pH、吸附时间和溶液初始浓度等对吸附的影响,在此基础上拟合分析吸附动力学和吸附等温线.结果表明:吸附36h达到平衡,块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型.在25℃,Cd2+和Pb2+的初始浓度为100mg/L时,块状花生壳对二者的吸附量分别可达到10.47mg/g和17.37mg/g.     

腐殖质对Cu2+和Pb2+的吸附特性

研究了腐殖质对重金属Cu2 和Pb2 的吸附特性.结果表明:腐殖质对Cu2 、Pb2 均具有较强的吸附性能,但存在着明显的差异,腐殖质对Pb2 的吸附能力远远大干Cu2 .腐殖质对Cu2 的吸附用Langmuir方程拟合效果优于用Freundlich方程拟合效果,而两个方程对Pb2 吸附的拟合程度都较好.用Langmuir吸附等温武推测腐殖质对Cu2 、Pb2 的饱和吸附量,分别为13.09 mg/g和84.15 mg/g,腐殖质对Pb2 的饱和吸附量几乎是Cu2 的6.4倍.pH对吸附的影响很大,pH较高时腐殖质具有较大的吸附量.通过IR光谱分析表明,羧基和羟基与重金属离子的络合引起腐殖质对Cu2 和Pb2 的吸附.     

斜发沸石对氨氮吸附性能的试验分析

通过静态试验、动态试验和再生试验研究了天然斜发沸石吸附氨氮的热力学性质、再生性能和影响因素.试验结果表明:斜发沸石对氨氮的静态饱和吸附量为3 100 mg/100 g,当氨氮浓度为35 mg/L时,动态饱和吸附量为2 200 mg/100 g,分别是粉末活性炭、颗粒活性炭、硅藻土的20倍、23倍、27.5倍,选择重量比为3:7的NaCl NaOH混合液作为斜发沸石的再生剂可进行3次重复再生使用,有效寿命可达140 h以上.斜发沸石处理含氨废水具有重要实用前景.     

大孔弱酸阳离子交换树脂对Pb(Ⅱ)的静态吸附性能

通过静态吸附实验,研究了Pb²⁺在D152大孔弱酸阳离子交换树脂上的吸附行为,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱法探讨了吸附机理。结果表明,在所研究的条件范围内,Pb²⁺在D152树脂上的吸附为自发进行的吸热过程,符合Freundlich等温吸附方程;液膜扩散为吸附速率的主要控制步骤;在所研究的浓度范围内,333K温度下树脂的最大静态饱和吸附容量为214mg/g,298K温度下用3mol/L的硝酸作为解吸剂,解吸率可以达到98;该树脂吸附操作简单,易再生,重复使用性良好,可望用于含铅废水的治理及铅的富集。     

荞皮改性纤维吸附能力及除铅效果的研究

对荞皮改性纤维的吸附能力及除铅效果进行研究.结果表明:荞皮纤维改性后对Pb2+的吸附能力比改性前提高了77.03%,对Pb2+的饱和吸附容量为203.99μg/g;用5%的氨水溶液再生,经两次再生Pb2+的饱和吸附容量为177.854 5μg/g,平均再生率为90.08%;甘草中除Pb2+的能力由未改性荞皮的6.225μg/g提高到改性荞皮的40.11μg/g,提高了544.3%.     

食用菌菌糠对重金属离子的吸附性

利用廉价生物吸附剂去除污水中Pb2+和Zn2+的技术,研究了食用菌菌糠的吸附特性,调查污水pH、重金属初始浓度、吸附剂用量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响.结果表明,在食用菌菌糠吸附剂用量分别为16g/L和12g/L,pH值分别为5和6,初始重金属质量浓度为20mg/L,吸附时间为3h,25℃条件下,达到了最大吸附量,对Pb2+和Zn2+的去除率分别达到92.79%和88.96%,处理后的Pb2+和Zn2+质量浓度分别为1.442mg/L和2.208mg/L,接近污水综合排放标准(GB8978—1996)中的排放质量浓度1mg/L和2mg/L.食用菌菌糠对Pb2+和Zn2+的吸附等温线符合Fleundlich模式.     

羟基磷灰石生物活性材料处理重金属废水的机理及效果研究

以鸡蛋壳为原料,利用水热法合成HAP.所合成HAP的Ca/P比为1.74.以制备的HAP吸附去除模拟废水中的Pb2+ 、Cd2+的研究表明,HAP对Pb2+、Cd2+去除率接近100%.HAP对Pb2+、Cd2+的最优吸附条件为pH＜3.5、搅拌时间为1 h、吸附温度为25℃,在此条件下,HAP对1000 mg/L的含铅模拟废水Pb2+的吸附容量达200 mg/g.HAP用量5 g/L,pH值为6,作用时间5 min,在Cd2+初始浓度小于10 mg/L时,处理后的含镉废水可达到排放标准.