KMnO4和KOH改性椰壳生物炭的制备及其去除废水中铀的机理研究

用KMnO₄和KOH对椰壳生物炭进行改性,制备成改性椰壳生物炭。采用傅立叶红外光谱对其进行了表征,探究了吸附剂投加量、温度、溶液pH和U(VI)初始质量浓度对U(VI)吸附性能的影响,分析了其吸附铀的机制。结果表明:在T=298 K、c₀=10~80 mg/L,pH=5的条件下,改性椰壳生物炭对U(VI)的吸附能力达到4.82 mg/g;改性椰壳生物炭的—OH可与U(VI)发生络合反应;改性椰壳生物炭对U(VI)的吸附符合准二级动力学模型、粒子内扩散模型以及Langmuir等温吸附模型。     

针铁矿对U(Ⅵ)的吸附性能研究

利用人工合成的针铁矿(α-FeOOH)作为吸附剂,对针铁矿吸附铀废水中U(VI)的影响因素、吸附动力学和吸附等温线进行了研究。探讨在不同pH值、吸附剂投加量和初始铀的质量浓度条件下针铁矿对U(VI)的吸附特性。研究结果表明:当温度为25 ℃、U(VI)浓度为10 mg/L、pH值为6、投加量为0.6 g/L时,针铁矿对U(VI)的吸附率最高可达98.44%;针铁矿对U(VI)的吸附符合准二级动力学方程,说明针铁矿对U(VI)的吸附主要是化学吸附;Freundlich等温吸附模型能更好地拟合针铁矿对U(VI)的吸附过程,说明针铁矿对U(VI)的吸附属于多层吸附。     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为与机理

采用水热法制备了纳米赤铁矿吸附剂,对不同pH值、吸附剂用量、吸附时间和初始U(VI)浓度下纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为进行了研究,并采用XRD、SEM和EDS对纳米赤铁矿吸附剂吸附U(VI)前后的表面形貌进行了表征和分析,揭示了纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的动力学特征和吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH为7、吸附剂用量为0.4 g/L、U(VI)的初始质量浓度为5 mg/L时,在120 min时吸附即达到了平衡;此时,吸附率最高,达到了92.62%;纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的过程是一个快速平衡的过程,其动力学过程符合准二级动力学模型,说明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)的方式主要为化学吸附,其吸附等温线符合Freundlich吸附模型,表明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)为多层吸附。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(VI)的吸附试验研究

摘 要：以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(VI)的初始浓度,pH值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的影响,试验结果表明：在pH=5,投加量为0.3 g/L,U(VI)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(VI)的吸附量达到16.19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(VI)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜（SEM-EDS）和红外光谱（FTIR）等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为—OH、—PO_4^(3-)、—CONH。     

微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学与热力学研究

为了解微生物腐败物对U(VI)的作用,通过扩大培养微生物,令其自然死亡腐败,制备了微生物腐败物。通过静态实验,对不同pH、反应时间、温度和铀初始质量浓度对微生物腐败物吸附铀的影响进行了研究,并进行了动力学和热力学分析。结果表明,pH、反应温度和铀初始质量浓度均是影响吸附的重要因素,吸附量随着铀初始质量浓度的增加而增加,反应在pH=4,温度为30 ℃时吸附效果最佳,吸附量为11.922 mg/g,吸附平衡时间为90 min。微生物腐败物对U(VI)的吸附动力学符合准一级动力学模型,表明吸附过程以物理吸附为主。吸附热力学研究发现其对U(VI)吸附过程符合Freundlich等温线模型,表明吸附作用过程主要为从外层扩散到内层的多层吸附。     

新型深海中温菌Wangia profunda(SM A87)胞外多糖对对硝基苯胺的吸附研究

采用深海中温菌Wangia profunda (SM A87)的胞外多糖对对硝基苯胺进行吸附试验。分别用热分析仪、FTIR和Zeta电位仪对胞外多糖进行表征分析,并研究了吸附时间、胞外多糖用量、pH和温度等方面对其吸附规律的影响。结果表明:胞外多糖可有效去除水中的对硝基苯胺。20?℃时,01?g／L的SM A87胞外多糖吸附处理50?mL初始浓度为15?mg／L的对硝基苯胺水样120?min后,对硝基苯胺的最大吸附率可达91％;Langmuir、Freundlich、Redlich Peterson等温方程和准二级动力学方程均能较好地描述SM A87胞外多糖吸附对硝基苯胺的热力学及动力学过程,由Langmuir方程得到SM A87胞外多糖对对硝基苯胺的最大吸附量为7692?mg／g(30?℃)。     

新型深海中温菌Wangia profunda（SM-A87）胞外多糖对对硝基苯胺的吸附研究

采用深海中温菌Wangia profunda（SM-A87）的胞外多糖对对硝基苯胺进行吸附试验。分别用热分析仪、FTIR和Zeta电位仪对胞外多糖进行表征分析,并研究了吸附时间、胞外多糖用量、pH和温度等方面对其吸附规律的影响。结果表明：胞外多糖可有效去除水中的对硝基苯胺。20℃时,0．1g／L的SM-A87胞外多糖吸附处理50mL初始浓度为15mg／L的对硝基苯胺水样120min后,对硝基苯胺的最大吸附率可达91％;Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson等温方程和准二级动力学方程均能较好地描述SM—A87胞外多糖吸附对硝基苯胺的热力学及动力学过程,由Langmuir方程得到SM—A87胞外多糖对对硝基苯胺的最大吸附量为769．2mg／g（30℃）。     

回生淀粉吸附U(VI)的特性及机理分析

以玉米淀粉(CS)为原材料,采用加热后冷藏溶剂交换法制备回生淀粉(MS)。通过静态吸附实验,考察了初始pH,投加量,铀初始浓度及温度等因素对MS吸附U(VI)的影响。试验结果表明,pH=6为最佳pH,在温度25℃条件下,MS对10 mg/L U(VI)溶液去除率可达97.8%。反应过程符合准二级动力学方程与Langmuir热力学方程。FT-IR、SEM和EDS分析结果表明,MS吸附铀前后表面形态发生了改变,MS吸附U(VI)的机理为表面络合吸附,起主要作用的是表面活性羟基。     

温度对煤吸附瓦斯的动力学特性影响实验研究

为进一步揭示煤层瓦斯吸附特性,选择典型矿井煤样进行不同温度(40,50,60,70,80℃)下煤样瓦斯等温吸附实验,采用准一级、准二级、颗粒内扩散以及Elovich等吸附动力学模型分析瓦斯等温吸附规律及机理,进而探讨温度对煤吸附瓦斯动力学特性的影响。研究表明:温度升高,瓦斯吸附量、吸附饱和平衡时间减小;相同温度条件下,吸附速率与时间呈负相关关系;4种吸附动力学模型中,准一级动力学模型拟合效果最好,准二级动力学模型次之,颗粒内扩散模型最差,准一级动力学模型得到的平衡时吸附量与实验结果最为吻合;温度与准一级吸附速率常数k1,准二级吸附速率常数k2,Elovich吸附速率常数β呈正线性相关,与颗粒内扩散速率常数kp,准一级及准二级动力学平衡吸附量Qe1,Qe2均呈负幂函数关系,与Elovich吸附常数α呈负线性关系。温度影响煤体吸附瓦斯分子体系的反应速率,相同条件下,温度升高,瓦斯分子脱附速率增大,煤体瓦斯吸附量减小。     

土霉素菌渣活性炭吸附处理低浓度含铬废水

采用活化法制备土霉素菌渣活性炭(菌渣炭),并用于处理低浓度含铬废水。经过组分测定可以看出土霉素菌渣含有较高的挥发分,灰分含量较低;元素分析中C、O元素的含量较高,表明土霉素菌渣含有大量的有机物和菌体蛋白;BET测得菌渣炭的比表面积、孔容和孔径都较大,通过扫描电镜可观察出菌渣炭具有较多的微孔和中孔,有利于对Cr(VI)定的吸附。通过单因素实验确定在初始Cr(VI)浓度为2mg/L时菌渣炭对Cr(VI)的最佳吸附pH、吸附剂投加量、吸附时间分别为4、0.5g/L、 50min, Cr(VI)的最高去除率为96.2%。热力学和动力学分析结果表明菌渣炭对Cr(VI)的吸附符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。菌渣炭的饱和吸附量为17.93 mg/g,对Cr(VI)的吸附速率与吸附剂上未被占据的吸附位点的平方成正比。用1mol/L的HCl对菌渣炭进行洗脱再生,经过4次循环实验Cr(VI)的去除率为77.1%,剩余溶液中Cr(VI)浓度为0.459 mg/L,满足污水综合排放标准0.5 mg/L,菌渣炭的饱和吸附量为2.018 mg/g,表明菌渣炭的再生性能良好。     

聚三嗪亚胺的合成及从水溶液中吸附铀

利用熔盐法合成了聚三嗪亚胺(polytriazineimide,PTI),并用来吸附水中的U(VI)。在常温下,PTI对铀的最大饱和吸附量达到了135.5 mg/g,与g-C₃N₄相比,是g-C₃N₄饱和吸附量的54.2倍。通过对动力学与吸附等温线模型的探究,发现PTI对U(VI)的吸附符合准一级动力学模型,说明PTI吸附U(VI)属于物理吸附。同时,Langmuir吸附等温线模型能更好地拟合PTI对U(VI)的吸附过程,说明U(VI)在PTI上属于单层吸附。通过对吸附铀后的材料进行XPS表征,发现铀在吸附后的价态没有改变,仍为U(VI)。     

碳纤维负载零价铁的制备及其去除水溶液中的六价铬

以碳纤维作为载体,采用电沉积法制备碳纤维负载零价铁( PCF-ZVI),利用扫描电镜、能谱仪及X射线衍射仪对其进行了表征,并考察了其对水溶液中Cr(VI)的去除效果.实验结果表明：碳纤维负载零价铁对水溶液中的Cr(VI)具有很好的去除效果.当铁碳质量比为2：1,投加量(以Fe0计)为2 g·L-1,Cr(VI)初始质量浓度为20 mg·L-1,pH值为5,反应时间40 min后,Cr(VI)的去除率可达99.96%,碳纤维上负载的零价铁对Cr(VI)的还原过程为准一级动力学,并且还原速率与反应温度的关系符合Arrhenius定律,反应活化能为20.683 kJ·mol-1.     

松树皮吸附水溶液中铜离子的性能研究

以松树皮作为吸附剂,进行了生物吸附铜离子的性能研究实验.考察了吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值、吸附剂用量、吸附时间以及溶液初始浓度等方面对松树皮从水溶液中吸附铜离子的影响,并研究了符合铜离子吸附的平衡热力学和动力学模型.结果表明,平衡数据很好地符合Langmuir吸附等温式和二级反应动力学方程.在25℃下,铜离子初始质...     

氧化石墨烯/膨润土吸附U（VI）的性能

摘要：以氧化石墨烯（GO）、膨润土（Bent）为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,利用超声混合法合成了氧化石墨烯/膨润土复合材料（GO/Bent）。通过静态吸附试验,探讨了pH、投加量、吸附时间、初始浓度对GO/Bent吸附U（VI）的影响。试验结果表明,当pH值为6,GO/Bent投加量为0.2g/L,U（VI）的初始浓度为10mg/L,吸附效果达到最好,吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。XRD、SEM、EDS分析表明,GO/Bent合成成功,活性位点丰富,离子交换参与了吸附反应。     

硅藻土对腐殖酸的吸附动力学研究

利用准一级动力学模型、准二级动力学模型、Elovich模型和双常数模型对硅藻土吸附腐殖酸进行动力学拟合,利用Langmuir、Freundlich、Temkin和Koble-Corrigan模型对硅藻土吸附腐殖酸进行热力学研究.动力学研究结果表明,与其他模型相比,线性准二级动力学模型更适合于描述硅藻土对腐殖酸的吸附,该吸附反应为化学吸附;热力学研究表明,Langmuir方程更加适合描述硅藻土对腐殖酸的吸附行为,ΔH0为正值,表明该吸附反应为吸热反应,ΔG0为负值,表明该吸附过程可自发进行.     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。     

纳米氧化铝吸附溶液中Cr（Ⅵ）的研究

采用共沉淀法制备了纳米氧化铝,所制备的氧化铝为γ型纳米氧化铝,颗粒直径在7~10nm,比表面积为117.986m2/g.以纳米氧化铝作为吸附剂,研究了纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）吸附特性,结果表明,纳米氧化铝的投加量为2g/L, Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为15mg/l,初始pH2时吸附效果最好,在4h左右达到吸附平衡,去除率达96.1%.纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）的吸附动力学符合拟二级动力学模型,相关系数达0.945以上.吸附过程符合Freundlich等温方程,相关系数接近1.吸附过程是自发的放热过程,在低温条件下更有利于纳米氧化铝吸附溶液中的六价铬.