“微超酸”改性硅藻土对Pb~(2+),Cu~(2+),Cd~(2+)的吸附性能研究

以天然硅藻土为原料,通过微波、超声、酸化制备得到"微超酸"改性硅藻土.探讨了该改性硅藻土对水溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)3种重金属离子的吸附效果及影响因素.实验结果表明,在一定范围内,提高溶液pH值、延长吸附时间、升高吸附温度、增加吸附剂的用量均可提高3种金属离子的吸附去除效果;"微超酸"改性硅藻土对3种金属离子的等温吸附符合Langmuir方程.     

胶质芽孢杆菌对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸特征

采用微生物絮凝方法高效净化重金属废水并回收重金属离子以便循环利用的研究正受到业界的广泛关注.本文研究胶质芽孢杆菌(Bacillus mucilaginosus)K02菌株制得的微生物吸附剂对重金属离子Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附与解吸作用.采用原子吸收法测定不同处理条件下各重金属离子的浓度,发现该吸附剂对单一金属离子的吸附可在2 h内达到平衡,10 min即可达到吸附平衡时吸附量的60%;对5种金属离子的吸附率均随吸附剂用量增加而呈现不同程度的升高趋势;对Zn~(2+)的吸附率在p H值4~7的范围内均较高,但对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)和Cr~(3+)的吸附率受酸性影响较大;设置的起始离子浓度会显著影响吸附率.在对混合金属离子的吸附中,该吸附剂能同时吸附上述5种金属离子,并显示出对Pb~(2+)较强的选择性,吸附率能达到90%以上.采用草酸、草酸铵、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)和硝酸钠对吸附后的吸附剂进行解吸,发现草酸对Cu~(2+)解吸效果最好,解吸率能达到42.238%;EDTA-2Na对Pb~(2+)解吸率能达到64%以上.试验结果为该菌在处理重金属污染废水中的实际应用提供了基础资料.     

黄芪废渣生物吸附剂的制备及其对Pb~(2+)的吸附

以黄芪废渣为原料,用均苯四甲酸二酐对其进行化学改性,并将其用于模拟废水中Pb~(2+)的吸附.通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等方法对改性黄芪废渣生物吸附剂进行表征.结果表明:改性后黄芪废渣羧基官能团增加,表面粗糙,更有利于对Pb~(2+)的吸附.在pH值为5.0,吸附时间为1h,吸附剂量为10g·L~(-1)的条件下,对浓度为500mg·L~(-1)的Pb~(2+)吸附率为99.53%.改性吸附剂对Pb~(2+)的吸附可以用准二级动力学方程描述,等温吸附符合Langmuir和Freundlich模型,根据Langmuir方程,25℃时最大吸附量为193.1mg·g~(-1),高于黄芪废渣改性前的最大吸附量(58.89mg·g~(-1)).改性后的黄芪废渣生物吸附剂可以再生重复使用5次以上.     

mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)金属离子的吸附

在介孔二氧化硅(mSiO_2)的表面接枝了亚氨基二乙酸官能团(IDA)合成了mSiO_2-IDA吸附剂,研究了mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)两种金属离子的吸附效果。通过元素分析仪(EA)、傅里叶红外型光谱仪(FT-IR)等表征手段表明IDA成功地接枝到mSiO_2的表面,考察了溶液的pH、初始浓度和吸附时间对吸附Cu~(2+)、Cd~(2+)的影响。结果显示,当pH=5,t=30min时,2g/L mSiO_2-IDA对溶液中的Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率分别达到97.9%和92.1%。通过吸附动力学数据可知,拟二级动力学方程能更好地描述mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附过程,它属于Langmuir等温吸附模型;多功能光电子能谱仪(XPS)研究显示mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附机制并不相同。     

酸改性粉煤灰Pb2+吸附效应及机制探究

粉煤灰为典型的燃煤废弃物,具有一定的重金属吸附能力。为提高其重金属吸附能力,采用酸改性法制备改性粉煤灰,通过SEM、FTIR、XRD等手段进行吸附剂表征,并探讨pH值、初始浓度、吸附剂投加量、接触时间等因素对吸附性能的影响。结果表明:1)2 mol/L硫酸改性可使粉煤灰孔隙结构增加,吸附容量提高1.45倍;2)吸附过程符合拟二级动力学模型,不同温度下吸附平衡数据符合Freundlich模型,最大吸附量可达到151.52 mg/g; 3)热力学计算表明,改性粉煤灰吸附Pb~(2+)的过程为自发吸热过程。研究结果表明硫酸改性粉煤灰具有较高的Pb~(2+)吸附能力,可对其在重金属废水处理中的应用方式开展进一步探索。     

吸附剂浓度效应下高岭土对Cu~(2+)的吸附特性

选取重金属Cu~(2+)为吸附质,土壤中典型的黏土矿物高岭土为吸附剂,研究了吸附剂浓度效应对重金属Cu~(2+)在高岭土上吸附特性的影响,通过平衡吸附试验对几种经典等温吸附模型以及吸附剂浓度效应模型进行了验证.试验结果表明,吸附等温线以及平衡吸附量qe随着吸附剂浓度CS的增大而降低;在三种经典的等温吸附模型中,Freundlich模型最适于描述重金属Cu~(2+)在高岭土上的吸附规律,但仍无法解释吸附剂浓度效应;高岭土吸附Cu~(2+)以物理吸附为主,反应极易进行且几乎不具有可逆性;在三种吸附剂浓度效应模型中,幂函数模型的拟合效果较为理想.     

NaOH改性珍珠岩对重金属离子的吸附研究

以珍珠岩为吸附剂,经NaOH溶液改性后,进行Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附实验,研究吸附剂碱改性对重金属离子的吸附性能.结果表明,碱改性后珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附去除率明显高于未改性的珍珠岩.在重金属离子溶液初始质量浓度为100 mg/L时,改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为54.15%,96.34%和48.69%;未改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为18.41%、29.31%和15.98%.碱改性吸附剂对3种重金属离子的吸附,以对Cu~(2+)的去除最佳,吸附去除容量大小为Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+).     

壳聚糖聚丙烯酸水凝胶对Pb~(2+)的吸附机理研究

对辉光放电电解等离子体(GDEP)引发制备壳聚糖/聚丙烯酸(CS/PAA)水凝胶的机理进行了初步探讨,研究了CS/PAA对Pb~(2+)的吸附行为,详细考察了溶液pH、吸附时间和初始浓度对Pb~(2+)吸附量的影响,并对CS/PAA的再生和重复利用性进行了研究.同时,结合FT-IR和XPS表征,分析了CS/PAA吸附Pb~(2+)的作用机理.结果表明,CS/PAA对Pb~(2+)的吸附符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温式;在最佳吸附pH=5.1,吸附120 min时,CS/PAA对Pb~(2+)的最大理论吸附量为639.4mg·g-1;CS/PAA在0.015mol·L~(-1) EDTA-4Na溶液中具有优异的再生和重复利用性,其对Pb~(2+)的吸附存在离子交换和螯合作用.     

多组分重金属复合体系在高岭土中的吸附差异

重金属环境污染问题日趋严重。针对利用黏土矿物高岭土治理多组分重金属环境污染的问题,本文研究了三种重金属离子镉(Cd~(2+))、铅(Pb~(2+))和铜(Cu~(2+))在土壤中广泛存在的高岭土于不同理化条件下(包括吸附时间、pH值、离子强度、重金属离子初始浓度)的吸附行为特性,以及两相与三相多组分重金属之间的竞争吸附行为。研究结果表明:在恒温条件下吸附达平衡后,高岭土对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附率均大于70%;当反应体系pH7.0时,高岭土对这三种离子的吸附率可达90%以上;而当离子强度大于0.05 mol/L时,吸附率降低近一半。在复合体系中,不同重金属离子在高岭土表面的竞争吸附作用使高岭土对各重金属离子的吸附量小于单一组分,其中,高岭土对三种重金属离子的吸附能力大小为Cu~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)。研究结果表明,高岭土对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)都具有良好的吸附能力,其吸附量受pH值、离子强度和竞争吸附作用的影响较大。     

2种核桃果皮炭粉吸附去除Cu~(2+)的动力学研究

以核桃外果皮为原料,制备了未提取水溶性混合物的炭粉(WTQC)和已提取水溶性混合物的炭粉(YTQC)2种吸附剂。通过静态吸附试验,研究了接触时间、投加量、温度以及pH对2种吸附剂吸附去除Cu~(2+)的影响和吸附过程的动力学机理。结果表明,WTQC和YTQC分别在30 min、45 min基本达到吸附平衡,2种吸附剂的最佳吸附pH范围为3~5.7,吸附过程更符合准二级动力学模型,并且在投加量浓度分别为2.5g/L/和2g/L时,WTQC和YTQC对Cu~(2+)的去除率最高,WTQC对Cu~(2+)的去除率显著高于YTQC。试验表明,这两种炭粉对Cu~(2+)的去除率高,吸附效果好,是一种制备工艺简单,廉价易得的吸附剂。     

凹凸棒土颗粒吸附剂制备优化及对铅、铜吸附研究

以凹凸棒土为基材,采取混匀、搅拌、造粒和热处理的工艺,制备颗粒状吸附剂。重点研究物料配比和焙烧温度对吸附剂去除Pb~(2+)和Cu~(2+)的影响。通过静态吸附实验研究颗粒吸附剂对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附特性。结果表明随着膨润土和海藻酸钠添加剂量增大,颗粒吸附剂对Pb~(2+)和Cu~(2+)去除率增大。随着焙烧温度的提高,Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附去除率不断降低。凹凸棒土颗粒吸附剂对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附过程遵循准一级反应动力学模型;Langmuir吸附等温式和Freundlieh吸附等温式均可较好地描述颗粒吸附剂对Pb~(2+)和Cu~(2+)的等温吸附特性。颗粒吸附剂的最佳制备条件为物料配比凹凸棒土:海藻酸钠:膨润土=100:7:8(以质量计),焙烧温度500℃。     

海鲜菇菌糠对废水中重金属铜离子的吸附性能研究

为了探究以海鲜菇菌糠作为生物吸附剂时,对废水中重金属Cu~(2+)的吸附性能。本文通过单因素静态吸附实验确定了溶液初始pH值、铜离子初始浓度、吸附剂加入量、吸附时间及吸附剂粒径大小对菌糠吸附性能的影响,通过L9(34)正交试验确定了最佳的吸附条件。结果表明,最佳单因素条件为:溶液初始pH 5、Cu~(2+)初始浓度10 mg/L、吸附时间150 min、吸附剂加入量28 g/L,吸附率最大为72%;正交试验分析显示Cu~(2+)初始浓度、吸附时间、吸附剂加入量、pH为显著因素,优化后Cu~(2+)初始浓度为15 mg/L、pH 5.5、吸附时间150 min、加入量为32 g/L,吸附率可达78%。海鲜菇菌糠作为一种高效环保经济的生物吸附剂对废水中重金属铜离子有较强的吸附能力,可望用于废水处理。     

磷酸改性稻秆和稻叶对Pb2+的静态吸附研究

本研究以农业废弃物稻秆和稻叶为原料,以尿素为催化剂,采用一步法制备了磷酸改性的稻秆和稻叶生物吸附剂,并利用SEM、EDS和Zeta电势等手段对改性前后的稻秆和稻叶进行表征。结果表明,磷酸基团被成功地修饰在稻秆和稻叶表面。在静态实验条件下,探究了磷酸改性稻秆和稻叶对Pb~(2+)初始浓度、吸附时间、酸度及双组份体系中Cd~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)、Ca~(2+)等干扰共存离子及其初始浓度对Pb~(2+)吸附的影响。结果表明,改性后的稻秆和稻叶对Pb~(2+)的吸附量分别提高了3.6倍和4.5倍,对Pb~(2+)的吸附可在30 min达到平衡,吸附最佳适用pH范围均在4.0-5.5,共存离子实验结果表明,Cd~(2+)、Zn~(2+)和Cu~(2+)对铅离子吸附的干扰不大,Ca~(2+)的干扰较小,改性吸附剂可望用于含铅废水的处理中。     

磁性聚苯乙烯-苯甲氨二乙酸对Cu~(2+)富集性能的研究

为制备新型材料用于快速分离富集水中的微量铜元素,以磁性硅胶微球为核,N-(4-乙烯基)-苯甲氨二乙酸为单体,二乙烯基苯为交联剂,采用热引发聚合制备了磁性聚苯乙烯-苯甲氨二乙酸复合材料.通过傅里叶红外光谱、透射电镜和热重分析对复合材料的组成和结构特性进行了表征,并用Cu~(2+)研究了其富集性能和相关吸附动力学.结果表明:具有官能团的聚合物成功地包覆在了Fe_3O_4纳米粒子表面.10 mg吸附剂在pH值为5的10 m L Cu~(2+)溶液(25 mg·L-1)中,15 min达到吸附平衡且吸附率可达93%.Cu~(2+)在EDTA溶液(0.1 mol·L-1)中15 min可快速洗脱,洗脱率达95%.Cu~(2+)在材料上的吸附行为与准二级动力学模型拟合较好.     

金属离子对辉钼矿浮选的影响及机理研究

通过对辉钼矿纯矿物的浮选实验和动电位的测试,研究了金属离子对辉钼矿浮选的影响及作用机理.研究结果表明,Ca~(2+),Cu~(2+),Pb~(2+),Fe3+均可在辉钼矿表面形成吸附,但Ca~(2+)对辉钼矿的浮选结果没有明显影响,只有Cu~(2+),Pb~(2+)和Fe3+对辉钼矿的浮选产生了抑制作用.通过溶液化学计算发现,在一定的p H值范围内,Cu~(2+),Pb~(2+)和Fe3+形成的氢氧化物沉淀会特定地吸附于辉钼矿的极性和非极性表面,产生异相凝聚,导致辉钼矿表面亲水,可浮性下降.     

羟基磷灰石的制备及对Pb~(2+)的选择性吸附

为了提高对Pb~(2+)的吸附选择性及吸附量,采用共沉淀法,以CaCl_2和(NH_4)_2HPO_4为原料、葡萄糖碱性溶液为反应介质,制得羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米粒度仪、物理吸附仪对样品进行表征,并考察HAP对Pb~(2+)的最优吸附条件和在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液中HAP对Pb~(2+)的吸附选择性。结果表明:制备的HAP呈细小的颗粒状,粒径均匀分布,平均粒径为220 nm左右,结晶度较差;将HAP样品在600℃马弗炉中煅烧2 h后,样品结晶度变大,但吸附效果远低于未煅烧的样品,因此选择未煅烧的样品作为吸附剂。在HAP用量为0.1 g/L、pH=6、温度为30℃、Pb~(2+)初始质量浓度为140.3 mg/L、饱和吸附时间为60 min的条件下,HAP对Pb~(2+)的吸附量达到1 412 mg/g左右;在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液(Pb~(2+)初始质量浓度为70.8 mg/L,Cd~(2+)初始质量浓度为83 mg/L)中,HAP对Pb~(2+)的吸附量是Cd~(2+)吸附量的2.26倍,对Pb~(2+)的选择性系数达到1 961.73。     

席夫碱类荧光探针CH_3CN/H_2O体系检测Cu~(2+)离子

以1-氨基-2-萘酚和2,4-二羟基苯甲醛为原料合成了席夫碱(2′,4′-二羟基苯亚甲基亚氨基)-2-萘酚(L),采用FT-IR,1 HNMR和ESI-MS对其结构进行了表征.在V(CH3CN)∶V(HEPES)=1∶1(pH=7.2)缓冲溶液中,研究了L对多种金属离子(Cu~(2+),Hg~(2+),Ag+,Pb~(2+),Cd~(2+),Zn~(2+),Ni ~(2+),Co~(2+),Fe~(2+),Al ~(3+),Mn~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+),K+,Na+)的荧光响应性能.结果表明:L能够通过荧光猝灭响应选择性识别Cu~(2+),且几乎不受其他金属离子的干扰.在Cu~(2+)浓度为0~2.5×10~(-5)mol/L范围内,溶液荧光强度与Cu~(2+)浓度呈现良好的线性关系,据此计算L与Cu~(2+)的结合常数为3.33×10~4 L/mol,对Cu~(2+)的检出限为4.92×10-7 mol/L.L在实际水体中与Cu~(2+)在0~2.5×10~(-5) mol/L浓度下依然表现出较好的线性关系.     

H_3PO_4活化法制备污泥基活性炭吸附去除Pb~(2+)研究

以养殖废水生化处理后的剩余污泥为原料,H_3PO_4为活化剂制备污泥活性炭.将其用于对Pb~(2+)废水处理,结果表明,用H_3PO_4化学活化法在550°C活化60min时制备出污泥活性炭20mg,对pH=5.5,5mg/L的Pb~(2+)溶液、吸附80min后,吸附去除率可达98.7%:污泥活性炭对Pb~(2+)废水的吸附规律符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量为42.9mg/g.     

KMnO_4溶液中改性花生壳水热炭的形成、表征及其对Pb~(2+)的吸附性质

以花生壳为生物质原料,Pb~(2+)为模型污染物,在水和KMnO_4溶液中分别制备出花生壳水热炭(PSC)和锰改性花生壳水热炭(5%PSC,10%PSC和15%PSC),对水热炭的灰分、比表面积和元素组成进行了分析,用X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)进行了表征,并通过吸附率-pH曲线比较了锰改性对水热炭吸附性能的影响,研究了吸附热力学和动力学行为.结果表明,KMnO_4改性提高了花生壳水热炭的灰分含量,在水热炭中形成分散性的MnCO_3,使其比表面积、孔体积和孔径减小.锰改性提高了花生壳生物炭的吸附性能,按水热炭对Pb~(2+)的吸附率大小排列顺序为15%PSC10%PSC5%PSCPSC.在25℃及pH5.5条件下,PSC和5%PSC对Pb~(2+)的吸附过程遵循Freundlich吸附等温方程,而10%PSC和15%PSC对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir等温吸附方程.10%PSC和15%PSC对Pb~(2+)的饱和吸附量分别为56.53,75.47mg/g.Pb~(2+)在锰改性和未改性生物炭上的吸附遵循准二级动力学方程,吸附率由大到小的顺序为15%PSC10%PSC5%PSCPSC.     

Cu~(2+)、Pb~(2+)在高岭土中的顺序竞争吸附动力学

以吸附动力学实验为基础,结合动力学模型对典型的重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)在高岭土中的顺序竞争吸附动力学特性进行了深入研究,重点考察了离子的初始浓度、两种重金属离子进入土壤的先后顺序及时间节点对吸附过程和结果的影响。结果表明:高岭土中存在两种类型的吸附位点;高岭土对同时竞争时两种重金属的吸附总量大于顺序竞争时的吸附总量,且进入高岭土的时间点对吸附结果也有很大的影响;此外伪一级动力学方程仅适用于反应的初始阶段,而伪二级动力学方程则可以较好地拟合整个竞争吸附过程;竞争性强的Pb~(2+)的分配系数与吸附反应时间不能够呈现出良好的LOGISTIC曲线关系。