氧化改性生物炭对水体中阳离子和阴离子染料的吸附

以HNO3和H2O2为改性剂,对玉米秸秆和甘蔗屑在不同温度下制备的生物炭进行改性。研究了氧化改性生物炭对水体中阳离子染料(MB)和阴离子染料(KN-R)的吸附效果。结果表明,氧化改性生物炭对染料的吸附效果与氧化剂的强度、染料性质和浓度、生物炭制备条件关系密切。HNO3氧化改性生物炭对阳离子染料和阴离子染料的吸附效果明显优于H2O2氧化改性生物炭;其中HN4YM和HN4GZ对阳离子染料各浓度均表现出极高的吸附效果;而HN8YM更适合处理中、低浓度的阴离子染料。再生实验结果一方面表明,KCl再生后的HN4YM和HN4GZ对阳离子染料仍保持极高的吸附效果;其去除效率占再生前90%,有很好的利用潜力,阳离子交换作用可能在吸附中发挥重要作用。HN8YM再生后对阴离子的吸附效果虽然只约占再生前的50%,但考虑到其制备简单且成本低廉,也可用于处理较低浓度阴离子染料,其吸附机制除与阴离子交换有关外,其他吸附机制也发挥了重要作用。     

HNO3氧化改性生物炭吸附水体中阳离子和阴离子染料的影响因素研究

以玉米秸秆和甘蔗屑为原料,分别在400℃和800℃制备生物炭并利用HNO_3进行氧化改性。通过分析废水实际处理过程中不同吸附条件对吸附效果的影响,研究了HNO_3氧化改性生物炭对阳离子和阴离子染料的吸附影响因素。结果表明:振荡强度、温度、pH、离子强度、共存离子是影响HNO_3氧化改性生物炭吸附阳离子和阴离子染料的主要因素,且对不同性质染料影响趋势和程度不同。温度高有利于提高HNO_3氧化改性生物炭的吸附作用;未达到吸附饱和前,提高振荡强度促进吸附作用,但达到吸附饱和后高振荡强度不利于吸附作用;高离子强度对HN4GZ吸附阳离子染料有促进作用,中、低离子强度更适合HN4YM和HN8YM对阳离子和阴离子染料的吸附处理;弱酸性条件不利于HN4YM和HN4GZ对阳离子染料的吸附,中性条件不利于HN8YM对阴离子染料的吸附;废水中常见的阳离子/阴离子的存在对两种染料的吸附均有一定负作用,但HNO_3氧化改性生物炭仍表现出令人满意的吸附效果。     

HNO_3氧化改性生物炭吸附水体中阳离子和阴离子染料的影响因素

以玉米秸秆和甘蔗屑为原料,分别在400℃和800℃制备生物炭并利用HNO_3进行氧化改性。通过分析废水实际处理过程中不同吸附条件对吸附效果的影响,研究了HNO_3氧化改性生物炭对阳离子和阴离子染料的吸附影响因素。结果表明:振荡强度、温度、pH、离子强度、共存离子是影响HNO_3氧化改性生物炭吸附阳离子和阴离子染料的主要因素,且对不同性质染料影响趋势和程度不同。温度高有利于提高HNO_3氧化改性生物炭的吸附作用;未达到吸附饱和前,提高振荡强度促进吸附作用,但达到吸附饱和后高振荡强度不利于吸附作用;高离子强度对HN4GZ吸附阳离子染料有促进作用,中、低离子强度更适合HN4YM和HN8YM对阳离子和阴离子染料的吸附处理;弱酸性条件不利于HN4YM和HN4GZ对阳离子染料的吸附,中性条件不利于HN8YM对阴离子染料的吸附;废水中常见的阳离子/阴离子的存在对两种染料的吸附均有一定负作用,但HNO_3氧化改性生物炭仍表现出令人满意的吸附效果。     

改性生物炭对镉离子吸附性能研究

以废弃松木屑为原料采用热分解法制备生物炭,并以氨气、硝酸、硫化钠和溴水4种化学试剂分别对其进行表面改性。采用BET、FTIR和Bohem滴定等技术对改性前后的生物炭进行表征,研究溶液pH值、初始溶液Cd2+浓度、吸附时间等因素对Cd2+吸附特性的影响,并探讨改性生物炭的吸附机理。结果表明,改性生物炭具有较大的比表面积、发达的孔结构和多种表面官能团;在一定范围内,随溶液pH值的增大、Cd2+浓度的升高、吸附时间的延长,改性生物炭对Cd2+的去除率逐渐提高,其中氨气改性生物炭对Cd2+的吸附效果最优,在溶液pH值为6、初始溶液Cd2+浓度为50mg/L、生物炭加入量为2g/L、吸附时间为6h时,氨气改性生物炭对Cd2+的吸附容量可达12.3mg/g;拟二级动力学方程和等温吸附模型均能较好地描述改性生物炭对Cd2+的吸附过程,其中氨气改性生物炭的Langmuir与Freundlich吸附常数最大。     

响应面法优化铁锰改性生物炭对Cd2+的吸附

以香蕉秸秆生物炭为基底,采用浸渍改性的方法,制备了一种铁锰负载生物炭用以吸附Cd2+。通过响应面法对改性生物炭制备条件进行优化,在最优制备条件下,铁锰改性生物炭对Cd2+的预测吸附量为235.64 mg·g-1,实际吸附量为221.03 mg·g-1,相对偏差为6.2%。SEM-EDS、XRD、FTIR分析结果表明,改性后的生物炭表面成功负载铁锰元素,经分析对Cd2+的吸附机理为离子交换、官能团络合、矿物沉淀和阳离子-π作用。铁锰改性生物炭对Cd2+的吸附符合Langmuir模型和准二级动力学模型,说明吸附过程是单分子层吸附和化学吸附。     

钢渣对阴离子染料刚果红的吸附特性和机理

研究了钢渣对阴离子染料刚果红的吸附,并考察了初始刚果红浓度、钢渣投加量、钢渣粒径等因素对吸附过程的影响.试验条件下,钢渣可以吸附去除95%以上的刚果红,且吸附过程不受pH值和温度的影响.钢渣单位吸附量随初始刚果红浓度的增加而增加,随钢渣投加量、钢渣粒径的增大而减少.钢渣吸附处理刚果红过程符合准二级吸附速率方程及Freundlich等温吸附方程.对比试验发现钢渣对阳离子孔雀石绿染料的吸附效果优于阴离子刚果红染料,但对同为阳离子染料的亚甲基蓝吸附效果却很差.电镜扫描(SEM)及红外光谱(FTIR)分析进一步表明,钢渣吸附处理阴、阳离子染料的效果,与染料在钢渣表面的结合方式密切相关,结晶体的形成有利于染料分子的吸附.     

有机改性膨润土吸附模拟染料废水的工艺条件

为提高天然膨润土的吸附性能,以十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）为改性剂,制备有机阳离子改性膨润土,并通过吸附实验分析有机改性剂用量、吸附时间、改性膨润土投加量、废水pH及初始质量浓度对模拟染料废水脱色率的影响。结果表明：有机改性剂质量分数为20%,有机改性膨润土投加量为1.0 g/L,振荡时间为30 min,废水pH为6.0,初始质量浓度为40 mg/L时,有机改性膨润土对模拟染料废水的处理效果最佳,脱色率可达到95.66%。该研究为新型改性膨润土处理染料废水提供了技术参考。     

微波对吸附氨氮饱和沸石的再生

以吸附氨氮饱和的斜发沸石为研究对象,分别采用单独微波辐射及微波辅助溶剂法对其进行再生研究.研究发现,单独微波辐射再生效果较差,功率462 W,微波辐射12min,饱和沸石再次去除率为32.31%,再生率仅为44.88%;添加NaCl和NaOH混合液可以大大增强饱和沸石的再生效果,在NaCl和NaOH混合液浓度均为0.01mol/L,固液比1∶50,功率700W,微波辐射4min时,最佳去除率为71.92%,再生率接近100%.通过FTIR,SEM,EDS等测试手段对改性、吸附、再生前后的沸石分析发现,沸石在改性、吸附、再生过程中主要发生的是不同阳离子间交换过程.微波辐射加速了NH4+与Na+交换过程且加深了离子交换平衡程度,因此微波辅助溶剂法具有再生迅速、完全,多次再生效果基本不衰减的优点.     

负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO_4/FeCl_3和FeCl_3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L~(-1)、温度为30℃、振荡速率为150 r·min~(-1)、生物炭投加量为4 g·L~(-1)、吸附时间为48 h的条件下,FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

亚甲基蓝在柠檬酸酯化改性麦杆上吸附的动力学和热力学行为

本研究探索了阳离子染料吸附于柠檬酸酯化改性麦杆（EWS）上的动力学和热力学行为,选择了阳离子染料亚甲基蓝（MB）作为吸附剂。采用静态批次实验改变不同实验因素（温度、pH值、吸附剂量、吸着物浓度、吸附时间）来测定染料吸附的动力学和热力学参数。亚甲基蓝在pH≥4时达到最大吸附值,对于浓度为250mg／l的染料溶液,EWS用量≥2．0g／1能几乎完全去除。对于浓度在50—350mg/l的染料溶液,2．0g／l以上的EWS能够去除95％以上的亚甲基蓝。实验数据符合Langmuir吸附等温线模型,准二级动力学方程能描述其吸附过程。粒子内扩散的二重线性表明在染料吸附过程中有两个粒子内扩散步骤,热力学研究表明染料吸附行为是自发且吸热的,高温有利于吸附。     

表面活性剂对煤层气压裂伤害研究

 为评价压裂液中表面活性剂对煤层气压裂过程的影响,利用煤岩样品针对阳离子、非离子、阴离子表面活性剂和表面活性剂复配体系,开展膨胀性、润湿性、吸附性能、表面张力、煤岩伤害和煤层气吸附解吸附物理模拟实验。将不同表面活性剂和复配体系的煤岩膨胀高度、接触角、煤粉中吸附形态和吸附量、措施前后表面张力和煤岩渗透率、吸附和解吸附曲线进行对比分析,进而优选表面活性剂体系。研究结果表明：水和表面活性剂溶液对所选煤岩膨胀性影响不大;阳离子可以增加憎水性,非离子保持煤岩水润湿性,阴离子会增加煤岩水润性;非离子表面活性剂有利于扩大煤岩孔隙进而提高煤层气的解吸附作用;双子表面活性剂（GM）为点状吸附,烷基酚聚氧乙烯醚（OP）为平铺吸附,十八烷基三甲基氯化铵（1831）为连体状吸附;双子-烷基酚聚氧乙烯醚（GMOP-4）复配体系措施前后表面张力较低,大幅度降低了GM 的吸附量且对煤层气解吸附过程具有促进作用;GMOP-4 复配体系实现了阳离子表面活性剂在煤层气压裂措施中低成本、高性能的应用。     

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。     

浒苔生物炭对水中萘的吸附作用

 近年浒苔的爆发式生长给中国一些沿海城市海滨环境和景观造成很大影响,而妥善处置清理后的浒苔至关重要。本研究将浒苔在不同温度下碳化制备成生物炭,用于吸附处理水中的萘。结果发现,浒苔生物质及150℃碳化的浒苔生物炭对萘的吸附以弱的分配作用为主,吸附等温曲线为线性;250、350℃碳化后,吸附能力显著增强,表面吸附和分配作用均有贡献;随着碳化温度进一步升高,吸附能力明显减弱,500℃碳化后吸附作用仅由表面吸附贡献;而700℃碳化时,浒苔中的碳质几乎被完全氧化分解,仅残留部分矿物组分,对萘几乎没有吸附能力。     

功能化生物炭吸附水中无机污染物的研究进展

生物炭作为一种多孔材料可用于污染水体修复,但生物质直接制备的原始生物炭通常吸附能力有限且回收再利用和固液分离困难。以原始生物炭为基础,通过各种改性技术制得的功能化生物炭在水处理领域表现出巨大的应用潜力。归纳和分析了近年来功能化生物炭对水体无机物污染物的吸附研究,总结了吸附水体无机污染物的功能化生物炭的制备方法、吸附性能、机制和影响因素。在此基础上,从实际应用、经济和技术可行性等方面提出了今后研究的重点。     

十八烷基三甲基氯化铵/双十八烷基二甲基氯化铵修饰ATP的制备及其吸附重金属的性能

使用12 mol/L的盐酸对天然凹凸棒石晶体（ATP）进行粗提处理，再用十八烷基三甲基氯化铵（DOTAC）和双十八烷基二甲基氯化铵（DODMAC）分别对ATP进行接枝改性，得到十八烷基三甲基氯化铵改性凹土（1831-ATP）和双十八烷基二甲基氯化铵改性凹土（D1821-ATP）。通过红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和比表面积（BET）等表征手段对改性前后凹土的晶体结构变化进行分析比较，并利用扫描电镜（SEM）观察了ATP、1831-ATP和D1821-ATP的形貌变化。对比研究了ATP、1831-ATP和D1821-ATP对常见重金属Pb²⁺的吸附性能，吸附实验结果表明：吸附平衡时间为4 h；在pH 9时，Pb²⁺在ATP、1831-ATP和D1821-ATP上的吸附量达到最高，去除率均达到99%以上，去除效果好。动力学和热力学模型拟合结果表明，吸附数据符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附方程。     

混合表面活性剂在硝酸铵饱和溶液中的物化性质

该文测定并比较了阴离子表面活性剂（Ｃ１２Ｈ２５ＳＯ４Ｎａ）与阳离子表面活性剂（Ｃ１８Ｈ３７ＮＨ＋３ＣＨ３ＣＯＯ－）混合体系在硝酸铵饱和溶液中的一系列物理化学性质;计算了混合表面活性剂在硝酸铵饱和溶液中的饱和吸附量以及分子间作用参数。结果表明,混合表面活性剂在硝酸铵饱和溶液中的稳定性、表面活性、起泡性及饱和吸附量,均优于其组成的单一表面活性剂体系;理论计算表明,等摩尔混合表面活性剂分子间作用参数的绝对值大于非等摩尔体系;同时讨论了阴、阳离子表面活性剂之间的相互作用机理     

羊毛的变性及变性羊毛阳离子染料染色

羊毛经阴离子型活性变性剂处理后，纤维侧基上被引入阴离子型基因，具有和腈纶纤维类似的结构。因而，变性羊毛能够用阳离子染料染色。增大变性剂的分子量、共轭双键数及相对疏水性，变性羊毛用阳离子染料染色时上染速率和上染率均可显著地增大，染色牢度也大为改善，但对酸性染料产生防染作用。从变性羊毛的红外吸收光谱图上可看到，在波数为１１５０～１２６０ｃｍ－１、１０１０～１０８０ｃｍ－１和６００—７００ｃｍ－１处均出现磺酸基的特征吸收峰。变性剂和羊毛间形成共价结合成为纤维侧基的一部分。变性羊毛表面的电性能有较大变化，但其物理机械性能如减溶解度、弹性、断裂强度等基本不受影响。     

生物质吸附剂对硝酸盐氮的吸附及再生

近年来硝酸盐氮污染逐渐成为国内外学者所关注的重要的水污染问题。为了去除水中的硝酸盐氮,采用化学方法对锯末进行改性,得到一种经济高效的生物质吸附剂。对该吸附剂进行了扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）和Zeta电位（Zeta）表征,探讨了吸附剂添加量、时间、pH和硝酸盐氮初始浓度对硝酸盐氮去除效果的影响,并对吸附剂的再生效果进行了研究。结果表明：当吸附剂添加量为10 g/L、吸附时间为20 min、pH为7、硝酸盐氮初始浓度为20~60 mg/L时,改性锯末对硝酸盐氮的去除率稳定在96±0.2%,再生后的改性锯末对硝酸盐氮的去除率仍能达到95%。吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。可见改性锯末对废水中的硝酸盐氮有很好的去除能力。