类水滑石与常规吸附剂中高温脱除HCl实验研究

为获得中高温条件下高效脱除烟气中HCl的吸附剂,对自制类水滑石吸附剂HTL与常用的吸附剂CaO,NaHCO3在不同温度(300~700℃)、不同HCl初始浓度(750~1 500 mg/m3)以及不同反应时间条件下对HCl的脱除特性进行了比较研究.结果表明:随HCl初始浓度的升高、反应时间的延长,CaO,NaHCO3的脱除效率都呈下降趋势;随温度升高,CaO对HCl的脱除效率一直呈下降趋势,而NaHCO3对HCl的脱除效率先下降,在550℃后又呈现上升趋势,并且在温度高于600℃时NaHCO3,CaO均出现了结块和熔融现象;而以上各条件对HTL的影响不大,其脱除效率一直高于95%.     

灭活面包酵母菌对水溶液中镉离子的吸附特性

以灭活面包酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)作为生物吸附剂,研究了初始液相pH值、吸附剂质量浓度ρa、Cd~(2+)初始质量浓度ρ0等因素对面包酵母菌吸附Cd~(2+)过程的影响,并进行吸附动力学、等温吸附和SEM/EDS分析.结果表明,较佳吸附条件:pH=4.5~7.0,ρa=4.0~6.0g/L,ρ0=112.4~224.8mg/L.吸附动力学分析表明面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附是一个快速反应的过程,吸附过程可用准二级动力学模型来描述.等温吸附结果较好地符合Langmuir和Freundlich吸附模型.SEM/EDS分析发现,大量的Cd~(2+)被吸附在细胞表面,这说明灭活面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附效果较好.     

含钛高炉渣吸附水中磷的实验

以含钛高炉渣为主要原料,研究了吸附剂的粒径大小、投加量、溶液pH值、溶液的初始浓度及吸附时间对吸附除磷效果的影响.实验结果表明,在本实验条件下,细高炉渣对磷酸盐的去除率在炉渣粒径大于10μm时,随粒径减小而增大,随高炉渣用量、pH值、反应时间的增加而增加,随磷酸盐的初始浓度的增加而减少.吸附磷的反应进行得很迅速,20~30 min基本可达到吸附饱和.对比吸附前后含钛高炉渣的XRD图和扫描电镜照片,可以看出,吸附反应后,在高炉渣的表面有大量结晶物出现,成块状和片状附着在粉末的表面,部分区域出现了多层附着现象.     

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。     

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5mg/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。     

滤料负载飞灰-CaO吸附剂脱除Hg~0的试验研究

在固定床试验系统上,进行了自制不同质量掺混比的飞灰-CaO吸附剂对燃煤烟气中Hg0的脱除试验,确定了飞灰和CaO的质量掺混比为2∶1时飞灰-CaO吸附剂对Hg0的脱除效率最佳,最大脱除效率达34%.在此基础上制备纤维滤料负载飞灰-CaO吸附剂,并对燃煤烟气中Hg0的脱除进行试验,研究飞灰-CaO吸附剂粒径、吸附反应温度、入口Hg0浓度和HCl气氛因素对Hg0脱除效率的影响.结果表明:飞灰-CaO吸附剂粒径为43～75μm时,Hg0脱除效率较高;吸附反应温度越高,Hg0脱除效率越低;入口Hg0浓度的提高并不一定提高Hg0脱除效率;烟气中加入HCl气体后,Hg0的脱除效率有明显的上升,且Hg0的脱除效率随HCl含量的增加而提高.     

活性炭吸附放射性废水中U(Ⅵ)的特性研究

该文研究了活性炭对放射性废水中铀的吸附特性,所研究的影响因素包括接触时间、溶液的pH值pHa、铀的初始浓度和实验温度。利用能谱扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和红外光谱(FTIR)对活性炭的表面物化性质和表面功能团进行了表征。结果表明,活性炭表面存在羟基官能团并对吸附起重要作用;吸附反应在30min内可以达到平衡;pHa在3~9对吸附影响较大,在3pHa5时吸附容量和吸附率增大,在5pHa7时吸附容量和吸附率减小,在7pHa9时吸附容量和吸附率上升较快;U(Ⅵ)在活性炭上的吸附反应符合Tempkin、Slip和D-R等温模型及准一级动力学方程;吸附反应是自发放热熵增过程。饱和吸附容量为62.50mg·g-1,吸附率最大为99.23%。     

隔膜电沉积法制备片状氢氧化镁及其影响因素

以氯化镁为原料,采用隔膜电沉积法制备了片状氢氧化镁.考察了氯化镁浓度、反应温度、电流密度对氢氧化镁形貌及颗粒粒径的影响.采用SEM和激光粒度分布仪对产物氢氧化镁的形貌和颗粒粒径大小进行了表征.结果表明,该法获得的产物沉降快且易分离;电解质浓度增加,片状形貌更大且更厚,颗粒粒径变大;反应温度升高,导致片状形貌缺陷增大,团聚更严重,颗粒粒径先减小后增大;电流密度增强,造成片状特性变差,最终出现枝状形貌,颗粒粒径减小.对样品进行BET检测,发现合成样品中比表面积最大可达82.36 m2/g,对甲基紫的吸附量可达1 256 mg/g.     

粒度对吸附影响的量子化学研究

以CO在纳米金刚石表面的吸附为体系,以球形原子簇模拟球形纳米颗粒,用量子化学方法(AM1)研究了吸附剂粒度对吸附影响的规律。结果表明:纳米金刚石的粒径对CO在其表面的吸附影响很大;吸附能的绝对值随粒径的增大而减小,且随着粒径的增大吸附能绝对值减小的趋势逐渐趋于平缓,当粒径很大时,吸附能的绝对值趋于零;吸附能绝对值的对数与粒径成线形关系。这些结论与热力学分析和实验结果相一致,进而说明用量子化学方法来预测和分析纳米粒子的吸附是可行的。     

石灰岩吸附痕量钼的试验研究

从钼酸铵示踪剂的吸附与解吸对岩溶区示踪曲线的影响出发,进行了不同粒径石灰岩颗粒对痕量钼酸铵吸附特性的试验研究.结果表明:在痕量钼酸铵浓度下,石灰岩吸附痕量钼服从非线性规律,且可用Freundlich等温吸附方程描述;粒径小于2.0mm时,非线性指数n值变化甚微,但粒径大于2.0mm时,n值明显减小,粒径2.0mm是n值明显变化的分界点.反映吸附能力强弱的吸附参数K值随粒径的增大而减小,当粒径大于2.0mm时,吸附能力明显减小,而粒径小于0.5mm时,吸附能力则明显增大.     

功能化水葫芦生物吸附剂的制备及其对铀的吸附机理

采用氢氧化钠预处理—柠檬酸热改性的两阶段处理方法,对水葫芦(water hyacinth,WH)通过酯化反应引入外来羧基,制备成一种新型的功能化水葫芦生物吸附剂(modified water hyacinth,MWH)。利用批次静态吸附实验,研究了pH、铀初始质量浓度、WH/MWH投加量、吸附时间等因素对WH/MWH吸附铀的影响,通过SEM、EDS、FTIR表征手段以及吸附动力学,研究了WH/MWH吸附含铀废水的机理。结果表明:当含铀废水溶液初始质量浓度为1 mg/L、溶液pH=7、WH/MWH的投加量为0.2 g/L、吸附时间4 h时即达到吸附平衡,最大吸附容量为4.06 mg/g,较WH而言,MWH对铀的吸附率提高了34.03%,吸附容量提高了1.7 mg/g。MWH吸附铀的过程更符合准二级动力学模型,说明MWH吸附含铀废水主要是以化学吸附为主,同时伴随表面吸附以及离子交换作用。     

木屑与PVC混烧中HCl排放特性的实验研究

在管式炉实验平台上研究O_2/CO_2气氛下反应温度、吸收剂种类、气氛、钙氯比以及燃料混合比等因素对木屑与PVC混烧过程中脱氯效率的影响,结果表明:随温度的升高,脱氯效率先增大后减小,在700℃时获得最高的脱氯效率(71. 4%);添加剂比例及种类也会对脱氯产生一定的影响,改性CaCO_3的孔隙结构更加丰富,比表面积相对增大,在高温下具有较高的脱氯率;随着混合物中木屑比例的上升,脱氯率有所增大; O_2/CO_2气氛下的脱氯率大于O_2/N_2气氛下的脱氯率.对吸附剂和燃烧产物进行的BET和SEM/EDS分析表明:产物颗粒表面覆盖着一层致密的CaCl2,阻止了HCl穿透颗粒表面进入脱氯剂内部的充分反应,使脱氯效率降低.     

不同颗粒粒径灰渣中磷和硫的分布

为了解循环流化床运行时不同颗粒粒径灰渣的固硫固磷效果,从20 t/h循环流化床锅炉排渣口和循环放灰口分别采集炉内灰渣。对不同颗粒粒径灰渣进行XRF,XRD,SEM和EDS元素分析及物相表征。研究结果表明:循环流化床内,随颗粒粒径的减小,单位质量CaO对SO2的固定量逐渐增加。颗粒较大的CaO颗粒,流化程度低,长时间处于高温缺氧的密相床层区,导致CaO对SO2固定量的降低。颗粒较小的CaO颗粒,固硫反应的活化能较低,因此,单位质量CaO的固硫量较大,但受除尘器除尘效率的影响,其在炉内煤灰中的质量比例较低,固硫总量有限。CaO对P2O5的固定量同颗粒尺度无关,温度越高,二者接触越充分,CaO的固磷量越大。     

Nano-HCO吸附剂的制备及其除As(Ⅲ)性能

采用溶胶沉淀结合超声分散处理的方法,制备平均粒径为70 nm,比表面积为212 m2.g-1的纳米级水合氧化铈(Nano-HCO)吸附剂.在pH值为4~10,初始As(Ⅲ)质量浓度为10 mg.L-1,吸附剂投加量为1.0 g.L-1的反应条件下,可在2 h内将溶液中As(Ⅲ)质量浓度降低到0.01 mg.L-1以下.Nano-HCO吸附剂对砷的吸附等温线服从Langmuir方程,对应不同pH值,其对As(Ⅲ)的吸附容量较未经超声分散处理的水合氧化铈提高29%~141%,且水温的升高有助于增加As(Ⅲ)的吸附程度.     

水锰矿吸附法去除水中Cr（Ⅲ）的研究

以合成的水锰矿(γ-MnOOH)为吸附剂,研究了pH、吸附时间、投加量和质量浓度对Cr(Ⅲ)吸附去除效果的影响,并测定了吸附等温线.结果表明:吸附率-pH曲线呈"S"形,当Cr(Ⅲ)初始质量浓度为10 mg/L时,发生吸附突跃的pH范围为3.3～6.5,pH>6.5时容易出现Cr(OH)3沉淀;反应4 h时达到吸附平衡;吸附去除率随吸附剂投加量的增加而提高;吸附等温线符合Langmuir方程,在25 ℃、吸附体系pH=5.0、ρ(吸附剂)为1 g/L的条件下,γ-MnOOH对Cr(Ⅲ)的饱和吸附量为34.01 mg/g.     

氧化石墨烯/膨润土复合材料对废水中铀(Ⅵ)的吸附试验研究

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p H、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p H为6、GO/Bent投加量为0.2 g/L、U(VI)的初始浓度为10 mg/L时、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。     

新型镧基复合树脂对水中铅离子深度净化研究

通过原位沉淀方法将羟基氧化镧固载到大孔阳离子交换树脂上,制备了纳米复合吸附剂(记作LaPS),该复合吸附剂成功解决了无机纳米颗粒流体系统应用过程中分离技术难题,并依托载体功能基富集效应极大增加了无机纳米颗粒的吸附性能。试验结果表明:复合树脂La-PS在p H值为5~6时对铅的吸附性能最佳,当水中含有大量共存离子时,复合树脂对Pb(II)的吸附选择性远优于其母体材料D001。柱吸附研究表明:经过La-PS处理后,水中的Pb(II)浓度可由5 mg/L降低至1.0 mg/L以下,吸附后的复合材料可以通过HCl+Na Cl高效再生。     

零价纳米铁对水中Cr(VI)的吸附动力学研究

 为开发新型环境材料,改进治理技术以控制或修复污染水体中Cr(Ⅵ),采用NaBH₄还原Fe³⁺制备纳米级零价铁(NZVI).X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)测试表明,制备的纳米铁颗粒纯度高、粒径小、粒度均匀.以Cr(VI)为研究对象,批试验考查了溶液初始浓度、NZVI投加量、温度等条件对去除效果的影响,研究了NZVI对Cr(VI)的吸附动力学.结果表明,室温、pH值为6-7时,NZVI加入量为0.15g/L,水体中Cr(VI)浓度为30.0mg/L时,Cr(VI)最大吸附量为198.02mg/g,Cr(VI)在NZVI上的吸附符合准二级动力学方程.实验结果显示,纳米零价铁能快速去除水体中Cr(VI);溶液初始浓度、NZVI投加量等是影响Cr(VI)脱除的主要因素,Cr(VI)去除率随反应温度和NZVI投加量升高而升高,随初始浓度升高而降低.实验表明,该纳米铁在废水除铬领域具有较好的应用前景.     

好氧颗粒污泥吸附孔雀绿研究

以蔗糖为碳源,在序批式间歇反应器中培养出沉降性能良好的黑色好氧颗粒污泥.以其作为吸附剂,研究颗粒污泥对染料孔雀绿的吸附作用.结果表明,Langmu ir吸附等温模型能较好地对吸附数据进行拟合,揭示好氧颗粒污泥对孔雀绿的吸附为颗粒污泥表面的单分子层吸附,最大吸附量为52.63 mg.gSS-1,且在pH为6时,吸附效果较好.准二级动力学模型能很好地拟合孔雀绿的吸附动力学过程.颗粒污泥对孔雀绿的平衡吸附量随污泥浓度的升高而减小.研究表明,好氧颗粒污泥可作为经济、有效的生物吸附剂用于染料废水的处理.     

氯化镁盐改性煤渣的制备和吸附F~-研究

为了回收再利用工业废弃物煤渣,本文利用负载法制备了氯化镁改性的煤渣除氟吸附剂(MgMC),通过扫描电镜(SEM)和粉末X射线衍射(PXRD)对其结构进行了表征,考察了吸附剂投加量和溶液pH对Mg MC吸附F~-性能的影响.与未改性煤渣和氯化钙改性煤渣除氟吸附剂(CaMC)相比,Mg MC对F~-有更好的去除效果.研究结构表明,当选择F~-溶液的初始浓度为30 mg·L~(-1)和吸附剂投加量为30 g·L~(-1)时,在pH=2~11的范围内Mg MC吸附F~-的效率均达到90%以上.在最佳条件下,当F~-的浓度较低时,F~-出水浓度达到了国家饮用水标准;当F~-的浓度较高时,F~-出水浓度达到了国家废水排放的标准.在不同浓度下,MgMC对F~-的吸附过程可以用表观二级动力学模型和Langmuir吸附等温方程来描述,在303 K时MgMC的吸附量达到最大值63.694 mg·g~(-1).