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。     

改性活性炭负载铁氧化物及其对Pb~(2+)的吸附特性

用过硫酸盐预处理活性炭,然后用化学沉淀法联合超声技术制备出磁性活性炭.该磁性活性炭具有比表面积高、官能团丰富和磁性能好等优点,其磁性活性炭比表面积为646.81 m~2/g,孔径为2.11 nm,孔容为0.33 m~2/g;官能团主要为羟基、羧基和酯基等;饱和磁化强度为10.07 emu/g,有利于吸附后的分离;剩余磁化强度为1.165 emu/g,具有一定的抗退磁能力.采用静态吸附实验的方法,比较了活性炭和制备的磁性活性炭在水溶液中对Pb~(2+)的吸附量,结果表明磁性活性炭对Pb~(2+)的饱和吸附量为68.925 mg/g,远超过活性炭对Pb~(2+)的吸附量(30.125 mg/g),显示出磁性活性炭对水溶液中Pb~(2+)优异的吸附性能.     

Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料制备及其吸附Pb~(2+)性能

采用蒸发酸纯化多壁碳纳米管(MWCNTs),共沉淀法制备Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料.通过傅里叶红外光谱(FTIR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)和磁性能检测(VSM)对合成的Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料组成、结构、形貌、性能等进行表征,并对溶液中的Pb~(2+)进行吸附研究.结果表明:Fe_3O_4纳米颗粒成功嫁接到多壁碳纳米管的表面;Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料具有超顺磁性,饱和磁化强度为50.10A·m~(-2)/kg,剩磁和矫顽力为0,可通过磁铁将Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料从溶液中分离出来;Fe_3O_4/MWCNTs磁性复合材料吸附溶液中的Pb~(2+),开始的15min内吸附量达到43.57mg/g,6h后吸附达到平衡,平衡吸附量为50.28mg/g.     

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.     

磷酸化木质素的合成及对铅离子的去除性能

针对碱木质素对水溶液中金属离子去除能力有限、难以直接作为重金属离子吸附剂的现状,对其进行磷酸化改性.采用红外光谱、颗粒电荷分析、扫描电镜、原子吸收光谱等方法研究改性木质素对Pb~(2+)的吸附性能及相关机理.结果表明:改性后的木质素表面粗糙多孔,比表面积由2.12 m~2/g增加至11.17 m~2/g,能快速吸附Pb~(2+)且性能明显优于原碱木质素,其主要是通过磷酸根、酚羟基、羧基等带负电荷官能团与Pb~(2+)的静电作用,以及分子中的H~+与Pb~(2+)的离子交换作用进行吸附;磷酸化木质素对Pb~(2+)的去除性能主要受投加量、Pb~(2+)初始质量浓度、pH值和温度的影响;随着木质素投加量和溶液pH值的增大,磷酸化木质素对Pb~(2+)的去除率升高,在30℃下对Pb~(2+)的去除率达92.36%.     

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.     

玉米酒糟对铅的吸附特征研究

采用玉米酒糟为吸附剂,以其添加量、溶液pH、Pb~(2+)初始浓度、反应时间、反应温度为影响因素,研究玉米酒糟对水中铅吸附特征及机制。结果表明,随玉米酒糟用量增加,吸附量下降;随Pb~(2+)初始浓度的增加、溶液pH的升高、吸附时间的延长以及温度的升高,玉米酒糟对铅的吸附量增加;动力学分析发现,伪二级动力学方程拟合的平衡吸附量(q_e=41.49 mg/g)与实际平衡吸附量(q_e=41.69 mg/g)较为接近;Langmuir等温吸附模型可较好地拟合玉米酒糟对Pb~(2+)的吸附;热力学计算参数结果显示△G0、△H0、△S0,表明玉米酒糟对铅的吸附为非自发吸热的熵增过程;玉米酒糟表面的羟基、羧基、羰基可通过表面官能团络合作用吸附Pb~(2+);玉米酒糟对铅的吸附机制包含物理吸附、络合作用、离子交换和静电吸附。     

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.     

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.     

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。     

玉米秸秆生物炭对重金属镉、铅的吸附性能

利用玉米秸秆制备生物炭,进行吸附重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)试验,分析生物炭吸附重金属的吸附量及吸附效率.试验结果表明:Cd~(2+)的最优吸附条件是pH为5,120 min吸附平衡.Pb~(2+)的最优吸附条件是pH为1,60 min吸附平衡;生物炭对养殖废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)具有较好的吸附效果,吸附去除率分别为85%和98%,生物炭对Pb~(2+)的吸附效果明显优于Cd~(2+);Cd~(2+)和Pb~(2+)在秸秆生物炭表面上的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型.     

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。     

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.     

生物炭对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

分别以玉米秸秆、牛粪为原料,在500oC氮气保护的无氧气氛下热解生成玉米秸秆生物炭(BC)和牛粪生物炭(DMBC),分别探讨两种生物炭对水溶液中4种二价重金属离子(Cu~(2+),Pb~(2+),Ni~(2+)和Cd~(2+))的单一吸附效果,并进行4种重金属在生物炭上的竞争吸附实验,探讨金属离子间在生物炭上的相互作用关系。结果显示,两种生物质原料具有不同的元素组成,BC具有较大的比表面积,DMBC的平均孔径更大。在单一吸附过程中,BC对金属的吸附动力学过程具有相似性,而DMBC对不同金属的吸附速率差异较大。4种重金属离子在生物炭上的等温吸附过程可以用Langmuir方程较好地拟合,吸附容量的顺序为:Pb~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+)Ni~(2+)。通过金属之间的竞争吸附实验,发现在生物炭上Pb~(2+)的竞争吸附能力最强,Cu~(2+)次之,而Ni~(2+)和Cd~(2+)竞争吸附能力较弱,其吸附过程容易受到其他二价金属离子的抑制。     

NH_2-SBA-15的制备及其对水中铅离子的吸附

以正硅酸乙酯为硅源,三嵌段聚合物P123为模板剂,采用一步合成法和后嫁接法制备氨基功能化SBA-15,通过X-ray衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和氮气吸附-脱附等手段对功能化前后的介孔材料进行表征,考察吸附时间和体系pH值等因素对Pb~(2+)吸附的影响.结果表明:NH2-SBA-15已成功制备,且对Pb2+吸附率能达到90%左右,NH_2-SBA-15对水中Pb~(2+)的最佳吸附时间为60min,最佳pH值为5.     

胞外聚合物(EPS)的检测及受金属离子胁迫作用 的研究进展

胞外聚合物(EPS)是细胞外由微生物分泌的一种三维空间的大分子聚合物,其在污水生物处理系统中具有重要的作用.胞外聚合物具有一定吸附性能,使其在污水净化、环境治理方面有一定优势,既能吸附有机混合物,又能吸附无机金属离子,有很好的解毒作用.生物膜中一些金属离子的存在会对胞外聚合物产生相关影响,如Cu~(2+)、 Pb~(2+)、 Ni~(2+)、Al~(3+)等.对于胞外聚合物的提取,有高速离心法、加热法、EDTA法、NaOH法、超声法、CER法等,不同提取方法会对胞外聚合物的组分产生较大的影响.文章从胞外聚合物的性能、金属离子对胞外聚合物的影响、胞外聚合物的提取方法以及变化特征等方面阐述EPS的研究进展.     

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℃。     

膨化改性稻壳对核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)离子的吸附特性

研究了新型吸附剂膨化改性稻壳对放射性废水中的核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)的吸附特性,考察了pH值、吸附剂用量、温度、时间和初始浓度等影响吸附的因素,分析了吸附过程中各种离子在溶液中的反应动力学、热力学参数及等温吸附规律。通过实验证明稻壳经膨化改性后对核素U~(6+)及重金属Cu~(2+),Pb~(2+)吸附效果明显,当pH值分别为3,5,5,吸附时间为40 min时,溶液中U~(6+),Cu~(2+),Pb~(2+)的去除率分别可达到89.10%,86.84%,96.58%;通过吸附理论拟合研究证明膨化改性稻壳对Cu~(2+),Pb~(2+)的吸附行为符合Langmuir单分子层吸附模型理论,对U~(6+)的吸附行为符合Freundlich等温多分子层吸附模型理论。     

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。     

新型氨基二硫代甲酸盐螯合树脂的合成及其吸附性能研究

用新型大孔球状聚氯乙烯为骨架的多乙烯多胺树脂与二硫化碳反应,合成了氨基二硫代甲酸盐螫合树脂,并研究了这类螫合树脂对Au~(3+)、Ag~+、Hg~(2+)、CU~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,此类螯合树脂对Au~(3+)、Ag~+,Hg~(2+)的吸附容量较高(Ag~+、Au~(3+)的吸附率分别达98.3％和98.9％),对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量较低。对贵金属具有较好的选择性,能分别从Au~(3+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的混合离子和Ag~+、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)的混合离子中定量地吸附Au~(3+),Ag~+,而不吸附其它离子,对Au~(3+)的动态吸附率达98.8％。