有机改性凹凸棒土吸附微污染水中苯酚的试验研究

研究了用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)改性凹凸棒土对微污染水中苯酚的吸附性能、影响因素及其再生后吸附效果.结果表明:PDMDAAC改性凹凸棒土对微污染水中苯酚具有较强的吸附能力,在pH=6~8、苯酚浓度为10 mg/L、投加量为40 g/L、吸附时间40 min的条件下,吸附去除率达89%;改性后的凹凸棒土可用碱进行再生,再生后对苯酚的吸附能力没有明显下降;改性凹凸棒土的静态吸附行为符合Freundlich吸附等温方程.     

功能化玉米芯生物炭对水中磺胺甲恶唑的去除

采用玉米芯制备的生物炭对磺胺甲恶唑(SMZ)的吸附能力进行了研究.玉米芯经过预处理、活化、裂解及功能化处理,成功制备了功能化生物炭材料.采用SEM、FTIR、XRD技术对生物炭的形貌和理化性质进行了表征.吸附实验表明,利用磷酸活化、硝酸功能化的生物炭(PNBC)吸附效果最佳,其最大吸附量达162.08 mg/g,动力学...     

铁氧化物改性凹凸棒土吸附Sb(V)的性能研究

以凹凸棒土为原料,制备新型铁氧化物改性凹凸棒土除锑吸附剂。探讨吸附时间、p H值、竞争离子及离子强度对吸附Sb(V)性能的影响,并对其等温吸附特征和动力学进行研究。实验结果表明:当p H=6.8,投加吸附剂的量为1 g/L时,Sb(V)在铁氧化物改性凹凸棒土上的吸附平衡时间为12 h。p H显著影响铁氧化物改性凹凸棒土对Sb(V)的吸附,吸附量随着p H的增加而降低,增加离子强度对Sb(V)的吸附有一定的促进作用。铁氧化物改性凹凸棒土对Sb(V)吸附较好符合Langmuir、Freundlich等温吸附模型和准二级动力学方程,最大吸附量可达31.79 mg/g。吸附机制主要是羟基铁的内层表面络合吸附。     

不同改性凹凸棒土填料吸附除磷效果比较研究

以研制高效吸附除磷填料为目的,以凹凸棒土为试验对象,比较了不同改性条件制备的改性凹凸棒土吸附除磷效果.结果表明:热改性、酸改性、碱改性、盐改性和稀土元素改性均能提高凹凸棒土除磷效果,镧改性凹凸棒土的除磷效果相对最优;优化后的热-镧复合改性凹凸棒土填料的烧结温度为500—600℃,烧结时间为3—4h,凹凸棒土、核桃砂颗粒、硅酸钠、氯化镧配比为5∶2∶2∶1,填料粒径大小为10—12mm;通过Langmuir方程拟合其最大磷吸附量为1.733mg·g~(-1),实际测得最大磷吸附量为2.316mg·g~(-1).     

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。     

响应面法优化污泥生物炭制备工艺

市政污泥富含有机质,以其为原料制备污泥生物炭,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)与H3PO4复合活化剂对污泥生物炭进行改性,采样响应面方法优化的污泥生物炭改性条件为:污泥生物炭10.00 g、质量分数为40%的H_3PO_440.0 m L、CTMAB质量为0.35 g、浸渍温度为50℃。用该条件下改性的污泥生物炭测定其碘吸附值,碘吸附值从改性前的88.52 mg/g增加到改性后的443.08 mg/g,吸附性能优越。     

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。     

热改性砂对水中磷的吸附研究

通过小试振荡实验,研究了经573℃热改性的颗粒状石英砂(热改性砂)对水中低浓度磷的吸附效果.对原砂和热改性砂的XRD图谱分析,验证了石英砂的同质异晶转变.研究结果表明,实验时段内热改性砂对水中低浓度磷(1mg/L)的去除率达到99%,磷吸附动力学和等温吸附实验结果可分别由准二级反应动力学模型和Langmuir吸附等温线非线性模拟,相关系数R2均大于0.95.25℃时,热改性砂最大吸附容量(qm)为0.71 mg/g(磷/吸附剂),D-R吸附模型计算的吸附平均自由能E=7.21kJ/mol,物理吸附为优势吸附行为.热改性颗粒状石英砂吸附除磷实现了不引入二次污染的除磷过程,拓宽了颗粒状石英砂在水处理中的应用,为再生水中磷的去除提供了理论支持.     

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。     

磷酸改性玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝的吸附研究

对磷酸改性玉米芯制备的吸附剂吸附水中亚甲基蓝进行了研究,考察了其吸附特性及影响吸附的因素,探讨了吸附过程的热力学和动力学.结果表明:磷酸改性后玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝的吸附能力明显增强.亚甲基蓝浓度100mg/L,改性吸附剂投加量0.05g,温度25℃,pH 6.0,吸附时间60min时,对亚甲基蓝的吸附量为99.06mg/g.吸附等温线可很好地用Langmuir方程式拟合,吸附热力学参数ΔG0小于0,而ΔH0、ΔS0大于0,吸附使体系的有序性降低;吸附过程符合伪二级动力学,吸附很可能是分子计量置换机制.     

锆柱撑膨润土对水中磷的吸附和再生性能研究

以膨润土为原料,采用浸渍法制备羟基锆改性膨润土,并用于水中磷的吸附。考察了锆/膨润土(Zr/R-B)摩尔质量比为0.2 mmol/g,0.4 mmol/g,0.6 mmol/g,0.8 mmol/g,1.0 mmol/g,1.2 mmol/g时磷的吸附性能,研究了吸附时间、初始浓度和pH等因素对羟基锆改性膨润土吸附磷的影响,并对吸附机理进行分析。结果表明:改性后膨润土磷吸附性能显著提高,Zr/R-B为0.8 mmol/g时磷吸附效果较好。吸附动力学可用拟二级动力学方程描述,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附为化学吸附,且温度为293 K条件下,理论最大吸附量为13.3 mg/g。pH的升高不利于磷的吸附。0.1 mol/L NaOH条件下,经过5次循环再生,羟基锆改性膨润土对磷的吸附量降低18.6%。SEM-EDS、pH和XPS分析表明,磷的吸附机理主要为配体交换。     

广玉兰叶生物炭负载Mg氧化物复合吸附剂的制备及其对含磷溶液的吸附性能

利用固体废弃物广玉兰树叶,经过低温慢速热解制备成生物炭,并通过MgCl2改性得到改性生物炭(MBC).通过扫描电子显微镜(SEM)、X-射线能量色散谱仪(EDS)、X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X-射线光电子能谱(XPS)等,对改性广玉兰叶生物炭进行了表征.研究结果表明:MgO负载到生物炭表面,MBC对磷的吸附符合弗罗因德得希等温吸附模型及准二级动力学模型.理论上最大吸附量可达37.5 mg·L-1.MBC对磷的吸附机理主要包括配体交换、静电相互作用和沉淀.     

玉米芯基生物炭的制备及其吸附性能

采用农业废弃物玉米芯作为原材料,通过生物碳化(HTC)的方法在不同温度下制备低成本、高性能吸附剂用生物炭.该生物炭具有介孔结构,表面含有丰富的含氧官能团,如—OH,C==O,C—O等,其种类及密度受水热温度的影响.以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,进一步研究了生物炭的吸附性能.吸附动力学研究表明符合拟二级动力学模型吸附行为,且225 ℃水热条件下得到的生物炭具有最大吸附量(41.37 mg/g)和最高吸附速率.等温吸附平衡数据与Langmuir等温模型吻合较好,表明生物炭对MB的吸附是单层吸附;生物炭表面含氧官能团与MB分子相互作用有助于吸附过程.     

污泥基磁性生物炭及其对水体中铜离子的吸附性能

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,热解制备生物炭基质,经Fe²⁺/Fe³⁺改性加载纳米级铁氧化物颗粒,得到新型磁性生物炭材料(MBC),用于水体中重金属离子吸附.利用VSM,SEM-EDS,XRD,FTIR等综合分析磁性生物炭材料的物理化学特性,结果表明:生物炭基质表面加载磁性γ-Fe₂O₃颗粒,分布均匀,其饱和磁化强度达13.53Am²/kg.磁性生物炭投加量1.25g/L、吸附时间24h、水体pH为5.0时,Cu²⁺吸附量为67.68mg/g,较生物炭基质吸附量增加60.08%.磁性生物炭吸附过程符合Langmuir吸附等温线、准二级吸附动力学模型.污泥基磁性生物炭吸附效果显著,兼具便于从水体中分离的优势,可实现“以废治废”的环保目标.     

Al2O3／Art复合材料的制备及其吸附性能研究

以凹凸棒土（Att）为基体，通过原位溶胶．凝胶浸渍的方法，制备Al2O3包覆改性凹凸棒土的凹凸棒土复合材料（产物标记为Al2O3／Att）。采用XRD、BET、SEM等分析手段对A12O3／Att的形貌进行了表征。研究表明：产物的包覆效果好、比表面大；以直接大红4B溶液为模拟废水，考察了凹凸棒土改性前后吸附性能；对凹凸棒土表面进行包覆改性，有效地改善凹凸棒土对直接大红4B吸附效果，吸附20min后，对90mg／L直接大红4B的脱色率达90％。     

污泥基生物炭对重金属的吸附作用

为研究市政污泥基生物炭对重金属的吸附性能,进而作为吸附材料应用于污染修复中,在900℃下无氧热解制备生物炭,利用静态平衡法测定生物炭对重金属Pb、Zn、Cu、Cd的吸附效果。结果表明:污泥基生物炭具有良好的吸附性能,吸附容量比市售活性炭高一个数量级,对Pb、Zn、Cu、Cd的最大吸附量实测值分别为(104.15±1.60)mg/g、(36.05±0.87)mg/g、(41.30±1.38)mg/g和(37.17±2.59)mg/g。污泥基生物炭具有很强的pH缓冲能力,平衡后溶液pH值大幅提高约2~3,溶液可由酸性变为近中性甚至碱性。平衡过程中,污泥基生物炭可释放大量的Ca2+离子,释放量与重金属离子初始质量浓度正相关,在0.2%污泥基生物炭投加、重金属质量浓度250mg/L以内时,Ca2+离子质量浓度为32.07~72.86mg/L。污泥基生物炭具有很强的重金属吸附能力,主要吸附机理为表面沉淀和离子交换。     

黄原酸化改性凹凸棒土对Cu2+的吸附性能

为研究改性凹凸棒土对Cu²⁺的吸附性能，采用湿法黄原酸化改性凹凸棒原土(N-ATP),首次制备了黄原酸化的凹凸棒土(X-ATP),考察得到了X-ATP对Cu²⁺吸附去除的最佳条件：在室温环境下，对含有Cu²⁺浓度100 mg/L的溶液添加X-ATP浓度2.0 g/L,控制pH条件为5.5～6.5,振荡吸附时间30 min后，最高去除率可达99.85%,Cu²⁺残余浓度0.150 0 mg/L,远低于国家电子工业水污染物排放标准和无机化学工业污染物排放标准的直接排放限值0.500 0 mg/L。在分析探究X-ATP的吸附作用机理时发现X-ATP对Cu²⁺有吸附作用的同时伴随着离子交换沉淀及螯合沉淀。随后对X-ATP及其原料进行XRD、SEM和粒度分析等结构表征进一步佐证了其对Cu²⁺的良好吸附性能。     

氮掺杂玉米芯生物炭对水中四环素的吸附研究

以农业废弃物玉米芯为原料,在双氰胺和碳酸氢钠的共同作用下经热解、活化得到氮掺杂玉米芯生物炭(N-CBC).利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积分析(BET)和红外光谱(FTIR)等手段对生物炭掺杂前后的形貌、组成和结构进行了表征,并系统分析了N-CBC对水中四环素的吸附性能、吸附动力学和吸附热力学.结果表明,在玉米芯、碳酸氢钠和双氰胺的质量比为1∶2∶0.7,700℃热解3 h的条件下制备的N-CBC对四环素的吸附性能最优,N-CBC呈多孔纹理结构,比表面积高达1 670 m²/g,为有机污染物的吸附提供了大量的活性位点,同时,氮的掺杂利于形成π-π共轭结构,促进吸附过程的进行.吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学研究表明,N-CBC对四环素的吸附符合准二级动力学模型,且为自发的多分子层物理吸附.     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁对水中Cu(Ⅱ)的去除机理研究

针对纳米零价铁易团聚及表面形成钝化层的缺点,本文以凹凸棒土为载体、以硫代硫酸钠为硫化试剂,制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,并考察了复合材料对水中Cu(Ⅱ)的去除效果。由SEM可观察到,经过凹凸棒土负载及硫化改性后的纳米零价铁串珠状结构变短,且被分散为单个的球形颗粒;比表面积测定结果表明,S-nZVI@ATP复合材料的BET比表面积为46.04m~2/g,与纳米零价铁相比提高了约1.35倍;由TEM观察到,经硫化的纳米零价铁颗粒界面处包裹了一层FeS,粒径由57.6nm增至118.5nm。S-nZVI@ATP复合材料去除水中Cu(Ⅱ)的机理主要是硫化纳米铁界面处的Fe~0将Cu~(2+)还原为Cu~0以及FeS转化为溶度积更小的CuS,该过程符合Langmuir-Hinshelwood吸附/还原模型和Langmuir等温吸附模型。本实验条件下,复合材料对Cu(Ⅱ)的最大吸附-还原量可达9.25mmol/g(587.8mg/g)。     

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。