表面改性活性炭的制备及其去除污水中Cd~(2+)的试验研究

以花生壳生物质炭(PSB)为原料,采用KOH活化法制备了比表面积为461 m2·g-1的花生壳活性炭(K-PSB),利用氮气吸附脱附等温线、SEM等对样品进行了表征,并将孔隙结构发达的花生壳活性炭用于重金属Cd2+的吸附,考察反应时间、溶液p H值、花生壳活性炭的投加量等对Cd2+吸附的影响。结果表明:随着吸附时间的推移,Cd2+的吸附量逐渐增加直至达到平衡,当Cd2+浓度为50 mg·L-1,PH值等于6,投加量为1 g·L-1时,花生壳活性炭对Cd2+的吸附效果最佳;该吸附是一个吸热反应,随着温度的增加,吸附量逐渐增大。     

壳聚糖对Pb2+吸附性能研究

以壳聚糖为吸附剂,考察溶液pH值、Pb2+初始浓度等条件对壳聚糖吸附性能的影响,研究不同温度下壳聚糖对Pb2+的吸附等温线、热力学和动力学行为,并研究表观活化能.结果表明,当pH为5~6时,壳聚糖对Pb2+的吸附能力达到最大值;随着Pb2+初始浓度增加,平衡吸附量随之增加并达到最大值,此后基本不变;当温度在298~313 K变化时,平衡吸附量随Pb2+平衡浓度增大而增大,达到最大值后基本不变,吸附行为符合Langmuir方程;不同温度下的△G均小于零,且温度越高,△G越小,△H大于零,温度越高越有利于吸附;随着吸附时间延长,初始阶段吸附速率较快,此后逐渐下降,吸附动力学行为符合拟二级速率模型,吸附表观活化能为18.658 kJ/mol.     

Removal of Cd (Ⅱ) by Synthetic Nanocryptomelane from Sewage

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd (Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2 h;在Cd2+质量浓度为50 mg · L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6％.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

4A和13X分子筛去除水中重金属Cd~(2+)及其吸附性能研究

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察废水pH值和Cd2+初始浓度等对Cd2+去除率的影响,并研究了分子筛对Cd2+的吸附性能。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16g/L、废水pH值为5、Cd2+浓度为20mg/L时,Cd2+去除率达到95%以上;分子筛对Cd2+的去除机理以离子交换吸附为主,交换出来的Na+与分子筛吸附的Cd2+摩尔浓度比为2;在吸附热力学和动力学方面,4A和13X分子筛均符合Langmuir吸附等温模型和Lagergren二级速率方程,计算的饱和吸附容量Q0分别为150.15、163.67 mg/g,二级反应速率常数K2分别为2.45×10-3、3.96×10-4 g/(mg·s)。该吸附反应是一种单分子层反应速度较快的化学吸附过程。     

纳米碳羟基磷灰石对Cd2+的吸附

以人工合成的纳米碳羟基磷灰石(n-CHAP)吸附水溶液中的镉离子(Cd2+),考查pH值、反应时间及Cd2+初始浓度等因素对吸附效果的影响,并探讨吸附机理。结果表明:n-CHAP对Cd2+的吸附过程符合拟二级反应动力学方程;吸附类型符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为86.17 mg/g。     

聚多巴胺改性碳纳米管对Pb~(2+)的吸附性能

研究了聚多巴胺改性碳纳米管对水溶液中Pb2+离子的吸附性能,考察了初始pH和吸附时间对该吸附过程的影响.该过程的吸附动力学符合准二级动力学模型,通过Langmuir吸附等温式描述更为合适,属于单分子层吸附.同时,对聚多巴胺改性前后的碳纳米管吸附Pb2+的能力进行了对比研究.结果表明,多巴胺改性的碳纳米管对Pb2+的吸附性能优于原始碳纳米管,平衡吸附量可达34.0mg/g.     

白陶土对Pb(Ⅱ)吸附特性

采用间歇试验研究白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附特性,考虑了吸附剂用量、初始溶液pH、离子强度、反应时间、温度及铅初始浓度等因素的影响.间歇试验结果表明,吸附剂用量、pH、离子强度等因素对铅去除影响显著,温度对白陶土吸附能力影响相对较小.在20℃、pH0=5.5、初始浓度200 mg/L、吸附剂用量1g/L下,白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附量可达136.33mg/g.动力学试验结果表明,白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附为快速反应,10min时的吸附量为最大吸附量的80%,180min内即达到吸附平衡,伪二级动力学模型对白陶土吸附Pb(Ⅱ)的过程拟合较好.Langmuir模型可较好地预测白陶土对Pb(Ⅱ)的等温吸附.热力学试验结果表明,白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附为自发与吸热反应,升温有利于吸附反应的进行.白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附机制为离子交换、静电吸附与络合反应.     

MgCl2改性橘子皮对水溶液中镉镍的吸附性能

以橘子皮(OP)为原料通过MgCl2改性制备新型橘子皮吸附剂MgOP.考察溶液pH、固液比、温度、吸附时间和金属离子质量浓度对其从水溶液中吸附Cd2+和Ni2+的吸附性能的影响.采用扫描电镜及红外光谱仪对吸附剂进行表征.MgOP对2种金属离子的吸附率随pH和固液比的增大而增大;温度对吸附率的影响较小;吸附速度很快,能在20 min内达到吸附平衡.MgOP对Cd2+和Ni2+的吸附动力学均符合准二级动力学方程;MgOP对Cd2+和Ni2+的的Langmuir最大吸附量分别为125.47和44.58mg/g.     

改性柿子粉吸附剂对Cd2+的吸附性能

以柿子粉为基体,经丙酮和硫酸缩合改性处理制备柿子生物吸附剂,并对柿子生物吸附剂和原始柿子粉进行红外光谱分析,考察柿子生物吸附剂吸附Cd2+的影响因素如初始pH、温度、时间等,研究吸附动力学、等温吸附模型以及吸附剂的循环再生性能.研究结果表明:改性处理增加了对重金属离子有吸附作用的活性官能团数目并降低了柿子粉的水溶性;柿子生物吸附剂对Cd2+的吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述;吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程;改性柿子生物吸附剂对Cd2+的最大吸附量为82.78 mg/g.     

钝化剂铁粉对Cd(Ⅱ)的吸附特性

以铁粉为稳定化剂,通过吸附试验,系统分析了多种因素影响下Cd(Ⅱ)在铁粉中的吸附特性;利用吸附等温线、吸附动力学对铁粉吸附Cd(Ⅱ)进行研究,并通过反应前后SEM电镜图和XRD衍射谱图分析吸附反应机理.试验结果表明:铁粉对Cd(Ⅱ)的单位吸附量随初始溶液质量浓度和反应时间的增加呈上升趋势,随铁粉掺量的增加呈下降趋势;初始溶液酸碱度对铁粉吸附Cd(Ⅱ)影响并不大;在Cd(Ⅱ)初始质量浓度为100 mg·L~(-1),铁粉掺量为20 g·L~(-1),反应时间为48 h的条件下,Cd(Ⅱ)去除率达到94%,平衡吸附量为4.69 mg·g~(-1);Langmuir等温线、Freundlich等温线、R-P等温线和颗粒内扩散模型较为符合本反应;谱图分析得出铁粉去除Cd(Ⅱ)主要通过物理吸附和化学吸附,并以化学吸附为主,具体作用形式包括Cd(Ⅱ)被铁粉还原固定,含铁胶体吸附Cd(Ⅱ)共沉淀,以及静电作用等.     

花生壳对水溶液中铜离子的吸附特性

研究了花生壳对水溶液中重金属铜离子的吸附特性.得到结论:0.25 g花生壳与Cu2 初始浓度为100-200 mg/L溶液充分接触10 h后,达到对Cu2 的最大吸附量.当Cu2 溶液pH值为定值,初始浓度范围在100-200 mg/L时,金属离子初始浓度越大吸附越有利;当Cu2 溶液初始浓度为定值时,溶液pH值升高,花生壳对Cu2 的吸附能力增强.且Cu2 溶液的pH值变化范围在2.0-5.6之间.在恒定pH值下,使用Langmuir模型和Freundlich模型描述花生壳对Cu2 离子的吸附特性.另外,其它金属阳离子的存在使花生壳对Cu2 的吸附量降低.     

改性绿茶对Pb~(2+)的吸附性能研究

研究了甲醛改性绿茶对溶液中Pb2+的吸附行为,考察了溶液pH值、吸附时间、Pb2+初始质量浓度对吸附性能的影响,探讨了茶叶特殊结构与Pb2+吸附机理的内在联系.结果表明,溶液pH值、吸附时间、Pb2+初始质量浓度均影响其对Pb2+的吸附能力,Pb2+在改性绿茶上的吸附动力学符合准二级动力学方程式,其等温吸附行为可以用Langmuir等温线来描述.     

酿酒酵母吸附Zn~(2 )和Cd~(2 )的动力学

为了去除废水中的重金属离子,研究了用酿酒酵母吸附金属离子Zn2 和Cd2 的生物吸附动力学。实验结果表明,当Zn2 和Cd2 初始浓度为1mmol/L时,Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附过程进行得很快,在3h内即可达到吸附平衡。用准二级动力学方程式描述Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附动力学行为(R2>0.99)。经计算得出,酿酒酵母吸附Zn2 和Cd2 的动力学参数k2分别为48mg/(mg·min)和19mg/(mg·min);平衡吸附量qe分别为6.974mg/g和12.77mg/g。酿酒酵母废菌体可用于处理低浓度含Cu2 和Cd2 的废水。     

碱改性泡桐树叶粉末对水中Pb~(2+)的吸附特性

生物吸附剂的改性方法不同,影响吸附剂性能和其对重金属离子的去除效果.本研究采用泡桐树叶粉末经Ca(OH)2改性后,吸附废水中Pb2+,并探讨了反应时间、吸附剂浓度、p H这三个因素对吸附效果的影响.结果表明,吸附剂浓度0.8 g/L,溶液p H为5,吸附60 min即可达到平衡,此时吸附量为60.43 mg/g,去除率为95.61%,吸附过程可用准二级吸附动力学模型描述.通过扫描电镜(SEM)发现泡桐树叶粉末经改性,表面变得松散粗糙;能谱分析(XPS)发现,吸附过程中发生了阳离子交换,Pb2+被吸附到泡桐粉末表面,而Ca2+被释放到溶液中.Ca(OH)2改性泡桐树叶粉末对Pb2+具有良好的吸附性能,可以用于重金属污染废水的处理.     

改性香菇培养基废料对模拟矿山酸性废水中Cu2+的吸附

采用碱+微波辅助磷酸酯化法对天然香菇培养基废料进行改性,制得改性香菇培养基废料(MSSS),并对其进行红外光谱分析.考察MSSS对模拟矿山酸性废水中较高浓度Cu2+的吸附动力学、吸附等温线以及溶液pH对吸附的影响,并对吸附饱和的MSSS进行焚烧处理试验.实验结果表明:改性处理使香菇培养基废料官能团数目及种类增多,吸附性能提高;MSSS对Cu2-的吸附量随着pH的升高而增大,在pH为0.7左右时,其对Cu2+的吸附量达到2.95 mg/g;吸附过程很好地拟合拟二级动力学模型;吸附等温线符合Langmuir方程,在pH为3时,最大吸附量为24.33 mg/g.焚烧后残渣中铜含量为92.48 mg/g,富集7.07倍.     

磷矿渣对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

为了解决水体中Cd(Ⅱ)污染问题,促进工业固体废弃物的资源化利用,本研究以磷矿渣为吸附材料,研究磷矿渣对水中Cd(Ⅱ)的吸附特性.采用FTIR和XPS对磷矿渣进行表征,通过吸附实验考察不同因素对吸附量的影响,并利用动力学和等温吸附模型对吸附过程进行分析.结果显示,在Cd(Ⅱ)污染溶液(22.41 mg/L)中,磷矿渣(45 g/L)对Cd(Ⅱ)去除率达到96.62%.磷矿渣对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附在60 min达到平衡,单位吸附量随pH值、温度和初始Cd(Ⅱ)浓度的增加而增加.准二级动力学模型,Langmuir模型可以较好地描述吸附过程,结合热力学研究结果表明,磷矿渣对Cd(Ⅱ)的吸附是一个吸热、自发的化学吸附过程.2 g/L的磷矿渣处理Cd(Ⅱ)污染溶液(2.08 mg/L)后,镉含量可满足国家《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅱ类水质的要求,而且磷的释放达到该标准Ⅴ类水质要求,不会引起的磷的二次污染.     

马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂对Pb~(2+)吸附机理的研究

以马铃薯淀粉黄原酸酯为原料制备高吸水树脂,并对其吸附Pb2+的动力学和吸附热力学行为进行了研究.结果表明:马铃薯淀粉黄原酸酯基高吸水树脂在初始浓度100mg/L溶液中对Pb2+的吸附在200min后基本达到吸附平衡,吸附容量高达80.65mg/g.该高吸水树脂对Pb2+的静态吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,且吸附是一种自发过程.     

改性花生壳对重金属含铬废水的吸附研究

对改性花生壳处理含Cr6＋废水进行研究,考察吸附时间、改性花生壳投加量、pH值、Cr6＋溶液初始浓度对吸附效果的影响。实验结果表明,在吸附时间100min、改性花生壳投加量为5.0g/L、pH值2.0、Cr6＋溶液初始浓度25mg/L、常温的优化实验条件下,硝酸改性花生壳比盐酸改性花生壳吸附效果好,硝酸改性花生壳吸附率达到87%,盐酸改性花生壳为71%。改性花生壳是一种较高效的重金属离子吸附剂。     

改性花生壳吸附亚甲基蓝的研究

通过考察不同吸附剂投加量、吸附时间、溶液初始浓度及pH等条件下的吸附情况,分析研究吸附过程的动力学,综合研究高锰酸钾改性花生壳吸附亚甲基蓝的特性.结果表明:吸附4h达到平衡,吸附过程更符合准二级动力学模型.在25℃,pH为7,亚甲基蓝初始浓度为10mg/L,改性花生壳投加量为0.8g时,吸附率为85.48%,表明该改性花生壳对重金属离子和亚甲基蓝均有较好的吸附能力.     

改性木屑、花生壳和稻壳对亚甲基蓝的吸附

研究了醋酸改性枫香木木屑、花生壳和稻壳对溶液中亚甲基蓝染料的吸附过程。探讨了pH、吸附剂投加量、染料初始浓度、温度和吸附时间等因素对吸附率的影响。结果表明不同改性材料对亚甲基蓝的吸附影响不同。在各自最优条件下,改性木屑、花生壳和稻壳对亚甲基蓝的吸附率分别为99.02%、97.70%和97.95%。3种材料对亚甲基蓝的吸附等温线均符合Langmuir模型,最大吸附量分别为48.54 mg/g、49.51 mg/g和40.17 mg/g。吸附动力学均符合准二级动力学模型,速率常数由大到小为改性花生壳≈改性稻壳改性木屑。