活性炭负载壳聚糖对水中腐殖酸的吸附性能及吸附机理

通过水浴交联的方式将壳聚糖负载到活性炭表面,制备成复合吸附剂,并利用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪对其进行表征,研究复合吸附剂对水中腐殖酸(HA)的吸附性能及吸附机理.结果表明,相比单一活性炭,复合吸附剂对溶液中HA的吸附量提高了5 mg/g左右,其吸附量随着pH值的减小、吸附时间的延长和阳离子质量浓度的增加而增大. HA在复合吸附剂上的吸附动力学符合准二级动力学模型;吸附等温线可以用Langmuir方程模拟;热力学分析表明其吸附过程是放热反应而且能够自发进行.复合吸附剂的脱附再生性好,可循环使用.     

壳聚糖/羟基磷灰石对Zn(Ⅱ)的吸附动力学及热力学研究

采用原位复合法制备了壳聚糖/羟基磷灰石复合吸附剂(CS/HA),研究了该吸附剂对水溶液中Zn(Ⅱ)的吸附热力学及动力学.动力学研究表明:在实验条件下吸附量与时间的关系符合伪二级动力学方程,求出了吸附活化能.热力学研究表明:在实验条件下,CS/HA对Zn(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附方程,得到了△Hθ,△Sθ,△Gθ等一些热力学参数.     

硅藻土对腐殖酸的吸附动力学研究

利用准一级动力学模型、准二级动力学模型、Elovich模型和双常数模型对硅藻土吸附腐殖酸进行动力学拟合,利用Langmuir、Freundlich、Temkin和Koble-Corrigan模型对硅藻土吸附腐殖酸进行热力学研究.动力学研究结果表明,与其他模型相比,线性准二级动力学模型更适合于描述硅藻土对腐殖酸的吸附,该吸附反应为化学吸附;热力学研究表明,Langmuir方程更加适合描述硅藻土对腐殖酸的吸附行为,ΔH0为正值,表明该吸附反应为吸热反应,ΔG0为负值,表明该吸附过程可自发进行.     

紫外活化过碳酸钠去除水中腐殖酸的研究

腐殖酸(HA)分子结构复杂,能够与水体中的有机、无机污染物发生吸附、离子交换和螯合作用,使水质恶化,危害人类健康和生态环境,如何有效去除水中HA是环境领域的研究重点之一。本研究建立紫外(UV)活化过碳酸钠(SPC)协同体系(UV/SPC)削减水中HA。考察协同体系中初始HA浓度、SPC投加量、初始pH值对HA去除率的影响,探讨了协同体系的主要作用机制及HA的降解机理。研究结果表明:单独UV、单独SPC、UV/过氧化氢(H_2O_2)体系中HA的去除率仅为2.2%、4.7%、12.5%,而UV/SPC协同体系的HA去除率可达92.1%,UV/SPC相比于其他体系可更有效去除水中HA。减小HA初始浓度、提高SPC投加量、降低pH值均可提高协同体系对HA的去除效率。自由基掩蔽实验及H_2O_2浓度测定证明了SPC活化产生的·OH是HA去除的主要活性物质。紫外-可见吸收光谱、吸光度比值、特定紫外吸光度及三维荧光光谱分析结果证明协同体系可以有效地降解及矿化HA。     

腐殖酸分子结构对电-Fenton性能的影响探究

采用超滤分级得到不同分子量的腐殖酸组分,并通过傅里叶红外、紫外可见、三维荧光光谱等表征其分子结构的差异.用基于Pd/Fe3O4纳米催化剂的新型电芬顿技术去除不同分子量的腐殖酸与Cr(VI)形成的复合污染物.研究表明,随着腐殖酸分子量的增大,其矿化效果越好,HA5(87.6%) HA4(79.0%) HA3(76.8%) HA2(70.0%) HA1(62.9%),且短时间内高分子量腐殖酸有较好的去除.这归因于高分子量腐殖酸表面的阴离子与Pd/Fe3O4发生静电吸附.此外,苯环取代度更高、共轭结构更多的高分子腐殖酸优先被原位生成的·OH氧化为多羟基化中间体,进而氧化开环,最终矿化为CO2和H2O.而在TOC相同条件下,低分子量腐殖酸中短链羧酸占比较高,其与·OH的反应活性低,矿化速率慢.总铬的去除同样遵循HA5(91.8%) HA4(88.2%) HA3(85.9%) HA2(85.4%)HA1(85.1%)的顺序,因为高分子量腐殖酸中含有更多能与Cr发生络合作用的活性位点,可在电解体系中协同去除Cr.本研究表明了腐殖酸分子结构对金属纳米颗粒协同电化学氧化性能和与重金属相互作用的影响,为揭示腐殖酸与Cr(VI)复合污染物的环境行为及其有效去除提供重要参考.     

Cr(Ⅵ)在改性蒙脱土上吸附行为的研究

采用溶胶-凝胶法制备了Ti-MMT和Ti-Si-MMT吸附剂,利用XRD,N2吸附-脱附和FTIR对样品进行表征,并考察了其对Cr(Ⅵ)的吸附,研究了改性蒙脱土吸附Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附等温线。经改性后,钛硅成功进入蒙脱土层间使层间距由原来的1.53nm分别增大到1.78nm和1.86nm,比表面积由42.09m~2/g分别增大到110.53m~2/g和304.72m~2/g;相同条件下,对Cr(Ⅵ)去除率高低顺序依次是Ti-Si-MMT,Ti-MMT,MMT,其中Ti-Si-MMT去除效果最高可达98%以上,远高于Ti-MMT和MMT;Ti-Si-MMT和TiMMT吸附Cr(Ⅵ)过程均符合拟二级动力学模型和Langmuir等温方程,吸附机理主要是静电吸附和化学吸附。Ti-Si-MMT是一种处理含Cr(Ⅵ)废水有潜力的吸附剂。     

腐殖酸改性及其对镉的吸附特性

对腐殖酸改性前后表面理化性质的改变及其对水中镉离子的吸附性能进行了研究。结果表明,改性后腐殖酸比表面积和孔结构均有明显改善,吸附能力增强。吸附实验结果表明:随着pH的增大,改性后腐殖酸对镉离子的吸附量增加,在pH约为6时,吸附效率达到最大并趋于稳定; 改性后腐殖酸对镉离子的吸附最高可达20 mg/g,吸附等温线用Langmuir模型拟合最佳。吸附再生实验表明,改性腐殖酸吸附剂具有不易损失、易再生的特点,可以循环使用。     

高比表面积水葫芦活性炭及对铅离子的吸附

以水葫芦为原料,采用多聚磷酸活化法制备水葫芦活性炭.利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测定仪(BET)和傅里叶红外光谱(FTIR)对活性炭进行表征,并将其用于吸附Pb(Ⅱ).结果表明:水葫芦活性炭其内部和表面存在着大量形态各异的孔隙,比表面积为1005.5m~2/g,平均直径为2.02nm;表面有羟基、磷酸基、羧基等基团,有利于对重金属离子的去除.水葫芦活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附动力学和吸附等温线分别符合Elovich和Langmuir等温吸附方程,吸附过程属于单分子层吸附,饱和吸附量为133.33mg/g.     

稀土元素与腐殖酸在水合氧化铁体系中的吸附机制

实验考察稀土元素(La3 、Ce3 、Ho3 、Yb3 )在水合氧化铁表面的吸附动力学过程,对比研究腐殖酸对吸附机制的影响.当腐殖酸与稀土元素共存时,腐殖酸通过化学吸附优先占据氧化铁表面的吸附点位,颗粒物表面特性因覆盖有机膜而得到修饰.初期的动力学过程主要表现为腐殖酸的竞争吸附,随后转变为吸附态腐殖酸对稀土元素的表面结合.轻稀土因较强的结合能力而比重稀土易于被吸附去除,这与天然水体中发生的稀土元素分异现象保持一致.     

载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr(VI)]的吸附研究

以磷酸法活性炭(PAC)为原料,通过不同铁盐溶液浸渍法制备载铁改性活性炭(Fe-PAC),采用二苯碳酰二肼分光光度法检测其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了铁盐浓度、溶液pH值等因素对吸附效果的影响,研究了吸附平衡时间、吸附动力学,利用XPS、BET等方法对改性活性炭进行表征。结果表明：硫酸亚铁溶液浸渍改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附最佳,硫酸亚铁溶液浓度为0.20mol/L,载铁改性后活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附量从10.18mg/g提高到22.56mg/g;溶液pH值为2.0时,Cr(Ⅵ)去除率达到95%;通过XPS检测改性后活性炭表面负载有二价铁及三价铁氧化物;吸附动力学实验表明改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学方程,以化学吸附占主导;采用氮气吸附等温线对其比表面积及孔隙分布分析,结果表明由于铁氧化物堵塞孔隙,改性后活性炭的比表面积减小。     

化学修饰型PRB反应介质草炭土的制备及性能

选用11种化学试剂对渗透性反应墙(PRB)反应介质草炭土进行修饰, 并分析吸附前后草炭土的微观结构. 结果表明： 经HCl,NaOH,CH₃COOH,Mg²⁺,Na₃C₆ H₅O₇和PO^3-₄修饰后的草炭土吸附总石油烃(TPH)的能力降低; 经Ca²⁺ ,Fe³⁺,Cu²⁺,乙二胺四乙酸(EDTA)和腐植酸修饰后的草炭土吸附TPH的能力升高, 其中, 经0.100 mol/L Ca²⁺修饰后的草炭土去除地下水中TPH为92.26%, 其吸附规律符合Langmuir等温吸附方程, 理论最大吸附量为2.04 g/g; 吸附动力学规律遵循准二级动力学方程, 吸附60 min后达到动态平衡; 草炭土通过物理吸附和化学吸附去除石油污染物.     

污泥活性炭对活性艳红K-2BP染料的吸附特性研究

以城市污水处理厂脱水污泥作为原料，采用化学活化法（ZnCl₂作为活化剂）制得污泥活性炭，并将其用于吸附活性艳红K-2BP染料.考察了吸附剂投加量、吸附时间和pH值对吸附效果的影响，并对其吸附动力学和热力学特性进行了探讨. 结果表明，所制得的污泥活性炭的碘吸附值为326mg^.g^-1，产率为51.31%，BET比表面积为298m^2.g^-1，具有中孔性和开放的孔结构，浸出液重金属含量不超标；污泥活性炭对活性艳红K-2BP的吸附动力学符合二阶段吸附速率方程和伪二级动力学方程；此吸附为优惠吸附，Langmuir等温方程比Freundlich等温方程更适合于描述此吸附行为；此吸附是一个吸热过程（吸附焓ΔH>0），提高温度有利于吸附的进行，吸附自发进行（吸附自由能ΔG<0），吸附熵ΔS总是正值.     

铀在高岭土上的吸附动力学及热力学研究

采用静态法研究了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附特性,探讨了pH、离子强度、接触时间、温度、腐殖酸等对U(Ⅵ)在高岭土上吸附的影响.以宏观吸附实验为基础,对高岭土进行X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,并讨论了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附动力学及热力学行为.结果说明,准二级动力学模型可以用来描述铀在高岭土上的吸附.通过对溶液pH值和离子强度因素的研究,溶液pH值对铀的吸附影响比离子强度对铀的吸附影响更大.在较低pH值下,腐殖酸对吸附有加强的作用;在较高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用.Freundlich模型可较好地描述高岭土对U(Ⅵ)的吸附过程.高岭土对U(Ⅵ)的吸附为自发且吸热的过程,主要是表面单分子层吸附.     

Effect of calcium ion on the adsorption of dissolved humic acid onto TiO2 particles in water

In order to clarify the role of HA (humic acid)-TiO2 adsorption in the photocatalytic process, a series of experiments were performed to investigate the adsorption mechanisms in the absence or presence of calcium according to the intermolecular interaction force theory. Based on the experimental results, the models of adsorption mechanism were designed, which were useful in explaining the phenomena that happened during adsorption processes. The adsorption of humic acid onto the TiO2 particles was desperately pH-dependent; however, calcium could increase the amount of adsorption, which was mainly attributed to the calcium ion bridging. The effects of calcium concentration and TiO2 dosage on the adsorption process are also discussed.     

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。     

Preparation and photocatalytic properties of ilmenite NiTiO<Subscript>3</Subscript> powders for degradation of humic acid in water

The powders of ilmenite structure NiTiO₃ were prepared by a modified Pechini process using tetrabutyl titanate and nickel acetate as raw materials, and using citric acid and ethanol as a chelating agent and a solvent respectively. The powder samples were characterized by thermogravimetric and differential thermal analysis (TG-DTA) and X-ray diffraction (XRD). The photocatalytic activity of NiTiO₃ under the irradiation of ultraviolet rays (UV) light was evaluated by degrading humic acid (HA) in water as a probe reaction. The possible photodegradation mechanism was studied by the examination of active species ·OH, ·O₂⁻, and holes (h⁺) through adding scavengers. The TG-DTA and XRD results indicated that the good crystal structure of ilmenite phase NiTiO₃ could be obtained when the Ni-Ti citrate complex was calcined at 600°C. The photocatalytic activity experiments indicated that NiTiO₃ had favourable photocatalytic activity under the irradiation of UV light, and the photocatalytic degradation rate of HA reached 95.3% after a 2.5 h reaction with the photocatalyst calcined at 600°C and a photocatalyst dosage of 0.4 g/L. The possible photocatalytic mechanism was deduced that holes (h⁺) and ·OH radicals are the major reactive active species in the photocatalytic reaction, and dissolved oxygen plays a weak role in the degradation of HA.     

水稻田土壤及其提取物对腐殖酸和芘的吸附性能

分析了青紫泥和黄筋泥两种不同地区的水稻田土壤及其提取物对亲水性有机物腐殖酸和疏水性有机污染物芘的吸附性能,得出以下实验结果：水稻土壤类型对腐殖酸或芘的吸附持留能力无显著影响;土壤及其提取物对腐殖酸的吸附性能强弱依次为原土>黑碳>无机矿物;对芘的吸附性能原土和黑碳比较接近,Freundlich方程及其吸附解吸分配系数（Kf）能更好地反映出二者对芘的吸附性能;水稻土壤及其黑碳的亲水/疏水性能是二者对腐殖酸和芘吸附性能强弱的主要决定因素.     

风化煤粒状净水剂在印染废水处理中的应用（Ⅱ）

系统地测定了风化煤粒状净水剂对常用的活性染料、分散染料、直接染料、士林染料、硫化染料、纳夫妥六大类染料废水的吸附脱色率及最佳吸收 波长,证实了该净水剂对各种染料 的脱色率均可达８０％以上。并进上步探讨了其吸附动力学特征,为实现ＨＡ净水剂的工业化应用奠定了基础。     

锐钛矿型TiO2/SiO2复合氧化物的制备

以硅灰石为硅源、 硫酸钛为钛源, 在未添加任何表面活性剂的制备条件下得到较高比表面积的多孔锐钛矿型TiO₂/SiO₂复合氧化物.反应过程中生成微溶于水的CaSO₄, 在复合物孔隙的形成中起重要作用. 利用XRD,TEM,N₂吸附和脱附对复合物的微观结构和化学组成进行了表征.