氧化石墨烯/膨润土吸附U（VI）的性能

摘要：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pH、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pH值为6,GO/Bent投加量为0.2g/L,U（VI）的初始浓度为10mg/L,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。     

磁性介孔二氧化钛/氧化石墨烯复合材料的制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附

以钛酸四丁酯、纳米四氧化三铁和氧化石墨烯(GO)为主要原料,通过化学沉积法和水热法合成了磁性介孔二氧化钛/氧化石墨烯(MTiO_2/GO)复合材料,并用其处理含Cd(Ⅱ)废水。采用了X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射光谱仪等手段对MTiO_2/GO进行结构表征,考察了GO含量、MTiO_2/GO投加量、溶液初始pH、反应时间和Cd(Ⅱ)初始浓度对MTiO_2/GO吸附Cd(Ⅱ)的影响,分析了吸附过程的动力学和等温线特征。结果表明,在GO质量分数为60wt%,MTiO_2/GO投加量为10 mg,pH为6和吸附时间为90 min的条件下,MTiO_2/GO对10 mg/L Cd(Ⅱ)的吸附效果最佳,吸附率为95.43%。吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。经5次吸附-解吸后,Cd(Ⅱ)的吸附率仍高达91.85%,说明MTiO_2/GO具有较高的循环利用性能。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(VI)的吸附试验研究

摘 要：以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(VI)的初始浓度,pH值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的影响,试验结果表明：在pH=5,投加量为0.3 g/L,U(VI)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(VI)的吸附量达到16.19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(VI)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜（SEM-EDS）和红外光谱（FTIR）等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为—OH、—PO_4^(3-)、—CONH。     

腐殖酸—柱撑膨润土的制备及其对铀(VI)的吸附性能

采用腐殖酸（HA）修饰铝—柱撑膨润土（Al-PILC）,制备得到腐殖酸—柱撑膨润土（HA-Al-PILC）,用于去除含铀废水中的铀.通过静态吸附实验考察了投加量、pH值,接触时间、U（VI）初始浓度对吸附的影响,同时进行了吸附解吸实验.试验结果表明,HA修饰后的Al-PILC对U（VI）的去除能力有了一定程度的提高;HA-Al-PILC对U（VI）有很好的去除效果,150 min左右吸附达到平衡,最佳投加量为1.0 g/L,最佳pH值在6左右;HA-Al-PILC能重复使用。     

针铁矿对U(Ⅵ)的吸附性能研究

利用人工合成的针铁矿(α-FeOOH)作为吸附剂,对针铁矿吸附铀废水中U(VI)的影响因素、吸附动力学和吸附等温线进行了研究。探讨在不同pH值、吸附剂投加量和初始铀的质量浓度条件下针铁矿对U(VI)的吸附特性。研究结果表明:当温度为25 ℃、U(VI)浓度为10 mg/L、pH值为6、投加量为0.6 g/L时,针铁矿对U(VI)的吸附率最高可达98.44%;针铁矿对U(VI)的吸附符合准二级动力学方程,说明针铁矿对U(VI)的吸附主要是化学吸附;Freundlich等温吸附模型能更好地拟合针铁矿对U(VI)的吸附过程,说明针铁矿对U(VI)的吸附属于多层吸附。     

新生态二氧化锰(δ-MnO_2)吸附溶液中U(VI)的性能研究

采用KMnO_4氧化MnSO_4的方法制备了新生态二氧化锰(δ-MnO_2)并运用SEM,XRD,FT-IR进行了表征研究,分析了δ-MnO_2吸附U(VI)的机理,探讨了溶液p H、吸附剂用量、反应时间、U(VI)初始质量浓度等因素对δ-MnO_2吸附溶液中U(VI)效果的影响。研究结果表明,新制备的δ-MnO_2颗粒为准球型,分散性较好,团聚少,表明光滑,物质组成主要由Mn,O_,C,K元素组成,具有丰富的表面羟基,故对溶液中的U(VI)有很好的吸附效果。p H值对吸附效果有显著影响,当溶液p H为4.5、吸附剂用量为0.6 g/L、吸附时间为140 min、U(VI)初始质量浓度为35 mg/L时,U(VI)的去除率达到了97.65%。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(Ⅵ)的吸附试验研究

以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(Ⅵ)的初始浓度,p H值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(Ⅵ)的影响。试验结果表明:在p H=5,投加量为0. 3 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(Ⅵ)的吸附量达到16. 19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(Ⅵ)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(Ⅵ)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为OH、PO3-4、CONH。     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

钙基改性膨润土吸附处理石化废水研究

为了提高膨润土的吸附性能,采用不同改性方法改性钙基膨润土,筛选最佳改性吸附剂处理石化废水,进一步探究吸附剂的投加量、废水初始p H值、反应时间、反应温度以及废水初始浓度等因素对石化废水处理效果的影响。实验结果表明,采用溴化十六烷基三甲铵改性的钙基膨润土,在废水初始浓度为120mg/L,初始p H值为9,吸附剂投加量为0.9g/L,在35℃下反应30min时,石化废水中COD的去除率达到80.33%。改性膨润土的最佳重复利用次数为2次。     

介孔分子筛Fe-MCM-41和Cu-MCM-41吸附U（Ⅵ）的试验研究

以介孔硅基材料(MCM-41)为基底,以Cu、Fe为改性材料,利用体积浸渍法和蒸氨法分别合成了Fe-MCM-41和CuMCM-41两种复合材料。通过静态序批实验,考查了p H、吸附时间、投加量以及U(Ⅵ)初始浓度等因素对Fe-MCM-41和CuMCM-41吸附U(Ⅵ)的影响。试验结果表明,当溶液p H为5,温度为30℃,吸附时间为180 min,Fe-MCM-41和Cu-MCM-41的投加量各自为0.2 g/L,U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,Fe-MCM-41和Cu-MCM-41对U(Ⅵ)的最大吸附率分别为93.0%和84.2%。Langmuir吸附等温模型和准二级动力学能较好的拟合Fe-MCM-41和Cu-MCM-41对U(Ⅵ)的吸附过程,理论饱和吸附量分别为211.94 mg/g和185.94 mg/g。FTIR和BET等分析手段表明,Fe-MCM-41和Cu-MCM-41对U(Ⅵ)的吸附为单分子层吸附,以化学吸附为主。用0.1 mol/L的HCl作解析剂,循环5次后吸附率仍高达90%和80%以上,说明Fe-MCM-41和Cu-MCM-41具备较好的重复利用特性。     

硫掺杂TiO2光催化处理模拟废水Cr( VI)和2-萘酚

采用自制的S/Ti O2作为光催化剂,在可见光下进行光催化降解2-萘酚和还原Cr(VI)的实验。考察了S/Ti O2投加量、2-萘酚初始浓度和p H值对2-萘酚降解光催化性能的影响及Cr(VI)~2-萘酚混合体系光催化反应的研究。结果表明:S/Ti O2投加量为2.0 g/L,2-萘酚溶液初始浓度18.75 mg/L,p H值为6~7时2-萘酚光催化降解效果最好;混合体系中的2-萘酚的降解率及Cr(VI)还原率均较相应的单一体系高,Cr(VI)的还原与2-萘酚的氧化之间产生了协同效应。Cr(VI)和2-萘酚的光催化反应均为拟一级反应动力学。     

H2O2对铁负载膨润土吸附铀(VI)影响的试验研究

系统研究了过氧化氢(H2O2)影响铁负载膨润土吸附铀(Ⅵ)的效果与机理.通过改变pH、H2O2浓度、初始U(Ⅵ)浓度,探讨了加入H2O2的条件下铁负载膨润土对U(Ⅵ)的吸附过程,并采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)等对吸附U(Ⅵ)前后的铁负载膨润土进行了表征.试验结果表明,溶液初始pH为3～6时,H2O2能使铁负载膨润土对U(Ⅵ)的吸附率达到98%以上;H2O2浓度对反应平衡时的吸附性能影响不大;随着U(Ⅵ)浓度的增大,H2O2对铁负载膨润土吸附U(Ⅵ)的促进作用也随之增强,U(Ⅵ)浓度为0.64 mmol/L时,吸附量从1.74 mmol/g(铁负载膨润土)增至3.13 mmol/g(H2O2和铁负载膨润土的复合体系).     

沸石—纳米零价铁复合材料对铀的吸附性能研究

通过液相还原法制备出纳米零价铁,将它负载于沸石表面制成负载型纳米零价铁复合材料(Z-n ZVI).采用扫描电镜法(SEM)和BET法对材料进行了表征,考察了不同的温度、反应时间、U(VI)初始浓度、样品投加量对该材料对U(VI)去除效果的影响.结果表明:纳米零价铁颗粒均匀的分布在沸石的表面上,其粒径在40~80 nm左右;在p H为4.5,温度为30℃,接触时间为60 min,样品投加量为0.5 g/L条件下,U(VI)的去除率和吸附容量达到96.7%和48.5 mg/g.该复合材料对水溶液中的U(VI)有较好的去除效果,有望在实际应用中解决含铀废水难以处理的问题.     

废茉莉花茶渣对Cr(VI)的吸附研究

以废茉莉花茶渣作为吸附剂,对含Cr(VI)溶液进行了吸附研究。分别考察了吸附时间、茶渣投加量、Cr(VI)初始浓度、茶渣粒径、温度、pH值等因素对废茉莉花茶渣吸附Cr(VI)的影响。在吸附时间2小时、茶渣投加量为30g/L、Cr(VI)初始浓度为40mg/L、茶渣粒径60目、 pH值2.5时,茶渣对Cr(VI)吸附率达98.7%。温度越高,茶渣对Cr(VI)吸附效果越好。废茉莉花茶渣对Cr(VI)具有较好的吸附能力,是比较合适的重金属离子吸附剂。     

回生淀粉吸附U(VI)的特性及机理分析

以玉米淀粉(CS)为原材料,采用加热后冷藏溶剂交换法制备回生淀粉(MS)。通过静态吸附实验,考察了初始pH,投加量,铀初始浓度及温度等因素对MS吸附U(VI)的影响。试验结果表明,pH=6为最佳pH,在温度25℃条件下,MS对10 mg/L U(VI)溶液去除率可达97.8%。反应过程符合准二级动力学方程与Langmuir热力学方程。FT-IR、SEM和EDS分析结果表明,MS吸附铀前后表面形态发生了改变,MS吸附U(VI)的机理为表面络合吸附,起主要作用的是表面活性羟基。     

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.     

羟基磷灰石的制备及其在含铅废水处理中的应用

以磷石膏为原料、十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,采用沉淀法制备羟基磷灰石(HAP),结合FT-IR、XRD、SEM等手段对材料进行表征.以合成的羟基磷灰石作为吸附剂处理含铅废水,探讨p H、HAP的投加量、吸附时间及Pb2+初始浓度等对去除率的影响.优化实验确定最佳的实验条件为:HAP投加量为2 g/L,Pb2+初始浓度为500 mg/L,吸附时间为20 min,其中溶液p H值对Pb2+的吸附基本没有影响.结合SEM/EDX对吸附前后HAP进行分析,结果进一步证实Pb2+被吸附在HAP上.     

铁负载膨润土对铀(VI)的吸附特性及机理研究

采用膨润土经提纯、钠化及负载铁等过程制备铁负载膨润土,通过静态吸附实验研究了pH、离子强度、吸附剂投加量、U（Ⅵ）初始浓度、阳离子Ca^2＋、Mg^2＋以及阴离子CO3^2-、HCO3^-等对铁负载膨润土吸附模拟废水中U（Ⅵ）的影响,进行了吸附过程动力学、热力学分析,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）探讨了相关吸附机理.试验结果表明,pH值和离子强度是影响吸附效果的重要因素,当溶液pH为6,离子强度为0.01 mol/L NaNO3,U（Ⅵ）初始浓度为19.08 mg/L,铁负载膨润土投加量为0.2 g/L,24 h吸附量达到88.06 mg/g.当pH〈6时,Ca^2＋、Mg^2＋、CO3^2-、HCO3^-的存在分别降低了铁负载膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果,而pH〉7时影响作用不大.准二级动力学和Langmuir等温吸附模型对铁负载膨润土吸附U（Ⅵ）的拟合效果较好,SEM和FT-IR分析结果表明铁负载膨润土主要通过羟基络合及离子交换作用结合U（Ⅵ）进入其层间及表面.     

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。     

有机膨润土负载纳米铁类Fenton法去除水中2,4-二氯酚

利用十六烷基三甲基铵盐改性的膨润土(DK1),采用液相还原法制备DK1负载纳米零价铁(n ZVI/DK1),并结合类Fenton法研究水溶液中的2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的去除.分别考察了DK1吸附,n ZVI/DK1吸附还原,n ZVI/H2O2类Fenton氧化,n ZVI/DK1/H2O2类Fenton氧化四种方法对水溶液中2,4-DCP的去除效果,同时探讨了不同因素如初始p H值、H2O2浓度、n ZVI/DK1投加量、2,4-DCP初始质量浓度对2,4-DCP去除的影响.结果表明:DK1,n ZVI/DK1,n ZVI/H2O2,n ZVI/DK1/H2O2对2,4-DCP的去除率分别为29.0%,45.7%,20.2%,71.1%.深入研究不同因素对2,4-DCP去除效果影响的结果发现,p H值、H2O2浓度控制着Fe0在Fenton中活性以及催化性,从而显著影响着2,4-DCP的降解率.在p H 3.0,H2O2浓度为10 mmol·L-1,n ZVI/DK1投加量质量浓度为0.5 g·L-1,2,4-DCP初始质量浓度50mg·L-1时,2,4-DCP去除率达到93.4%.溶液COD去除率高达78.6%,进一步证明n ZVI/DK1在类Fenton法中具有吸附和降解性能.