粉末活性炭对偶氮染料的吸附特性及作用机制

研究不同种类粉末活性炭(PAC)对2种偶氮类染料(直接耐晒桃红BK和活性橙X-GN)的吸附特性和影响因素,表征3种不同材质PAC的理化特性,分析PAC对典型偶氮类染料的吸附动力学、吸附等温线及作用机制。研究结果表明:对偶氮染料吸附效果最佳的PAC具有比表面积最大、烧结现象少、以中孔和大孔结构为主、表面氧元素含量高并以C=O,—OH和—COOH等酸性官能团为主等特点。偶氮染料的吸附是不均匀吸附,包括表面吸附、外部液膜扩散和颗粒内扩散;偶氮染料分子主要吸附于PAC的中孔(大孔)中,初始阶段为快速吸附,后期以扩散作用为主导,吸附动力学均符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合修正的Freundlich方程。偶氮染料在PAC上的吸附机制主要以化学吸附作用为主,表现为PAC表面官能团与染料分子之间的氢键作用以及两者之间的范德华力和静电作用。     

氧化铁/活性炭复合吸附材料去除水中砷的研究

以实验室制备的氧化铁、经硝酸和草酸铁改性的活性炭12×40(AC 1)为原料,分别制成两种氧化铁/活性炭复合吸附材料(FeO/AC-H和AC/Fe2(C2O4)).通过X射线衍射仪、氮气吸附仪、扫描电子显微镜和X射线光谱仪进行吸附的表观特性和物化性能分析,结果表明,活性炭的表面物质有磁铁矿(Fe3O4)、磁赤铁矿(γ-Fe2O3)、赤铁矿(α-Fe2O3)和针铁矿(α-FeO(OH)),而且这些物质的存在对活性炭的比表面积影响不大.采用静态吸附实验方法,用AC 1,FeO/AC-H和AC/Fe2(C2O4)三种吸附剂吸附去除水中砷,获得了吸附等温平衡数据,用Langmuir模型和Fre-undlich模型进行回归分析.结果表明,FeO/AC-H和AC 1对As(Ⅴ)的吸附更符合Langmuir吸附模型,而复合吸附剂AC/Fe2(C2O4)对As(Ⅴ)的吸附比较符合Freundlich吸附模型.     

废菌渣活性炭对苯酚和铜离子的吸附性能分析

以废菌渣为原料,采用硫酸铝与硝酸复合改性制备废菌渣活性炭,应用红外光谱分析和等电点进行表征,并对活性炭吸附苯酚、铜离子的动力学与等温线进行拟合分析.实验结果表明:活性炭具有芳香共轭结构,表面富含多种官能团,有利于对苯酚、铜离子的吸附;活性炭对苯酚、铜离子的吸附满足二级动力学模型,且颗粒内扩散不是控制吸附速率的主要步骤;活性炭对苯酚的吸附为自发放热的优惠吸附,而对铜离子的吸附为自发吸热的优惠吸附,符合Freundlich等温吸附模型;双组分等温吸附仍满足Freundlich等温吸附模型,苯酚与铜离子在活性炭上的吸附表现为协同作用;活性炭对苯酚的吸附机理主要为疏水键力,而对铜离子的吸附机理主要为离子交换和配位作用.     

饮用水处理中活性炭吸附对BrO_3~-的去除研究

用HNO3,HCl,NaOH及NH3分别对颗粒活性炭进行表面改性,通过静态吸附试验研究水中BrO-3在颗粒活性炭上的吸附特性,考察了活性炭孔径分布及官能团变化对BrO-3吸附的影响,测定了活性炭的吸附动力学曲线和吸附等温线.结果表明:BrO-3在活性炭上的吸附符合伪二级速率方程及内颗粒扩散模型,吸附中存在孔扩散过程,且孔扩散为活性炭吸附的主要速率控制步骤.活性炭的中孔体积是其吸附能力的主要控制因素,同时活性炭表面较高的碱性官能团和零电荷点法(pHpzc)有利于BrO-3的去除.     

粉末活性炭吸附水中ClO2-的热力学及动力学研究

为探讨水中粉末活性炭(PAC)吸附亚氯酸盐(ClO2-)的速率控制机制,在常规水处理的pH及温度下,通过烧杯搅拌实验对ClO2-在PAC上的等温吸附特性及吸附机理进行研究。用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,考察PAC对ClO2-吸附的性质及热力学行为;用伪一级、伪二级动力学模型以及颗粒内扩散、液膜扩散模型对吸附动力学数据进行分析,探讨该吸附过程的机理及速率控制机制。结果表明:在常规水处理条件下PAC对ClO2-的吸附是自发、吸热的化学吸附过程,适宜吸附的pH为6,吸附的表观活化能约为53 kJ/mol;平衡吸附量随温度和ClO2-初始质量浓度升高而增加,与Langmuir等温吸附模型和伪一级动力学模型相比,吸附等温线更符合Freundlich等温吸附规律,吸附动力学更符合伪二级动力学规律。研究结果表明了化学吸附反应是PAC吸附ClO2-速率的主要控制机制。     

改性锰矿对甲基橙的吸附与降解研究

研究了利用硫酸和水合肼提高天然锰矿界面吸附能力的改性方法,结果表明:天然锰矿经硫酸和水合肼反应改性后,对甲基橙的吸附能力明显提高。改性时的硫酸浓度、水合肼用量、高锰酸钾氧化及反应温度均影响锰矿的吸附性能。改性天然锰矿的吸附pH曲线呈“反S”型,在pH<2.4时对甲基橙有很强的吸附去除能力;吸附等温线符合Langmuir型,20℃时1g锰矿对甲基橙的饱和吸附量为776.5mg。     

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。     

纳米SiO_2及磁性γ-Fe_2O_3@SiO_2对Hg~(2+)的吸附及去除

首先用微乳法合成了纳米SiO_2和纳米γ-Fe_2O_3,然后利用传统的St9ber方法合成出核壳结构的γ-Fe_2O_3@SiO_2,并利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征。采用双硫腙光度法在551nm处,测定了Hg~(2+)在纳米SiO_2、纳米γ-Fe_2O_3和γ-Fe_2O_3@SiO_2表面的吸附等温线,发现三者的吸附等温线类型依次为Ⅱ、Ⅲ和Ⅰ型,等温线类型与纳米材料的分散性、表面硅羟基、离子空位以及磁性有关。利用双吸附等温线法、准一级和准二级动力学模型对吸附数据进行拟合得出:纳米SiO_2和γ-Fe_2O_3@SiO_2对Hg~(2+)的吸附符合Langmuir等温式,而纳米γ-Fe_2O_3对Hg~(2+)的吸附符合Freundlich等温式。三者对Hg~(2+)的去除率均与pH有关,均属于准二级动力学模型。     

磁性水热炭对水体中砷、氟的吸附特性

利用水热法合成磁性水热炭(m-HTC)吸附剂,经X-射线衍射仪(XRD)、Zeta电位分析仪对吸附剂进行表征,通过试验探究吸附剂对水体中砷、氟的吸附特性.结果表明:投加量为2 g·L~(-1)时,对砷、氟去除率达85%左右;去除率随pH变化而变化,随离子强度I_s,吸附质初始质量浓度C_0的增加而下降;不同温度下的等温线数据更符合Langmuir模型,温度升高有利于吸附,单独体系下砷、氟的最大吸附量q_m分别为26.06和15.64 mg·g~(-1),共存体系下对砷、氟的q_m分别为20.42和13.62 mg·g~(-1),砷、氟存在相互抑制的作用;动力学试验数据更符合准二级动力学方程,经5次循环,去除率下降,但从实际角度,具有可取性.     

块状花生壳吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的特性研究

研究块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附特性.考察吸附剂投加量、溶液初始pH、吸附时间和溶液初始浓度等对吸附的影响,在此基础上拟合分析吸附动力学和吸附等温线.结果表明:吸附36h达到平衡,块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型.在25℃,Cd2+和Pb2+的初始浓度为100mg/L时,块状花生壳对二者的吸附量分别可达到10.47mg/g和17.37mg/g.     

ZSM-5分子筛对水中苯胺吸附的动力学探讨

以ZSM-5分子筛作为吸附剂处理苯胺废水,实测了分子筛用量、吸附时间、溶液pH和温度对苯胺吸附效率的影响,并对其吸附动力学进行探讨。用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevick模型对吸附等温线进行拟合,发现Langmiur、Freundlich吸附等温式能很好描述吸附规律。吸附动力学过程更符合准二级动力学模型。     

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。     

烧结聚乙烯活性炭的亚甲基蓝吸附动力学

开展烧结聚乙烯活性炭（PE-AC）吸附亚甲基蓝（MB）动力学研究。通过考察MB初始浓度及时间对吸附作用的影响,表征PE-AC的吸附特性,主?捎肔angmuir、Freundilch等温模型及准一动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内扩散方程对亚甲蓝吸附等温线及吸附动力学进行分析。结果表明：吸附初期的吸附作用随温度和浓度的增加而显著增强,Freundlich方程能更好地描述吸附等温线。吸附初期为准一级动力学过程,吸附后期为准二级动力学过程。吸附热力学研究发现吸附过程为自发吸热过程,且ΔH θ和ΔS θ分别为10.875 kJ/mol 和0.0515 kJ/(mol·K)。     

纳米二氧化钛吸附洛克沙胂的动力学研究

作为被普遍用于家禽牲畜养殖业的洛克沙胂,会随动物排泄物并且维持原样的排入到环境中.砷会对环境造成非常严重的危害污染并且具有很强的转化迁移性.通过纳米二氧化钛吸附洛克沙胂的实验研究,得到了纳米二氧化钛吸附洛克沙胂的量和时间成正比,吸附时间越长剩余洛克沙胂含量越低,其二级动力学拟合优于一级动力学拟合;温度越来越高,纳米二氧化钛对洛克沙胂的吸附饱和量也越来越高,这说明温度越高对吸附越有利,吸附过程更符合Langmuir等温线模型.     

颗粒改性活性氧化铝吸附除氟动力学和热力学的研究

通过对硫酸铁改性活性氧化铝颗粒（FMAA）吸附除氟的静态实验研究,得到其吸附动力学和吸附热力学描述,并进一步探讨了吸附机理和速率控制步骤。用拟一阶动力学模型、拟二阶动力学模型、Elovich模型、Boyd模型对吸附动力学实验数据进行拟合,发现所有动力学数据均符合拟二阶动力学模型,且Boyd模型拟合结果支持颗粒内扩散为动力学控制步骤的结论。采用Langmuir、Freundlich和Sips吸附等温线模型对数据进行拟合,结果显示吸附平衡数据与Sips模型相关性好,且Sips常数γ=0.712,说明FMAA上的氟离子是不均一的单层吸附。由范特霍夫方程求得吸附焓变ΔH⁰=30.39 kJ/mol,且动力学实验数据与Elovich方程相关性好,说明FMAA对氟离子的吸附主要为化学吸附。     

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.     

阳离子柱[5]芳烃改性膨润土对橙黄Ⅳ的吸附研究

采用水热法制备了阳离子柱[5]芳烃(CP5A)改性膨润土(BT)的新型吸附剂材料(CP5A/BT). 通过红外吸收光谱(FTIR),X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对吸附剂材料CP5A/BT进行了表征. 以阴离子染料橙黄Ⅳ(OIV)为目标吸附质,考察了CP5A浓度、吸附剂投加量、溶液pH值、接触时间和染料初始浓度对吸附效果的影响,采用吸附动力学和吸附等温线模型对吸附过程进行了研究. 通过“吸附?解吸”循环对CP5A/BT吸附剂的再生性进行了考察. 结果显示,CP5A成功负载在BT上,改性后的CP5A/BT表面形貌和结构发生了改变. 经CP5A改性后的BT表面有大量的活性位点,对OIV的去除在45 min内能迅速达平衡状态,且酸性及弱碱性条件下的吸附量高于强碱性条件. 经动力学模型、Langmuir和Freundlich模型分析得出,CP5A/BT对OIV的理论吸附量可达230.4247 mg·g?1,且伪二级动力学和Freundlich等温线模型能较好地拟合CP5A/BT对OIV的吸附过程,此吸附过程主要以化学吸附为主. CP5A/BT吸附剂具有较好的再生性.     

天然锰矿的水合肼改性及对甲基橙的去除作用

研究了利用水合肼提高天然锰矿界面吸附能力的改性方法.结果表明:天然锰矿经水合肼反应改性后,对甲基橙的吸附能力明显提高;改性时的硫酸浓度、水合肼用量、高锰酸钾氧化及反应温度均影响锰矿的吸附性能.改性天然锰矿的吸附pH曲线呈"反S"型,在pH<2.4时对甲基橙有很强的吸附去除能力;吸附等温线符合Langmuir型,20℃时饱和吸附量为776.5mg/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.     

O3/NaClO协同氧化－吸附处理雨水的试验研究

采用O_3/NaClO协同氧化_吸附法对校园屋面雨水处理进行了试验研究。考察了粉末活性炭投加量、吸附时间、搅拌速度以及初始pH对COD、氨氮、TP和浊度去除率的影响;并进行了吸附等温线及动力学模型拟合。试验结果表明:粉末活性炭的最佳投加量为50 mg/L,最佳吸附时间为60 min,最佳搅拌速度为200 r/min,最佳初始pH为7时COD,氨氮,TP和浊度的去除率分别达到了68.87%,81.90%,78.79%,78.50%。COD和氨氮的吸附等温线更符合Freundilch模型,TP吸附等温线更符合Langmuir模型,拟二级动力学模型能更好的描述粉末活性炭对雨水中COD,氨氮和TP的吸附过程,相关系数均接近于1。