纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为与机理

采用水热法制备了纳米赤铁矿吸附剂,对不同pH值、吸附剂用量、吸附时间和初始U(VI)浓度下纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的行为进行了研究,并采用XRD、SEM和EDS对纳米赤铁矿吸附剂吸附U(VI)前后的表面形貌进行了表征和分析,揭示了纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的动力学特征和吸附机理。结果表明,当温度为25 ℃、pH为7、吸附剂用量为0.4 g/L、U(VI)的初始质量浓度为5 mg/L时,在120 min时吸附即达到了平衡;此时,吸附率最高,达到了92.62%;纳米赤铁矿吸附剂吸附低浓度U(VI)的过程是一个快速平衡的过程,其动力学过程符合准二级动力学模型,说明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)的方式主要为化学吸附,其吸附等温线符合Freundlich吸附模型,表明纳米赤铁矿吸附低浓度U(VI)为多层吸附。     

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值6为最佳pH值,在温度25℃条件下,MS对10mg/LU(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。     

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。     

污泥吸附剂对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

以剩余污泥为原料,以十六烷基三甲基溴化铵为活化剂制取改性吸附剂,通过恒温水浴振荡静态吸附实验研究了改性吸附剂对含Cu(Ⅱ)和Cr(VI)废水的吸附性能.借助比表面积测定仪、红外光谱仪和扫描电镜仪对改性前后的污泥进行了表征.比较了污泥改性前后的吸附效果、考察了溶液初始pH、溶液初始浓度、吸附平衡时间、温度等因素对吸附效率的影响,同时,研究了改性污泥吸附剂对Cu(Ⅱ)和Cr(VI)的吸附动力学行为.结果表明,改性污泥吸附剂表面及孔洞均变得疏松和粗糙,且孔洞明显增大,BET比表面积为14.97 m~2·g~(-1).改性后污泥对Cu(Ⅱ)和Cr(VI)的吸附性能明显增加,在Cu(Ⅱ)和Cr(VI)初始浓度均为50 mg·L~(-1)时,吸附剂投加量4 g·L~(-1),反应体系温度25℃,pH为3.0,吸附平衡时间为30 min时,去除率比改性前分别增大了56.79%和47.60%;Cu(Ⅱ)和Cr(VI)离子最大理论吸附量分别达到21.06和14.85 mg·g~(-1).吸附机制分析表明,吸附等温线数据符合Langmuir模型,模型R~2分别为0.998和0.999,存在单分子层吸附;在实验温度下(15、25、35、45℃)的吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型,R~2均达到了0.99以上,且随着温度的升高,吸附越容易进行,说明Cu(Ⅱ)和Cr(VI)的吸附以化学吸附为主,物理吸附为辅.改性吸附剂能够应用于含有重金属的废水处理,实现废物资源化利用.     

活性炭吸附放射性废水中U(Ⅵ)的特性研究

该文研究了活性炭对放射性废水中铀的吸附特性,所研究的影响因素包括接触时间、溶液的pH值pHa、铀的初始浓度和实验温度。利用能谱扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线能谱(EDS)和红外光谱(FTIR)对活性炭的表面物化性质和表面功能团进行了表征。结果表明,活性炭表面存在羟基官能团并对吸附起重要作用;吸附反应在30min内可以达到平衡;pHa在3~9对吸附影响较大,在3pHa5时吸附容量和吸附率增大,在5pHa7时吸附容量和吸附率减小,在7pHa9时吸附容量和吸附率上升较快;U(Ⅵ)在活性炭上的吸附反应符合Tempkin、Slip和D-R等温模型及准一级动力学方程;吸附反应是自发放热熵增过程。饱和吸附容量为62.50mg·g-1,吸附率最大为99.23%。     

微生物腐败物对U(Ⅵ)的吸附动力学与热力学研究

为了解微生物腐败物对U(Ⅵ)的作用,通过扩大培养微生物,令其自然死亡腐败,制备了微生物腐败物.通过静态实验,对不同pH、反应时间、温度和铀初始质量浓度对微生物腐败物吸附铀的影响进行了研究,并进行了动力学和热力学分析.结果表明,pH、反应温度和铀初始质量浓度均是影响吸附的重要因素,吸附量随着铀初始质量浓度的增加而增加,反...     

粘土-壳聚糖复合吸附剂吸附铬(Ⅵ)离子性能的研究

通过壳聚糖与粘土的结合，制备出复合吸附剂，并研究其对Cr（Ⅵ）离子的吸附性能．研究结果表明，与单一的粘土或壳聚糖相比，该吸附剂对Cr（Ⅵ）离子吸附速度快、吸附能力强．吸附除去Cr（Ⅵ）的最佳工艺条件是：壳聚糖与粘土质量比为0．04，pH值4～6，Cr（Ⅵ）离子的质量浓度≤10mg／L，吸附平衡时间为40min，吸附荆用量为8．0g／L．     

改性污泥基吸附剂对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

以城市污水厂脱水污泥为原料,采用添加发泡剂辅助的方法制备了污泥基吸附剂,并对部分污泥基吸附剂进行3 mol/L HNO_3改性,研究了2种改性污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附行为.结果表明：HNO_3改性改善了污泥基吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能,pH是影响污泥基吸附剂吸附去除Cr(Ⅵ)的关键因素,最适pH在1.0~3.0,最佳吸附时间为3 h.25 ℃下改性污泥基吸附剂吸附Cr(Ⅵ)符合Langmuir吸附模型,准二级动力学模型能很好地描述HNO_3改性前后污泥基吸附剂的吸附行为.     

悬浮酵母菌吸附Pb(Ⅱ),Cr(Ⅵ)的机理

研究了悬浮酵母菌的动电电位及不同pH值下金属离子的赋存状态,探讨了悬浮酵母菌对Pb(Ⅱ),Cr(Ⅵ)的吸附机理.试验结果表明:悬浮酵母菌的零电点大致为3.7,随着pH值的升高,悬浮酵母菌的动电电位逐渐降低;在pH值小于4.0时,悬浮酵母菌对Pb(Ⅱ)的吸附以静电吸附为主;在pH值为2.0~6.0时,悬浮酵母菌对Cr(Ⅵ)的吸附以静电吸附为主,在其他pH值范围内,静电吸附不占主导地位.     

稻壳活性炭对Cr(Ⅵ)离子吸附过程的机理

以稻壳为原料,氯化锌为活化剂,运用微波电加热双模式制备活性炭,并研究了活性炭净化水中重金属(六价)铬离子的机理.通过单因素实验得到制备活性炭的最佳工况为:活化温度600℃,活化时间50 min,浸渍比(m(氯化锌)∶m(稻壳))1.5∶1,升温速率15℃/min.使用FTIR、比表面积及孔径分析仪(BET)、p HIEP(等电位点p H)等方法表征最佳工况下活性炭的孔隙特性及表面化学性质.实验结果表明,稻壳活性炭的比表面积达到了1 719.32 m2/g,总孔容1.05cm3/g.进一步研究了吸附时间、p H值、活性炭投加量及(六价)铬离子初始浓度对活性炭吸附重金属(六价)铬离子的影响规律,结果表明,在p H=2.0~3.0时,最佳工况下制备的活性炭具有最大吸附量,并且在90 min时达到吸附平衡.     

夏威夷果壳活性炭的制备及U(Ⅵ)去除机理研究

研究以氢氧化钾(KOH)为改性剂制备夏威夷果壳活性炭去除U(Ⅵ)。除铀机理为吸附剂活化过程中增加了醚基、羰基、羧基的含量和比表面积,实验最大吸附量为9. 63 mg/g、去除率94. 6%。动力学分析表明吸附过程化学吸附优于物理吸附,吸附等温线分析表明吸附过程既有单分子层吸附又有多层吸附且反应容易进行,热力学分析表明吸附过程是自发的吸热反应。     

树脂负载PEI复合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附去除性能研究

为了克服溶解性的聚乙烯亚胺(PEI)吸附重金属离子后难于从水中分离的应用难点,本文将PEI大分子通过戊二醛进行交联,使之固定到树脂的网状结构当中,制备负载PEI的纳米复合吸附剂(PEI-CMPS),并通过序批式静态吸附实验考察其对水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明:PEI-CMPS在酸性条件下能够更好地吸附Cr(Ⅵ),其吸附行为符合Langmuir模型,并且在14 h左右达到平衡,动力学行为符合准二级模型;在Cl~-、NO_3~-、SO■等竞争离子存在下,PEI-CMPS对Cr(Ⅵ)具备良好的吸附选择性。该复合吸附剂用NaOH进行脱附后可重复使用,但再生后的材料对Cr(Ⅵ)的吸附量明显下降。     

改性壳聚糖吸附剂对水中低浓度汞的吸附

制备了几种改性壳聚糖吸附剂,通过优化试验确定了制备改性壳聚糖吸附剂的乙酸/壳聚糖浓度配比及固化碱液条件,并比较了不同吸附剂对Hg2+的吸附性能.以分子印迹法结合交联胺化改性法制备的Hg2+分子印迹改性壳聚糖吸附剂小球(P-C-CTS-ex(Hg0.3))对Hg2+具有最高的吸附容量,在低浓度Hg2+(CHg2+<40mg/L)溶液中,此吸附剂对Hg2+的吸附容量可达9.017 mg/g,比未改性壳聚糖(CTS)的吸附量高出1倍以上.研究还揭示了交联前Hg2+对壳聚糖分子中的活性氨基的保护功能及除Hg2+后的分子印迹作用.循环再生实验表明,P-C-CTS-ex(Hg0.3)经过8个循环以后的吸附容量保持稳定,颜色与外观等基本不变,重复使用性能稳定;而未改性CTS吸附剂经过"吸附-脱附-再生"8个循环后,球体积明显变小,颜色逐渐变黄,吸附容量不稳定.这表明本研究制备的Hg2+分子印迹改性壳聚糖吸附剂的吸附容量和再生性能均明显优于普通壳聚糖吸附剂,具有应用于含Hg废水处理的潜力.     

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。     

钝顶螺旋藻磁性生物吸附剂的制备及对铬(Ⅵ)的吸附性能

以钝顶螺旋藻和磁性纳米粒子四氧化三铁为材料,采用海藻酸钙进行包埋制备出钝顶螺旋藻磁性生物吸附剂,从pH、温度、吸附动力学等方面研究钝顶螺旋藻磁性生物吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能。研究结果表明:当pH为1.5,温度为40℃时,吸附效果最好,时间在120 min时吸附容量达到饱和吸附量的96.5%;随Cr(Ⅵ)离子初始浓度的增加,吸附量增加,吸附效率减小。且与海藻酸钙吸附行为显著不同,说明主要是由钝顶螺旋藻对Cr(Ⅵ)离子吸附作用;钝顶螺旋藻磁性生物吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附过程可用Langmuir和Freundlich等温模型进行描述;同时,磁性生物吸附剂具有较强的磁性,在加有外界磁场的情况下,能快速地实现固液分离和回收,可简化重金属离子吸附的后续处理。     

纳米β-FeOOH对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

羟基氧化铁由于其较高的表面电荷和较大的比表面积,对重金属离子具有良好的吸附性能,本文采用三种不同的制备方法制得羟基氧化铁(FeOOH),对制得的样品进行了X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)表征,并分别用比表面积分析仪和电泳仪测得产品的比表面积和zeta电位。XRD图谱分析结果表明三种产品均为β-FeOOH,而TEM分析结果表明,三种方法得到的β-FeOOH均为纳米级,其形貌分别为长六方形、梭形和纺锤形。所得三种β-FeOOH分别用于吸附模拟水样中Cr(Ⅵ),研究结果表明,三种方法制得的β-FeOOH以加入有机大分子壳聚糖制得的产品(S3)的吸附效果最好。由S3吸附Cr(Ⅵ)的吸附等温实验得出,在293 K、303 K和313 K时,其对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量分别为15.45 mg/g,16.87 mg/g和18.48 mg/g。KF值随温度升高而不断增大,表明S3对Cr(VI)的吸附过程为吸热反应。     

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。     

油茶壳基活性炭的微波制备及其对U(Ⅵ)的吸附

以油茶壳为原料,氯化锌为活化剂,采用微波活化制备油茶壳基活性炭。通过测定活性炭的碘吸附值,探究了氯化锌活化剂质量浓度、微波辐照时间、活化剂浸渍时间对所制备活性炭吸附性能的影响;并将制得的最优活性炭进行铀吸附实验,通过扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、能谱分析(energy dispersive spectrometer,EDS)、傅里叶红外光谱分析(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)对油茶壳基活性炭进行表征,探讨其吸附铀的机理。实验结果表明:采用700 W的微波功率,当氯化锌活化剂质量浓度为300 g/L,活化剂浸渍时间为24 h,微波辐照时间为90 s时,所制得油茶壳基活性炭碘吸附值为769.9 mg/g;在溶液pH=6、初始铀质量浓度为5 mg/L、油茶壳基活性炭投加量为1 g/L、吸附时间为6 h时,油茶壳基活性炭对铀的吸附率为98.75%,铀的吸附量为4.94 mg/g。油茶壳基活性炭对U(Ⅵ)的吸附是一种以物理吸附、活性炭表面的-COOH、-OH等官能团与铀酰离子的络合作用并存的吸附方式。