柚子皮生物吸附剂的制备及其对重金属铅离子的吸附应用

废弃的柚子皮中富含大量的木质素、纤维素、多糖及果胶等成分,因而具有与重金属发生作用的功能团,可作为重金属离子的吸附剂。研究以柚子皮粉和经过碱化改性、酯化改性、壳聚糖交联处理的柚子皮粉为吸附剂对铅离子(Pb2+)的吸附情况进行比较,选择出最佳改性处理方法;然后考察最佳改性后的吸附剂在不同的吸附条件下,即吸附时间、吸附温度、Pb2+的初始浓度、吸附时的pH和吸附剂的用量对吸附效率的影响,探究出最佳的吸附剂使用条件;最后探究了吸附剂的吸附动力学特性。结果表明:碱化改性的柚子皮吸附剂在pH为4~6、温度为45℃、吸附剂的投加量为10 g/L、吸附时间为60 min、Pb2+初始浓度约为140 mg/L的条件下,对Pb2+的吸附效果最佳,吸附效率达到92%以上。吸附动力学方程为t/qt=0.207 3+0.103 5 t。     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

固定化细菌对低浓度重金属Pb2+的吸附特征及影响因素

采用固定化技术将从污水处理厂活性污泥中筛选的吸附重金属能力强的优势细菌固定, 研究其对重金属离子Pb²⁺的吸附特征及其影响因素. 结果表明, 固定化细菌对Pb²⁺的吸附是动态过程, 180 min吸附达到平衡. 随着Pb²⁺浓度的增加, 固定化细菌与吸附量呈正相关; 当吸附体系pH=6, 离子强度为0.01 mol/L时吸附量最大;环境温度对固定化细菌吸附Pb²⁺的影响包括两个阶段; 吸附率随着吸附剂质量增加呈上升趋势, 而单位质量吸附剂吸附Pb²⁺的量呈下降趋势; 共存离子Cd²⁺降低了固定化细菌对Pb²⁺的吸附量.     

柴胡药渣对锌离子的吸附动力学特性

 为了探讨柴胡药渣对含锌废水的吸附特性和液相pH 值、电导率变化特性,以柴胡药渣为生物吸附剂,进行了Zn²⁺批量吸附实验研究。分析了液相pH 值、Zn²⁺初始浓度（C₀）、柴胡药渣加入质量浓度（ρ_m）、粒度（M_z）等因素对吸附效果的影响,并进行等温吸附模拟及吸附动力学相关分析。结果表明,实验室环境下的较佳的吸附条件为：pH 值为4.0～6.0,ρ_m 为4.0~8.0 g/L,M_z为40~100 目,C₀为0.1~2.0 mmol/L。柴胡药渣对Zn²⁺的等温吸附结果很好符合了Langmuir 和Freunlich 吸附模型,R²分别为0.978 和0.989;计算所得最大吸附量（q_max）达到19.96 mg/g,说明柴胡药渣对Zn²⁺有很好的吸附能力。动力学吸附分析表明,柴胡药渣对Zn²⁺的吸附是一个快速进行的反应过程,二级吸附速率方程拟合结果中R²均在0.997 以上,由此认为其吸附反应过程中限速步骤是化学吸附过程。柴胡药渣对Zn²⁺吸附过程中液相pH 值分析表明,pH 值呈现初始阶段迅速升高后进入缓慢变化的趋势。     

皂化交联改性橘子皮生物吸附剂对Cu2+的吸附

以生物废料橘子皮(OP)为原料,经乙醇、氢氧化钠和氯化钙处理,得到2种改性橘子皮生物吸附剂SOP和SCOP,并将它们用于对Cu2+的吸附.研究溶液pH值、吸附剂用量、吸附时间和Cu2+初始质量浓度对SOP和SCOP吸附性能的影响.结果表明:Cu2+在橘子皮生物吸附剂上的吸附速率快,可以用准二级动力学方程描述.SOP和SCOP对Cu2+的吸附等温线符合Langmuir模型,根据Langmuir模型计算SOP和SCOP饱和吸附量,分别为50.17 mg/g和72.73 mg/g,高于未改性的OP饱和吸附量(44.28 mg/g).改性后的橘子皮生物吸附剂可以再生重复使用5次以上.橘子皮经过改性处理后,化学稳定性提高,吸附能力增强,是性能良好的Cu2+吸附剂.     

改性柚子皮对镉离子的吸附及动力学研究

以生物质废弃物柚子皮为原料对工业废水中的镉离子进行吸附.考察金属离子初始浓度、吸附剂用量、溶液pH、吸附温度和吸附时间对镉离子的吸附情况,从而确定最佳的吸附条件,并对吸附性能进行动力学研究.结果表明,吸附温度为25℃、溶液pH=5、吸附剂的用量为7 g·L^-1、吸附时间为120 min、镉离子的初始浓度100 mg·L^-1条件下,柚子皮对镉离子的吸附率达到96.45%以上;通过用准一级动力学模型和准二级动力学模型进行数据拟合,结果显示吸附反应符合准二级动力学方程;红外光谱结果显示,参与吸附反应的主要官能团为羟基、羰基和羧基.     

海藻酸钠复合水凝胶的制备及其对废水中铅离子的吸附性能研究

首先对石墨烯进行改性,合成了磺酸化石墨烯(SGO).采用共混交联的方法,将SGO加入到海藻酸钠(SA)中并以CaCl₂为交联剂制备了SA/SGO复合水凝胶球.通过单因素实验研究了凝胶球对模拟废水中重金属离子(Pb²⁺)的去除效果,探讨了溶液pH值、金属离子初始浓度和吸附反应时间等对Pb²⁺吸附的影响.结果表明：SA/SGO对Pb²⁺的吸附是一个较快的过程,大约60 min即可达到吸附平衡,最大吸附容量为248.90 mg·g^-1.SA/SGO凝胶球对Pb²⁺的吸附等温线遵循Langmuir模型,表明Pb²⁺在凝胶球上的吸附是单分子层的.此外,经过5次吸附解吸后,凝胶球对Pb²⁺的吸附能力仅下降了不到10%,表明SA/SGO凝胶球拥有优异的再生性能.     

自然水体生物膜胞外多糖吸附铅和镉的研究

采用长春南湖水中优势菌种胞外多糖分别对Pb²⁺和Cd²⁺进行吸附实验, 从离子浓度、 温度、 时间、 pH值、 铅镉共存等方面对其吸附规律进行了初步研究, 结果表明, Langmuir和Freundlich方程均可描述自然水体生物膜胞外多糖吸附 Pb²⁺和Cd²⁺的热力学过程. 胞外多糖吸附Pb²⁺和Cd²⁺的动力学吸附特征符合Langmuir-Hinshelwood方程的一级反 应模式.Cd²⁺干扰胞外多糖对Pb²⁺的吸附, Pb²⁺也干扰胞外多糖对Cd²⁺的吸附.     

耐铅微生物筛选及其铅去除能力的初步研究

从铅锌尾矿厂周围土壤样品中分离出4株耐铅菌。4株耐铅菌均能在Pb²⁺浓度范围为100~1000 mg/L的培养液中生长。在pH 6, 25℃, 160 r/min及初始Pb²⁺浓度为600 mg/L时, 菌株Pb-X-1, Pb-Z-3和Pb-Z-4的Pb²⁺去除率分别为78.31%, 77.8%和87%。菌株Pb-X-2在初始Pb²⁺浓度为100~400 mg/L时, 去除率均高于95%。16S rRDA基因序列分析表明, Pb-X-2属于嗜麦芽寡养单胞菌。菌株Pb-X-2对溶液中铅离子的去除机理为细胞表面吸附与胞内富集。     

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。     

食用菌菌糠对重金属离子的吸附性

利用廉价生物吸附剂去除污水中Pb2+和Zn2+的技术,研究了食用菌菌糠的吸附特性,调查污水pH、重金属初始浓度、吸附剂用量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响.结果表明,在食用菌菌糠吸附剂用量分别为16g/L和12g/L,pH值分别为5和6,初始重金属质量浓度为20mg/L,吸附时间为3h,25℃条件下,达到了最大吸附量,对Pb2+和Zn2+的去除率分别达到92.79%和88.96%,处理后的Pb2+和Zn2+质量浓度分别为1.442mg/L和2.208mg/L,接近污水综合排放标准(GB8978—1996)中的排放质量浓度1mg/L和2mg/L.食用菌菌糠对Pb2+和Zn2+的吸附等温线符合Fleundlich模式.     

改性玉米芯及其对废水中Cr6+的吸附研究

选取玉米芯作为吸附剂,对废水中Cr⁶⁺进行吸附研究,因玉米芯本身吸附效果不佳,故对其进行改性。经H₃PO₄、NaOH、NaNO₂溶液改性后的玉米芯可以使其孔隙扩展、比表面积变大,能够较高效地去除废水中Cr⁶⁺。实验结果表明：当模拟废水中Cr⁶⁺初始浓度为20 mg/L、体积为50.00 mL时,玉米芯经NaOH溶液改性后,投加量为0.040 g,pH为5.00,吸附时间为20 min时,吸附效果最佳,废水中Cr⁶⁺的去除率为96.83%。此时,改性后玉米芯吸附Cr⁶⁺的过程与Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型拟合度较高。     

改性玉米芯及其对废水中Cr6+的吸附研究

选取玉米芯作为吸附剂,对废水中Cr⁶⁺进行吸附研究,因玉米芯本身吸附效果不佳,故对其进行改性。经H₃PO₄、NaOH、NaNO₂溶液改性后的玉米芯可以使其孔隙扩展、比表面积变大,能够较高效地去除废水中Cr⁶⁺。实验结果表明：当模拟废水中Cr⁶⁺初始浓度为20 mg/L、体积为50.00 mL时,玉米芯经NaOH溶液改性后,投加量为0.040 g,pH为5.00,吸附时间为20 min时,吸附效果最佳,废水中Cr⁶⁺的去除率为96.83%。此时,改性后玉米芯吸附Cr⁶⁺的过程与Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型拟合度较高。     

SDBS改性海藻酸钠磁球吸附水体中Cu（Ⅱ）的性能

以FeCl₃·6H₂O,FeCl₂·4H₂O和NaOH为原料,先制备磁流体 Fe₃O₄,再制备十二烷基苯磺酸钠（SDBS）改性海藻酸钠磁球, 通过单因素实验考察溶液pH值、 初始质量浓度、吸附时间和温度对磁球吸附水体中Cu²⁺的影响,并在B3LYP/6-31G^**水平上模拟海藻酸钠阴离子与Ca²⁺和Cu²⁺的配位特点.  实验结果表明： 在25 ℃,吸附 80 min,初始质量浓度为100 mg/L,pH=4时,最大吸附量为116.6 mg/g;Cu²⁺比Ca²⁺的成键能力强.     

SDBS改性海藻酸钠磁球吸附水体中Cu（Ⅱ）的性能

以FeCl₃·6H₂O,FeCl₂·4H₂O和NaOH为原料,先制备磁流体 Fe₃O₄,再制备十二烷基苯磺酸钠（SDBS）改性海藻酸钠磁球, 通过单因素实验考察溶液pH值、 初始质量浓度、吸附时间和温度对磁球吸附水体中Cu²⁺的影响,并在B3LYP/6-31G^**水平上模拟海藻酸钠阴离子与Ca²⁺和Cu²⁺的配位特点.  实验结果表明： 在25 ℃,吸附 80 min,初始质量浓度为100 mg/L,pH=4时,最大吸附量为116.6 mg/g;Cu²⁺比Ca²⁺的成键能力强.     

改性锯末对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能研究

以氢氧化钾溶液浸泡制备改性锯末作为含Cr(Ⅵ)废水的吸附剂,用傅里叶红外光谱仪对改性前后锯末的化学性能进行分析.探讨了吸附剂投加量、Cr(Ⅵ)初始浓度、溶液初始pH值、吸附温度、吸附时间等因素对吸附效果的影响.实验证明:吸附剂对低浓度的含Cr(Ⅵ)废水的吸附效果较佳,在实验中溶液pH值对吸附效果的影响较大;吸附处理Cr(Ⅵ)的最佳条件为:吸附剂的投加量24g/L、Cr(Ⅵ)初始浓度25mg/L、溶液初始pH值为2,吸附温度50℃、吸附时间为2h,吸附率可达到98.73%;改性锯末对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学模型(R~2=0.9981);吸附过程可用Freundlich吸附等温线来描述;通过再生实验表明,改性锯末可进行解析再生.     

柠檬酸改性大豆秸秆材料对铜离子的吸附性能

 为考察农业废弃物大豆秸秆对重金属的吸附性能,以大豆秸秆为原料、柠檬酸为改性剂,制备出一种柠檬酸改性大豆秸秆吸附剂（CA-SS）,对其进行扫描电镜测试和红外吸收光谱分析。对比研究了大豆秸秆改性前后对铜离子（Cu²⁺）的吸附性能,分析了Cu²⁺初始浓度、吸附时间和镍离子（Ni²⁺）对Cu²⁺吸附的影响,探讨了其吸附动力学和吸附等温线。结果表明：改性过程保留了大豆秸秆的多孔结构,并为其添加了羧基功能团;吸附过程符合Langmuir 模型和准二级动力学模型,大豆秸秆经过改性对Cu²⁺的吸附能力由10.44 mg/g 提高到了19.14 mg/g,主要是因为柠檬酸为大豆秸秆提供了起离子交换作用的羧基功能团;Ni²⁺未能影响CA-SS 对Cu²⁺的吸附,而Cu²⁺抑制了CA-SS 对Ni²⁺的吸附。CA-SS 是一种对Cu²⁺有较好吸附性能的廉价吸附材料。     

pH值和流速对向海盐碱湿地土壤草根层吸附铅、镉规律的影响

利用柱实验, 考察了向海盐碱湿地土壤草根层吸附Pb²⁺和Cd²⁺过程中的影响因素. 结果表明, 流速和pH值对动态吸附有很大影响, 流速加快, 穿透点提前, 穿透点吸附量减小; pH增加, 穿透点滞后, 穿透点吸附量增大; Pb²⁺与Cd²⁺在吸附过程中存在竞争吸附, Pb²⁺对Cd²⁺的吸附影响较大, 而Cd²⁺对Pb²⁺的吸附影响相对较小 . 不同pH值下, Pb²⁺和Cd²⁺的动态吸附过程均可用双常数速率方 程和Elovich方程描述, 且双常数速率方程更好.     

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.     

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.