花生壳生物质炭的响应面法优化制备及其对水中Cr(Ⅵ)的吸附

为探究生物质炭用于重金属废水处理的效果,选用花生壳为原料,ZnCl₂为改性剂,采用响应面优化法,得出最优生物质炭的制备条件,并探究了不同单因素对花生壳生物质炭吸附水中Cr(Ⅵ)的效果.结果表明:处理含50 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,花生壳生物质炭的最优制备条件为ZnCl₂改性剂浓度4 mol/L,炭烧温度500 ℃,炭烧时间3 h,单因素实验最佳反应条件为pH=2,投加量=50 mg,此时吸附率为93.72%,且温度越高越有利于吸附.等温吸附实验符合Langmuir模型,表明吸附过程以单分子层吸附为主,属于吸热反应;动力学符合准二级方程,吸附过程中以化学吸附为主.     

响应面法优化铁锰改性生物炭对Cd2+的吸附

以香蕉秸秆生物炭为基底,采用浸渍改性的方法,制备了一种铁锰负载生物炭用以吸附Cd2+。通过响应面法对改性生物炭制备条件进行优化,在最优制备条件下,铁锰改性生物炭对Cd2+的预测吸附量为235.64 mg·g-1,实际吸附量为221.03 mg·g-1,相对偏差为6.2%。SEM-EDS、XRD、FTIR分析结果表明,改性后的生物炭表面成功负载铁锰元素,经分析对Cd2+的吸附机理为离子交换、官能团络合、矿物沉淀和阳离子-π作用。铁锰改性生物炭对Cd2+的吸附符合Langmuir模型和准二级动力学模型,说明吸附过程是单分子层吸附和化学吸附。     

响应面法优化污泥生物炭制备工艺

市政污泥富含有机质,以其为原料制备污泥生物炭,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)与H3 PO4复合活化剂对污泥生物炭进行改性,采样响应面方法优化的污泥生物炭改性条件为:污泥生物炭10.00 g、质量分数为40％的H3 PO440.0 mL、CTMAB质量为0.35 g、浸渍温度为50℃.用该条件下改性的污泥生物炭测定...     

改性花生壳生物质炭对土壤中Cr(Ⅵ)的吸附机制

为了提高土壤中重金属Cr(Ⅵ)的去除率,采用简单高效的吸附法,筛选廉价且吸附效果好的吸附剂成为土壤中重金属去除的研究热点.以农业废弃物花生壳为原料,用FeCl₃和ZnCl₂改性得到改性花生壳生物质炭(MPS),将其用于土壤中重金属Cr(Ⅵ)吸附研究实验中.考察pH值、投加量、反应温度、初始浓度和反应时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并对吸附机制进行探讨.结果表明,在pH值为3时,MPS添加量为土壤质量的5%,反应温度为30℃,初始质量浓度为120 mg·L^-1,反应时间为120 min,得到的最高去除率为98.23%.参数拟合结果表明,改性花生壳生物质炭Langmuir吸附模型的相关系数R²高达0.993,准二级动力学拟合的相关系数R²为0.987,表明是单分子层反应.     

改性花生壳对重金属含铬废水的吸附研究

对改性花生壳处理含Cr6＋废水进行研究,考察吸附时间、改性花生壳投加量、pH值、Cr6＋溶液初始浓度对吸附效果的影响。实验结果表明,在吸附时间100min、改性花生壳投加量为5.0g/L、pH值2.0、Cr6＋溶液初始浓度25mg/L、常温的优化实验条件下,硝酸改性花生壳比盐酸改性花生壳吸附效果好,硝酸改性花生壳吸附率达到87%,盐酸改性花生壳为71%。改性花生壳是一种较高效的重金属离子吸附剂。     

响应面法优化水葫芦生物炭吸附尼泊金乙酯工艺研究

以水葫芦为原材料,柠檬酸改性制备生物炭对尼泊金乙酯(EP)的吸附。通过Box-Behnken Design实验,使用吸附剂添加量、pH值、EP初始浓度和反应时间这四个变量对尼泊金乙酯去除率的影响进行模拟优化。实验结果表明：水葫芦生物炭（WB）与柠檬酸改性水葫芦生物炭（CA-WB）在各单因素实验中对EP溶液去除影响的大小顺序为：吸附剂添加量＞EP浓度＞pH＞反应时间。WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为1.12、反应时间为3.28 h、EP初始浓度为18.4 g/L和WB添加量为3.86 g/L,此时WB对EP的去除率为81.04％,实际条件下验证EP去除率为85.12%,与预测值误差为4.79%;CA-WB吸附EP的最佳反应条件为：pH为2.8、反应时间为3.23 h、EP初始浓度为14.7 mg/L和CA-WB添加量为3.73 g/L,此时CA-WB对EP的去除率为96.00％,实际条件下验证EP去除率为93.24%,与预测值误差为2.96%。     

乙二胺改性花生壳粉吸附阴离子染料的研究

以天然产物花生壳作为基质、环氧氯丙烷为交联剂、乙二胺为改性剂合成了一种新型吸附剂,用荧光体视显微镜、红外光谱、X射线光电子能谱分析了其表面结构.考察了吸附时间、温度、溶液pH值、染料初始浓度对吸附直接蓝（DB）和日落黄（SY）的影响.结果表明：此吸附剂于25℃,pH 2.0时对直接蓝和日落黄的最大吸附容量分别为129.1和135.2 mg.g-1,分别为未改性花生壳粉的5.6和4.8倍,吸附平衡时间为3 h.高酸度下吸附阴离子染料的结果表明：染料阴离子与花生壳粉表面质子化的氨基以静电引力实现吸附.用Langmuir和Freundlich模型拟合的结果表明：吸附为Langmuir单分子层化学吸附,吸附表观动力学为二级反应.     

稀硫酸改性花生壳对亚甲基蓝的吸附性能研究

研究稀硫酸改性花生壳对亚甲基蓝的吸附性能,探讨了吸附时间、初始浓度、pH值、温度等因素对吸附性能的影响,并研究了花生壳的再生和重复使用率.结果显示:改性花生壳对亚甲基蓝的最大吸附率为94.53%,最大吸附量为18.53 mg/g;吸附行为满足Langmuir吸附等温式;花生壳可再生使用.     

改性废利乐包炭材料对苯酚的吸附研究

采用废旧利乐包作为原料,经过限氧高温热解炭化和KOH改性后制备改性废利乐包炭材料,通过材料表征、吸附动力学、等温吸附实验等手段分析炭材料对废水中苯酚的吸附机理,并通过响应曲面法对最佳吸附条件进行探究。结果表明,Lagergren准一级动力学模型能更准确地描述动力学吸附过程,而利用Langmuir模型能更好地模拟常温下改性炭材料对苯酚的吸附行为。由响应曲面分析可知,各因素对苯酚吸附容量的影响显著性顺序为苯酚初始浓度>炭材料投加量>pH值;模型预测最优条件为炭材料投加量0.07g,苯酚初始浓度142.43mg/L,pH值5.37,此条件下实测吸附容量为51mg/g。     

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。     

改性花生壳粉对Mn^2＋的吸附

以花生壳为原料,用甲醛和环氧氯丙烷为改性剂制备了甲醛和环氧氯丙烷改性花生壳粉吸附剂,并考察了其吸附Mn^2＋的影响因素即吸附溶液的pH、金属离子初始质量浓度、吸附时间等.结果表明：在10 g花生壳粉中分别加入1.25 mol/L的NaOH溶液80 mL和环氧氯丙烷30 mL,置于水浴锅中于40℃搅拌反应1 h,水洗干燥后得到环氧氯丙烷改性花生壳粉,用此改性的花生壳粉吸附Mn2＋的最佳条件为：pH值5.0、吸附30 min,用0.2 g环氧氯丙烷改性花生壳粉处理10.0 mg/L的Mn^2＋溶液25 mL吸附率可达100%,最大吸附量不低于29 mg/g;未改性花生壳粉和甲醛改性花生壳粉对Mn^2＋的吸附率仅为53%和43%,最大吸附量分别为5.96 mg/g和1.32 mg/g.     

改性花生壳粉对Mn2+的吸附

以花生壳为原料,用甲醛和环氧氯丙烷为改性剂制备了甲醛和环氧氯丙烷改性花生壳粉吸附剂,并考察了其吸附Mn^2＋的影响因素即吸附溶液的pH、金属离子初始质量浓度、吸附时间等.结果表明：在10 g花生壳粉中分别加入1.25 mol/L的NaOH溶液80 mL和环氧氯丙烷30 mL,置于水浴锅中于40℃搅拌反应1 h,水洗干燥后得到环氧氯丙烷改性花生壳粉,用此改性的花生壳粉吸附Mn2＋的最佳条件为：pH值5.0、吸附30 min,用0.2 g环氧氯丙烷改性花生壳粉处理10.0 mg/L的Mn^2＋溶液25 mL吸附率可达100%,最大吸附量不低于29 mg/g;未改性花生壳粉和甲醛改性花生壳粉对Mn^2＋的吸附率仅为53%和43%,最大吸附量分别为5.96 mg/g和1.32 mg/g.     

响应面法优化花椒总多酚的吸附分离工艺

以花椒籽为原料,在单因素实验基础上,用响应面法优化花椒总多酚的大孔树脂吸附分离工艺,考察了pH值、吸附温度和吸附时间对总多酚提取率的影响,建立了数学模型,并对试验结果进行了显著性检验和方差分析.结果表明,在pH值6.0,70℃吸附90min后,总多酚提取率为3.867 2%,模型预测值为3.929 7%,组合实验结果比模型预测值小0.062 5%.     

花生壳对水溶液中铜离子的吸附特性

研究了花生壳对水溶液中重金属铜离子的吸附特性.得到结论:0.25 g花生壳与Cu2 初始浓度为100-200 mg/L溶液充分接触10 h后,达到对Cu2 的最大吸附量.当Cu2 溶液pH值为定值,初始浓度范围在100-200 mg/L时,金属离子初始浓度越大吸附越有利;当Cu2 溶液初始浓度为定值时,溶液pH值升高,花生壳对Cu2 的吸附能力增强.且Cu2 溶液的pH值变化范围在2.0-5.6之间.在恒定pH值下,使用Langmuir模型和Freundlich模型描述花生壳对Cu2 离子的吸附特性.另外,其它金属阳离子的存在使花生壳对Cu2 的吸附量降低.     

运用响应面法的工程废土综合改性优化

基于响应面法中的Box-Behnken试验设计方法,在考虑因素间交互作用的基础上对工程废土进行综合改性优化研究.构建成型压力、混合料含水率、水泥掺量及细石掺量等因素与改性后工程废土表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标间的响应面,探索各因素对响应指标的影响规律.通过回归模型修正、试验验证获取适用于工程废土综合改性优化指标响应值预测的回归模型方程.结果表明:考虑工艺成本,工程废土在进行综合改性优化时,成型压力、混合料含水率、水泥掺量和细石掺量的最优取值范围分别为15~25 MPa,10.5%~12.5%,8%~12%和3%~6%;各影响因素对改性后工程废土的表观密度、抗压强度、导热系数和软化系数等指标的影响显著程度均不相同,且存在交互作用;修正后的改性工程废土指标响应值回归模型经试验验证,最大偏差值为6.07%,适用于工程废土改性方案的优化和各指标响应值的预测.     

改性生物炭对水中双酚A的吸附性能

生物炭是一种廉价而高效的绿色环保吸附剂,在水处理领域备受青睐。以芦苇和香蒲为原材料,在不同碳化温度(400,500℃)、不同碳化时间(3, 4, 5, 6 h)下制取生物炭,采用碳酸钾作为改性剂处理生物炭,并将其应用于双酚A(4,4′-Isopropylidenediphenol, BPA)废水处理。结果表明：500℃碳化5 h,碳酸钾改性剂与生物炭原料质量比为2∶1条件下制备的改性芦苇生物炭对BPA的去除效果最好;改性芦苇生物炭投加量为10 mg,接触时间为1 440 min时,吸附量可达到1.593 mg·g^-1,去除率高达97.07%。香蒲改性生物炭对BPA吸附符合准二级动力学吸附模型和Langmuir等温吸附模型,为单分子层吸附。以芦苇为材料制备的碳酸钾改性生物炭可用于BPA废水的处理,并解决湿地废弃植物造成的环境问题。     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr(Ⅵ)的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜(scanning electron microscopy)、傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy)、X射线衍射(X-ray diffraction)等方法对原炭(biochar)和改性生物炭(modified biochar)进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物...     

响应面法优选泽兰多糖的大孔吸附树脂纯化工艺

目的:考察8种大孔吸附树脂D3520、H103、HPD-100、HPD-700、AB-8、HPD722、S-8、HPD-600对泽兰多糖的纯化效果,以Box-Behnken法优化最佳大孔吸附树脂的最优纯化工艺.方法:以多糖保留率、脱色率、脱蛋白率的加权综合评分为指标,考察大孔树脂、洗脱流速、上样浓度、洗脱剂用量对纯化结果的影响,通过Box-Behnken设计建立响应面模型来优选大孔树脂泽兰多糖的工艺参数.结果:优选的泽兰多糖的大孔树脂纯化工艺为:取HPD-100大孔吸附树脂,泽兰多糖的上样质量浓度为0.03 g/mL,洗脱流速为1.1 mL/min,洗脱体积为40 mL,以此优选工艺纯化后,多糖保留率69.21%,脱色率60.24%,蛋白脱除率75.67%.结论:泽兰多糖的纯化工艺稳定可靠,HPD-100大孔吸附树脂纯化工艺效果良好,适合工业化生产.