煤矸石制备NaX型分子筛及其对Cd~(2+)的吸附性能

以鄂尔多斯昶旭煤矿煤矸石为研究对象,采用碱熔法制备NaX型分子筛,利用FTIR、XRD、SEM、BET等方法对其进行了表征,并研究了分子筛投加量、废水初始pH值以及吸附温度对NaX型分子筛吸附废水中重金属Cd~(2+)性能的影响.结果表明,以煤矸石为主要材料合成的NaX型分子筛化学组成通用公式为3.5Na_2O·Al_2O_3·2.9SiO_2·150H_2O,合成条件为陈化时间6 h、晶化温度和时间分别为100℃和12 h,结构为八面体晶体形状且具有较大的比表面积(406.7 m~2/g)和总孔体积(0.242 m~3/g).在分子筛投加量为2 g/L、废水初始pH=5、吸附温度为室温(25℃)的条件下吸附效果最好,对Cd~(2+)(100 mg/L)的去除率达到90%以上.采用Langmuir、Freundlich和Temkin三个等温吸附模型对吸附效果进行比较,NaX型分子筛吸附Cd~(2+)更加符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附容量达到100.11 mg/g.研究结果对利用煤矸石制备分子筛提供了一定的基础,并为其资源化应用提供了一种可能的途径.     

灭活面包酵母菌对水溶液中镉离子的吸附特性

以灭活面包酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)作为生物吸附剂,研究了初始液相pH值、吸附剂质量浓度ρa、Cd~(2+)初始质量浓度ρ0等因素对面包酵母菌吸附Cd~(2+)过程的影响,并进行吸附动力学、等温吸附和SEM/EDS分析.结果表明,较佳吸附条件:pH=4.5~7.0,ρa=4.0~6.0g/L,ρ0=112.4~224.8mg/L.吸附动力学分析表明面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附是一个快速反应的过程,吸附过程可用准二级动力学模型来描述.等温吸附结果较好地符合Langmuir和Freundlich吸附模型.SEM/EDS分析发现,大量的Cd~(2+)被吸附在细胞表面,这说明灭活面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附效果较好.     

mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)金属离子的吸附

在介孔二氧化硅(mSiO_2)的表面接枝了亚氨基二乙酸官能团(IDA)合成了mSiO_2-IDA吸附剂,研究了mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)两种金属离子的吸附效果。通过元素分析仪(EA)、傅里叶红外型光谱仪(FT-IR)等表征手段表明IDA成功地接枝到mSiO_2的表面,考察了溶液的pH、初始浓度和吸附时间对吸附Cu~(2+)、Cd~(2+)的影响。结果显示,当pH=5,t=30min时,2g/L mSiO_2-IDA对溶液中的Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率分别达到97.9%和92.1%。通过吸附动力学数据可知,拟二级动力学方程能更好地描述mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附过程,它属于Langmuir等温吸附模型;多功能光电子能谱仪(XPS)研究显示mSiO_2-IDA对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附机制并不相同。     

柠檬酸改性酒糟对重金属镉的吸附性能

通过柠檬酸对酒糟改性后制备出改性酒糟,系统研究了改性酒糟对水溶液中重金属Cd的吸附性能.研究发现,质量浓度0.5%的柠檬酸改性酒糟对Cd~(2+)的吸附量由改性前的4.09 mg/g提高到9.13 mg/g;酒糟改性后比表面积增大,微孔容积增加,且电负性增强.红外光谱分析表明,经过柠檬酸改性后酒糟有效官能团数目增多.改性酒糟对Cd~(2+)的吸附量随p H值的升高先增加后略有降低,在2 h时达到吸附平衡,吸附饱和后随震荡时间的延长,Cd~(2+)析出量很小.当p H值为6、初始Cd浓度为100 mg/L、改性酒糟投加量为10 g/L、吸附120 min时,改性酒糟对Cd~(2+)的去除率达到91.50%,吸附量为9.15 mg/g.吸附等温线研究表明,Langmuir模型能更好地描述改性酒糟对Cd~(2+)的吸附过程.     

H_3PO_4活化法制备污泥基活性炭吸附去除Pb~(2+)研究

以养殖废水生化处理后的剩余污泥为原料,H_3PO_4为活化剂制备污泥活性炭.将其用于对Pb~(2+)废水处理,结果表明,用H_3PO_4化学活化法在550°C活化60min时制备出污泥活性炭20mg,对pH=5.5,5mg/L的Pb~(2+)溶液、吸附80min后,吸附去除率可达98.7%:污泥活性炭对Pb~(2+)废水的吸附规律符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量为42.9mg/g.     

4A和13X分子筛去除水中重金属Cd~(2+)及其吸附性能研究

以4A和13X分子筛为吸附材料,考察废水pH值和Cd2+初始浓度等对Cd2+去除率的影响,并研究了分子筛对Cd2+的吸附性能。结果表明,4A和13X分子筛投加量为0.16g/L、废水pH值为5、Cd2+浓度为20mg/L时,Cd2+去除率达到95%以上;分子筛对Cd2+的去除机理以离子交换吸附为主,交换出来的Na+与分子筛吸附的Cd2+摩尔浓度比为2;在吸附热力学和动力学方面,4A和13X分子筛均符合Langmuir吸附等温模型和Lagergren二级速率方程,计算的饱和吸附容量Q0分别为150.15、163.67 mg/g,二级反应速率常数K2分别为2.45×10-3、3.96×10-4 g/(mg·s)。该吸附反应是一种单分子层反应速度较快的化学吸附过程。     

活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)的研究

采用不同浓度氢氧化钠溶液对活性炭纤维进行改性,利用改性后的活性炭纤维电吸附去除水中Cd~(2+)离子,结果表明:采用2 mol/L NaOH改性后的活性炭纤维具有更高的Cd~(2+)去除率.因此,实验采用2 mol/L NaOH改性活性炭纤维电极研究电压、温度、Cd~(2+)初始浓度对电吸附去除Cd~(2+)效果的影响.实验结果表明:电压越高,Cd~(2+)去除率越高;温度越高,Cd~(2+)去除率也越高,但是温度太高,溶液蒸发严重;Cd~(2+)初始浓度越大,Cd~(2+)去除率越低,但吸附容量增大.除此以外,电吸附循环实验表明Na OH改性活性炭纤维电极在电吸附Cd~(2+)过程具有良好的再生性.     

Al - MCM - 41介孔分子筛对镉离子吸附性能的研究

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂,合成Al-MCM-41介孔分子筛,通过X-ray粉末衍射、氮气吸附-脱附等温线对样品进行了表征.采用Al-MCM-41为吸附剂,乙酰丙酮为螯合剂对含有二价镉离子的溶液进行了吸附实验,结果表明:Cd2 能定量吸附在Al-MCM-41分子筛上,静态饱和吸附量约为136.86 mg/g,吸附性能符合Langmuir吸附方程特征,并且随吸附液pH值的增大,Cd2 去除率也随之增加.Al-MCM-41介孔分子筛作为吸附剂,对处理有毒金属离子的废水具有积极意义.     

表面功能化聚苯乙烯纳米球的制备及其性能

以水为分散剂,将可聚合乳化剂SE-10和苯乙烯成功接枝共聚反应,制备了功能化聚苯乙烯纳米球,利用红外光谱、扫描电镜和透射电镜对其微观结构进行了表征.通过改变可聚合乳化剂SE-10的用量和反应温度等,制备了一系列形貌规整形态规则的聚苯乙烯纳米球,探讨了pH值、吸附温度、纳米球用量、吸附时间对Cd~(2+)吸附的影响.结果表明:功能聚苯乙烯纳米球对低浓度Cd~(2+)具良好吸附效果.对于初始浓度为500μg/L的Cd~(2+)溶液,吸附后Cd~(2+)溶液浓度可降到2μg/L.     

羟基磷灰石的制备及对Pb2+的选择性吸附

为了提高对Pb~(2+)的吸附选择性及吸附量,采用共沉淀法,以CaCl_2和(NH_4)_2HPO_4为原料、葡萄糖碱性溶液为反应介质,制得羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米粒度仪、物理吸附仪对样品进行表征,并考察HAP对Pb~(2+)的最优吸附条件和在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液中HAP对Pb~(2+)的吸附选择性。结果表明:制备的HAP呈细小的颗粒状,粒径均匀分布,平均粒径为220 nm左右,结晶度较差;将HAP样品在600℃马弗炉中煅烧2 h后,样品结晶度变大,但吸附效果远低于未煅烧的样品,因此选择未煅烧的样品作为吸附剂。在HAP用量为0.1 g/L、pH=6、温度为30℃、Pb~(2+)初始质量浓度为140.3 mg/L、饱和吸附时间为60 min的条件下,HAP对Pb~(2+)的吸附量达到1 412 mg/g左右;在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液(Pb~(2+)初始质量浓度为70.8 mg/L,Cd~(2+)初始质量浓度为83 mg/L)中,HAP对Pb~(2+)的吸附量是Cd~(2+)吸附量的2.26倍,对Pb~(2+)的选择性系数达到1 961.73。     

阴-阳离子改性沸石处理染料废水

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性天然沸石制备阴-阳离子改性沸石.通过X-衍射(XRD)和红外吸收光谱(IR)表征阴-阳离子改性沸石的结构,探讨阴-阳离子改性沸石对亚甲基蓝染色废水的去除效果.结果表明:当溶液pH为8、常温、振荡时间为100 min、改性沸石用量为20 g/L时,阴-阳离子改性沸石对浓度为160 mg/L的亚甲基蓝的去除率达99.32%,残余浓度远远低于国家排放标准.阴-阳离子改性沸石对亚甲基蓝的吸附规律较好地符合Langmuir吸附等温式,吸附过程符合准二级动力学方程.     

纳米TiO2/介孔ZSM-5协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水

以具有介孔结构的ZSM-5沸石分子筛负载纳米TiO2制备出性能良好的复合型催化材料.结合扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附等温线(BET/BJH模型)和X射线衍射进行表征,并将其协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水.结果表明:在pH为4.5,催化剂投加量为0.8g/L,,FeSO4为0.8g/L,Na2S2O8为1.6g/L,常温下反应240min,对硝基苯酚(50mg/L)去除率达到98.4%.     

NaOH改性珍珠岩对重金属离子的吸附研究

以珍珠岩为吸附剂,经NaOH溶液改性后,进行Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附实验,研究吸附剂碱改性对重金属离子的吸附性能.结果表明,碱改性后珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附去除率明显高于未改性的珍珠岩.在重金属离子溶液初始质量浓度为100 mg/L时,改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为54.15%,96.34%和48.69%;未改性珍珠岩对Cd~(2+)、Cu~(2+)和Zn~(2+)的吸附率分别为18.41%、29.31%和15.98%.碱改性吸附剂对3种重金属离子的吸附,以对Cu~(2+)的去除最佳,吸附去除容量大小为Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+).     

吸附-介电泳法去除废水中的镉离子

在显微静态吸附-介电泳装置上观察吸附了Cd~(2+)的生物陶微粒的介电泳现象,然后在以不锈钢丝网作电极的吸附-介电泳工艺装置上研究废水中Cd~(2+)的去除效果,系统考察了外加电压、生物陶吸附时间、不锈钢丝网电极孔径等因素对Cd~(2+)去除率的影响.结果表明,吸附了Cd~(2+)的生物陶颗粒发生明显的正介电泳迁移;在吸附时间为12 h、外加电压为8 V、不锈钢丝网电极孔径为188μm的条件下,吸附-介电泳法对Cd~(2+)的去除率达99.37%,较单纯生物陶吸附平衡时Cd~(2+)的去除率(36.01%)提高了63.36%,吸附时间缩短19 h;吸附了Cd~(2+)的生物陶颗粒因发生正介电泳捕获而富集在不锈钢丝网电极上更利于洁净水体.     

新型复合膜的制备及其对Cd~(2+)的吸附选择性研究

利用聚偏氟乙烯作为壳聚糖膜骨架材料,同时引入分子印迹技术,合成Cd~(2+)印迹壳聚糖/聚偏氟乙烯复合膜(CTS(Cd~(2+))/PVDF).通过正交试验设计与分析,得到合成CTS(Cd~(2+))/PVDF复合膜的最佳工艺条件,CTS溶液浓度为24 g/L,PVDF溶液浓度为10 g/L,二者体积比为1∶2.5.将CTS(Cd~(2+))/PVDF复合膜与CTS/PVDF、CTS、PVDF等高分子膜进行对比研究,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪测定膜的吸附容量和吸附选择性,电子拉力试验机表征膜的机械性能.结果表明,CTS(Cd~(2+))/PVDF具有较高的Cd~(2+)吸附能力和吸附选择性,较强的抗拉强度.     

沸石基介孔分子筛的制备及其去除四环素的效能

将不同质量分数的沸石A前驱体引入介孔分子筛MCM-41,制备出沸石基介孔分子筛(n)A-MCM-41,用于去除水中的四环素.表征结果表明当引入沸石A前驱体的质量分数不超过1.0%时,介孔结构仍然保留,但是比表面积和孔径却因孔堵塞而变小.当沸石A的质量分数为1.0%时,(1.0)A-MCM-41对四环素的吸附容量最大,是419.4 mg/g.与其他的吸附剂相比,(1.0)A-MCM-41在吸附容量方面具有很大的优势.在pH为酸性和中性的条件下,(n)A-MCM-41对四环素的吸附性能较好.四环素吸附等温线符合Langmuir等温模型.(n)A-MCM-41是通过离子交换反应和静电引力共同作用实现对四环素的吸附.     

吸附法处理制浆厂废气中的甲醇

对沸石分子筛、天然沸石、造纸厂废渣(木屑和蔗髓)吸附制浆废气中的甲醇进行初步研究,探讨吸附法处理制浆厂废气的可行性.研究吸附温度、吸附时间、甲醇浓度对ZSM-5疏水分子筛、5A分子筛和天然斜发沸石吸附甲醇的影响,探讨不同水分含量的木屑和蔗髓吸附废气中甲醇的效果.研究结果表明:ZSM-5分子筛对甲醇的吸附量最大,5A分子筛次之,天然斜发沸石最小;该3种无机吸附材料对甲醇的饱和吸附量均随吸附温度的降低而增大,随气相甲醇浓度升高而增大,但温度越高达到饱和吸附所用时间越短,40℃时ZSM-5分子筛、5A分子筛和斜发沸石的饱和吸附量分别为15.00mg/g、4.90,mg/g和2.68,mg/g.水分含量影响木屑和蔗髓吸附甲醇的性能,水分含量越高,达到吸附饱和用时越长,饱和吸附量越大;实验条件下,水分含量为59.89%,的松木木屑、55.29%,的桉木木屑和54.82%,的蔗髓分别在吸附12h、10h和5h左右达到饱和,饱和吸附量分别为16.30mg/g、12.84mg/g和13.56mg/g.造纸厂的木屑和蔗髓等废渣可先用来吸附制浆废气,然后再送废渣炉进行燃烧处理.     

过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水纳米TiO2/介孔ZSM-5协同

以具有介孔结构的 ZSM-5沸石分子筛负载纳米 TiO 2制备出性能良好的复合型催化材料．结合扫描电镜(SEM)、N2吸附-脱附等温线(BET/BJH 模型)和 X 射线衍射进行表征,并将其协同过硫酸盐光催化降解硝基苯酚废水．结果表明：在 pH 为4．5,催化剂投加量为0．8 g/L,,FeSO 4为0．8 g/L,Na2 S2 O 8为1．6 g/L,常温下反应240 min,对硝基苯酚(50 mg/L)去除率达到98．4％．     

海鲜菇菌糠对废水中重金属铜离子的吸附性能研究

为了探究以海鲜菇菌糠作为生物吸附剂时,对废水中重金属Cu~(2+)的吸附性能。本文通过单因素静态吸附实验确定了溶液初始pH值、铜离子初始浓度、吸附剂加入量、吸附时间及吸附剂粒径大小对菌糠吸附性能的影响,通过L9(34)正交试验确定了最佳的吸附条件。结果表明,最佳单因素条件为:溶液初始pH 5、Cu~(2+)初始浓度10 mg/L、吸附时间150 min、吸附剂加入量28 g/L,吸附率最大为72%;正交试验分析显示Cu~(2+)初始浓度、吸附时间、吸附剂加入量、pH为显著因素,优化后Cu~(2+)初始浓度为15 mg/L、pH 5.5、吸附时间150 min、加入量为32 g/L,吸附率可达78%。海鲜菇菌糠作为一种高效环保经济的生物吸附剂对废水中重金属铜离子有较强的吸附能力,可望用于废水处理。     

3种重金属离子对单环刺螠幼螠的急性毒性研究

采用静水试验法,在水温19.0±1.0℃的条件下,用Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)3种重金属离子对体重1.2±0.16 g的单环刺蜢幼蜢进行了单一因子急性毒性试验.结果表明,3种重金属离子毒性大小依次为Hg~(2+)Cu~(2+)Cd~(2+),幼蜢在3种重金属离子溶液中呈现出不同的生物学效应.Cu~(2+)对幼蜢的24 h、48 h LC_(50)分别为1.768、1.408 mg/L;Hg~(2+)的24h、48 h LC_(50)分别为1.097、0.770 mg/L;Cd~(2+)的24 h、48 h LC_(50)分别为2.084、1.789 mg/L.Cu~(2+)、Hg~(2+)、Cd~(2+)对幼蜢的安全浓度分别为0.141、0.077、0.179 mg/L.