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.     

催化动力学褪色光度法测定痕量铀(Ⅵ)的研究

在稀硝酸介质中,铀能催化过氧化氢氧化罗丹明B褪色的反应,据此建立了催化动力学光度法测定痕量铀的新方法.实验测得反应体系的最大吸收波长λmax为556nm,并求得反应体系的表观活化能Ea=21.76 kJ/mol,表观速度常数K=6.07×10-4S-1,摩尔吸光系数ε=2.47×105L.mol-1.cm-1.方法的线性范围为1.7~12.0 ug/25mL,检出限为2.95×10-8g/mL.应用该方法测定了合成废水中的铀,结果满意.     

Cr(Ⅵ)氧化1,2-丁二醇的动力学

采用分光光度法研究了在25～40 ℃的酸性介质中2,2'-联吡啶(bpy)催化Cr(Ⅵ) 氧化1,2-丁二醇(1,2-butanediol)的反应动力学及其机理.结果表明:反应对Cr(Ⅵ)是准一级,对1,2-丁二醇是分数级.在保持准一级反应条件 ([1,2-butanediol]0 [Cr(Ⅵ)]0 )下,该反应的表观速率常数kobs随着[H+]的增加而增大,随着[bpy]的增加而增大,并且无盐效应.据此实验现象,笔者提出了该反应的反应机理,并且由假设的反应机理推出的速率方程能很好地解释全部实验现象,为减少Cr(Ⅵ)对环境污染提供了理论依据.     

Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)的反应动力学

通过研究Ch-1菌还原碱性介质中Cr(Ⅵ)过程Cr(Ⅵ)浓度的变化规律,确定初始pH值和细菌接种量对反应速率的影响,建立不同条件下的反应动力学方程,计算相应的反应表观活化能,得到了按细菌接种量划分的Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应控制区域图。研究结果表明:当初始pH值为8～10时,Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应速率基本相同,当pH<8和pH>10时,反应速率逐渐减小。Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的反应为零级反应,但细菌接种量减少,反应速率减小,反应表观活化能增大。细菌接种量分别为50%,30%,20%,10%和5%时对应的反应速率常数分别为57.521 1,51.630 6,45.976 4,24.002 5和7.326 5,表观活化能分别为6.89,14.75,19.24,33.54和72.52 kJ/mol;Cr(Ⅵ)的细菌还原反应随着细菌接种量的增加逐渐由内扩散控制区转入混合控制区,当细菌接种量减少至近9%时,转入化学反应控制区,并由此确定了Ch-1菌还原Cr(Ⅵ)的最佳工艺条件:温度为30℃,pH值10,细菌接种量为20%。     

Fe(Ⅲ) EDTA 催化分解H2O2反应动力学研究

用比色法研究了Fe(III_EDTA催化分解H2O2反应,在pH=8.2,离子强度I＝0。1,温度T＝288,OK的条件下,反应的动力学方程为－d[H2O2]/dt=k(h2o2][Fe(III)EDTA],速率常数k=30.38dm^3.mol^-1,min^-1,反应的活化能En=43.15kJ.mol^-1,并对反应机理进行了讨论。     

铬(Ⅵ)-结晶紫-过氧化氢体系催化动力学光谱法测定痕量铬(Ⅵ)

75 ℃温度下,在硫酸介质中,铬(Ⅵ)能显著催化过氧化氢氧化结晶紫褪色反应,铬(Ⅵ)浓度在一定范围内与催化和非催化反应的吸光度差值(△A)成线性关系,且△A在较长时间内稳定,以此建立起动力学光度法测定痕量铬(Ⅵ)的新方法.实验研究了该反应的动力学行为,确定了最佳反应条件.方法线性范围为0～96 μg·L-1,其线性回归方程为△A=0.0033+0.1401C(Ⅵ) (μg·25mL-1),r=0.998 5,检出限为6.91 μg·L-1.本方法操作简单,选择性好,可用于电镀废水、工业废水和湖水样品中有毒金属铬(Ⅵ)含量的分析测定.     

二氧化碳水合物分解动力学研究

油气在生产、储运过程中易形成二氧化碳水合物 ,而二氧化碳水合物的合理利用又可以解决如温室效应等的环境问题。为了考察二氧化碳水合物的分解动力学性质 ,采用改进的气体水合物静力学实验装置 ,测定了二氧化碳水合物在不同温度、压力下的分解动力学数据。将水合物分解反应看作一级反应 ,建立了分解动力学模型 ,计算了二氧化碳水合物的分解速率 ,较好地拟合了所测得的实验数据 ,模型的平均误差为 8.0 %。实验数据验证了二氧化碳水合物的分解速率与压力推动力有关 ,水合物表观分解速率常数与压力推动力成正比。将分解速率常数k以Arrhenius方程描述 ,计算出的二氧化碳水合物分解活化能为 71.4kJ/mol,与文献值相近     

过碳酸钠分解动力学的研究

在４０～７０℃的饱和水蒸汽压下,研究了过碳酸钠的分解动力学。它的分解反应速率对有效氧含量是零级的,对水汽分压是一级的。它的分解反应的表观活化能为５４４ｋＪ·ｍｏｌ－１,同碳酸钠和过氧化氢是通过氢键结合的论断相符。由于水的存在是过碳酸钠分解的必要条件,为了提高过碳酸钠的有效氧含量和改善其贮存稳定性,应该对外稳定剂的选择及其包覆方法进行着重研究。     

壳聚糖衍生物的制备及其对Cr(Ⅵ)离子的吸附

采用化学法对壳聚糖进行改性,分别制备了交联壳聚糖、丁烷基壳聚糖和O-羧甲基壳聚糖,用γ射线辐照降解制备了低摩尔质量的壳聚糖,研究了它们对废水中较难处理的污染物Cr(Ⅵ)的吸附情况,壳聚糖对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH值范围为5.0～6.0,最佳吸附时间大约为2h,每克壳聚糖可吸附约3mg Cr(Ⅵ),吸附率最大可达90%以上。交联壳聚糖、丁烷基壳聚糖和低摩尔质量壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附效果都比壳聚糖本身要好得多：交联壳聚糖吸附1h即可达到吸附饱和;丁烷基壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值出现在5.0附近,更能适应酸性环境;辐照降解后,壳聚糖在(0.4～0.8)×10⁵g/mol的范围内存在一个吸附最大值。     

Fe(Ⅲ)-多羧酸盐配合物光催化还原Cr(Ⅵ)

研究了在高压汞灯(300nm)光照下4种FeIII-多羧酸盐络合物(FeIII-柠檬酸,FeIII-草酸钠,FeIII-酒石酸钾,FeIII-EDTA)对CrVI的光还原试验,比较了它们光还原Cr(VI)的反应速率.具体研究了在FeIII-草酸钠体系中CrVI)的光还原.探讨了各种影响因素:初始pH值,FeIII、草酸盐、CrVI的初始浓度,以及FeIII∶草酸盐的配比,光照强度等对CrVI光还原的影响.结果表明:在不同光化学体系中光还原CrVI的速率在不加FeIII时,光还原CrVI的速率由大到小依次为:EDTA、草酸钠、柠檬酸钠、酒石酸钾.在FeIII-多羧酸盐络合物体系中CrVI的光还原速率由大到小依次为FeIII-酒石酸钾、FeIII-EDTA、FeIII-柠檬酸钠、FeIII-草酸钠.在FeIII-草酸钠体系中CrVI的光还原速率随着pH值的增大而减小;随FeIII、草酸钠初始浓度的增加而增加,而随CrVI初始浓度的增加,光还原CrVI的速率是减少的.     

FeⅡ(EDTA)溶液吸收NO的传质反应动力学

在双驱动磁力搅拌釜内,探讨FeⅡ(EDTA)溶液吸收NO的传质反应动力学.实验结果表明:在pH值为6.0,温度为50℃的实验条件下,FeⅡ(EDTA)溶液吸收NO气体为快速拟一级反应,所得到二级反应速率常数k2=1.41×108L·(mol·s)-1.实验增强因子与吸收液浓度的平方根成正比,将其与膜模型计算得到的理论增强因子进行比较,两者最大误差小于6%.     

二氧化碳水合物分解动力学研究

油气在生产,储运过程中易形成二氧化碳水合物,而二氧化碳水保物的合理利用又可以解决如温室效应等的环境问题,为了考察二氧化碳水合物的分解动力学性质,采用改进的气体水合物静力学实验装置,测定了二氧化碳水合物的不同温度,压力下的分解动力学数据,将水合物分解反应看作一级反应,建立了分解动力学模型,计算了二氧化碳水合物的分解速率,较好地拟合了所测得的实验数据,模拟的平均误差为8．0％,实验数据验证了二氧化碳水合物的分解速率与压力推动力有关,水合物表观分解速率常数与压力推动力成正比。将分解速率常数k以Arrhenius方程描述,计算出的二氧化碳水合物分解活化能为71．4kJ/mol,与文献值相近。     

N235萃取Cr(Ⅵ)的研究

研究三烷基胺(N235)从硫酸介质中对Cr(Ⅵ)的萃取,考察了不同稀释剂、水相酸度、水相中Cr(Ⅵ)的浓度、萃取剂浓度、温度、相比等对萃取的影响.求得三烷基胺(N235)萃取Cr(Ⅵ)的过程热效应△H=-26.2 kJ/mol.研究表明三烷基胺(N235)是一种从废水中萃取分离Cr(Ⅵ)的优良萃取剂.     

涂铁石英砂吸附Cr(Ⅵ)的研究

采用加热蒸发法制备涂铁石英砂，对滤料改性前后的含铁量、氧化铁膜的附着能力、比表面积、表面形态以及氧化铁膜的物相组成进行了测定和分析。研究结果表明，随着溶液的离子强度增大或pH值升高，Cr（Ⅵ）的吸附率减小；在Cr（Ⅵ）离子浓度较低条件下，其吸附属Langmuir单层吸附；涂铁石英砂不仅是一种过滤介质，也是一种吸附剂。     

改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

利用Al_2(SO_4)_3对活性炭进行表面改性处理,对比研究未改性活性炭和铝盐改性的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性。实验结果表明,铝盐改性的活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果好;其吸附等温线更加符合Langmuir等温吸附方程,且吸附属于自发的吸热反应,吸附方式以化学吸附为主;其吸附动力学更符合准二级动力学方程,吸附速率受颗粒内扩散和液膜扩散共同限制。     

磺化煤吸附铬(Ⅵ)的热力学研究

在静态条件下,研究了水溶液中磺化煤吸附铬(Ⅵ)的热力学特性,研究了含铬废水的pH、浓度和接触时间等因素对磺化煤吸附、还原Cr(Ⅵ)的影响,测定了不同温度下的吸附等温线.结果表明:在稀溶液中吸附铬(Ⅵ)基本符合Langmuir模型;由于磺化褐煤的微孔结构和表面存在含氧官能团的吸附中心,磺化煤吸附铬(Ⅵ)主要以HCrO4-形式被吸附,导致了水分子的脱附及H 离子的产生,从而使热力学函数△S0增加.图4,表3,参11.     

黄铁矿矿石处理含Cr(Ⅵ)废水研究

以黄铁矿矿石代替化学药剂处理含Cr(Ⅵ)废水.考察了初始pH值和黄铁矿粒径对去除Cr(Ⅵ)的影响,结果表明初始pH为1~2、黄铁矿矿石粒径小于200目(0.076 mm)的条件下,处理效果最佳,去除率可达98%以上.吸收光谱考察表明黄铁矿矿石处理含Cr2O72-废水存在Cr(VI)→Cr3 的还原过程;漫反射红外光谱分析表明,在处理实验过程中,溶液pH值不断升高,并趋于中性,主要是碳酸盐的溶解引起的.     

Fe(Ⅲ)强化单宁酸原位修复Cr(Ⅵ)污染含水层反应机理及效能

研究Fe(Ⅲ)对单宁酸(T A)原位修复含水层Cr(Ⅵ)污染的反应机理及效能.结果表明,Fe(Ⅲ)通过与单宁酸配合可有效提高单宁酸对Cr(Ⅵ)污染含水层的修复效率.单宁酸分子中邻苯三酚结构中两个相邻的酚羟基与Fe(Ⅲ)配合并提供电子,因此修复1 mol Cr(Ⅵ)至少需要9 mol单宁酸;若使Fe(Ⅲ)达到最好的强化效...     

磁性MIL-100(Fe)微粒制备及其萃取应用

以溶剂热法制备磁性MIL-100(Fe)微粒,并应用于黄瓜中氯吡脲的磁固相萃取(MSPE).通过透射电镜、热重分析和傅里叶红外光谱仪对材料进行表征.该磁微粒在水溶液中显示出优异的分散性.研究磁微粒用量、样品溶液pH、盐度和解吸溶剂体积对磁萃取的影响.在最佳的萃取条件下,建立黄瓜中氯吡脲残留的MSPE-HPLC定量分析方法,该方法的线性范围为5～500μg·kg^-1,相关系数(R²)为0.999 2.检测限(LOD)为1.4μg·kg^-1,日间和日内精密度(RSD,n=4)小于8.8%.将该方法应用于实际样品分析,结果符合GB 23200.110—2018的精密度要求.     

聚酰胺树脂对Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)富集分离的研究

以戊二醛、三乙烯四胺、乙二胺为原料,制备了聚酰胺树脂.用聚酰胺树脂填充分离柱,在1 mol/L的酸度条件下,以5 mL/min的流速洗脱Cr(Ⅵ),Cr(Ⅵ)被全部吸附而Cr(Ⅲ)不被吸附.被吸附的Cr(Ⅵ)用10g/L氢氧化钠从聚酰胺分离柱上洗脱.分离的Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)用棓花青褪色光度法在530 nm下分别测定其含量.此法对10 mg/L的Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)测定的相对标准偏差分别为1.24%和1.41%,加标回收率为92.0%和96.8%,实验结果令人满意.