载铁改性活性炭对溶液中六价铬[Cr(VI)]的吸附研究

以磷酸法活性炭(PAC)为原料,通过不同铁盐溶液浸渍法制备载铁改性活性炭(Fe-PAC),采用二苯碳酰二肼分光光度法检测其对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果,考察了铁盐浓度、溶液pH值等因素对吸附效果的影响,研究了吸附平衡时间、吸附动力学,利用XPS、BET等方法对改性活性炭进行表征。结果表明：硫酸亚铁溶液浸渍改性活性炭对Cr(Ⅵ)吸附最佳,硫酸亚铁溶液浓度为0.20mol/L,载铁改性后活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附量从10.18mg/g提高到22.56mg/g;溶液pH值为2.0时,Cr(Ⅵ)去除率达到95%;通过XPS检测改性后活性炭表面负载有二价铁及三价铁氧化物;吸附动力学实验表明改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合伪二级动力学方程,以化学吸附占主导;采用氮气吸附等温线对其比表面积及孔隙分布分析,结果表明由于铁氧化物堵塞孔隙,改性后活性炭的比表面积减小。     

香蕉皮制活性炭对含Cr(Ⅵ)废水的吸附性能

用香蕉皮制备高比表面活性炭研究其对含Cr(Ⅵ)废水的去除效果.实验探讨了溶液的pH值、Cr(Ⅵ)初始质量浓度、吸附时间、温度及活性炭的用量等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响.结果表明,改性香蕉皮制备的高比表面活性炭对Cr(Ⅵ)有很好的吸附作用,在温度为35℃下改性香蕉皮制得的高比表面活性炭用量0.5 g,5 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液50 mL,溶液的pH值为5.0,振荡吸附120 min的条件下,Cr(Ⅵ)的吸附去除率达到了95.2%.     

改性黑木耳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附影响因子研究

以盐酸为改性剂,对木耳进行改性制备吸附剂,用改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ),考察了改性盐酸浓度、改性时间、改性温度、溶液pH值、吸附时间、温度等因素对改性木耳吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明,采用5%的盐酸在35℃的条件下改性20 h的木耳对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好;当温度为30℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0时,在改性木耳用量为2.5 g/L、吸附时间为300 min的条件下,Cr(Ⅵ)吸附量可达266 mg/kg;Lagergren一级动力学模型能很好的描述改性木耳吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程。     

负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO_4/FeCl_3和FeCl_3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L~(-1)、温度为30℃、振荡速率为150 r·min~(-1)、生物炭投加量为4 g·L~(-1)、吸附时间为48 h的条件下,FeSO_4/FeCl_3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

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.     

溴代十六烷基吡啶改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除作用

以溴代十六烷基吡啶改性沸石为吸附分离材料,研究了其对水中Cr(Ⅵ)去除率的影响和吸附等温线以及吸附机理.结果表明,在改性沸石粒度为0.25～0.38mm、用量30g.L-1、溶液pH=6、25℃的条件下振荡吸附30min,水中Cr(Ⅵ)的去除率达到93%以上.改性沸石对水中Cr(VI)的吸附符合Langmuir等温吸附线,对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量每100g改性沸石达到36.78mg.X射线衍射分析表明,改性沸石结构中吸附了溴代十六烷基吡啶分子基团C21H38NBr,红外光谱分析证明正是这一基团造成了改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除.     

竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

研究了竹炭对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了溶液pH值、竹炭粒径、吸附时间、竹炭用量和溶液初始质量浓度对吸附的影响.实验结果表明:竹炭对Cr(Ⅵ) 的吸附主要受Cr(Ⅵ)溶液的pH值、初始质量浓度和竹炭粒径的影响,pH为1时吸附效果最好.竹炭的动态吸附过程符合二级吸附动力学方程.当Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为50 mg/L,pH为1,震荡吸附84 h后,吸附量为38.3 mg/g,震荡吸附7 d后,饱和吸附量为46.1 mg/g.竹炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir和Freundlich 吸附等温方程.     

有机膨润土/酸改性粉煤灰复合材料处理含Cr(Ⅵ)废水

研究了酸改性粉煤灰、经十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性处理后的钠基膨润土及其二者的复合材料在处理含Cr(Ⅵ)废水中的应用。研究表明,将经4mol/L硫酸常温25℃浸泡7d改性得到的粉煤灰和经CTMAB(质量分数8%)改性后的钠基膨润土按质量比3∶1混合压片制得的复合材料,兼有吸附效果好且价格低廉的优点,为优选吸附材料;并重点考察了溶液初始pH值、复合材料用量、吸附时间和吸附温度对这种复合材料吸附去除水中Cr(Ⅵ)的影响,确定了最优化的吸附条件,即在pH=1~6,用10g/L复合材料吸附5mg/L Cr(Ⅵ),时间60min,Cr(Ⅵ)的去除率可达92%以上,水中剩余质量浓度为0.35mg/L,达到《污水综合排放标准(GB 8978—1996)》的要求。     

柱化剂中Fe/Al摩尔比对聚合羟基铁铝改性蒙脱石吸附Cr(Ⅵ)的影响研究

以天然蒙脱石为原料,采用离子交换法分别制备了7种不同Fe/Al摩尔比的聚合羟基铁铝复合蒙脱石,并利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和Zeta电位仪对改性前后的蒙脱石进行表征,采用拟一级动力学模型和拟二级动力学模型对吸附过程拟合.结果表明,拟二级动力学模型能够很好地拟合整个吸附过程的动力学数据.在27℃,Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg·L~(-1),pH=7.0,吸附剂投加量0.5 g的条件下,各改性蒙脱石对Cr(Ⅵ)表现出不同的吸附性能,其中聚合羟基铁改性蒙脱石Fe-Mt对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,最大吸附量达到4.995 mg·g~(-1),对Cr(Ⅵ)的去除率达到99.91%,比未改性的蒙脱石提高了99.46%;其次是15∶1的Fe/Al-Mt和5∶1的Fe/Al-Mt,对Cr(Ⅵ)的吸附量为4.7038和4.672 mg·g~(-1),比未改性的蒙脱石分别提高了90.22%和90.19%;7种改性蒙脱石对Cr(Ⅵ)的吸附量顺序为Fe-Mt(15∶1)Fe/Al-Mt(5∶1)Fe/Al-Mt(1∶1)Fe/Al-Mt(1∶5)Fe/Al-Mt(1∶15)Fe/Al-MtAl-Mt.结果说明以羟基铁主导的聚合羟基铁铝改性蒙脱石是一种具有潜在利用价值的Cr(Ⅵ)吸附剂.     

酒石酸化学改性松针粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

本文选用松针粉(PNP)为原料,通过酒石酸化学改性制备出了一种新型生物吸附材料(TA-PNP)。考察不同pH值、吸附反应时间和Cr(Ⅵ)溶液初始浓度等因素影响下,TA-PNP对Cr(Ⅵ)的吸附性能;并建立了动力学模型和等温线模型。实验结果表明:室温条件下,pH=2.0,吸附反应时间是60 min,Cr(Ⅵ)初始体积质量为750 mg/L时,TA-PNP对Cr(Ⅵ)吸附效果最佳。此外,TA-PNP吸附方式为化学吸附,颗粒内扩散模型表明总吸附反应速率为膜扩散和内扩散两者共同控制。TA-PNP对Cr(Ⅵ)的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量为98.62 mg/g。     

Fe(NO3)3改性活性炭吸附氨氮的性能研究

通过超声浸渍法对活性炭进行负载Fe(NO_3)_3改性,采用扫描电镜(SEM)、比表面积分析(BET)、质量滴定、红外光谱分析(FT-IR)和Boehm滴定等多种分析方法对未改性活性炭(AC)和改性活性炭(AC-Fe)进行表征,探讨了在不同条件下改性前后活性炭对污水中氨氮的吸附能力和动力学特性.结果表明,经超声浸渍铁元素改性后,活性炭大孔和中孔的孔容积以及比表面积减小,平均孔径略有增大,表面含氧官能团种类基本没有变化. AC-Fe的内酯基、酚羟基及碱基分别增加了12.8%、13. 3%、4. 4%,羧基减少了28. 6%,其等电点由5. 8增大到8. 2.当氨氮质量浓度为10 mg/L,活性炭投加量20g/L,温度5℃时,AC-Fe对氨氮的吸附量为0. 138 mg/g,较AC对氨氮的吸附量提高了29. 0%. Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述改性前后活性炭对氨氮的等温吸附过程,吸附动力学数据符合准二级动力学方程.     

聚苯胺/活性炭复合材料制备及吸附Cr(Ⅵ)的研究

采用活性炭作为多孔基体,利用化学氧化法在活性炭孔道内原位聚合沉积合成聚苯胺,制得用于高效去除水体Cr(Ⅵ)的聚苯胺/活性炭复合材料。利用N2吸附/脱附、红外光谱、X射线衍射、拉曼光谱等手段对材料结构和表面性质进行表征。结果表明,随着聚苯胺含量增加,所得复合材料活性炭孔道堵塞愈加显著,但表面氨基官能团数量增多,对水体中Cr(Ⅵ)的去除性能相应加强。温度为25℃,pH=1,复合材料加量为0.100 g条件下,最佳复合材料对100 mg/L K2Cr2O7溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达99.26%,循环使用6次后,去除率依然为92.32%。吸附模型研究表明,聚苯胺/活性炭复合材料吸附Cr(Ⅵ)过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。     

高锰酸钾改性对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

采用KMnO4溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行改性,得到新的改性炭。考察了高锰酸钾浓度、pH值、投加量、吸附时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并测得吸附等温线。结果表明:改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附在低pH值时效果更好,且当KMnO4浓度为0.03～0.04mol/L时,得到的改性炭吸附性能非常好;在pH值为4.0及25℃条件下,AC-3(吸附剂编号)对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量比AC-0提高了11.6%;当温度由25℃升高到40℃时,AC-3对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量提高了28.0%;改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附作用符合Langmuir方程。     

铁观音茶梗对废水中Cr(Ⅵ)的还原吸附

通过单因素实验,研究了铁观音茶梗作为一种新型吸附剂,将水体中毒性极强的重金属Cr(Ⅵ)还原为低毒性甚至无毒的Cr(Ⅲ)的去除效果。通过吸附等温模型和吸附动力学模型对试验参数进行拟合,并通过SEM、BET、FTIR、XPS等多种表征方法对吸附机理进行探讨。结果表明:茶梗粒径越大、投加量越多,pH≤11时,茶梗对Cr(Ⅵ)都有较高的去除率;且共存离子Ca(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)对茶梗还原吸附Cr(Ⅵ)的影响很小。吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温模型和准二级动力学模型。一定条件下,铁观音茶梗、普洱茶茶梗、甲醛改性茶梗对Cr(Ⅵ)的去除效果优于活性炭。表征结果证明茶梗主要通过还原吸附作用去除水中的Cr(Ⅵ),羟基、氨基和酰基等活性基团参与了Cr(Ⅵ)的还原吸附。     

改性花生壳对重金属Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

为了解决处理含铬等重金属废水时成本高和效率低等问题,采用吸附法去除Cr(Ⅵ),筛选廉价且吸附性能较好的吸附剂成为研究中的热点问题.而纤维素类农作物废弃物是廉价吸附剂的重要来源,文中选用花生壳为吸附剂原料,采用盐酸对其表面进行酸化改性.考察了pH值、温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、改性花生壳投加量和吸附时间对铬离子吸附效果的影响.结果表明,最佳吸附条件为pH=l,温度为50℃,铬离子浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为10 g/L,吸附时间为140 min.通过考察反应动力学过程,发现改性花生壳吸附符合准二级反应动力学方程,Freundlich等温吸附模型也能较好地描述改性花生壳对铬离子溶液的等温吸附过程.经过分析研究和实验验证,改性花生壳对吸附废水中的Cr(Ⅵ)是可行有效的.     

磁性碳材料制备及其对六价铬吸附性能

通过一步碳化法合成磁性碳纳米吸附剂(MCNs),对不同温度下合成的纳米碳材料的微观结构进行分析,探究了不同MCNs制备温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,获得吸附动力学规律,进一步对材料进行了循环吸附-解吸实验.实验结果表明:在25℃、pH=2、Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、吸附剂用量0.05 g下,接触时间为2 h时,MCN700对Cr(Ⅵ)的吸附率和吸附量分别可达96.90%和56.28 mg/g.吸附动力学拟合结果更贴合伪二级动力学方程,表明MCN700对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主.MCN700经过6次吸附-解吸实验后吸附率下降11.61%,表明材料具有较好的稳定性和再生能力.因此,MCN700适用于酸性六价铬废水的处理.     

磁场作用下壳聚糖希夫碱对铬离子的吸附性能

在合成壳聚糖希夫碱的基础上,为探讨磁场作用下壳聚糖(CTS)及其改性后的壳聚糖希夫碱(CSB)对Cr(Ⅵ) 的吸附特性,研究了磁场强度和磁场处理时间、Cr(Ⅵ)溶液酸度和初始质量浓度等因素对吸附Cr(Ⅵ)的影响.结果表明:壳聚糖希夫碱比改性前的壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的性能强,其饱和吸附量由0.34mg/g提高到0.93mg/g;达到吸附饱和的时间由120min缩短到60min;磁场处理可进一步增强壳聚糖和壳聚糖希夫碱的吸附性能.     

改性PAC吸附低温水中低质量浓度Cr(Ⅵ)研究

通过HNO3、Na OH氧化和负载食品级单宁酸等改性技术制备改性PAC,考察改性PAC对低温(2℃)水中低质量浓度Cr(Ⅵ)及Cr(Ⅲ)离子(0.500 mg/L)的去除性能,选择制备高效吸附低质量浓度CrⅥ)的PAC表面改性技术.试验结果表明,表面负载食品级单宁酸改性(TA-OC)为最佳改性方法,其比表面积、总孔容积和表面极性大小最佳,正交试验确定的TA-OC的最佳制备条件为:单宁酸质量浓度为15 mg/L,pH值为4,温度为40℃,时间为9 h.     

菠萝皮生物炭负载纳米零价铁去除水中的铬

以菠萝皮制成的生物炭为载体负载纳米零价铁(n ZVI)合成功能性生物炭(n ZVI/BC),采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)等方法对材料进行表征,考察了p H和初始Cr(Ⅵ)浓度对Cr(Ⅵ)的去除率的影响,并对其机理进行研究。结果表明:n ZVI/BC对Cr(Ⅵ)的去除效率在p H=3时达到峰值90. 3%,而在p H=9时去除效率最低。吸附动力学实验数据符合准二级动力学(PSO)模型;当Cr(Ⅵ)的初始浓度由10 mg/L增加到30 mg/L时,速率常数由0. 466 0 min-1减小到0. 237 1 min-1,说明反应速率随着溶液Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而减小。SEM图像显示n ZVI与生物炭的表面结合良好。反应前后的XRD和XPS分析表明,在反应过程中,n ZVI和Cr(Ⅵ)发生吸附,还原和共沉淀。因此,菠萝皮生物炭负载n ZVI可作为水中Cr(Ⅵ)去除的有效复合材料。     

纳米氧化铝吸附溶液中Cr（Ⅵ）的研究

采用共沉淀法制备了纳米氧化铝,所制备的氧化铝为γ型纳米氧化铝,颗粒直径在7~10nm,比表面积为117.986m2/g.以纳米氧化铝作为吸附剂,研究了纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）吸附特性,结果表明,纳米氧化铝的投加量为2g/L, Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为15mg/l,初始pH2时吸附效果最好,在4h左右达到吸附平衡,去除率达96.1%.纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）的吸附动力学符合拟二级动力学模型,相关系数达0.945以上.吸附过程符合Freundlich等温方程,相关系数接近1.吸附过程是自发的放热过程,在低温条件下更有利于纳米氧化铝吸附溶液中的六价铬.