饮用水处理中活性炭吸附对BrO_3~-的去除研究

用HNO3,HCl,NaOH及NH3分别对颗粒活性炭进行表面改性,通过静态吸附试验研究水中BrO-3在颗粒活性炭上的吸附特性,考察了活性炭孔径分布及官能团变化对BrO-3吸附的影响,测定了活性炭的吸附动力学曲线和吸附等温线.结果表明:BrO-3在活性炭上的吸附符合伪二级速率方程及内颗粒扩散模型,吸附中存在孔扩散过程,且孔扩散为活性炭吸附的主要速率控制步骤.活性炭的中孔体积是其吸附能力的主要控制因素,同时活性炭表面较高的碱性官能团和零电荷点法(pHpzc)有利于BrO-3的去除.     

粉末活性炭吸附水中ClO2-的热力学及动力学研究

为探讨水中粉末活性炭(PAC)吸附亚氯酸盐(ClO2-)的速率控制机制,在常规水处理的pH及温度下,通过烧杯搅拌实验对ClO2-在PAC上的等温吸附特性及吸附机理进行研究。用Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行拟合,考察PAC对ClO2-吸附的性质及热力学行为;用伪一级、伪二级动力学模型以及颗粒内扩散、液膜扩散模型对吸附动力学数据进行分析,探讨该吸附过程的机理及速率控制机制。结果表明:在常规水处理条件下PAC对ClO2-的吸附是自发、吸热的化学吸附过程,适宜吸附的pH为6,吸附的表观活化能约为53 kJ/mol;平衡吸附量随温度和ClO2-初始质量浓度升高而增加,与Langmuir等温吸附模型和伪一级动力学模型相比,吸附等温线更符合Freundlich等温吸附规律,吸附动力学更符合伪二级动力学规律。研究结果表明了化学吸附反应是PAC吸附ClO2-速率的主要控制机制。     

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。     

化学活化法制备酚醛基活性炭纤维及其吸附性能

以酚醛纤维为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备酚醛基活性炭纤维（PACF）,并以亚甲基蓝（MB）染料溶液作为吸附对象,对其吸附性能和吸附机理进行研究,同时采用扫描电子显微镜和比表面积及孔隙度分析仪对其微观形貌和比表面积及孔结构进行分析。结果表明：所制备的PACF得率高达47.01%,比表面积为1 378.48 m2/g,总孔容为0.60 cm3/g,平均孔径为1.52 nm,微孔率为90.62%,是一种以微孔为主的多孔性高吸附材料。当MB染料溶液的初始质量浓度为300 mg/L、pH为5时,最有利于PACF对其吸附,此时吸附量高达468.52 mg/g。吸附平衡和吸附动力学研究表明：PACF对MB染料溶液的吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。此外,颗粒内扩散模型分析表明：外扩散和粒子内扩散都是PACF对MB染料分子吸附过程速率的控制步骤。     

阴-阳离子改性凹凸棒石对水溶液中双酚A的吸附机制

以阴、阳离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)和十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性剂,超声制备了阴-阳离子改性凹凸棒石.采用静态吸附法研究了双酚A在阴-阳离子改性凹凸棒石上的吸附特性以及动力学和热力学过程,并分析了其可能的吸附机理.结果表明:在所研究的配比范围内,阴、阳离子表面活性剂未产生协同增溶作用;双酚A在阴-阳离子改性凹凸棒石上的吸附符合准二级动力学方程,其吸附速率受边界层扩散和颗粒内扩散共同控制;Langmuir等温吸附方程能较好地描述吸附等温线,表面吸附作用在吸附过程中占主导地位;吸附过程为熵减自发放热过程,以物理吸附为主,表现为氢键力、范德华力、疏水作用力和偶极间作用力等多种作用力的协同作用.     

玉米芯基生物炭的制备及其吸附性能

采用农业废弃物玉米芯作为原材料,通过生物碳化(HTC)的方法在不同温度下制备低成本、高性能吸附剂用生物炭.该生物炭具有介孔结构,表面含有丰富的含氧官能团,如—OH,C==O,C—O等,其种类及密度受水热温度的影响.以亚甲基蓝(MB)作为模型吸附剂,进一步研究了生物炭的吸附性能.吸附动力学研究表明符合拟二级动力学模型吸附行为,且225 ℃水热条件下得到的生物炭具有最大吸附量(41.37 mg/g)和最高吸附速率.等温吸附平衡数据与Langmuir等温模型吻合较好,表明生物炭对MB的吸附是单层吸附;生物炭表面含氧官能团与MB分子相互作用有助于吸附过程.     

壳聚糖微球的制备及对有机染料的吸附性能

利用液体石蜡作有机分散介质,戊二醛作交联剂,制备了微米级窄分布壳聚糖微球,研究了壳聚糖微球对酸性偶氮染料的吸附特性,测定了吸附动力学和吸附等温线.结果表明,壳聚糖微球对酸性偶氮染料的吸附具有Langmuir吸附特性,染料溶液在pH值为2～5的吸附率接近100%,并且具有较好的再生性能.     

氧化石墨烯-壳聚糖复合材料对甲烯蓝的吸附动力学

氧化石墨烯-壳聚糖复合材料(graphene oxide-chitosan composite, GO-CS) 可用于清除阳离子染料, 具有吸附量大、易于分离等优点. 对GO-CS吸附阳离子染料甲烯蓝的动力学进行了研究, 结果显示, GO-CS对甲烯蓝的吸附符合二级动力学模型. 颗粒内扩散模型分析表明, GO-CS 吸附甲烯蓝的扩散机制包括颗粒内扩散和表面扩散.此外, 还发现GO-CS 对甲烯蓝的吸附量受pH 值和离子强度的影响, 较高的pH 值和离子强度有利于提高吸附量.     

钛酸纳米管/活性炭复合材料对水体中铅和亚甲基蓝的吸附

钛酸盐纳米管(TNTs)由于具有较大的比表面积和优异的离子交换性能,显示出对重金属和阳离子染料高效的吸附性。文章通过一步水热法合成了粉末活性炭负载的钛酸纳米管(TNTs/PAC)材料,并应用于对铅离子(Pb)和阳离子染料亚甲基蓝的吸附。TNTs/PAC对Pb(Ⅱ)和MB都体现了很快的动力学,60min即可达到吸附平衡且符合准二级反应动力学(R~2=1)。吸附等温线符合Langmuir模型(R~20.998),拟合的单层饱和最大吸附量Pb(Ⅱ)为318.5mg/g,MB为234.5mg/g。Pb(Ⅱ)在TNTs@PAC上的吸附受溶液pH影响较大,碱性条件由于材料表面带更多的负电荷而利于吸附。TNTs@PAC对两种污染物的主要吸附机理为金属和染料阳离子与TNTs层间Na~+和H~+的交换作用。另外,该材料经EDTA解吸或紫外光照再生后易于循环利用。高效的吸附性能与良好的可再生性使该材料在修复重金属及染料污染水体方面成为一种极具前途的纳米复合材料。     

染料木素分子印迹聚合物的合成与性能研究

目的研究染料木素分子印迹聚合物的合成及吸附性能。方法采用热聚合法,以染料木素为模板分子,丙烯酰胺为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,在甲醇和N,N-二甲基甲酰胺(φ1∶φ2=9∶1)混合溶剂中制备分子印迹聚合物,并对聚合物进行表征;通过Scatchard方程考察了聚合物的结合特性及对其他结构相似的化合物的选择性吸附能力,研究聚合物的吸附动力学特征。结果聚合物通过氢键形成两类结合位点,并且对染料木素有比较明显的吸附特性。结论染料木素分子印迹聚合物有明显的选择性。     

粉末活性炭对水中嗅味物质IPMP和IBMP的吸附特性

研究粉末活性炭(PAC)对水中嗅味物质2-甲氧基-3-异丙基吡嗪(IPMP)和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪(IBMP)的吸附特性,考察pH、共存离子、本底值和预氯化对吸附作用的影响,并分析吸附动力学和等温吸附模型。研究结果表明:PAC对IPMP和IBMP吸附效果较好,当投加量为25 mg/L时,对IPMP和IBMP的去除率分别为88.74%和95.31%,IBMP比IPMP更容易被吸附;在试验浓度范围内,吸附等温线符合修正的Freundlich方程,吸附速率符合二级反应动力学模型,以化学吸附为主;pH对吸附有一定影响,强酸性环境对吸附有明显的抑制作用,最佳吸附pH为10;对于IBMP,共存离子均有利于吸附;PAC对于IPMP,Ca2+有利于吸附,Na+和Cl-不利于吸附;在原水中,两者的吸附容量明显降低,主要是小分子有机物产生竞争吸附;余氯对PAC吸附IPMP和IBMP有明显抑制作用;随着氯质量浓度增大,抑制作用加强。     

植酸改性黑曲霉菌对水中U(VI)的吸附试验研究

摘 要：以黑曲霉和植酸为原料,制备了富含磷酸基团的黑曲霉改性材料。试验探讨了U(VI)的初始浓度,pH值、植酸与黑曲霉用量比、投加量等因素对植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的影响,试验结果表明：在pH=5,投加量为0.3 g/L,U(VI)初始浓度为5 mg/L,30℃的条件下,植酸改性黑曲霉菌对U(VI)的吸附量达到16.19 mg/g,吸附时间90 min后趋于平衡。研究植酸改性黑曲霉对U(VI)的吸附行为规律,结果表明吸附等温线符合Langmuir等温模型,以单层吸附为主;动力学模型符合准二级动力学,吸附过程主要是化学吸附。扫描电镜（SEM-EDS）和红外光谱（FTIR）等手段分析植酸改性黑曲霉吸附U(VI)的机理,结果表明植酸成功引入黑曲霉表面,主要反应官能团为—OH、—PO_4^(3-)、—CONH。     

大孔树脂对红枣汁吸附脱色的动力学和热力学研究

为了探究HYA-602大孔吸附树脂对红枣汁吸附脱色反应的动力学和热力学特性,以期为大孔吸附树脂在红枣汁脱色中的应用提供依据,文中采用静态吸附法分别在298,313,328K下对红枣汁进行吸附脱色,并使用不同动力学模型和吸附等温模型分别对动力学实验曲线和吸附等温线进行拟合,根据决定系数r~2和误差分析值判断模型的适用性,计算热力学参数。结果显示,Elovich动力学方程对吸附动力学曲线的拟合度最高(r~2=0.990 8),其次分别是Pseudo二级速率方程(r~2=0.985 4)和Pseudo一级速率方程(r~2=0.969 9);Langmuir模型、Temkin模型、Redlich-Peterson(R-P)模型和Freundlich模型对于等温吸附线的拟合度依次降低;吸附过程的热力学参数为ΔG0,ΔH0,ΔS0。因此,红枣汁中褐变物质在HYA-602树脂上的吸附以物理吸附为主,且吸附反应是吸热且自发的;吸附速率受液膜扩散和颗粒内扩散的共同控制,且液膜扩散对反应速率的控制更显著;该吸附反应并非理想的均匀表面吸附。     

大麻杆活性炭对染料吸附性能的研究

以天然大麻杆为原料,采用磷酸活化法制备大麻杆活性炭。利用低温氮吸附对样品的比表面积与孔结构进行了表征,并利用亚甲基蓝与甲基橙两种染料对活性炭在液相中的吸附行为进行了研究。结果表明,样品的比表面积与中孔孔容随着活化温度的升高而增大,在500℃时达到最大值1325.73m2/g,随后由于磷酸过度活化导致结构坍塌致使各参数有所降低;在25℃下,大麻杆活性炭对亚甲基蓝与甲基橙的吸附等温线均遵循Langmu ir方程,单层吸附量分别达到471.698mg/g和363.64mg/g,吸附量主要受微孔孔容、染料分子尺寸及染料分子与活性炭表面作用力三者的共同影响。吸附动力学能够很好的符合准二级动力学方程,且亚甲基蓝的吸附速率高于甲基橙。     

低品位锰矿吸附砷(Ⅲ)的化学机理研究

为了研究天然锰矿的化学吸附性能,通过能谱扫描、电镜扫描、X射线衍射、快速电位滴定法和红外官能团检测分析锰矿的基本性质,同时由批次实验探究了吸附时间、砷初始浓度和离子强度对锰矿吸附砷的效率的影响,并分析锰矿吸附砷过程中的吸附动力学、吸附等温线类型、主要官能团和吸附类型。结果显示,锰矿对砷的吸附符合二级动力学吸附模型和Freundlich吸附等温线模型,Mn-OH、α-Fe OOH和α-Fe2O3为吸附的主要作用基团,吸附类型属于以形成内层配位络合物为主的专性吸附。     

亚甲基蓝在柠檬酸酯化改性麦杆上吸附的动力学和热力学行为

本研究探索了阳离子染料吸附于柠檬酸酯化改性麦杆（EWS）上的动力学和热力学行为,选择了阳离子染料亚甲基蓝（MB）作为吸附剂。采用静态批次实验改变不同实验因素（温度、pH值、吸附剂量、吸着物浓度、吸附时间）来测定染料吸附的动力学和热力学参数。亚甲基蓝在pH≥4时达到最大吸附值,对于浓度为250mg／l的染料溶液,EWS用量≥2．0g／1能几乎完全去除。对于浓度在50—350mg/l的染料溶液,2．0g／l以上的EWS能够去除95％以上的亚甲基蓝。实验数据符合Langmuir吸附等温线模型,准二级动力学方程能描述其吸附过程。粒子内扩散的二重线性表明在染料吸附过程中有两个粒子内扩散步骤,热力学研究表明染料吸附行为是自发且吸热的,高温有利于吸附。     

稻壳对水中结晶紫的吸附

采用稻壳作为吸附剂,对含有结晶紫染料的废水进行吸附研究,考察了室温条件下初始溶液p H值、吸附时间、溶液初始浓度和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响,用扫描电镜(SEM)表征了稻壳的微观形貌,借助吸附动力学、吸附等温线方程,结合红外光谱(FTIR)、BET测试结果分析了稻壳对结晶紫的吸附机理.结果表明:室温条件下稻壳对结晶紫的吸附80min可达平衡,p H为6时,稻壳对结晶紫有最高脱色率达96.6%;吸附过程能够很好地符合准二级动力学方程,较好符合Langmiur和Freundlich等温线方程,理论饱和吸附量可达5.4083 mg·g-1;SEM照片表明在吸附之后,稻壳表面形成了结晶紫的沉积物;红外光谱表明在稻壳对结晶紫的吸附中,—OH,CO,Si—O—Si等基团发挥了重要作用.     

硼掺杂多孔碳球吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学

以蔗糖为碳源、硼酸为硼源,采用水热法和化学活化法制备出硼掺杂多孔碳球(boron-doped porous carbon spheres,B-PCS),利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FTIR)和比表面积(BET)对B-PCS进行物理表征分析,探究B-PCS吸附Cd(Ⅱ)的热力学和动力学。结果表明,B-PCS为球状无定型结构的碳材料,直径为1～6μm,比表面积达672.2 m~2·g~(-1),孔体积为0.356 cm~3·g~(-1),且表面含有大量的含氧和含硼官能团,这些特性可以为Cd(Ⅱ)提供更多的活性吸附位点,有利于提高B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附性能。动力学符合准二级动力学模型,B-PCS对Cd(Ⅱ)的吸附为化学吸附控制过程,内扩散和Boyd模型表明粒子内扩散不是控制吸附速率的唯一因素。Freundlich方程能更好地模拟吸附等温线,最大理论吸附量为41.5 mg·g~(-1),0R_L1,说明B-PCS吸附Cd(Ⅱ)为有利吸附。吉布斯自由能(ΔG~0)小于0,焓变(ΔH~0)大于0,熵变(ΔS~0)大于0,表明B-PCS吸附废水中的Cd(Ⅱ)为自发、吸热、熵增的过程。     

活性污泥对2种喹诺酮类抗生素的吸附特征

为揭示活性污泥对喹诺酮类抗生素的吸附特征,采用静态吸附实验法研究活性污泥吸附环丙沙星(CIP)、氧氟杀星(OFL)的吸附动力学、吸附热力学和pH值影响.研究结果表明:CIP和OFL吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程受颗粒内扩散和膜扩散共同影响;Freundlich吸附等温线可较好描述活性污泥对CIP、OFL的吸附...     

大孔吸附树脂对砀山酥梨汁色素的吸附研究

文章比较研究了4种大孔吸附树脂对砀山梨汁色素的吸附性能,并选择XAD16HP树脂在不同温度、不同料液比下,对其进行了吸附动力学实验。结果表明,XAD16HP的吸附等温线符合Freundlich模型,但不符合Langmuir模型,它对色素的吸附可能是多分子层的;XAD16HP的静态吸附速率曲线符合Lagergren一级速率方程,且吸附速率受颗粒内扩散的控制。