交联改性壳聚糖的制备及其对Ni2+的吸附性能

以壳聚糖为原料,甲醛为预交联剂,戊二醛为交联剂,通过反相乳液聚合法制备了改性壳聚糖吸附剂.通过正交试验考察了交联反应条件对改性壳聚糖吸附Ni2+性能的影响,得出的最佳交联条件为:甲醛用量1 mL,反应温度70℃,戊二醛用量2 mL,反应时间2h.在最佳条件下制备的交联壳聚糖对Ni2+的吸附量达1.98 mmol/g.对吸附Ni2+后的交联壳聚糖分别用0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L氢氧化钠溶液进行脱附,结果表明用0.1 mol/L氢氧化钠溶液脱附效果较好.     

改性沸石/羟基氧化铁复合材料对亚甲基蓝的吸附性能

以改性沸石/羟基氧化铁复合材料作为吸附剂,通过静态吸附实验,研究了不同因素影响下复合材料对废水中亚甲基蓝的吸附性能.研究结果表明:改性沸石/羟基氧化铁复合材料对亚甲基蓝有很好的去除效果,当废水pH值为13.0,吸附平衡时间为20min时,向电解质(NaNO3)浓度为0.01mol/L的含亚甲基蓝50mg/L的废水中投加5g/L改性沸石/羟基氧化铁复合材料,亚甲基蓝去除率达到94.65％.Langmuir型方程比Freundlich型方程对等温吸附实验数据拟合效果更好,D-R方程分析表明,该吸附以物理吸附为主.分别用拟一级、拟二级动力学方程和颗粒内扩散模型对吸附动力学过程进行拟合.结果表明,拟二级动力学方程对实验数据拟合效果较好,扩散过程以膜扩散为主.     

沸石分子筛的碱改性及其吸附去除水中铜离子

考察了市售ZSM-5沸石分子筛的碱改性及其吸附去除水中重金属离子Cu2+的效果。研究结果表明,碱改性可有效提高材料吸附容量,经0.40 mol/L氢氧化钠碱改性效果最好。以碱改性分子筛为研究对象,研究其吸附动力学及吸附等温过程,结果表明:吸附过程符合假二阶动力学模型;吸附等温线符合Langmuir等温模型,极限吸附容量达40.49 mg/g。考察投加量、干扰离子等影响因素对碱改性分子筛吸附去除Cu2+离子的影响,对于初始浓度50 mg/L的Cu2+离子,改性材料投加量为0.4~2.4 g/L时,吸附去除率随投加量的增大而增大;当投加量大于1.6 g/L时,对铜离子去除率均在97%以上。当干扰离子Na+、K+、Mg2+、Pb2+与Cu2+离子共存时,Pb2+的干扰影响最大,去除率由不加干扰离子时的98.3%下降至56.5%。此外,采用BET和XRD手段对改性前后的材料进行了表征,并对改性机理进行了探讨。     

D113大孔树脂吸附Ni~(2+)的动力学与热力学研究

研究了D113大孔树脂吸附Ni2+的动力学与热力学的特性。动力学研究表明,在298K温度下,D113大孔树脂对Ni2+的吸附符合拟一级动力学方程和拟二级动力学方程,颗粒扩散过程为吸附的控速步骤。热力学研究表明,在实验温度下,D113大孔树脂对Ni2+的吸附符合Langmuir等温方程,吸附焓变ΔHθ=15.1306kJ/mol,熵变ΔSθ=0.1002kJ/mol.K,反应吉布斯自由能ΔGθ随温度升高向负方向增加。热力学参数表明吸附过程为吸热和自发的。     

经丁二酮肟修饰的改性皂土对废水中镍的吸附

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对皂土改性,用丁二酮肟(DMG)对其表面修饰,并制备了新型固态吸附剂.研究了该吸附剂对水中Ni2+的吸附行为.结果表明,该固态吸附剂对水中Ni2+具有较强的吸附能力.吸附量受介质pH值、温度和吸附时间的影响.其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程,吸附焓变(△H)为58.759kJ/mol,各温度下,吸附自由能变(△G)均＜0,熵变(△S)均＞0,该吸附反应为吸热的自发过程.吸附了Ni2+的丁二酮肟修饰改性皂土,可用0.1mol/L的HNO3溶液洗脱再生.     

软锰矿改性污泥活性炭对Cu~(2+)吸附特性的研究

文章对比研究了污泥活性炭(AC)和1%软锰矿改性的污泥活性炭(ACP)对溶液中Cu2+的吸附特性,考察了时间、pH值和吸附剂投加量等因素对吸附反应的影响。结果表明:室温下,180 min后Cu2+吸附达到平衡,pH=4.8时吸附效果最优;伪二阶动力学方程和Langmuir吸附等温方程能很好地拟合两种污泥活性炭的吸附反应。通过计算,室温下,改性前后的污泥活性炭Langmuir模型的饱和吸附量Qm分别是78.13 mg/g和94.34 mg/g。在初始浓度200 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2g/L时,1%软锰矿改性的污泥活性炭对Cu2+的最大吸附量为90.15 mg/g,比未改性时提高了23.33%。     

三乙烯四胺改性风化煤对废水中Ni2+的吸附机制

为提高风化煤对Ni2+的吸附性能,以XWC（新疆风化煤）为基体,TETA（三乙烯四胺）为改性剂,采用交联反应联合超声波振荡制备ACA（胺化煤基吸附剂）,利用SEM（扫描电镜）等手段对其进行表征,并考察了体系pH、吸附剂用量、反应时间及溶液初始ρ（Ni2+）对吸附过程的影响,通过吸附动力学和吸附等温模型对吸附机制进行描述.结果表明,TETA中的多乙烯多胺基成功接枝到煤粉表面使风化煤的表面颗粒增多,比表面积由6.875 m2/g减至3.440 m2/g,孔容由0.011 cm3/g减至0.005 cm3/g.在pH为8.0、ACA用量为0.4 g时吸附效果最好.ACA和XWC对Ni2+的吸附过程均符合准二级动力学方程及Langmuir吸附等温模型.拟合得ACA的饱和吸附量为188.68 mg/g,较改性前提高了5.1倍.研究显示,ACA处理ρ（Ni2+）范围为200~1 000 mg/L的废水时,对Ni2+的去除率稳定在95%以上.      

改性树脂吸附硼的动力学和热力学研究

通过接枝法成功制备了酚羟基型改性树脂,选用典型的动力学方程、热力学方程以及非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的试验数据进行拟合,从动力学和热力学角度分析并揭示改性树脂对硼的吸附特征和吸附机理。结果表明:伪二级动力学吸附模式可较好地描述改性树脂对硼的动力学吸附过程;在3种不同温度下的自由能变(ΔG)分别为-5.44 kJ/mol、-6.32 kJ/mol、-4.01 kJ/mol,焓变(ΔH)为-6.43kJ/mol,均小于零,活化能(E)为11.06 kJ/mol,说明该吸附过程为可自发进行的放热反应,是基于树脂表面试钛灵的邻羟基与硼酸分子发生配位反应的、以化学吸附为主的物理化学吸附过程;非线性两参数的4种等温吸附模式对改性树脂吸附硼的吸附试验数据拟合结果显示该吸附过程最符合Langmuir等温吸附模式,且在25℃条件下改性树脂对硼的吸附量最高达20.87 mg/g。     

改性木薯秸秆对磷酸根的吸附性能研究

研究以环氧氯丙烷、乙二胺、三乙胺对木薯秸秆化学改性制备的吸附剂对磷酸根的去除效果,考察了吸附剂投加量、溶液初始pH值、浓度、接触时间等对磷酸根吸附效果的影响。结果表明,改性木薯秸秆可以有效吸附磷酸根。改性木薯秸秆的投加量为4 g/L时,对磷酸根的去除率达到95%;吸附效果受溶液初始pH影响较大,去除率随pH的增大而不断增大,当pH为3.0~8.0范围时,改性木薯秸秆对磷酸根的吸附效果较好,去除率均为95%左右;改性木薯秸秆对磷酸根的吸附均符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程,最大吸附量为2.58 mmol/g;改性木薯秸秆对磷酸根的吸附为快速吸附,30 min即可达到吸附平衡。二级动力学方程可以很好地反映该吸附过程,且平衡吸附量Qe的实验值与拟合值非常接近。颗粒内扩散是控制吸附速度的因素之一。     

改性底泥吸附模拟废水中Mn~(2+)影响因素的研究

制备高温焙烧改性底泥作为吸附剂,采用静态吸附试验来研究其吸附废水中重金属Mn~(2+)的效果。分别对高温焙烧改性底泥吸附重金属Mn~(2+)的影响因素(Mn~(2+)的质量浓度、吸附时间、p H、吸附剂的投加量)及吸附动力学进行研究。结果表明:改性底泥吸附Mn~(2+)的浓度为10 mg/L、平衡时间为130 min、p H为中性偏酸(范围4~7)、投加量为30 g/L时效果最佳,并对数据进行拟合且符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,但拟合效果更好地符合Freundlich吸附等温方程。在高温焙烧改性底泥对Mn~(2+)的吸附阶段用伪一级吸附动力学方程和伪二级吸附动力学方程进行拟合,其结果表明吸附过程更好地遵循伪二级吸附动力学方程,表明以化学吸附为主,对Mn~(2+)的平衡吸附量为11.560 7 mg/g。     

CS/PVA微球的制备及其对重金属离子吸附研究

利用聚乙烯醇和戊二醛通过化学交联对壳聚糖进行改性,制备了壳聚糖/聚乙烯醇(CS/PVA)微球,采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射和扫描电镜对CS/PVA微球进行了表征,考察了pH值、吸附时间和重金属离子(Cu²⁺、Fe³⁺、Pb²⁺、Cd²⁺)溶液初始浓度对CS/PVA微粒吸附性能的影响,并进行了吸附动力学研究。结果表明:CS/PVA微球吸附溶液中重金属离子的最佳pH值为7;准二级动力学模型较好地拟合了4种重金属离子的吸附试验数据,表明其吸附过程以化学反应为主,其中金属螯合作用占主导作用;利用Langmuir等温线模型拟合得到的CS/PVA微球对溶液中Cu²⁺和Cd²⁺的最大吸附容量分别为52.33 mg/g和57.81 mg/g,CS/PVA微球对溶液中Fe³⁺、Pb²⁺的吸附更符合Freundlich等温吸附模型,其对Pb²⁺的吸附率最大。     

蒙脱土-腐殖酸复合体制备及其对锶的吸附性能研究

为探究土壤胶体对放射性核素锶的吸附机制,选取典型无机矿物蒙脱土和腐殖酸制备有机-无机复合胶体,并研究了其对锶的吸附性能.实验结果表明,人工复合体的腐殖酸负载量可达到2.97%,并且添加腐殖酸会改变蒙脱土的形貌.复合体对锶的吸附量达到6.86mg/g,通过对复合体吸附锶的动力学拟合发现,吸附过程更符合二级动力学模型.吸附过程在10min后到达平衡,低温时去除率更高,15℃时为72.29%.当pH值由5增加到9时,去除率的变化范围在1%~2%之间.而离子强度对吸附有明显的影响,0.1mol/L时去除率较0.001mol/L时的去除率同比下降20%~60%.同时去除率随有机物浓度的增大而提高,从0到60mg/L时去除率快速增长,60mg/L时去除率为75.36%,随后去除率增长进入平缓期.     

Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)铁氧体工艺原位处理PVA废水及其沉淀物回收利用

为了评价Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA（聚乙烯醇）废水处理的可行性,采用Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺原位处理PVA模拟废水,考察不同作用时间、总铁投加量、初始ρ（PVA）和废水硬度对该工艺处理效果的影响.利用XRD（X射线衍射）、FT-IR（傅里叶转换红外光谱）、BET比表面积、VSM（磁滞回线测试）对沉淀物进行表征,解析该工艺原位处理PVA模拟废水的主要机理,并以该工艺沉淀物为吸附剂,通过锑吸附试验,探讨该工艺沉淀物的回用性.结果表明:①Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA模拟废水具有良好的处理能力,初始ρ（PVA）为1 000 mg/L时,该工艺在20 min以内即可达到80%以上的去除率,并且基本没有金属铁的残余,该工艺对PVA的去除率随总铁投加量的增加而提高且基本不受水体硬度影响. ②在Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺对PVA的原位去除过程中,PVA作为一种反应物参与沉淀物Fe₃O₄的生成,并促进纳米Fe₃O₄比表面积增大,最终形成一种类似于凝胶的Fe₃O₄聚合物. ③Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺可高效处理模拟PVA-MB（亚甲基蓝）染料废水.对于含有100 mg/L MB（亚甲基蓝三水）和500 mg/L PVA的混合溶液,MB和COD_Cr去除率在1 min时分别达到97.37%和89.47%.沉淀物通过磁分离、乙醇和水清洗后,在水中浸出的ρ（TOC）和ρ（COD_Cr）很低,分别为0.86和2 mg/L,可作为吸附剂直接使用,得益于其具有较高的比表面积,对金属锑的拟合吸附量可达71.94 mg/g. ④Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺具有一定的实际应用价值.对东莞某实际印染废水处理5 min,COD_Cr和染料的去除率分别为85.71%和98.98%.研究显示,Fe（Ⅲ）/Fe（Ⅱ）铁氧体工艺可高效去除PVA,沉淀物为易回收的磁性Fe₃O₄,可作为吸附剂直接使用.      

Biosorption of cesium（Ⅰ） from aqueous solution by a novel exopolymers secreted from Pseudomonas fluorescens C-2： Equilibrium and kinetic studies

The biosorption characteristics of Cs(I) ions from aqueous solution using exopolymers (PFC02) produced from Pseudomonas fluorescens C-2 were investigated as a function of pH, biosorbent dosage, contact time and initial concentration. pH played a major role in the adsorption process, and the optimum pH for the removal of Cs(I) was 8.0. Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) models were applied to describe the biosorption isotherm of the Cs(I) ions by PFC02. The Lagergren first-order, pseudo second-order kinetic and intraparticle diffusion models were used to test the kinetic data. Langmuir model and D-R model fitted the equilibrium data better than the Freundlich isotherm. The monolayer adsorption capacities of PFC02 as obtained from Langmuir isotherm at 25°C was found to be 32.63 mg/g. From the D-R isotherm model, the mean free energy was calculated as 26.73 kJ/mol, indicating that the biosorption of cesium was chemisorption. The biosorption process was rapid, and the kinetic rates were best fitted to the pseudo second-order model, which indicated the biosorption process operated through chemisorption mechanism. FT-IR analysis of PFC02 showed the possible functional groups responsible for cesium adsorption were hydroxyl, carboxyl, carbonyl and sulphonate groups. SEM analysis showed the porous structure of the material while EDX analysis confirmed the adsorption of Cs(I) on PFC02. Cesium adsorbed onto the PFC02 could be desorbed efficiently using 1 mol/L HNO3, and the enrichment factor was 50.0. Furthermore, PFC02 could be reused five times with only about 8.25% regeneration loss. The developed method was successfully utilized for the removal of Cs(I) ions from aqueous solution.     

MnO2/TiO2改性沸石去除矿井水中Fe2+和Mn2+的试验研究

针对矿井水中Fe2+、Mn2+浓度超标及处理效果不稳定等问题,通过溶胶-凝胶法将纳米MnO₂和纳米TiO₂负载于天然斜发沸石表面制备出MnO₂/TiO₂改性沸石滤料,并分析了沸石改性前后的微观形貌和孔隙结构. 采用单因素动态吸附试验和Thomas模型拟合探究了MnO₂/TiO₂改性沸石对模拟矿井水水样中Fe2+、Mn2+的去除效果及机理,并考察水流速度、滤层厚度、溶液pH及硬度对去除效果的影响. 结果表明:较天然沸石而言,MnO₂/TiO₂改性沸石的比表面积、孔径、孔体积和阳离子交换量明显增大. 当水流速度为7 m/h、进水pH为9.5、水质硬度为350 mg/L、滤层厚度为110 cm时,改性沸石对Fe2+、Mn2+的最大吸附量分别为44.810、6.549 mg/g,且Thomas模型能较好地拟合改性沸石对Fe2+、Mn2+的吸附动力学特征. 反冲洗试验结果表明,反冲洗强度为13 L/(m2·s),反冲洗时间大于7 min时,改性沸石的再生效果良好,可重复使用. 研究显示,本文制备的MnO₂/TiO₂改性沸石吸附滤料可为同步去除矿井水中Fe2+、Mn2+污染提供一种解决办法.      

PVA膜生物反应器去除效果的研究

应用了一种高亲水性的膜材料——PVA膜材料,处理生活污水,在污泥浓度为8000mg/L,HRT为3.5h的条件下,出水COD值维持在20mg/L以下,平均去除率达到93.3%;氨氮去除率达到90%以上;出水SS在1～3mg/L之间,平均去除率达到98.4%,有的甚至能达到100%;出水水质清澈透明,出水浊度平均在0.81NTU,小于1NTU,优于国家饮用水质标准。     

基于响应面法的改性玉米芯吸附水中Zn~(2+)的工艺条件优化及机理研究

运用玉米芯作为生物吸附剂去除水溶液中Zn~(2+)。以单因素控制变量法考察了玉米芯用量、吸附时间、改性盐浓度和摇床转速对吸附性能的影响,并运用响应面法对吸附条件进行优化,通过吸附等温线、吸附动力学和热力学研究来探讨吸附机理。结果表明,当Zn~(2+)初始浓度为50 mg/L、改性盐浓度为0.26%、玉米芯用量为20 g/L、转速为203 r/min,于30℃的恒温振荡器中振荡吸附反应35 min后,吸附率可达80.40%。玉米芯对水溶液中Zn~(2+)的吸附是一个自发的吸附过程,其吸附行为符合二级反应速率方程和Langmuir吸附等温式,具有一定的应用前景。     

海水环境因子对聚乙烯微塑料吸附锌离子行为的影响研究

聚乙烯（PE）微塑料是一种新型海洋污染物,易与海水中的锌离子（Zn2+）吸附产生复合生态毒性,危害海洋生态系统。不同海水环境因子对PE微塑料吸附Zn2+行为的影响不同,本文探究了Zn2+浓度、微塑料的投加量、盐度和pH等对3种不同目数的PE微塑料吸附Zn2+行为的影响,并对其吸附动力学和热力学进行了讨论。结果表明,3种不同目数的PE微塑料对Zn2+的最佳吸附时间均为4 h;吸附能力为30目<100目<500目,最大平衡吸附量分别为1.428 mg/g、1.454 mg/g和1.498 mg/g;盐度（0～10）对吸附量的抑制率为7%;吸附量随pH的增加而增加,3种目数PE微塑料的最佳投加量均为0.1 g。Freundlich模型为最佳等温吸附方程,3种目数PE微塑料的拟合相关系数R2均大于0.982（p < 0.01）,说明存在多层化学吸附。准二级动力学方程为最佳吸附动力学方程,3种目数PE微塑料拟合相关系数 R2均大于0.991（p < 0.01）,表明该吸附过程主要为化学吸附。吸附热力学 ?G < 0, ?H > 0,说明PE微塑料对Zn 2+的吸附为自发吸热过程。     

金属离子对NaNO2催化氧化降解酸性蓝129的影响

选取蒽醌染料酸性蓝129(AB129)为研究对象,采用催化湿式氧化技术,在以NaNO2为催化剂的基础上,详细考察了Cu2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Cr3+、Fe3+6种金属离子助催化剂对AB129降解的影响.染料溶液初始浓度固定为100mg/L,初始pH值为2.5,氧气压力为0.5MPa,温度为150℃,当助催化剂:NaNO2:AB129的物质的量之比为0.2:0.6:1时,在相同的反应时间内6种金属离子的催化活性大小依次为Fe3+>Cu2+>Cr3+>Co2+>Mn2+≈Ni2+,并且在NaNO2/FeCl3体系下,反应2h后,AB129的脱色率达到了100%.在此基础上进一步考察了NaNO2/FeCl3体系中COD的变化情况,结果显示,反应4h后,NaNO2和FeCl3联合使用相对于单独使用FeCl3和NaNO2时,体系COD去除率分别提高了21%和45%,达到了68%.结合UV-vis光谱图可知,AB129分子最终矿化为CO2和小分子有机物.可能的催化循环机理为反应过程中M(n+1)+/Mn+、NO、NO2和ONOOH之间发生循环转化对体系产生催化作用,其中ONOOH和助催化剂离子被认为是起氧化作用的活性物质.     

铁硫改性生物炭去除水中的磷

磷元素向天然水体中的过度排放引发了严重环境问题.以吸附剂为技术核心的吸附法作为一种有效的除磷方法而受到研究人员的关注.本研究中,以壳聚糖、硫酸亚铁和硫化钠为改性剂研发的污泥生物炭对水中磷的去除效果良好.批次实验表明在最佳原料配比下,298 K时材料可吸附49.32 mg·g^-1的磷.此外,实验模拟表明材料对磷的吸附符合伪二级动力学和Langmuir模型;吸附速率主要受到孔隙内部三维扩散影响;吸附方式认定为物理化学吸附;吸附机制可概括为静电吸引、孔隙填充、表面化学沉淀、氢键结合和配位体效应.本研究证明了合成的材料是一种新型的高效除磷吸附剂,为吸附剂设计以及吸附机制的探讨提供借鉴.