重金属离子在改性蛭石表面的竞争吸附及其动力学研究

分别利用蛭石原矿和改性蛭石为吸附剂,对水溶液中的Cu2+、Zn2+、Cd2+进行等温吸附试验,研究了吸附剂用量、溶液pH值、重金属离子浓度、吸附时间、吸附温度等环境因素对单一离子在蛭石表面吸附性能的影响,分析了蛭石吸附三种金属离子动力学机理。试验结果表明,蛭石原矿经900℃的高温膨胀及2%的CTMAB改性后,其吸附容量较蛭石原矿有明显增加。当吸附剂用量为0.3 g、pH值为5~6、金属离子初始浓度为150 mg/L、吸附时间60 min、吸附温度为室温时,改性蛭石对Cu2+、Zn2+、Cd2+三种金属离子的最大吸附率均可达90%以上。      

改性煤矸石的制备及其对染料的吸附研究

根据煤矸石的化学特性及矿物特性,分析了煤矸石的改性过程,通过实验确定了煤矸石的改性方法.改性煤矸石由于矿物成分的负电性,对罗丹明B的吸附效果优于酸性红G.改性煤矸石对罗丹明B和酸性红G的吸附采用Henry等温吸附方程、Langmuir等温吸附方程、Freundlich等温吸附方程和Temkin等温吸附方程进行回归分析,结果表明,2种染料均最符合Langmuir等温吸附,吸附属于单分子层吸附.     

改性硅藻土的甲醛吸附性能与吸附机理

甲醛已被世界卫生组织列为潜在危险致癌物,对人体健康危害很大。本研究以硅藻土为主要原料,利用硅烷SCA-1102改性剂对硅藻土进行改性,考察了改性硅藻土用量和吸附时间对改性硅藻土甲醛吸附性能的影响及其循环使用性能,并进行吸附动力学分析。结合孔结构分析和FTIR探究了改性硅藻土甲醛吸附机理。结果表明:硅烷改性硅藻土具有良好的甲醛吸附性能,在改性硅藻土用量为0.5 g,吸附时间1 h条件下,甲醛去除率达到79.09%,循环使用5次后,甲醛去除率仍可达65.94%;改性硅藻土的甲醛吸附过程符合准二级动力学模型。     

蒙脱石微囊的制备及其吸附性能研究

以有机改性蒙脱石为囊膜壁壳,采用皮克林乳液法制备蒙脱石微囊。利用光学显微镜、扫描电镜和红外光谱对所制蒙脱石微囊的形貌和结构进行了表征。通过蒙脱石微囊对亚甲基蓝和罗丹明B的吸附行为,探讨了其吸附性能。采用单因素法考察了微囊浓度、溶液p H值对染料分子吸附性能的影响。探讨了微囊对亚甲基蓝和罗丹明B混合染料的选择性吸附。结果表明:所制蒙脱石微囊经正硅酸乙酯交联后形貌保持较完整。微囊的红外特征吸收峰与蒙脱石特征吸收峰一致。不同微囊浓度和p H值条件下,蒙脱石微囊吸附亚甲基蓝和罗丹明B的过程符合一级动力学方程。微囊对亚甲基蓝和罗丹明B混合染料的吸附具有选择性,对亚甲基蓝的吸附速率高于罗丹明B。     

改性蛭石对富营养化水体深度除磷的试验研究

利用膨胀蛭石具有的强吸附性和阳离子交换能力,对其进行不同方法的改性,并考察了不同改性蛭石对磷的吸附效果。采用室内盆栽试验的方法,研究改性蛭石对富营养化水体中磷的富集效果,初步探讨利用蛭石吸附结合植物吸收来去除富营养化水体中磷的可行性。静态吸附实验表明,各改性蛭石的除磷效果为:镧改性蛭石>酸改性蛭石>铁改性蛭石>原蛭石。以有无植物的盆栽试验对比发现,植物对磷的吸收作用在一定程度上可以促进改性蛭石对水体中磷的吸附。     

酸改性轻烧镁/粉煤灰对染料的吸附特性

采用轻烧镁、粉煤灰和盐酸制备酸改性轻烧镁/粉煤灰。对酸改性轻烧镁/粉煤灰进行SEM及XRD表征。对比改性前后的轻烧镁/粉煤灰对多种染料废水的处理效果,探究酸改性轻烧镁/粉煤灰对活性红X-3B的吸附特性。结果表明:使用酸改性后的轻烧镁/粉煤灰吸附处理染料废水,振荡吸附1 h和12 h的去除率分别是改性前的3.2倍和1.7倍,吸附包括物理吸附和化学吸附;最佳吸附剂投加量为10 g/L,吸附1h去除率为91.40%。等温吸附试验表明:Langmuir等温吸附模型可较好地描述等温吸附过程,吸附为有利吸附。吸附动力学试验表明:准二级吸附动力学方程可较好地描述吸附动力学过程,吸附速率为6.559×10~(-3) g/(mg·min)。Weber-Worris颗粒内扩散方程表明:酸改性轻烧镁/粉煤灰对活性红X-3B的总吸附速率由膜扩散和内扩散共同控制。     

载铁竹炭磷吸附剂的制备与再生

为了确定竹炭改性对低浓度含磷废水吸附效果的影响,采用反复蒸煮法研究了载铁竹炭的最佳制备条件,并将其应用于吸附低浓度含磷废水中的磷。结果表明:反复蒸煮法改性竹炭的最佳条件为用1.5 mol/L的FeCl3溶液浸泡和在400℃煅烧;最佳条件下制备的改性竹炭适合处理低浓度含磷废水,在研究浓度范围内,初次除磷率均大于70%,磷浓度为1.6 mg/L的含磷废水除磷率可达91.69%;碱法初次再生的改性竹炭其除磷率为首次使用的改性竹炭除磷率的68.70%,2~11次再生的改性竹炭对磷的去除率均为未再生竹炭除磷率的55%左右。     

硅藻土提纯及其吸附性能

采用焙烧和酸浸法对硅藻土进行了提纯处理,可得到SiO2含量达90%以上的精硅藻土。精硅藻土表面较原土的微孔增多,比表面积增大,利用静态实验装置研究原土和精硅藻土对罗丹明B溶液的吸附性能,结果表明精硅藻土的吸附性能明显提高。吸附等温线的研究表明,原土和精硅藻土对罗丹明B溶液的等温吸附方程均符合Freundlich方程。     

固体胺纤维的制备及其对CO2的吸附再生性能研究

本文以聚丙烯腈(PAN)纤维为基体,通过预辐照接枝改性在纤维表面引入胺基制备得一种固态胺纤维(PAN-AF).通过反射红外、热重分析、单丝拉伸等手段表征了纤维改性前后相应基团的变化、表面化学结构和热稳定性等性能.评价了所得纤维对CO2的吸附再生性能.结果表明,该纤维可以完全除去混合气中的CO2;吸附CO2后,纤维在100°C中加热30min即可完全再生,经过四次循环吸附再生后,其吸附性能仍维持原纤维的吸附性能.     

有机改性沸石对废水中酸性靛蓝的吸附研究

用十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠复合改性沸石,通过红外吸收光谱(IR)对改性前后的沸石结构进行表征,采用分光光度法分析改性沸石对酸性靛蓝的吸附性能及影响因素。结果表明,改性沸石的吸附性能明显增强。在优化试验条件下对浓度为200 mg/L的酸性靛蓝的最大吸附量和脱色率分别为66.56mg/g和99.85%。改性沸石对酸性靛蓝的吸附规律较好的符合Langmuir吸附等温式,吸附过程符合准二级动力学方程。     

稀土改性蛭石的制备及吸附Cu2+性能研究

以蛭石为原料,稀土钇、镧、铈为改性剂,制备稀土-蛭石复合吸附剂,用以处理含Cu2+废水。确定了改性蛭石的最佳制备条件为：稀土铈为改性剂,改性剂质量分数为0.2%,蛭石粒度为150μm;通过FTIR和XRD对改性前后的蛭石进行结构表征,结果表明,铈的掺入没有改变蛭石的原有结构,只是促使蛭石晶粒变小,并在其表面和层间引入了一定数量的羟基化合物,使其吸附性提高。铈-蛭石处理含Cu2+废水的最佳反应条件是：溶液pH值为5~7,吸附时间为60 min,吸附剂投加量为30 g/L,在该条件下铈-蛭石吸附剂对533 mg/L含Cu2+废水的Cu2+吸附率可达99%以上。     

改性蛭石对有机污染物的吸附特性研究

用溴化十六烷基三甲铵对蛭石进行了改性,并研究了有机插层蛭石对水中萘胺、萘酚、苯胺、苯酚的吸附特性。结果表明:有机插层蛭石的层间距明显变大,对水中萘胺、萘酚的去除率可达90%以上,对苯胺、苯酚的去除率在80%左右。对有机污染物的吸附等温曲线符合Freund ish方程。有机插层蛭石对有机污染物的吸附既有水相与有机相之间的分配过程,又有物理吸附、静电吸附和离子交换吸附等吸附过程。     

改性伊利石对活性红KD-8B的吸附研究

用壳聚糖改性天然伊利石制备伊利石负载壳聚糖吸附剂,研究吸附剂对活性红KD-8B染料废水吸附。结果表明,最合适吸附条件为:溶液pH值5,壳聚糖负载量为1.3g,吸附剂量为0.6g。吸附过程动力学方程符合准二级反应动力学模型,吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich方程。     

柱撑膨润土对染料酸性红B的吸附行为

在 [OH- ] /[Al3 ] =2 .4的反应条件下 ,利用Al3 与碱液反应制备出Keggin离子 ,并由此制备出了无机、无机 -有机柱撑膨润土 ;XRD -衍射数据表明 ,经柱撑后的膨润土层间距明显增大 ,达 1.9nm以上。研究了废水中染料酸性红B在 4种改性膨润土上的吸附行为 :经柱撑处理后的膨润土吸附能力明显大于钠基土 ,对酸性红B溶液有很高的脱色率和CODCr去除率 ,其吸附动力学行为遵循Bangham方程和Langmuir方程所述规律 ,平衡吸附量 qe 与平衡浓度Ce 间的关系符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程 ,吸附表现为放热的物理吸附和有机质的分配作用。     

用高锰酸钾改性提高竹炭对Cu2+ 的吸附能力

采用KMnO₄溶液在回流状态下对竹炭进行改性,得到改性竹炭。比较研究了 KMnO₄浓度对Cu²⁺ 在竹炭上的吸附率-pH曲线的影响,并研究了KMnO₄改性对竹炭吸附和解吸Cu²⁺ 性能的影响。静态吸附试验表明, KMnO₄ 改性使竹炭对Cu²⁺ 吸附率-pH曲线及pH₅₀向低pH偏移,当 KMnO₄溶液浓度为0.04 mol/L时,改性效果最好; KMnO₄ 改性使其投加量节省约2倍; 竹炭对Cu²⁺ 的吸附均遵循Langmuir单分子层吸附规律, 在相同Cu²⁺ 平衡浓度下,改性后的竹炭对Cu²⁺ 的吸附量提高约53%,升高温度能明显提高改性竹炭对Cu²⁺ 的吸附能力,40 ℃的饱和吸附量是25 ℃的1.69倍。KMnO₄ 改性提高了竹炭从水中吸附重金属离子的能力,并改善了其解吸再生性能。     

硅藻土提纯及其吸附性能研究

采用焙烧和酸浸法对硅藻土进行了提纯处理，通过SEM和XPS测试手段对提纯前后的硅藻土进行了表征；研究了硅藻土对罗丹明B溶液的吸附性能。结果表明，提纯后的精硅藻土的比表面积显著增大，吸附性能明显提高；水溶液中罗丹明B在硅藻原土和精土上的吸附都符合Freundlich等温吸附方程。     

碱和微波改性沸石及对亚铁离子的吸附研究

采用微波辐射技术和NaOH对天然沸石进行活化改性处理,研究了改性沸石对水溶液中Fe2+的吸附性能及影响因素。结果表明:经浓度为0.8 mol/L的NaOH和微波功率480W辐射5 min改性的沸石吸附性能良好,在溶液pH值为7及常温条件下,改性沸石在用量为10 g/L、振荡吸附时间为40 min时,对质量浓度为224 mg/L的Fe2+的去除率为99.5%。改性沸石对Fe2+的吸附规律较好地符合Langmuir吸附等温式。采用0.8 mol/L的NaOH作为改性沸石的再生剂,可使其再生重复使用。     

改性煤矸石吸附亚甲基蓝的研究

以改性煤矸石对亚甲基蓝进行吸附实验,探讨了改性煤矸石用量、吸附时间对亚甲基蓝吸附的影响,并对改性煤矸石再生效果进行测定.结果表明,利用改性煤矸石处理亚甲基蓝,具有处理效果好、再生容易等特点.利用Freundlich等温式和Langmuir等温式对其吸附进行描述,表明改性煤矸石易于吸附亚甲基蓝,吸附属于化学吸附;用颗粒内扩散方程和准二级吸附动力学方程对实验数据进行回归分析,准二级吸附动力擘方程能更好地描述亚甲基蓝在改性煤矸石上的吸附.     

Cu2+、Pb2+和Zn2+离子在工业蛭石上的吸附行为研究

本研究通过工业蛭石在水溶液中对Cu^2＋、Pb^2＋、Zn^2＋的等温吸附实验,分析了蛭石对三种金属离子的吸附性能和机理;探讨了浓度对蛭石吸附量和吸附率的影响以及吸附等温方程的类型。实验结果表明,蛭石对三种金属离子具有很高的吸附容量;在低浓度时,三种离子在蛭石上的吸附机理主要以离子交换为主,且吸附量大小次序为Pb^2＋〉Cu^2＋〉Zn^2＋,吸附等温方程既符合Langmuir型,也符合Freundlich型;在高浓度时,离子交换和物理吸附同时发生,且吸附量大小次序为Zn^2＋〉Pb^2＋〉Cu^2＋,蛭石对Cu^2＋和Pb^2＋的吸附基本符合Langmuir型和Freundlich型,而蛭石对Zn^2＋的吸附,既不符合Langmuir型,也不符合Freundlich型。     

天然蛭石吸附废水中Cr(Ⅵ)的动力学试验研究

以新疆尉犁天然蛭石为吸附材料,初步研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。采用静态实验方法,通过对p H值、投加量、初始Cr(Ⅵ)质量浓度、温度的考察,讨论蛭石吸附Cr(Ⅵ)的适宜条件,并研究了蛭石对Cr(Ⅵ)的吸附动力学和热力学特性。实验表明,蛭石对Cr(Ⅵ)的吸附效果较好,其适宜吸附条件为:蛭石投加量为2.5 g/L,吸附温度为室温,p H值为4,吸附时间为20~30 min。此条件下在10 mg/L的Cr(Ⅵ)溶液中最大吸附量为2.27 mg/g。吸附过程可用准二阶方程较好地进行描述;以Langmuir方程拟合得到理论最大吸附量为15.29 mg/g;ΔGθ0,ΔHθ=11.93 k J/mol,表明蛭石对Cr(Ⅵ)的吸附是自发的吸热过程,吸附以物理吸附为主,并伴随化学吸附。