三聚磷酸钠在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附特性

通过静态吸附实验,研究了水溶液中三聚磷酸钠(STPP)在层状氢氧化镁铝(Mg-Al LDH)及其焙烧产物(Mg-Al CLDH)上的吸附性能,并用多晶X射线衍射对Mg-Al LDH,Mg-Al CLDH及Mg-Al CLDH吸附STPP后Mg-Al RLDH的结构进行了表征.结果表明,STPP在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附量和脱除率在pH为4.7-10.0时受溶液初始pH值的影响较小;饱和吸附量随温度的升高而增大,在25-50℃下,STPP在层状氢氧化镁铝上的饱和吸附量为34.52-40.20 mgP3 O105-·g-1,在25-60℃下,STPP在焙烧层状氢氧化镁铝上的饱和吸附量为118.67-179.57mgP3O105-·g-1.静态吸附热力学结果证明STPP在层状氢氧化镁铝及其焙烧产物上的吸附为自发的物理吸热过程,焓变与熵增是吸附的主要驱动力.     

焙烧层状氢氧化镁铝对水溶液中亚硝酸盐的吸附脱除

通过静态吸附实验,研究了焙烧层状氢氧化镁铝(Mg-Al CLDH)对水溶液中NO2-的吸附脱除性能,并用粉末X射线衍射对Mg-Al CLDH吸附前后的结构进行了表征.结果表明,Mg-Al CLDH可有效脱除水溶液中的业硝酸盐(NO2-),对NO2-的脱除是通过"结构记忆"效应实现的,当NO-2初始浓度高达15mgN·l-1时,经0.10g Mg-Al CLDH处理后,溶液中残余浓度小于lmgN·l-1.在293-323 K温度范围内,NO2-在Mg-Al CLDH上的饱和吸附量为17.24-29.94 mgN·g-1,吸附量明显高于其它吸附剂;吸附量随温度的升高而增大,表现为吸热吸附;吸附过程符合Langmuir线性等温方程式.吸附速率随温度的升高而迅速增大,伪二级动力学方程可用来描述其吸附动力学过程;吸附Ea为109.94 kJ·mol-1,Mg-Al CLDH对NO2-的吸附主要是化学吸附,Mg-Al CLDH对NO2-的脱除率基本不受溶液初始pH值的影响,吸附量随离子强度的增大而减小,正交实验结果显示溶液初始浓度是影响吸附量的最主要因素.     

阴离子黏土处理增强型地热系统返排液的研究

增强型地热系统返排液中一般存在多种有害组分.利用不同类型阴离子黏土(焙烧后水铝钙石、焙烧后水氯铁镁石、焙烧后水滑石和CO_3~(2-)插层水滑石)开展了实验室配制或基于化学刺激实验所获返排液样品中氟、砷、硼、氯等有害阴离子组分的去除实验研究.结果表明,CO_3~(2-)插层水滑石可用于有效处理以氟化物和/或氯化物为主要有害组分的青海扎仓寺样品和法国Soultz-sous-Forêts样品;而对于以氟、砷、硼为主要有害组分的美国Fenton Hill样品,焙烧后水铝钙石、水氯铁镁石和水滑石的混合物(质量比为1∶1∶4)为处理效果最佳的阴离子黏土组合.     

可变电荷土壤对水体中磷酸根的吸附去除作用

采用一次平衡法和土柱淋溶法研究4种可变电荷土壤对磷的吸附容量,结果表明可变电荷土壤对磷有很强的吸附能力.4种土壤对磷吸附鲢的大小顺序为昆明砖红壤＞柳州红壤≈徐闻砖红壤＞鹰潭红壤,与土壤游离铁、铝氧化物的含量大小顺序一致.说明土壤铁、铝氧化物对磷酸根吸附有重要贡献.被土壤吸附的磷酸根在NO-3体系中的解吸量很小,一般不超过吸附量的10%,但在柠檬酸体系中磷酸根的解吸量量著增加,说明磷酸根主要通过非静电吸附机制被可变电荷土壤吸附.根据淋溶试验结果,昆明砖红壤、柳州红壤、徐闻砖红壤和江西红壤对磷的吸附量分别可达1 792、1 536、1 408和1 280 mg·kg-1,说明富铁可变电荷土壤可以用作水体中磷的有效吸附剂.从土柱淋溶试验获得的吸附量大于一次平衡试验所得值,说明由于磷吸附慢反应的贡献,磷的吸附量随平衡时间的增加而增加.     

水滑石及其焙烧产物对阴离子染料酸性蓝-80的吸附

研究了水滑石(HT)及其焙烧产物(HTC)对阴离子染料酸性蓝-80的吸附特征.结果表明,在常见染料废水浓度范围内,HTC的吸附量和吸附速率都明显大于HT,HTC的吸附等温线和动力学分别符合Langmuir等温方程和粒间扩散模型.HTC对阴离子染料的去除受无机阴离子(Cl-, SO2-4 和CO2-3)的影响较小,阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)的存在能明显降低酸性蓝-80的吸附量.吸附量随温度的升高明显下降.     

Mg-Al型水滑石对水溶液中F-的吸附

采用水热法合成Mg-Al型水滑石(LDHs),研究LDHs及其焙烧产物C-LDHs对水溶液中F-的吸附行为,并用X射线衍射和热重分析对LDHs,C-LDHs以及吸附F-后的C-LDHs(R-LDHs)的结构和性质进行了表征. 结果表明:LDHs对水溶液中的F-基本没有吸附,而C-LDHs对F-有较大的吸附容量,同时,酸性的增强有利于C-LDHs对F-的吸附. C-LDHs对F-吸附4h后可达到吸附平衡. 通过吸附F-,C-LDHs的结构由吸附前的混合氧化物固溶体恢复到层状结构, 表明C-LDHs对水溶液中F-的高吸附性能是因为其具有较强的"记忆效应".     

亚硝酸根离子在P(DMAEMA/HEMA)水凝胶中的吸附和扩散性能

研究亚硝酸根离子在P(DMAEMA/HEMA)水凝胶中的吸附和扩散行为.结果表明,P(DMAEMA/HEMA)水凝胶可以有效地除去水溶液中的亚硝酸根离子,且在pH 4—6的范围内具有较高的选择性和吸附容量.阴离子和季胺基团之间的吸附反应符合Langmuir吸附等温线.使用Fick第二定律计算出亚硝酸根离子的扩散系数.在pH 4.0时,扩散初期和晚期的扩散系数范围为(2-4)×10~(-6)cm~2·s~(-1).并考察了单体浓度、温度、HEMA/DMAEMA比率及溶液浓度对扩散系数的影响.     

杭锦2~#土复合吸附剂对磷的吸附动力学

通过静态试验考察杭锦2#土/聚合硫酸铝复合吸附剂对生活污水中磷酸根的吸附特性,研究吸附过程的动力学模型,并从动力学角度探讨其吸附机理。结果表明,在杭锦2#土/聚合硫酸铝复合吸附剂用量5 g.L-1、吸附时间60 min、废水pH值6.0、温度25℃、磷初始质量浓度小于16.72 mg.L-1条件下,磷酸根的去除率在96%以上;复合吸附剂对磷酸根的吸附动力学特征符合假二级方程,吸附速率在前10 min为内扩散控制,后期由膜扩散和内扩散共同控制,且膜扩散占主导地位;磷酸根的初始浓度越高,吸附质粒子的表观内扩散系数和表观传质系数越小;使用不同再生次数的再生吸附剂（添加量为5 g.L-1）处理16.72 mg.L-1含磷生活污水,随着再生次数的增加,吸附能力有所下降,但磷酸根的去除率均大于89%。     

SO_4~(2-)/TiO_2光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

将溶胶-凝胶法制备的SO42-/TiO2在不同温度下焙烧得到了具有不同特性的催化剂,用X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)、氨气程序升温脱附(NH3-TPD)、静态吸附等手段对催化剂进行了表征.研究了不同特性的SO42-/TiO2催化剂光催化还原Cr(Ⅵ)的行为,并对其影响因素进行了分析.结果表明:SO42-/TiO2在300-600℃下焙烧均具有较高的催化效率,而在700℃及800℃下焙烧其催化活性显著降低.SO42-/TiO2的这种催化特性是由其吸附性能、晶相组成及表面酸量决定的.     

杭锦2#土复合吸附剂对磷的吸附动力学

通过静态试验考察杭锦2#土/聚合硫酸铝复合吸附剂对生活污水中磷酸根的吸附特性,研究吸附过程的动力学模型,并从动力学角度探讨其吸附机理.结果表明,在杭锦2#土/聚合硫酸铝复合吸附剂用量5g·L-1、吸附时间60 min、废水pH值6.0、温度25℃、磷初始质量浓度小于16.72 mg·L-1条件下,磷酸根的去除率在96％以上;复合吸附剂对磷酸根的吸附动力学特征符合假二级方程,吸附速率在前10 min为内扩散控制,后期由膜扩散和内扩散共同控制,且膜扩散占主导地位;磷酸根的初始浓度越高,吸附质粒子的表观内扩散系数和表观传质系数越小;使用不同再生次数的再生吸附剂(添加量为5g·L-1)处理16.72 mg·L-1含磷生活污水,随着再生次数的增加,吸附能力有所下降,但磷酸根的去除率均大于89％.     

镧掺杂纳米材料合成及其高氟选择性吸附特性

采用共沉淀法制备了镧渗杂的纳米镁铝层状双氢氧化物材料(LDHs),获得了一类对氟具有选择性的新型吸附材料.实验表征了LDH、其焙烧产物(LDOs)以及吸附氟后的材料(F-LDHs)的微观形态、体相组成等性质的变化,通过批处理试验和吸附柱试验对其工艺特性及影响因素进行了深入分析.实验结果表明,材料经600℃焙烧10min,在含200mg·l~(-1)SO_4~(2-),氟浓度为10mg·l~(-1)的配水中投加0.1g LDOs吸附240min,最高除氟率可达93.53%;在含200mg·l~(-1)SO_4~(2-)的氟溶液中,镁铝铜LDOs吸附氟的容量高于镁铝LDOs;吸附柱实验中,14h时出水氟含量小于国家标准(1 mg·l~(-1));共存阴离子对材料的除氟干扰强度排序为:Co_3~(2-)>PO_4~(3-)>NO_3~->Cl~-.材料吸附氟后可用0.5mg·l~(-1)的Na_2CO_3洗脱,并经600℃焙烧10min再生,再生4次后选择性除氟效果稳定.     

离子强度和离子类型对土霉素在草甸土中被吸附的影响

土霉素是四环素类抗生素中使用较为广泛的一种,探索土霉素在土壤中的吸附解吸规律对抗生素环境风险评价与污染控制具有重要的理论与现实意义。通过改变土壤水溶液中离子强度及类型研究其对土霉素在草甸土中吸附的影响,以期为评价该种抗生素对草甸土土壤环境风险提供科学依据。土霉素测定方法选择高效液相色谱法。以V（乙腈）∶V[NaH2PO4（0.01mol·L-1）]=25∶75为流动相,在流速为1 mL·min-1,检测波长为355 nm条件下进行测定。试验以OECD Guideline 106为基础,采用批平衡法研究不同离子强度（0.01、0.03、0.05、0.08、0.10 mol·L-1CaCl2溶液）和不同阳离子（0.01 mol·L-1的NaCl、KCl、MgCl2溶液）对土霉素在草甸土中的吸附影响。结果表明：随着CaCl2浓度的增加,土霉素在草甸土中的吸附量呈降低趋势,且不同浓度的土霉素在草甸土中吸附量受离子强度的影响是不同的。土霉素浓度较低时,其在草甸土中吸附能力受离子强度影响较土霉素浓度高时小。以土壤吸附系数Kd衡量土壤吸附抗生素能力,当土壤样品中离子强度增大时,其对应Kd值呈非线性趋势减小。这说明,在某一Ca2＋浓度范围内,其对吸附的影响较其他浓度范围要大。对相邻CaCl2浓度处理得出的Kd值进行t检验,在CaCl2溶液浓度在0.01与0.03 mol·L-1间得出的Kd值存在显著性差异（p≤0.05）,在0.03、0.05、0.08、0.10 mol·L-1浓度间得出的Kd值均没有显著性差异（p〉0.05）。这一结果说明当CaCl2溶液浓度在0.01~0.03 mol·L-1时,其对土霉素在草甸土中的吸附影响较其他浓度范围大。以Freundlich方程对NaCl、KCl、MgCl2溶液条件下土霉素在草甸土中的吸附进行拟合,土样lg Kf值为lg Kf（Mg2＋）0.05）。这说明,不同阳离子对土霉素在草甸土上的吸附量（lg Kf）影响的差异并不显著。     

修复硝基苯污染底泥的活性覆盖材料筛选

针对硝基苯污染底泥修复的活性覆盖技术,筛选了适合阻断底泥中硝基苯释放的还原剂和吸附剂.采用的零价铁可迅速将难生物降解的硝基苯还原为苯胺,提高其生物可降解性,有利于将污染物彻底去除.零价铁对硝基苯的还原反应速率随着零价铁剂量的提高而提高,反应速率常数≥>10.001 min~(-1).吸附试验结果表明,在煤渣、活性炭、焦炭以及硅藻土几种常见的吸附剂中,活性炭具有最佳的吸附能力,但是其价格昂贵,不适于大规模应用.而廉价易得的煤渣对硝基苯及其降解产物苯胺具有良好的吸附性能,对硝基苯和苯胺的最大理论吸附量达到924.9 mg·kg~(-1)和1692.2 mg·kg~(-1).因此提出以煤渣为吸附基质,并添加一定比例零价铁的复合活性覆盖材料,为硝基苯污染底泥修复提供一种新的方向和基本参数.     

复合磷酸盐水氟吸附特性及其影响因素

采用静态吸附法研究了不同比例钙铝、铁铝、锰铝的磷酸盐共沉物的除氟性能,比较发现,铝与铁的磷酸盐共沉物除氟效果最好,锰离子对磷酸铝的除氟效果则有明显的抑制作用。以吸附性能较好的1∶100铁铝比例的磷酸盐共沉物为吸附剂,研究了接触时间、pH值、吸附剂量等对其除氟效果的影响,结果表明,在25℃、氟离子初始质量浓度为10 mg.L-1、pH值为6~8、振荡时间为90 m in、投加量为2.5 g.L-1条件下,1∶100铁铝比例的磷酸盐共沉物对氟的吸附量可达2.7 mg.g-1。     

The removal of arsenic from water with natural and modified clinoptilolite

The presence of increased arsenic concentrations in Eastern Croatia is a consequence of the geological composition of the soil. Because of its known harmful effects, arsenic removal is of high importance and adsorption represents an attractive and economically efficient approach to arsenic removal. The use of zeolites obtained from the Donje Jesenje deposit, Croatia (CZ) and the Zlatokop deposit in Vranjska Banja, Serbia (SZ) in Na- and Fe–Na-modified forms was investigated in order to effectively remove arsenate and arsenite from aqueous solutions. The adsorption kinetics of arsenic was studied as a function of the initial arsenate and arsenite concentrations (30–300 μg · L^?1), equilibration time (3–48 h), pH (5–10) and in the presence of sulfate and phosphate at initial concentrations of 0.2–0.5 mg · L^?1. In order to estimate sorption constants designating the sorption capacity and affinity of the zeolites samples, the experimental results were fitted to the Langmuir and Freundlich sorption isotherms. Desorption tests conducted with 1–3 mol · L^?1 HCl indicated that arsenate sorption was irreversible. The results obtained indicated that use of the Serbian zeolite in the Fe–Na-modified form (Fe–Na-SZ) was favourable for arsenate removal from water containing up to 30 μg As · L^?1.     

富磷污泥生物炭去除水中Pb(Ⅱ)的特性研究

以城市污水厂富磷剩余污泥为研究对象,考察高温热解制备生物炭吸附剂对水中Pb(Ⅱ)的去除效果.研究表明,随着热解温度升高,制备的生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力增强;在相同热解温度下,生污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力比消化污泥生物炭大.采用700℃热解1 h制备生污泥生物炭以研究对Pb(Ⅱ)吸附的影响因素,结果显示:吸附180 min达到吸附平衡;富磷污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的去除率随pH增加而升高;生物炭投加量增加,对Pb(Ⅱ)去除率上升,而单位吸附容量迅速减小.污泥生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级反应动力学,Langmuir模型比Freundlich模型能更好地拟合等温吸附线.在pH 5.0、吸附时间3 h、生物炭投加量20 g.L-1条件下,对Pb(Ⅱ)的最大吸附量为34.5 mg.g-1,表明富磷污泥生物炭可以作为一种廉价的吸附剂.     

Polymer resins for recovery of valuable metals

Vinylbenzyl chloride/divinylbenzene gel copolymer beads have been modified using piperidine, hexamethyleneimine, piperazine, 1-(2-aminoethyl)piperazine, and N-cyclohexyl-1,3-propanediamine. These resins were then tested for the sorption of noble metal ions, namely, Re(VII), Pd(II), Pt(IV), and Au(III), from a 0.1 M HCl solution. The effect of these resins on the sorption of other coexisting ions, such as Cu, Ni and Fe, was also studied. Of the resins tested, resin 4 [1-(2-aminoethyl)piperazine groups] showed the highest sorption capacity for Pt(IV) and Re(VII) from single and multicomponent solutions, with the sorption of Pt(IV) from the multicomponent solution (Re, Au, Pd, Pt, Cu, Ni Fe) in 0.1 M HCl reaching 68 mg Pt/g.     

Removal of fluoride from water using titanium-based adsorbents

Three adsorbents including TiO₂, Ti-Ce, and Ti-La hybrid oxides were prepared to remove fluoride from aqueous solution. The Ti-Ce and Ti-La hybrid adsorbents obtained by the hydrolysis-precipitation method had much higher sorption capacity for fluoride than the TiO₂ adsorbent prepared through hydrolysis. Rare earth (Ce and La) oxides and TiO₂ exhibited a synergistic effect in the hybrid adsorbents for fluoride sorption. The sorption equilibrium of fluoride on the three adsorbents was achieved within 4 h, and the pseudo-second-order model described the sorption kinetics well. The sorption isotherms fitted the Langmuir model well, and the adsorption capacities of fluoride on the Ti-Ce and Ti-La adsorbents were about 9.6 and 15.1 mg·g^-1, respectively, at the equilibrium fluoride concentration of 1.0 mg·L^-1, much higher than the 1.7 mg·g^-1 on the TiO₂. The sorption capacities of fluoride on the three adsorbents decreased significantly when the solution pH increased from 3 to 9.5. The electrostatic interaction played an important role in fluoride removal by the three adsorbents, and Fourier transform infrared (FTIR) analysis indicated that the hydroxyl groups on the adsorbent surface were involved in fluoride adsorption.     

砖红壤对Cr(Ⅵ)吸附-解吸反应动力学研究

研究了表面覆盖度、H2PO-4等因素对砖红壤吸附Cr(Ⅵ)反应动力学的影响,以及土壤与Cr(Ⅵ)反应时间对表面吸附态C r(Ⅵ)解吸量的影响,还对土壤吸附Cr(Ⅵ)机理进行了初步探讨.在所研究的pH值范围内,砖红壤对Cr(Ⅵ)的吸附量随离子强度增加而减少,这表明砖红壤吸附Cr(Ⅵ)机理中存在静电吸附.动力学实验表明,当Cr(Ⅵ)初始浓度较高时(0.1 mmo.ll-1),吸附反应速率开始比较快,持续约5m in,随后逐渐减缓.而当Cr(Ⅵ)初始浓度较低时(0.05 mmo.ll-1),土壤对其吸附速率十分迅速,5m in内的吸附量占总吸附量的96%以上.该结果表明,表面覆盖度越低,吸附反应速率越快.H2PO-4的存在将降低吸附反应速率和吸附量.H2PO-4对土壤表面吸附态Cr(Ⅵ)的解吸反应动力学也表现出双速率特征,即开始比较迅速而随后逐渐变缓.当延长土壤对Cr(Ⅵ)的吸附时间后,Cr(Ⅵ)吸附量虽然没有增加,但其解吸量却减少,这说明吸附态Cr(Ⅵ)滞留在土壤表面期间,其结合形态向难解吸态方向发生了转变.     

添加羟基磷灰石对土壤铅吸附与解吸特性的影响

采用羟基磷灰石对四种不同类型的土壤进行铅的吸附-解吸试验.结果表明:四种土壤对铅的吸附均可用Langmuir和Freundlich方程进行描述,土壤中加入羟基磷灰石明显增加了土壤对铅的吸附量和吸附亲和力,同时降低了土壤中铅的解吸百分数,在偏酸性的红壤上表现更为明显,其最大吸附量增加28%.羟基磷灰石对铅吸附的反应机理可能与磷灰石溶解后与铅形成磷酸盐沉淀及其对铅的表面吸附作用有关.土壤对铅的吸附量及吸附亲和力与土壤的有机质、阳离子交换量及粘粒含量有显著正相关,而与土壤砂粒的含量呈负相关.