载Fe活性炭纤维除As(Ⅴ)的动力学及机理

研究了铁改性活性炭纤维(Fe-ACF)吸附地表水中砷离子的吸附特性。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积和孔径变化等探讨了Fe-ACF表面物质形貌、组成和吸附机理,考察了不同pH值和吸附剂投加量对As(Ⅴ)去除效果的影响,讨论了303K、313K、323K等条件下的吸附动力学及热力学。实验结果表明,Fe-ACF表面生成的氧化物为Fe2O3和Fe3O4,改性前后比表面积和孔容显著减小,吸附机理为Fe(OH)3(s)絮凝除As(Ⅴ)和活性炭纤维吸附除As(Ⅴ)。当pH=7,吸附剂投加量为2.0g/L时,出水As(Ⅴ)浓度可以达到国家地表水环境质量标准(<0.05mg/L)。Fe-ACF对As(Ⅴ)的吸附动力学及等温吸附的实验结果与准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型相吻合;吸附速率及吸附容量都随着温度的增加而增加;吸附速率k2从0.0372g/mg min增加到0.0434g/mg min,由Langmuir等温吸附拟合得到的吸附容量从11.31mg/g增加到18.34mg/g。根据标准吉布斯自由能变ΔG0<0、标准反应焓变ΔH0>0判断,Fe-ACF对As(Ⅴ)的吸附为自发的吸热过程。     

基于响应面法优化的La(OH)3吸附水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)特性对比

以La(OH)_3为原材料,探究其对水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附性能,并考察吸附剂投加量、p H值、初始浓度及温度对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)吸附效果的影响。在单因素初步实验基础上,采用响应面法对La(OH)_3吸附水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)过程进行优化,并研究等温吸附及吸附动力学、热力学特性。结果表明,水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最佳去除条件分别为:投加量为0.437g和0.469g,p H值为4.365和3.672,初始浓度为106.716mg/L和108.65mg/L,该条件下As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分别达71.68%和99%以上,且相同条件下As(Ⅴ)的去除效果要优于As(Ⅲ)。等温吸附及动力学拟合结果表明,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附等温线均符合Freundlich模型,相同条件下As(Ⅴ)优于As(Ⅲ)的吸附效果,As(Ⅴ)在200mg/L时的吸附量是As(Ⅲ)的1.43倍,吸附过程均遵循准二级动力学模型,吸附过程为吸热且非自发反应过程。     

锆基金属有机框架与Fe2O3复合材料对砷的吸附及机理研究

利用水热法制备Ui O-66(OH)@Fe₂O₃复合材料，并将其用于As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附。结果表明，Ui O-66(OH)@Fe₂O₃去除As(Ⅲ)的最佳p H=11，平衡吸附时间为180 min，最大吸附量为140.0 mg/g，此时去除As(Ⅲ)的主要形态为H₂As O₃^-；Ui O-66(OH)@Fe₂O₃去除As(Ⅴ)的最佳p H=9，平衡吸附时间为90 min，最大吸附量为260.0 mg/g，在该p H值下去除As(Ⅴ)的主要形态为HAs O₄^2-。进一步探究了此吸附剂对砷的吸附动力学和热力学行为，考察了共存离子对吸附的影响，并评价了吸附剂的重复使用效果。结果表明，此吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除均满足拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，并且在不同温度下的ΔG⁰均小于零，表明整个吸附过程属...     

Cu~(2+)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈对As(V)的吸附性能

采用高内相比乳液模板法合成出疏松多孔型聚丙烯腈(PAN),对其进行羟胺改性后再与Cu~(2+)配位,得到Cu~(2+)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈(AO-PAN/Cu~(2+))。对所合成的AO-PAN/Cu~(2+)吸附剂进行了红外光谱、扫描电镜、热重分析等表征,并研究了其对As(V)的吸附性能。该吸附剂对As(V)的最大吸附量为0.22mg/g,吸附过程符合拟二级动力学方程。在竞争离子存在下,AO-PAN/Cu~(2+)对As(V)具有较高的吸附选择性。固定床实验结果表明,AO-PAN/Cu~(2+)对含量为400μg/L的含砷模拟废水中的As(V)具有良好的分离性能,穿透体积达到110BV。     

Cu(Ⅱ)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈-衣康酸对水中微量砷的吸附

以丙烯腈和衣康酸为原料合成了聚丙烯腈-衣康酸[P(AN/IA)],与盐酸羟胺反应得到偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)],进一步与Cu(Ⅱ)配位得到Cu(Ⅱ)负载偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)]聚合物配体交换树脂。通过红外光谱和扫描电镜对AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)的结构进行了表征,并研究了AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对砷的吸附性能。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)在p H 3时对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)有最大吸附量,分别为0.56mg/g和0.51mg/g。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,遵循Langmuir吸附等温式。尽管存在干扰离子,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附选择性仍然比较好。吸附(固定床)实验表明,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对含砷模拟废水具备优良的分离与重复使用性能。     

磷酸酯化改性梨渣吸附污水中Cu(Ⅱ)离子的研究

通过批次试验法研究了不同pH值、吸附剂浓度、试验物浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附.溶液pH=4.5时,Cu(Ⅱ)离子的吸附达到最大值;浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)离子,15g/L及以上的改性梨渣能吸附62%Cu(Ⅱ)离子.酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为20.16 mg/g.Cu(Ⅱ)离子达到吸附平衡的时间为loo min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程.     

N-甲基咪唑固载化离子交换树脂对砷的吸附分离

研究了N-甲基咪唑阴离子交换树脂(RCl)对水中As(Ⅴ)的吸附。RCl有较高的热稳定性和化学稳定性,并且可适用于较宽的酸度范围(pH 1～12)。RCl可去除水中低浓度的As(Ⅴ)。树脂和As(Ⅴ)发生阴离子交换反应,此反应在60 min时快速达到平衡,为了保证吸附反应更完全,所有吸附实验均进行2 h。吸附数据符合Langmuir吸附等温方程,RCl对As(Ⅴ)的最大吸附容量为67.2 mg/g。随着温度的升高,吸附率逐渐增大,表明此阴离子交换反应是吸热反应。对负载As?的RCl树脂用0.1 mol/L HCl进行解吸附,解吸附率达到99.46%,树脂可以再生并且重复利用。     

掺铁羟基磷灰石对铅镉砷的去除性能研究

采用超声-微波水热的方法制备羟基磷灰石过程中添加FeCl3.6H2O,得到对铅（Pb）、镉(Cd)、砷(As) 均具有去除能力的弱晶态掺铁羟基磷灰石（Fe-HAP）材料。通过X射线衍射、Ｘ射线光电子能谱、比表面积分析等研究了Fe-HAP的结构性质,并探究了不同合成工艺下对吸附As(Ⅴ)、Pb2+、Cd2+的影响,并通过设计正交实验对各因素进行分析评估。结果表示：对As(Ⅴ)的去除,最佳掺铁量为40%、pH为9.5、超声-微波时间为15min,最大饱和吸附量为49.4 mg/g;对Pb2+、Cd2+的去除,最佳掺铁量为20%、pH为11、超声功率为200W、超声-微波时间为15min,最大饱和吸附量为1000mg/g、339.3 mg/g。正交试验验证表明Fe/(Fe+Ca)摩尔比是影响材料吸附Pb2+、Cd2+的最主要的因素;而对于吸附As(Ⅴ),合成pH的影响最大。Fe-HAP对Pb2+、Cd2+、As(Ⅴ)的去除归因于吸附-沉淀作用。     

MSCB吸附剂去除水体中Ni~(2+)、Cu~(2+)、Cr(Ⅵ)的机制研究

以NaOH和二硫化碳对甘蔗渣进行了改性,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对改性蔗髓纤维(MSCB)进行表征并研究了MSCB去除水中Cr(Ⅵ)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的性能。结果表明,MSCB吸附重金属离子的平衡时间为30~60 min,处理含Cr(Ⅵ)浓度在10~40 mg/L范围内的废水去除率达97%以上,比改性前蔗髓纤维(SCB)对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。对含Ni~(2+)浓度30~60 mg/L的废水去除率达98%以上,吸附容量达59.12 mg/g、对Cu~(2+)浓度在20~55 mg/L废水的去除率在90%以上,吸附容量达49.9 mg/g。对电镀废水中Cr(Ⅵ)处理率达96.69%,吸附量8.16mg/g,出水浓度0.93 mg/L;Ni~(2+)去除率达99.13%,吸附量51.89 mg/g,出水浓度1.06 mg/L,水质澄清。     

用于染料吸附的改性沸石吸附剂:机理及功能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性沸石作为吸附剂,研究了其对水溶液中甲基橙(MO)的吸附行为。用红外光谱(FT-IR)和BET方法对沸石进行了表征。研究表明,CTAB改性沸石对MO的吸附符合Langmuir模型,在pH值为7、温度为298.15K、振荡速度为160r/min时,CTAB改性沸石对MO的最大吸附量为82mg/g。动态吸附实验表明,CTAB改性沸石对MO的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述,说明它的吸附机理是一个物理与化学吸附过程。     

纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂对镉离子的吸附研究

采用响应面法对纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂吸附Cd(II)过程进行了拟合和优化,分别以pH值、温度和Cd(II)浓度为自变量,研究了其对响应值镉离子最大吸附量的影响,并通过吸附动力学方程和吸附等温线数据对吸附机理进行了探讨。结果表明,采用响应面法对pH值、温度和Cd(II)浓度3个自变量进行优化后得出最大吸附量为79.07mg/g,其最优条件为:pH 6.35,镉离子浓度91.36mg/L,温度50℃;氢氧化铝-聚丙烯酰胺对Cd(II)的吸附在120min内达到平衡,且吸附动力学数据符合准二级动力学模型,表明吸附过程包含化学吸附;吸附速率的控制步骤是吸附脱附平衡步骤;吸附等温线数据与Langmuir吸附等温模型相一致,表明镉离子在氢氧化铝-聚丙烯酰胺表面形成的是单层吸附层。     

改性蔗髓重金属吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)的动力学研究

对甘蔗渣预处理后以Na OH和二硫化碳改性转型合成重金属吸附剂。实验结果表明,改性后蔗髓纤维(MSCB)投加量为4 g/L,对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量为9.8 mg/g,平衡时间为30~60 min,去除率达98.05%,出水浓度0.78 mg/L,比改性前蔗髓纤维对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。MSCB对Cr(Ⅵ)的吸附进行Langmuir与Freundlich等温吸附方程拟合,更符合Langmuir单分子化学吸附;对吸附动力学拟合模型分析,吸附过程更符合准二级速率方程;吸附热力学模型显示该吸附为自发进行的吸热反应且是熵增过程。     

双硫腙改性的聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯-甲基丙烯酸羟乙酯)微球的制备及其对铜离子的吸附研究

用悬浮聚合法由二甲基丙烯酸乙二醇酯(EGDMA)和甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)共聚制备得到聚(二甲基丙烯酸乙二醇酯-甲基丙烯酸羟乙酯)(PHEMA)微球,考察了NaOH浓度、反应时间等对用双硫腙进行PHEMA改性反应的影响以及铜离子水溶液浓度(5～500mg/L)、pH(2.0～6.5)、吸附时间等对改性后的微球对铜离子吸附性能影响的因素.改性的PHEMA微球对铜离子的最大吸附量为65.6mg铜离子/g双硫腙;而且,吸附有铜离子的改性PHEMA微球用0.1mol/L的硝酸的解吸率可达到90%以上,经过3次吸附-解吸循环后,解吸率仍基本不变,这表明双硫腙改性的PHEMA微球可以多次反复使用,具有良好的应用前景.     

有氧热解改性木屑及其对氟离子的吸附研究

以氯化铝、乙醇及木屑为原料，采用有氧热解法成功制备了一种新型改性木屑吸附剂(SAE)，可用于水中氟化物的吸附去除，对SAE进行了物性表征及其对氟离子的吸附性能评价。结果表明：有氧热解促进半纤维素和部分木质素的消融去除，有利于疏通孔道，增强材料的比表面积和吸附性能；在7.0～9.0的pH范围内，除氟率超过90%；氟吸附等温线符合Langmuir模式，经此模型计算出SAE对氟的最大吸附量为21.7 mg/g。吸附动力学符合Lagergren伪二阶模型(R²>0.99)，表明SAE对氟离子的吸附以化学吸附为主，XPS及FT-IR分析表明该化学吸附主要是氟和铝的结合，也有少量炭和氟的结合。此外，离子交换和静电吸附也对氟离子在SAE上的吸附有贡献。     

改性纤维素的制备及分光光度法对Cu~(2+)吸附研究

针对日益严重的铜离子污染问题,以化学浆纤维素为原料,通过氨基酸接枝修饰2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)氧化体系氧化的纤维素,制备出一种新型吸附剂,并采用灵敏简便的分光光度法研究改性对铜离子的吸附效果。结果表明,氨基酸修饰纤维素(AMC)与TEMPO氧化纤维素(TOC)相比,对铜离子的吸附效果有不同程度的提升,其中组氨酸改性的吸附效果最好,低浓度时吸附率可以高达97%。随着浓度增大,吸附率下降,但是吸附量增大,当吸附200 mg/L的Cu2+溶液时,吸附量可达47 mg/g。此外,研究了不同条件下AMC对Cu2+的吸附情况,包括AMC投加量、初始浓度、pH值等。结果表明,吸附过程的吸附模型符合Langmuir等温模型,吸附动力学可以用准二级吸附动力学方程拟合。     

新型吸附剂偏磷酸铈对铀酰的吸附性能研究

研究新型吸附剂偏磷酸铈对铀酰离子的吸附行为。分别考察了溶液的pH值、温度、接触时间和铀酰离子初始浓度对偏磷酸铈吸附铀酰离子的影响;通过动力学、热力学以及吸附等温线初步研究了吸附机理;最后探究了共存离子和富里酸对吸附的影响。当溶液的pH值为5、温度为30℃、接触时间为60min、铀酰初始浓度为10~(-3)mol/L时为最佳吸附条件,最大吸附量可达到261.78mg/g;动力学研究表明,偏磷酸铈对铀酰离子吸附行为符合准二级动力学方程;Langmuir吸附等温线模型可以更准确的描述铀酰离子在偏磷酸铈上的吸附过程,说明此吸附过程为单分子层吸附;热力学研究表明,偏磷酸铈对铀酰离子的吸附属于吸热反应,反应自发进行,高温促进吸附行为。     

白果壳遗态结构Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料对水中As(Ⅴ)的吸附性能研究

以白果壳为结构模板,通过铁改性制备获取一种白果壳遗态结构Fe_2O_3/Fe_3O_4/C复合材料(Fe/C-G)为吸附剂,系统探讨了Fe/C-G对水中As(Ⅴ)的吸附特征和机制。结果表明,改性后的Fe/C-G吸附剂活性官能团和吸附位点显著增加;pH值为3时,Fe/C-G吸附剂对As(Ⅴ)的吸附效果最佳;投加量为0.2g时,在保证去除率的同时也使吸附剂用量最优化;较高的初始浓度不利于Fe/C-G吸附As(Ⅴ)。Fe/C-G吸附As(Ⅴ)的过程存在多个控速的步骤;吸附过程以化学吸附为主,物理吸附为辅,升高温度对吸附有益,吸附过程是自发、熵增的吸热反应过程,反应热值为15.653kJ/mol;XPS对吸附前后材料表征分析结果可知,Fe/C-G对As(Ⅴ)的吸附过程中还原作用占主导地位。     

邻菲咯啉改性膨润土吸附水中镉离子的研究

通过邻菲咯啉改性膨润土,对水中镉离子进行吸附性能的研究.探讨了投加量、pH值、接触时间、温度等影响因素对改性膨润土吸附镉离子的影响.实验结果表明:在25℃,250 r/min,pH 5.5,NaNO3浓度0.01 mol/L,投加量为5.0 g/L,镉离子质量浓度100 mg/L的条件下,未改性膨润土对水中镉离子的吸附...     

希夫碱型木质素基吸附材料的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

以乙酸木质素为原料,通过曼尼希胺化反应和希夫碱反应制备希夫碱型木质素基离子吸附材料(SLA),利用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等手段对SLA的结构进行表征。考察了溶液pH值、吸附剂用量和离子溶液初始浓度等因素对SLA吸附性能的影响。结果表明,在pH=5.0、吸附剂用量2.0g/L、Pb~(2+)溶液浓度200mg/L条件下,SLA对Pb~(2+)具有较高的吸附量(65.45mg/g)和良好的吸附选择性。研究结果表明,SLA对Pb~(2+)的等温吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,存在非均匀多层吸附现象;SLA对Pb~(2+)的吸附动力学过程符合准二级吸附动力学模型,表明SLA对Pb~(2+)的吸附作用主要为化学吸附。     

均苯三甲酸改性凹凸棒石对水中Hg(Ⅱ)的吸附研究

以硅烷偶联剂KH550和均苯三甲酸(BTC)对凹凸棒石(ATP)进行改性作为重金属离子的吸附剂,研究了其对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能。采用FT-IR、SEM等对改性前后的凹凸棒石进行表征;研究了溶液的pH值、时间和温度等因素对Hg(Ⅱ)吸附特性的影响,并对Hg(Ⅱ)的吸附过程进行动力学和热力学分析。研究表明,改性凹凸棒石对Hg(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量为143.68mg/g。改性凹凸棒石对Hg(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程。此外,均苯三甲酸改性凹凸棒石是可重复使用的,在5次再生实验后依然保持着良好的吸附能力。这些结果表明,均苯三甲酸改性凹凸棒石是一种高效的Hg(Ⅱ)吸附材料。