磁性纳米吸附剂Fe3O4@SiO2-NH2对阴离子染料的吸附研究

为了研究用于印染废水处理的新型高效材料,以3-胺丙基三甲氧基硅烷为偶联剂制备了氨基修饰表面的磁性纳米粒子吸附剂(记为Fe3O4@SiO2-NH2).研究了吸附时间、pH值、染料初始质量浓度和吸附剂用量等因素对其吸附酸性橙Ⅱ(AO Ⅱ)和活性艳红X-3B(X-3B)的吸附效率的影响,测定和分析了吸附过程的热力学和动力学.结果表明,Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学模型.Fe3O4@SiO2-NH2对AO Ⅱ和X-3B的吸附是单分子层吸附为主的化学过程,其吸附容量分别为132 mg/g和233 mg/g.初步研究了通过外加磁场和调节pH值来实现吸附剂和染料的再生和循环使用.     

细菌纤维素负载纳米Fe3O4的制备及其吸附Cd2+的研究

为提高细菌纤维素(BC)处理含重金属离子废水的效果,以BC和纳米Fe3O4为原料,采用共混沉淀法制备了新型的BC负载纳米Fe3O4吸附剂(NFBC).同时将制得的NFBC用于吸附重金属离子Cd2+研究,考察了溶液pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响,并进一步模拟吸附动力学和吸附等温线,初步分析了吸附机理.结果表明:利用纳米Fe3O4比表面积大和表面原子配位不足的特点,将其负载于BC表面,提高了对Cd2+吸附,去除率可达70％,单位吸附量最大为27.97 mg/g; pH值是影响NFBC对Cd2+吸附效果的重要参数;吸附动力学符合二级反应动力学,吸附平衡符合Langmuir吸附等温方程,并具有良好的线性,说明NFBC对Cd2+是典型的单分子层吸附;在外加磁场作用下,纳米Fe3O4粒子超顺磁性有助于吸附剂能快速有效地从液相分离,克服了BC粉末难于有效分离的不足.     

纳米Fe_3O_4负载铜绿假单胞菌吸附U(VI)的热力学与动力学研究北大核心CSCD

探讨纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌吸附铀的动力学与热力学过程,以及相关反应的速率控制过程。结果表明:纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌对U(VI)的吸附过程符合准二级动力学模型(R2≥0.9995);膜扩散和粒子内部扩散是吸附的控制步骤;Bangham模型拟合结果表明粒子内部扩散不是唯一的速率控制步骤,而液相边界层和粒子外部传质过程对吸附的影响不能忽略;表观活化能为15.705kJ/mol。热力学试验结果表明:纳米Fe3O4负载铜绿假单胞菌对U(VI)的吸附服从Langmuir、Freundlich等温模型,表明吸附是一个单层覆盖与多层吸附相结合的过程;在298 K、303 K、308 K下Langmuir模型拟合最大吸附量分别为92.483 mg/g、103.875 mg/g、107.918 mg/g;吸附过程ΔH>0、ΔS>0、ΔG<0,表明吸附过程自发进行,为吸热过程,存在着各种化学键力和范德华力作用,化学吸附与物理吸附过程共存。     

改性活性炭对废水中甘油吸附动力学研究

通过高温活化的方式对活性炭进行了改性,探究了改性前后活性炭对合成环氧氯丙烷废水中甘油吸附性能的变化,对活性炭吸附高盐有机废水中甘油吸附动力学进行了研究。结果表明,经过不同改性条件改性后的活性炭相比于未改性炭,其对甘油的吸附性能有较大的提升,在活化时间2 h,改性温度800℃的条件下制备的改性活性炭吸附剂对高盐有机废水中甘油的吸附容量最高达到59.93 mg/g。相比于准一级动力学和颗粒内扩散模型,准二级动力学模型更适合用来描述活性炭吸附高盐有机废水中甘油的过程。     

毛竹遗态 Fe2O3／Fe3O4／C 复合材料对水中锑（III）的吸附研究

以毛竹遗态Fe2 O3／Fe3 O4／C复合材料为吸附剂,锑（III ）初始含量、溶液初始pH值、吸附剂投加量以及吸附剂粒径为影响因素开展吸附影响研究。结果表明,随着锑（III ）初始浓度的升高,毛竹遗态Fe2 O3／Fe3 O4／C复合材料对锑（III ）的吸附量逐渐增加;初始溶液pH为7时,对锑（III ）的吸附效果最好,吸附量为4．7821 mg／g;块状吸附剂对水中锑（III ）的去除率和吸附量与粉末状吸附剂吸附效果相当。     

磁性生物吸附剂的制备及其对Cu2+的吸附

以废弃菌丝体、壳聚糖和纳米磁粉(Fe3O4)为主要原料,制备了磁性生物吸附剂,考察了原料用量、交联时间对Cu2 去除率的影响,并对该吸附剂的吸附特性进行了研究.结果表明:在相同条件下与纯菌丝体、壳聚糖交联菌丝体、磁粉交联菌丝体相比,该吸附剂的吸附容量分别提高2.27倍、2.25倍、1.81倍,对Cu2 的去除率可达88%以上.并且在25℃下,对Cu2 的吸附行为属于单分子层吸附.     

高锰酸钾改性生物炭对U(Ⅵ)的吸附特性

选用农林剩余物加工制得生物炭,用强氧化剂(KMnO_4、H_2O_2、HNO_3)对生物炭进行化学改性,选择最佳改性方法。通过吸附试验得出用0.01 mol/L KMnO_4改性的生物炭除铀效果最佳。采用KMnO_4改性的生物炭对废水中的铀进行吸附,考察吸附剂投加量、溶液pH值、吸附时间、溶液初始质量浓度等因素对U(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,当吸附剂投加量为0.3 g/L、U(Ⅵ)质量浓度为10mg/L、溶液pH=6、温度为25℃、吸附时间为120 min时,改性生物炭对U(Ⅵ)的去除效果最佳,吸附量达到32.57 mg/g,比未改性前提高了67.9%。对改性前后的生物炭进行了SEM、XRD、FTIR表征及表面含氧官能团测定、吸附动力学分析。结果表明,改性生物炭对U(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程及Langmuir等温吸附模型(决定系数R20.99)。这表明对溶液中铀的去除可能是化学沉淀作用的结果,改性后含氧官能团增加,对溶液中铀的去除也可能存在官能团络合作用与表面吸附,使吸附剂化学吸附能力增强,除铀能力提高。     

改性甘蔗渣对染料吸附行为的研究

以甘蔗渣为基质,环氧氯丙烷为改性剂制备了一种新型吸附剂,用红外光谱、扫描电镜分析了其表面特征。研究了溶液初始p H值、染料浓度、吸附时间、盐浓度对刚果红(CR)染料吸附行为的影响。结果表明,改性吸附剂对刚果红(CR)的最大吸附量为108.9 mg/g,为未改性吸附剂的2.1倍,吸附平衡时间为1.5 h;染料与吸附剂通过静电引力实现吸附,吸附平衡为Langmuir单分子层化学吸附,符合准二级动力学模型;当Na Cl的浓度低于0.8g/L时,对刚果红(CR)吸附影响不大。     

改性腐殖酸去除水中氟化物性能研究

以腐殖酸(HA)为原材料,通过络合铝离子改性处理,制备了新型除氟吸附剂(HAAl)。通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)及X射线能谱(EDS)对该吸附剂进行了表征,并系统研究了该吸附剂对水中F-的吸附性能。结果表明:在p H值为4~10时HAAl均对水中F-表现出较高的吸附能力,其饱和吸附量为60.606 mg/g,吸附等温线符合Langmuir方程;吸附动力学可用准二级速率方程描述,表现为化学吸附;共存阴离子Cl-、HCO-3和NO-3对氟的吸附影响较小,HAAl吸附剂除氟率可达85.99%,出水氟质量浓度低于国家饮用水标准;此外,HAAl铝不易脱落,具有优良的稳定性。     

磁性CoFe2O4/MgAl-LDH的制备及对水中刚果红的去除

采用水热法制备了CoFe_2O_4,采用化学共沉淀法将镁铝水滑石(Mg Al-LDH)覆盖在CoFe_2O_4上,制成磁性CoFe_2O_4/Mg Al-LDH复合材料,用于去除水中阴离子染料刚果红。考察了溶液p H值、吸附时间、共存阴离子等对吸附过程的影响,研究了CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红吸附动力学、吸附等温线。结果表明,溶液p H值、共存离子对CoFe_2O_4/Mg Al-LDH去除刚果红效果的影响较小。吸附剂对刚果红的吸附过程符合准二级动力学模型,且在吸附时间180 min内基本达到吸附平衡。吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,CoFe_2O_4/Mg Al-LDH对刚果红的理论最大吸附容量为610.8 mg/g。     

不同改性膨润土负载纳米磁性Fe_3O_4的制备及表征

以不同改性膨润土和铁盐为原料,采用共沉淀法将纳米Fe3O4原位负载于膨润土上,制备出了磁性膨润土复合材料。采用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面孔隙分析(BET)对样品进行表征,研究了不同磁性膨润土对H2O2氧化降解橙黄Ⅱ的催化活性。结果表明,Fe3O4均匀负载在膨润土表面,减少了膨润土的团聚,改善了孔隙结构,增加了其比表面积。磁性膨润土的催化性能较纯Fe3O4有了明显提高,使用Fe-Al柱撑改性的膨润土负载纳米Fe3O4,其催化活性最高。     

改性稻秆阴离子吸附剂的制备及对硝酸根吸附研究

NO_3~-对水环境是污染物,对土壤而言则是肥料,因此NO_3~-高效吸附剂的研发对于水环境治理和土壤保肥均有重要意义。以废弃稻秆为原料,结合物理、化学改性手段制备出稻秆(RS)、生物炭稻秆(RS-B)、乙二胺稻秆(DMF-RS)和乙二胺生物炭稻秆(DMF-RS-B) 4种NO_3~-吸附剂,通过SEM和FTIR等方法表征其表面特性和官能团特性确定改性情况,对比4种吸附剂对NO_3~-的去除效果和有机碳源溶出量。结果表明,4种吸附剂中DMF-RS-B对NO_3~-的去除效果最好。在NO_3~-初始质量浓度为30 mg/L,吸附剂投加量为4g/L,pH=2,吸附时间为10 min时,其最大去除率可达61. 22%,表观吸附量达15. 31 mg/g。吸附剂对NO_3~-的吸附过程符合D-R吸附等温方程(R~2 0. 99),吸附过程为多分子层吸附且是自发放热过程。通过实际水样测试,DMF-RSB对NO_3~-的吸附效果显著,且出水无二次污染。本吸附剂亦可作为缓释固相碳源及土壤保肥(氮肥)材料,是绿色无污染的吸附剂。     

改性松木锯末吸附富营养化水体中磷的研究

采用改性松木锯末作为吸附剂,对富营养化水体的模拟水样中的磷进行吸附去除研究。实验结果表明,改性松木锯末对磷的吸附作用主要发生在15 min内,吸附时间超过15 min吸附量趋于平衡状态;p H值由4.0上升到6.0,改性松木锯末对磷的去除率增长较快,由6.0上升到9.0,去除率基本处于稳定状态;磷浓度在0.5~5 mg/L的低浓度范围内,改性松木锯末对磷的去除率均可达到95%以上;改性松木锯末的最佳投加量为0.4 g/L。用Freundlich吸附等温线方程能准确地描述改性松木锯末对磷吸附的特征,吸附等温线方程为q=5.11 C~(1/0.523)。     

改性沸石吸附氨氮及电化学再生研究

研究了改性沸石对氨氮的吸附效能、动力学机制以及电化学再生效果。间歇和连续试验结果表明:沸石经改性后,能高效去除水中的氨氮,其吸附等温式更符合Langmuir模型,沸石、改性沸石的饱和吸附量分别为8.09 mg/g和13.55 mg/g,沸石的钠型改性能显著提高吸附容量约40.3%;颗粒内扩散是改性沸石吸附氨氮的控制性步骤,可以利用Vermeulen的内扩散模型进行描述;利用电化学再生吸附饱和后的沸石,再生液为NaCl溶液,阳极涂覆RuO2-Ti,再生时间为3h,可高效地再生沸石,无二次污染物排出,对环境冲击较小。     

去除碱性染料吸附剂的制备及其吸附特性研究

本实验用橘皮果胶来改性纳米铁吸附碱性品红,用橘皮果胶来改性纳米铁,可以提高纳米铁对碱性品红的吸附。本文从吸附剂制备工艺的角度研究了橘皮果胶的质量浓度、改性纳米零价铁的投加量、活性剂羟甲基纤维素钠的投加量、吸附时间、温度、碱性品红的初始浓度对染料去除的效果,结果表明:在橘皮果胶质量浓度为2. 58%,将0. 02 g改性纳米零价铁和0. 1 g活性剂羟甲基纤维素钠投加到50 m L初始浓度为12 mg/L碱性品红溶液中,吸附时间60 min,吸附温度为60℃,改性纳米零价铁对碱性品红的吸附效果较好,改性纳米零价铁吸附碱性品红溶液遵循准一级反应动力学模型,平衡浓度对吸附量的影响符合Langmuir吸附模型,是以化学吸附为主。     

磁性Fe-Ti复合氧化物的制备及其对水中As(Ⅴ)的吸附研究

采用正/反向共沉淀法分别制备了不同铁钛配比的新型纳米复合材料——Fe3O4/TiO2。对以两种方法制备的材料的外观、磁性及对水中As(Ⅴ)的吸附性能进行了比较。结果表明,相同铁钛配比的材料具有类似的外观和磁性,随铁含量降低材料由黑灰色向乳白色转变,磁性随之减弱,当铁物质的量分数≤50%时,材料基本丧失磁性。正向共沉淀法制备的材料吸附性能优于反向共沉淀法,正向n(Fe)∶n(Ti)=9∶1材料的磁性最强,对砷的吸附性能也较好,对起始As(Ⅴ)质量浓度为0.5 mg/L的模拟含砷水,经3 h吸附,As(Ⅴ)的去除率达到90%以上。该材料为介孔结构,比表面积为279.1 m2/g,BJH平均孔径为7.14 nm。模拟吸附剂的自由沉淀与外加磁场的沉淀过程,在20 min内,二者的浊度去除率分别为19.4%和74.4%。     

改性钢渣颗粒吸附去除废水中磷的研究

利用酸、碱、盐、水及煅烧等对钢渣颗粒进行改性,研究改性方法、煅烧温度和煅烧时间对钢渣吸附除磷的影响,并通过表面特征分析、吸附动力学试验和吸附等温试验研究优选改性钢渣和未改性钢渣吸附除磷的特征.结果表明,粒径为0.9～2 mm的钢渣经过3mol/L NaOH浸泡24h和800℃煅烧1h改性后对磷的吸附效果最佳,最大吸附量可达13.39 mg/g,比未改性钢渣提高了60.75％.扫描电镜和比表面积分析可知,钢渣经碱改性后表面变粗糙,吸附孔径变小,比表面积和孔容变大.准一级动力学模型能较好地描述未改性钢渣对磷的吸附过程,碱改性钢渣的吸附动力学过程则符合Elovich模型.未改性和碱改性钢渣对磷的吸附过程均可用Langmuir吸附等温方程较好地拟合.     

硫化纳米铁的制备及其对亚甲基蓝的去除

为克服纳米零价铁易团聚、易氧化、电子选择性差等缺陷,引入硫对纳米铁进行改性制备了硫化纳米铁复合材料(S-nZVI),并利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)等方法对制备的S-nZVI进行表征,同时研究了其对水溶液中亚甲基蓝(MB)的去除效果。S-nZVI对MB的去除过程符合准二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。当MB初始质量浓度为1000 mg/L时,S-nZVI对MB的饱和去除量可达242.06 mg/g。     

纳米Al2O3改性PVDF超滤膜处理含油污水研究

在有机高聚物聚偏氟乙烯(PVDF)铸膜液中加入适量无机纳米Al2O3,采用相转化法合成无机改性有机超滤膜.改性PVDF膜的亲水性得到显著改善,进而提高了其通量和抗污染性能.用改性纳米Al2O3-PVDF管式膜装置处理含油污水,出水含油质量浓度0.2mg/L,悬浮固体质量浓度为0.2 mg/L,Toc去除率达98.86%,COD和浊度的去除率均达90%以上,粒径中值小于2 μm.研究表明,改性膜处理含油污水的出水指标均高于未改性膜.用扫描电镜对PVDF膜改性前后的污染情况进行观察和分析,并用不同的洗液对污染膜进行清洗,表明纳米Al2O3的加人明显改善了PVDF膜的抗污染性.用1%OP-10(pH值为10)表面活性剂洗液反冲洗,可使改性膜的通量恢复率达100%.     

改性沸石对2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

采用溴化十六烷基三甲铵(HDTMAB)制备了改性沸石，并研究了其吸附性能的影响因素，包括HDTMAB的加入量、有机污染物的初始质量浓度、溶液的pH值等，绘制了改性沸石吸附2，4-DCP的吸附等温线并得到了饱和吸附容量。结果表明，改性沸石对2，4-二氯苯酚(2，4-DCP)具有很好的吸附效果，实验条件下对2，4-DCP的去除率可达90％以上。