预处理青霉菌对中性红和孔雀绿的吸附

以青霉菌(Penicillium sp.)为吸附剂,对水溶液中染料中性红和孔雀绿进行了吸附研究.试验考察了预处理方法、pH值和重金属离子对吸附的影响,并对吸附机理进行了探讨.结果表明,在试验选用的预处理剂中,碳酸氢钠预处理的菌体吸附效果最好;溶液的pH值为5-6时,对染料的吸附量达到最大.当溶液中含有50mg·l-1Pb2+Zn2+Cu"任一种金属离子时,对菌体吸附中性红和孔雀绿均有抑制作用.碳酸氢钠处理菌体对中性红和孔雀绿的吸附过程可用准二级动力学模型来描述,相关系数均为0.9997.菌体吸附中性红和孔雀绿过程中有Na+,K+和Mg2+的释放,表明吸附过程中存在离子交换吸附机制.此外,吸附过程中静电吸附也起到一定的作用.     

改性竹炭颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附动力学研究

用不同的酸碱溶液处理竹炭,研究改性竹炭颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附效果,再对筛选出的竹炭颗粒进行吸附动力学试验,并用准二级动力学模型和颗粒扩散模型对试验数据进行拟合,在此基础上进一步探讨影响吸附过程的因素。试验结果表明,用0.5 mol.L-1NaOH溶液处理过的竹炭颗粒吸附效果最佳,最大吸附量可达9.96 mg.g-1。颗粒扩散模型能更好地描述吸附动力学过程。竹炭颗粒的质量增加会降低孔雀绿分子的扩散速率;孔雀绿溶液的初始浓度增加则提高孔雀绿分子的扩散速率;颗粒直径、搅拌速度以及溶液的初始pH值也会影响吸附过程。     

巯基硅烷改性氧化石墨对砷的吸附性能

为提高氧化石墨(GO)对砷的吸附能力,以3-巯基丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备了巯基改性的氧化石墨(GO-SH),考察其对水中砷的吸附性能.采用单因素实验法考察了初始pH值、吸附剂投加量、温度等对吸附效果的影响,拟合了吸附等温线,并研究了吸附动力学和吸附热力学规律.实验结果表明,在最优条件下,GO-SH对初始浓度为4 mg.L-1的砷去除率达到97.7%;吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模型,45℃时由Langmuir模型得到的饱和吸附量(Qm)为24.45 mg.g-1;吸附动力学符合准二级模型,内扩散模型符合高浓度砷的吸附动力学;热力学研究表明,吸附过程是自发吸热的反应,以化学吸附为主.     

改性柚子皮吸附剂对模拟废水中Pb^2＋的吸附性能

以废柚子皮为原料,经ZnCl2浸泡一加热的化学改性手段制备改性柚子皮生物吸附剂,并通过模拟试验研究该吸附剂对废水中Pb^2＋的去除。考察了模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和Pb^2＋初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂去除Pb^2＋的影响,并研究柚子皮吸附剂对Pb^2＋的吸附动力学及吸附特征。结果表明,模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和Pb^2＋初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂吸附废水中Pb^2＋均有显著影响。适宜的吸附条件为pH5．3-6．5,吸附时间1．5h,吸附剂用量10g·L^-1,Pb^2＋初始质量浓度100mg·L^-1,温度30℃。在该条件下,废水中Pb^2＋去除率在90％以上。柚子皮吸附剂对废水中Pb^2＋的吸附符合动力学二级反应方程,等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述。     

改性柚子皮吸附剂对模拟废水中pb2+的吸附性能

以废柚子皮为原料,经ZnCl2浸泡-加热的化学改性手段制备改性柚子皮生物吸附剂,并通过模拟试验研究该吸附剂对废水中pb2+的去除.考察了模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和pb2+初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂去除pb2+的影响,并研究柚子皮吸附剂对pb2+的吸附动力学及吸附特征.结果表明,模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和pb2+初始浓度、温度等因素对柚子皮吸附剂吸附废水中pb2+均有显著影响.适宜的吸附条件为pH5.3～6.5,吸附时间1.5h,吸附剂用量10g· L-1,pb2初始质量浓度100 mg·L-1,温度30℃.在该条件下,废水中pb2+去除率在90％以上.柚子皮吸附剂对废水中pb2+的吸附符合动力学二级反应方程,等温吸附规律可用Langmuir、Freundlich和Temkin模型进行较好的描述.     

好氧颗粒污泥对水溶液中酸性淡黄2G的生物吸附

利用好氧颗粒污泥对酸性淡黄2G溶液进行吸附脱色研究,考察了pH值、吸附剂用量、初始酸性淡黄2G的浓度、温度以及NaCl浓度对吸附过程的影响.实验结果表明,吸附过程对溶液pH值具有很高的依赖性,其最佳pH值为2.0.Temkin等温线在整个实验染料浓度范围内能够很好地描述吸附过程.吸附动力学符合准二级动力学模型.内部扩散和边界层扩散都可能影响生物吸附速率.热力学分析表明,吸附过程是一个自发的放热过程.采用FTIR分析的结果进一步揭示了颗粒污泥上官能团(如胺基、羧基和羟基等)可能是染料生物吸附的活跃结合位点.这些结果表明,好氧颗粒污泥可以作为吸附剂以去除水中的酸性淡黄2G。     

2种改性生物炭对水体硝态氮的吸附特性

以2种水生植物香蒲(Typha angustifolia)和芦苇(Phragmites communis)制备的FeCl_3改性生物炭为吸附剂,硝酸钾溶液为吸附质,研究生物炭对水体硝态氮的去除。研究了2种改性生物炭的吸附动力学与吸附等温线特性,结合红外光谱分析(IR)、扫描电镜分析(SEM)和元素分析对2种改性与未改性生物炭进行表征,并探究生物炭投加量、吸附时间、吸附质初始浓度、吸附质pH值等因素对2种改性生物炭吸附硝态氮的影响。结果表明,2种改性生物炭对硝态氮的吸附均符合伪二级吸附动力学方程。FeCl_3改性香蒲生物炭(XP-Fe)和FeCl_3改性芦苇生物炭(LW-Fe)的最大吸附量qm分别为15.55和10.63 mg·g~(-1)。吸附质pH值降低,有利于XP-Fe和LW-Fe对硝态氮的去除。XP-Fe对硝态氮的吸附性能强于LW-Fe。     

锆改性凹凸棒土对水中氟的吸附热力学与动力学研究

以锆改性凹凸棒土(Zr-ATP)为吸附剂,研究了其对水中F~-的吸附、脱附性能,探讨了Zr-ATP对F~-的吸附热力学和动力学规律.结果表明,随着温度的升高,Zr-ATP对F~-的吸附量逐渐增加;F~-在Zr-ATP上的吸附等温线可用Freundlich等温线方程拟合,吸附过程为熵驱动的吸热、熵增的自发过程;Zr-ATP对F~-的吸附量随着吸附剂中锆含量的升高而增加;F~-在Zr-ATP吸附剂上的吸附动力学符合拟二级动力学方程,且其吸附过程中受边界层扩散的影响.当pH=5时,Zr-ATP对F~-的吸附量最大(30.37 mg·g~(-1));阴离子的存在抑制F~-在Zr-ATP上的吸附效果,不同阴离子影响的大小顺序为:HCO_3~-SO_4~(2-)NO_3~-Cl~-.吸附饱和的Zr-ATP可在NaOH溶液中脱附再生,经4次脱附后,F~-的吸附量为22.78 mg·g~(-1),有良好的再生性,可循环使用.     

改性玉米芯对K-2BP染料的吸附性能及动力学研究

利用氨水对预处理过的玉米芯进行改性,研究改性玉米芯对活性艳红(K-2BP)染料的吸附行为。通过傅里叶红外光谱对改性玉米芯进行结构表征,并考察了pH值、吸附时间、温度和初始浓度对活性艳红K-2BP吸附性能的影响及其吸附动力学性质。结果表明,在pH值1.61、温度30℃和吸附时间10 h条件下吸附效果较佳,其饱和吸附量为22.936 mg·g~(-1),吸附行为符合Langmuir吸附等温线,反应级数符合准二级反应动力学特征,反应活化能为17.655 k J·mol~(-1)。     

废弃茶叶吸附剂去除水中的氟离子

地热温泉常含有高浓度的氟,给温泉利用带来不可忽视的环境问题,因此温泉水中氟离子吸附净化处理是重要的研究热点.本文采用废弃茶叶作为吸附剂,氟离子为目标离子,优化了茶叶吸附剂种类、溶液pH对吸附效果的影响.在pH 3、初始浓度为5 mg·L^-1时,大红袍茶叶对氟离子的吸附容量达到0.126 mg·g^-1.进一步考察了吸附剂对氟离子的吸附机制,结果表明,氟离子吸附符合Pseudo-secondorder动力学模型,等温线符合Freundlich模型,氟离子吸附过程主要通过与茶叶中的羟基和羧基活性基团发生交换作用.茶叶氟吸附量虽较其它天然吸附剂略低但无需复杂改性和前处理,具有环境友好,成本低廉,来源丰富,易与获得等优点,在含氟水净化处理具有潜在应用和发展前景.     

几种可作固相碳源的硝酸根吸附剂的制备及其性能

研发具有既能吸附NO_3~-同时又能缓释碳源的材料对提高反硝化效率具有重要意义.本研究制备了3种不同的NO_3~-离子吸附剂:改性美人蕉(MCL)、改性稻秆(MRS)和改性花生壳(MPS),采用SEM、红外光谱和元素分析仪对其性能进行分析和表征,并考察了几种材料的NO_3~-吸附效果和释碳效果.研究结果表明,在20℃,pH值为6.72时,1 g·L~(-1) MCL、MRS和MPS对25 mg·L~(-1) NO_3~-的去除率分别可达56.5%、65.85%和65.72%;伪二级动力学方程能更好地描述吸附过程;Langmuir模型(R~20.99)能更好地拟合它们的等温吸附过程;MCL、MRS和MPS对NO_3~-的吸附量随温度升高而降低,在25℃下最大吸附量分别为27.17、29.85、29.59 mg·g~(-1);通过热力学计算,MCL、MRS和MPS对NO_3~-的吸附是放热、自发的过程;实验5 d后3种吸附剂的释碳量分别稳定在50、60、88 mg·(g·L·d)~(-1)左右.由此可见,3种吸附剂均具有作为反硝化固相碳源的潜力.     

苯胺-2,4-二氨基酚共聚物吸附水中Hg(Ⅱ)的动力学和热力学研究

利用化学氧化法合成苯胺-2,4-二氨基酚共聚物,通过静态吸附实验研究了该共聚物吸附水中汞离子的动力学和热力学.对实验数据采用准一级和准二级动力学方程、Langmuir等温线方程、Freundlich等温线方程进行拟合,并进行相应的热力学分析.研究结果表明,苯胺-2,4-二氨基酚共聚物对水中Hg(Ⅱ)具有很好的去除效果,最大吸附容量达800mg·g-1,吸附等温线符合Langmuir单层吸附模型;动力学过程符合准二级动力学模型;吸附焓变化量ΔH=58.51kJ·mol-1,表明该吸附反应为化学吸附且为吸热反应;三种实验温度下吉布斯自由能变化量均为负值,表明该吸附反应能自发进行。     

改性加拿大一枝黄花去除水中Cr(Ⅵ)的特性分析

以生物入侵植物加拿大一枝黄花为原料,利用环氧氯丙烷、氢氧化钠和三乙胺对其进行化学改性,制备出含季铵基的吸附剂.采用元素分析、扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、氮气吸附和X射线光电子能谱等手段对改性前后加拿大一枝黄花物理化学性质进行表征,并通过批实验的方法探讨了改性前后加拿大一枝黄花对Cr(Ⅵ)的吸附行为及热力学性质.结果表明,加拿大一枝黄花改性后纤维素内部产生了爆裂式膨胀,含氮量增加,引入了季铵基,吸附Cr(Ⅵ)离子能力显著提高.吸附实验结果表明,改性加拿大一枝黄花吸附去除Cr(Ⅵ)的平衡时间约为3 h,p H值为1—7范围内吸附效果较好.吸附过程符合准二级动力学模型,并均能较好地符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型(R20.95),298 K时最大吸附量为29.62 mg·g-1.应用van't Hoff方程对吸附热力学参数进行了计算,结果表明Cr(Ⅵ)在改性加拿大一枝黄花上的吸附为熵加的自发物理吸热过程.     

松香基季铵盐表面活性剂改性沸石对水中刚果红的吸附性能

以松香基季铵盐阳离子表面活性剂(N,N,N-三甲基-N-松香基氯化铵,TAAC)对天然沸石进行改性得到TAAC改性沸石并进行红外光谱、扫描电镜和X射线粉末衍射等手段表征.考察了TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附性能的影响因素,如粒径、改性剂投加量、温度、pH值等,结果表明这一改性能显著地提高沸石对刚果红的吸附量;在pH值4.0—10.0范围内,CR的吸附量随着pH值增加而下降;反应温度从20℃上升至40℃,TAAC改性沸石对CR的吸附容量有所下降.TAAC.改性沸石对水中刚果红的吸附动力学过程符合准二级动力学模型.Langmuir等温吸附模型可以较好的描述TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附过程,其最大吸附容量为78mg·g-1(pH6.0,T=20℃).热力学分析表明,TAAC改性沸石对水中刚果红的吸附是自发和放热的过程,是化学吸附和物理吸附共同作用的过程,其吸附机制主要为静电吸引、氢键和芳香基的疏水作用.TAAC改性沸石吸附刚果红后可通过NaOH再生,且随着NaOH浓度的增加到0.1mol·L~(-1),其解吸率明显增大.     

二氧化钛改性油页岩渣对水溶液中亚甲基蓝和六价铬的吸附

以油页岩渣及其二氧化钛改性材料为吸附剂,探究它们去除水溶液中亚甲基蓝和六价铬的能力.通过实验,控制溶液的pH值、温度、初始浓度和接触时间,观察吸附效果变化特征,研究其动力学和热力学性能.实验表明,改性油页岩渣吸附亚甲基蓝和六价铬的吸附率是未改性的2—3倍,且改性油页岩渣对亚甲基蓝的吸附率可达97%,对六价铬的吸附率不到25%.吸附亚甲基蓝时,pH值越大,吸附效果越好;而吸附六价铬时,最适pH值为4.改性油页岩渣吸附亚甲基蓝实验符合准二阶动力学方程,计算得反应活化能为13.29 kJ.mol-1,表明此过程主要是物理吸附.在热力学方面,由范特霍夫方程计算得ΔG〈0、ΔH〉0,表明此过程自发吸热,可见此过程还伴有化学吸附.Langmuir和Freundlich等温模型拟合结果表明,Langmuir模型数据拟合甚佳,R2=0.9999,说明改性油页岩渣吸附亚甲基蓝是单分子层吸附.二氧化钛改性油页岩渣经7次回收利用后,对亚甲基蓝的吸附效果仅减少约1.5%.     

甘氨酸改性TiO_2材料的合成及其对染料的吸附性能

本文以钛酸异丙酯为钛源,以甘氨酸(gly)为改性材料,通过水解法在比较温和的条件下合成了二氧化钛(TiO_2-gly)吸附剂,同时以亚甲基蓝(MB)和酸性红G (ARG)两种染料为处理对象,考察了合成的TiO_2的吸附性能,并将之与P25材料进行对比.结果表明,经过甘氨酸改性的TiO_2吸附剂的比表面积大幅提升到354.2 m2·g~(-1);改性TiO_2对亚甲基蓝(100 mg·L-1)和酸性红G (100 mg·L-1)两种染料的吸附能力得到较大提高,最大吸附量分别为49.25 mg·g~(-1)和43.98 mg·g~(-1),远高于P25对二者的吸附容量(分别为28.24 mg·g~(-1)和16.40 mg·g~(-1)); P25的吸附主要受物理吸附作用控制,而改性TiO_2吸附剂20 min即可达到吸附平衡,并展现出准二级动力学和Langmuir吸附等温线特性,这表明吸附剂与染料分子之间主要为化学吸附.另外,通过吸附影响因素实验发现通过延长吸附时间、控制p H都能提高该吸附剂的吸附性能,而改性TiO_2-gly吸附剂经过5次再生循环实验后仍展现出较好的吸附性能.     

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％.     

NaOH改性落叶松锯木屑对活性染料的吸附性能

通过间歇式试验研究NaOH改性落叶松锯木屑对活性染料KN-B、K-2BP和KN-R的吸附脱色性能。结果表明,酸性条件下该改性木屑对3种染料均具有较好的脱色效果。在初始pH值为3时,3种染料的吸附脱色率均表现为随温度升高而逐渐降低,随改性木屑用量的增加而增加的趋势;而随染料初始浓度的增大,表现出先升高后降低的趋势。在初始pH值为3、温度为298 K条件下,3种染料在改性锯木屑上的等温吸附符合Langmuir吸附模型,KN-B、K-2BP和KN-R的最大饱和吸附量分别为22.32、10.47和14.93 mg.g-1,吸附自由能ΔG298 K分别为-12.61、-9.77和-14.45 kJ.mol-1,均为物理性自发吸附过程。试验条件下,KN-R、KN-B和K-2BP的吸附动力学均符合准二级动力学吸附方程,吸附速率常数依次减小。综合等温吸附和吸附动力学研究结果表明,3种染料的脱色效果以KN-R为最好,KN-B次之,K-2BP最差。     

两种盐复合改性活性氧化铝对水中氟的吸附特性

采用Fe2(SO4)3和Al2(SO4)3两种盐对活性氧化铝进行改性,通过静态吸附实验,研究了改性活性氧化铝对水中氟离子的吸附特性及影响因素.改性后的活性氧化铝吸附容量显著提高,25℃下吸附容量达到6.25 mg·g-1.改性活性氧化铝对氟的吸附动力学符合拟二级动力学模型,吸附等温线更符合Langmuir等温吸附规律.吸附过程ΔG0<0、ΔH0>0、ΔS0>0,表明改性吸附剂对氟的吸附是自发的,是吸热、熵增加的反应.吸附最佳p H值为6,吸附过程中,共存PO3-4对吸附效果影响最大.     

高温煅烧稀土矿渣对水体中磷的吸附过程与机理

将稀土矿渣废弃物煅烧制备成具有优良吸附脱磷性能的低成本吸附剂(CRES)。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、X射线荧光光谱(XRF)、比表面与孔分析(BET-BJH)、热重分析(TGA)等手段对制备的CRES进行系统表征。研究了CRES对磷吸附–解吸附过程的吸附等温线和吸附动力学,并考察了溶液pH值对磷吸附的影响。结果表明,CRES具有较好的孔隙结构,表面含有Ba、V、Si、Y、Ca、Fe、Yb等金属和类金属元素化合物,溶液pH值(2.2~10.0)对磷吸附无明显影响。Langmuir模型能较好拟合等温吸附数据(R2=0.932 5,n=5),CRES对磷酸根的最大吸附能力达152 mg·g-1,高于普遍报道的除磷吸附剂的吸附能力。吸附动力学试验表明,吸附过程在4~6 min就达到平衡,准二级动力学模型很好地描述了吸附过程,表明化学吸附起到主导作用;物理吸附过程主要存在于吸附的初始阶段,这与CRES表面含有多种金属和类金属元素以及良好的孔隙系统有关。