改性吸附剂对水中Cu(Ⅱ)的去除效果研究

以改性有机肥为吸附剂吸附水中Cu(Ⅱ),探究了Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附时间、吸附温度、吸附剂用量、转速和溶液初始pH值等因素的影响。结果表明,pH=5、温度30 ℃、转速150 r/min时,改性吸附剂吸附Cu(Ⅱ)在2 h达到吸附平衡;吸附剂用量为8 g/L时,吸附量最大;吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附曲线符合Langmuir方程,说明其吸附为单层吸附。     

焙烧联合碳酸钠改性尾煤基吸附剂的 制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附

尾煤基吸附剂的开发不仅可以降低重金属离子废水的处理成本,还能够解决尾煤堆积造成的环境生态问题,实现尾煤高附加值利用。以浮选尾煤(TC)为原料,通过氮气氛下焙烧联合碳酸钠改性制备了一系列尾煤基吸附剂,研究了各种尾煤基吸附剂对Cu~(2+)的吸附性能,并采用XRD、FTIR及SEM等分析手段对吸附剂的吸附性能进行表征。结果表明:当焙烧温度为800℃,焙烧时间为1 h, Na_2CO_3溶液浓度为1.0 mol/L,Na_2CO_3溶液改性时间为2 h时,制得的吸附剂CNTC对水体中Cu~(2+)去除的效果最好;当CNTC投加量为3 g/L,25℃下吸附时间为4 h时,对初始浓度为50 mg/L的废水中Cu~(2+)的去除率可达99.8%,实现了废水中Cu~(2+)的有效去除;对Cu~(2+)的吸附主要包括物理吸附,以及Na~+与Cu~(2+)的离子交换,含氧官能团—OH、Si—O与Cu~(2+)的化学吸附。     

城市污泥-膨润土颗粒吸附剂的制备及其处理含铅废水的研究

通过焙烧实验和振荡吸附实验,研究了城市污泥.膨润土颗粒吸附剂的制备及其在含铅离子废水中的吸附特性.结果表明,颗粒吸附剂制备的最佳组合条件为城市污泥:膨润土=6:4(质量比),粒径为1.2mm,在550℃下焙烧2h;在温度为25℃左右,pH值为4,Pb~(2+)初始浓度为30mg/L、吸附剂用量为10g/L、吸附时间为30min条件下,吸附剂对废水中的Pb~(2+)的去除效率可达92.55%.吸附剂对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir吸附方程.     

电解锰渣-方解石复合吸附剂对水中镉的吸附

针对水体Cd(Ⅱ)污染问题,将电解锰渣(EMR)与方解石进行热改性制备复合吸附剂(F-EMR)。研究重金属溶液初始pH值、吸附时间和吸附温度等对吸附剂去除溶液中Cd(Ⅱ)的影响,并结合吸附动力学和等温吸附模型对其进行分析。结果表明:随着pH值的增大,复合吸附剂对于水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附量呈先增加后略微降低的趋势,当Cd(Ⅱ)为450 mg/L时,Cd(Ⅱ)的最大吸附量可达435.69 mg/g。复合吸附剂对于Cd(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学模型,对Cd(Ⅱ)的等温吸附符合Langmuir吸附模型,在平衡状态下Cd(Ⅱ)的最大吸附容量为467.14 mg/g。电解锰渣-方解石复合吸附剂可作为吸附材料应用于重金属污染水体的治理,这一技术为电解锰渣的减量化处理提供了新思路,对硅酸盐矿冶废弃物的资源化利用也具有一定意义。     

4A沸石基磁性吸附剂对Sr~(2+)、Cs~+的吸附性能

以高岭石型硫铁矿烧渣为主要原料,制备可快速磁分离回收的4A沸石基磁性吸附剂,结合静态吸附试验研究吸附剂用量、背景电解质浓度、溶液pH值对Sr~(2+)、Cs~+吸附效果的影响,以及吸附剂对Sr~(2+)、Cs~+的吸附动/热力学特征。结果表明,吸附剂用量对吸附效果的影响与Sr~(2+)、Cs~+的电价及原子量相关,背景电解质中Na~+存在竞争吸附,pH值也显著影响吸附效果。吸附剂对Sr~(2+)、Cs~+的吸附符合准二级吸附动力学方程,对Sr~(2+)的饱和吸附量低于Cs~+,但吸附速率却高于Cs~+。磁性吸附剂对Sr~(2+)的吸附为单层吸附,对Cs~+则为多层吸附。     

有机改性赤泥吸附剂的制备及除磷性能

通过浸渍CTMAB法制备有机改性赤泥吸附剂,并探讨改性赤泥吸附剂对磷的吸附性能。结果表明：当浸渍液CTMAB质量浓度为8 g/L、焙烧温度为500 ℃、模拟含磷废水初始浓度为5 mg/L、废水pH=3、振荡时间为60 min时,改性吸附剂对磷的去除率达到90%以上。根据试验结果建立了改性吸附剂吸附磷的Freundlich等温线模型,通过热力学分析揭示出该吸附过程可自发进行。     

活性炭负载锆柱撑蒙脱石对丁基黄药的吸附性能

通过稀溶液法将聚合阳离子Zr~(4+)柱撑进入提纯钠基蒙脱石(Na-mt)层间合成锆柱撑蒙脱石(Zr-pmtn),再通过浸渍法制备活性炭负载锆柱撑蒙脱石(C/Zr-pmtn)。对C/Zr-pmtn进行的XRD分析表明:Zr-pmtn和活性炭以2∶1的质量比制备的C/Zr-pmtn具有较大的晶面间距。采用C/Zr-pmtn对丁基黄药进行吸附研究,结果表明:1向初始pH=3、浓度为20 mg/L的100 m L丁基黄药溶液中投加0.1 g的C/Zr-pmtn,20℃下吸附50 min,对丁基黄药的吸附量为19.38 mg/g,丁基黄药去除率达99.72%。2C/Zr-pmtn对丁基黄药的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型,C/Zr-pmtn对丁基黄药的最大吸附量达72.098 mg/g。可见,C/Zr-pmtn是选矿废水中丁基黄药的高效吸附剂。     

新型螯合吸附剂的制备及其对Cd~(2+)吸附性能研究

利用自制季铵型淀粉改性重质碳酸钙,制备吸附重金属Cd~(2+)的新型螯合吸附剂。通过静态和动态实验探究新型螯合吸附剂吸附性能,用原子吸收分光光度计测定溶液中Cd~(2+)的浓度。结果表明,新型螯合吸附剂对Cd~(2+)的最优静态吸附条件为:新型螯合吸附剂用量为12 g/L、时间为3 h、pH值为6.5、常温,在最优条件下吸附率为99.88%。动态吸附结果表明:通过固定床实现对重金属Cd~(2+)的吸附,可以应用到实际吸附工艺中。红外光谱分析表明:新型螯合吸附剂中重质碳酸钙表面被自制季铵型淀粉包覆。     

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。      

微波强化铝改性膨润土对水中氨氮的吸附性能

采用Al₂(SO^₄)³溶液和微波炉制备了微波强化铝改性膨润土吸附剂,并研究了吸附剂对水中氨氮的吸附性能。试验验结果表明：制备微波强化铝改性膨润土吸附剂的适宜条件为Al₂(SO₄)₃浓度4%,微波辐照功率480 W,辐照时间10 min。在此条件下,微波强化铝改性膨润土的比表面积可达到180.69 m²/g。在溶液pH值为10,吸附剂用量为0.4 g/L,吸附时间为20 min条件下,用所制备的微波强化铝改性膨润土吸附剂处理浓度为100 mg/L的模拟氨氮废水,氨氮去除率可达96.8%。     

煤基重金属螯合吸附剂的制备及性能研究

为提高煤对重金属离子的吸附性能,以平均粒度为71.55 μm的神府煤颗粒为原料,γ-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）为偶联剂,将三乙烯四胺（TETA）通过偶联剂接枝于煤粉颗粒表面,与二硫化碳、氢氧化钠反应生成二硫代氨基甲酸盐制得以神府煤为基体的重金属螯合吸附剂,考察了其对重金属离子Ni2+的螯合吸附特性。结果表明,螯合吸附剂对Ni2+的螯合吸附符合Langmuir吸附等温线,其吸附容量为104.17 mg/g,明显高于原煤粉的32.23 mg/g。螯合吸附剂吸附Ni2+的ΔH,ΔG均为负值,说明吸附为自发放热过程。红外光谱分析表明,螯合吸附剂在1 309 cm-1及1 120 cm-1吸收峰为N-C-S,CS的吸收峰,表明DTC螯合基团成功接枝到煤颗粒表面。吸附饱和的螯合吸附剂在较高pH值条件下具有较好的稳定性。用0.1 mol/L醋酸脱附吸附饱和的螯合吸附剂,脱附率达90.74%。     

锆柱撑蒙脱石对铜离子的吸附效果

以晶面间距为1.87 nm的锆柱撑蒙脱石(Zr-pmnt)为吸附剂,研究了其吸附Cu²⁺的工艺技术条件。结果表明：在Cu²⁺浓度为100 mg/L、pH=7的50 mL模拟废水中投加0.1 g的Zr-pmnt,20 ℃下恒温水浴振荡120 min,Zr-pmnt对Cu²⁺的吸附量为44.26 mg/g,Cu²⁺去除率达到88.52%。     

赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究

利用赤泥基吸附剂对废水中重金属离子开展吸附特性研究,以酸性废水中Cu²⁺、Zn²⁺为研究对象,借助吸附动力学模型、吸附等温线、FTIR、XRD等手段探究了赤泥基吸附剂的吸附机理。结果表明：赤泥基吸附剂对重金属离子Cu²⁺、Zn²⁺的吸附过程属于单分子层吸附,Langmuir吸附等温线拟合得出吸附剂对Cu²⁺、Zn²⁺的最大吸附量分别为33.12 mg/g、129.88 mg/g,符合准二级动力学模型。赤泥基吸附剂中Si-O-Si键与Cu²⁺、Zn²⁺发生相互作用,吸附过程为化学吸附。该研究为铝工业固废赤泥的回收利用提供了新途径。     

硫酸锰溶液深度除钼的试验探讨

采用粉体四氧化三锰为吸附剂,对硫酸锰溶液深度除钼工艺进行了研究。考察了硫酸锰溶液的浓度、溶液的初始pH值、吸附剂的加入量、反应时间及温度等因素对四氧化三锰吸附除钼的影响。结果表明,在硫酸锰浓度为70~200g/L、Mo 1 mg/L左右、溶液初始pH值1.2~2.8、除钼反应温度为80℃左右、反应时间30min及四氧化三锰加入量大于1.33g/L的条件下,四氧化三锰的除钼效果最佳,除钼后溶液的残余Mo浓度均低于0.015mg/L,完全达到生产无汞碱性锌锰电池专用电解二氧化锰的要求。     

膨润土对废水中Ni2+的吸附特性研究

为考察膨润土作为吸附剂对含Ni²⁺废水的处理效果,配制不同Ni²⁺初始浓度的溶液作为模拟废水,以山东莱阳鑫达矿业有限公司的天然钙基膨润土为吸附剂进行吸附试验。结果表明：随着Ni²⁺初始浓度的增加,膨润土对Ni²⁺的吸附率逐渐降低;膨润土对Ni²⁺的吸附率随固液比的增加而提高,但增加固液比降低了单位吸附剂的利用率,还提高了后续处理的难度;振荡速度对于膨润土吸附效果影响不大,可以忽略;随着pH值的提高,膨润土对Ni²⁺的去除率逐渐提高;Ni2+的初始浓度为100 mg/L、固液比为12.5 g/L、无振荡,自然pH时,Ni²⁺去除率可达95%以上。为考察溶液pH对膨润土吸附Ni²⁺的影响,考察了不同pH条件下膨润土对Ni²⁺的饱和吸附量,并对其机理进行了分析,结果表明：当溶液pH<7时,H+会与Ni²⁺发生竞争吸附从而降低Ni²⁺吸附率;pH值的提高有利于Ni²⁺的去除,但pH>7.5后Ni²⁺的水解成为主要去除机制;不同pH下,Ni²⁺的不同存在形态也对吸附率产生了影响。试验结果对膨润土作为吸附材料的工业化应用具有指导意义。     

粉煤灰基沸石对Pb2+的吸附动力学与热力学

以电厂粉煤灰为原料,在传统碱熔-水热法基础上,引入脱硅工艺,制备得到SOD型沸石,运用XRD和SEM技术对合成沸石进行了表征,通过静态平衡吸附实验研究了合成沸石对Pb2+的吸附动力学和热力学特性。表征结果显示,样品的XRD图谱与SOD型沸石标准卡片吻合, SEM图中可见典型的SOD型沸石形貌。结果表明,在初始Pb2+质量浓度为100 mg/L、吸附温度为25℃、溶液pH值为10、投加量为2 g/L的条件下,合成沸石对Pb2+的去除率即能超过99%;以Langmuir等温吸附模型拟合的最大吸附量为157.2 mg/g;吸附过程可用准二阶和Elovich动力学方程来描述;合成沸石对Pb2+的吸附是自发的吸热过程;该过程以物理吸附为主,并伴随化学吸附。     

钛柱撑蒙脱石对钴离子的吸附研究

本研究将聚合阳离子Ti4+通过溶胶-凝胶法柱撑插入提纯钠化蒙脱石层间,合成钛柱撑蒙脱石(Ti-pmnt)。X射线衍射分析表明合成材料具有较大的晶面间距(d(001)=2.94 nm)。采用Ti-pmnt合成材料对钴离子进行吸附,研究了pH值、吸附剂用量、温度、吸附时间及初始浓度对Ti-pmnt吸附钴离子的影响。结果表明：最佳吸附pH值为4,吸附平衡时间为120 min,去除率达到99.97%,饱和吸附量为41.94 mg/g,且升温不利于吸附反应进行。Ti-pmnt对钴离子吸附动力学遵循拟二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir等温模型。     

改性甘蔗渣吸附剂的制备及其对废水中铬的吸附

采用乙醇、氢氧化钠对甘蔗渣进行预处理,再以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺为改性剂对甘蔗渣进行改性,制备了吸附剂--改性甘蔗渣,并将其用于铬离子吸附。采用红外光谱仪、扫描电镜对改性前后的甘蔗渣进行表征,证实甘蔗渣改性后官能团和表面微观结构发生了显著变化。甘蔗渣最佳改性条件为: 甘蔗渣5 g、N,N-二甲基甲酰胺15 mL、环氧氯丙烷5 mL、二乙烯三胺用量1 mL、三乙胺用量12 mL、改性温度85 ℃、改性时间2 h。甘蔗渣吸附废液中铬离子的最佳条件为: 100 mL废水中投加0.2 g改性甘蔗渣、废液pH=3、吸附温度30 ℃、吸附时间1.5 h、铬离子初始浓度50 mg/L,此时改性甘蔗渣对铬离子的吸附率为97.38%。该方法为解决工业废水中重金属污染问题提供了新思路。