凹凸棒石/PES复合膜吸附材料的制备及其吸附Pb2+性能研究

以凹凸棒石和PES(聚醚砜)为原料,采用共混法制备了凹凸棒石/PES复合膜吸附材料,用以吸附溶液中的pb2+.用傅立叶红外光谱和扫描电子显微镜对复合膜的结构进行表征,并测试了复合膜的机械性能.考察了吸附时间、溶液初始浓度和pH对吸附效果的影响,并探讨了吸附过程的热力学和动力学.结果表明:凹凸棒石含量为21％时综合性能最佳.25℃条件下,对pb2+的吸附5h达到平衡,最大吸附量为65.06 mg/g,弱酸性和中性条件下吸附效果较佳,吸附过程符合Langmuir吸附等温式和伪二级动力学模型.复合膜可以用盐酸洗脱再生,三次再生产物对Pb2+仍具有较高的吸附量.     

磁性羧甲基纤维素纳米粒子吸附铜离子研究

采用共沉淀法制备了磁性羧甲基纤维素纳米粒子(CMC@Fe_3O_4),利用TEM、FTIR和VSM等手段对制备的CMC@Fe_3O_4进行了表征,探讨了CMC的最佳用量,并进行了吸附Cu2+性能研究。结果表明,CMC成功包覆在Fe_3O_4外层,制备的CMC@Fe_3O_4对Cu2+的最大吸附量为41.62 mg/g。CMC@Fe_3O_4对Cu2+的吸附较好地满足Langmuir方程,吸附过程可以用准二级动力学方程描述。     

纳米二氧化钛包覆沙对水中有机染料的吸附

以Ti(SO_4)_2和库布齐沙漠沙为原料,制备了纳米二氧化钛包覆沙。以X射线衍射及氮气吸附-脱附分析对样品进行了表征,并测试了合成样品对刚果红的吸附性能。结果表明,制备的样品为二氧化钛与沙子的纳米复合物,其比表面积随二氧化钛含量的升高而增大,最高可达87.1 m²/g。且该纳米复合物对刚果红的吸附性能与溶液酸碱度有关,吸附符合准二级吸附动力学模型以及Langmuir吸附等温式,为单分子层吸附,最大吸附量为246.3 mg/g。     

镧改性磁性介孔二氧化硅对磷酸盐的吸附性能研究

针对高浓度含磷废水排放加剧水体富营养化的问题,制备了一种吸附容量高易于磁分离回收的镧改性磁性介孔二氧化硅纳米粒子(MMSNPs-La),考察投加量、pH值、初始浓度和吸附时间对磷酸盐吸附过程的影响。结果表明,MMSNPs-La对磷酸盐最佳投加量为0. 1 g/L,吸附pH为7. 0,吸附平衡时间为120 min,最大吸附容量为55. 8 mg/g;吸附符合Langmuir等温模型,拟合所得理论吸附容量qemax为57. 1 mg/g,吸附动力学过程遵循准二级动力学;吸附饱和MMSNPs-La可以用3 mol/L的Na OH溶液很好地解吸,5次吸附-脱吸后仍保持较好的吸附性能。     

纳米二氧化钛包覆沙对水中有机染料的吸附

以Ti(SO_4)_2和库布齐沙漠沙为原料,制备了纳米二氧化钛包覆沙。以X射线衍射及氮气吸附-脱附分析对样品进行了表征,并测试了合成样品对刚果红的吸附性能。结果表明,制备的样品为二氧化钛与沙子的纳米复合物,其比表面积随二氧化钛含量的升高而增大,最高可达87.1 m~2/g。且该纳米复合物对刚果红的吸附性能与溶液酸碱度有关,吸附符合准二级吸附动力学模型以及Langmuir吸附等温式,为单分子层吸附,最大吸附量为246.3 mg/g。     

活性污泥对Pb~(2+)的生物吸附特征研究

研究了活性污泥对重金属离子Pb2+的吸附特征。结果表明,当Pb2+的初始质量浓度为60mg/L时,Pb2+在活性污泥上吸附30min后基本达到平衡,吸附过程可以用准二级动力学方程来描述(R2=0.9994),平衡吸附量qe为50mg/g,准二级速率常数k2为0.0095g/(mg.min);吸附温度对吸附效果影响不大;pH值对吸附效果的影响很大,溶液pH值为3～4时吸附效果较好;活性污泥的投加量对吸附效果有很大的影响,在Pb2+的质量浓度一定的情况下随着污泥投加量的增加吸附效果反而减弱。     

镧改性磁性介孔二氧化硅对磷酸盐的吸附性能研究

针对高浓度含磷废水排放加剧水体富营养化的问题,制备了一种吸附容量高易于磁分离回收的镧改性磁性介孔二氧化硅纳米粒子(MMSNPs-La),考察投加量、pH值、初始浓度和吸附时间对磷酸盐吸附过程的影响。结果表明,MMSNPs-La对磷酸盐最佳投加量为0. 1 g/L,吸附pH为7. 0,吸附平衡时间为120 min,最大吸附容量为55. 8 mg/g;吸附符合Langmuir等温模型,拟合所得理论吸附容量qemax为57. 1 mg/g,吸附动力学过程遵循准二级动力学;吸附饱和MMSNPs-La可以用3 mol/L的Na OH溶液很好地解吸,5次吸附-脱吸后仍保持较好的吸附性能。     

纳米铁系物对三价砷的吸附机理与性能

利用实验室条件下制备的纳米零价铁(NZVI)、纳米FeOOH和纳米Fe_3O_4,研究不同环境因素条件下各纳米铁系物对As(Ⅲ)的吸附性能。通过扫描电镜和X射线衍射扫描三种铁系物的微观结构,并分析模拟吸附动力学和吸附等温线。批试验的结果显示:当pH值为6,As(Ⅲ)的初始浓度为0.5 mg/L,2 h内NZVI对溶液中As(Ⅲ)的去除率高达99%,最大吸附量为5.99 mg/g;纳米FeOOH的最佳吸附条件为pH值为5,As(Ⅲ)初始浓度1 mg/L,4 h内的去除率可达92%;纳米Fe_3O_4的最佳吸附条件为pH值为7,As(Ⅲ)初始浓度为1 mg/L,24 h的最终去除率为60%。共存离子影响试验表明,对三种纳米铁系物吸附作用影响最大的均是溶液中的磷酸根。对吸附机理进行研究,结果表明:三种纳米铁系物吸附As(Ⅲ)的过程符合伪二级动力学模型,NZVI和纳米FeOOH的吸附等温数据符合Freundlich模型,纳米Fe_3O_4的吸附等温模型更加符合Langmuir等温模型。     

硫脲改性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)与Ni~(2+)的吸附性能研究

以壳聚糖和硫脲为原料,经环氧氯丙烷交联,制得硫脲改性壳聚糖颗粒,通过吸附实验考察了pH、吸附时间对Cr(Ⅵ)、Ni2+吸附的影响。结果表明,硫脲壳聚糖颗粒对Ni2+吸附的最佳pH为6,对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为1,最佳吸附t为2h。利用准一级反应动力学模型和准二级反应动力学模型对实验数据进行拟合,并分别采用Freundlich模型、Langmuir模型对吸附等温线进行拟合。结果表明,吸附符合准二级动力学模型,以化学吸附为主。吸附等温线用Langmuir模型拟合结果最好。在初始质量浓度80mg/L,θ为25℃时,Ni2+,Cr(Ⅵ)的饱和吸附量可达40.98mg/g和33.33mg/g。     

羧甲基纤维素钠/坡缕石(CMC/PGS)复合材料的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附

碱性条件下,将羧甲基纤维素钠(CMC)负载到γ-(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH-560)修饰的坡缕石(PGS)表面,得到羧甲基纤维素钠/坡缕石(CMC/PGS)复合材料,利用FT-IR、XRD和SEM/EDS对其进行表征.考察了溶液pH值、吸附时间、吸附温度、pb2浓度对pb2吸附量的影响,当温度为291 K时,在初始质量浓度为100 mg/L、pH =5.0的pb2水溶液中,加入10 mg吸附剂对pb2的最大吸附量是97.8 mg/g,该吸附剂对pb2+的等温吸附曲线属于Langmuir型.     

不同铝源羟基氧化铝除氟性能及机理研究

采用共沉淀法,以Al2(SO4)3·18H2O和Al Cl3·6H2O为铝源,分别制备了2种用于除氟的羟基氧化铝吸附剂。通过吸附试验,从吸附速率、p H值影响、吸附等温线3方面评价吸附剂的吸附性能。借助红外光谱(FTIR)和能谱(EDX)2种手段,对吸附剂进行表征,进而探讨吸附机理。结果表明,以Al2(SO4)3·18H2O为铝源制备的吸附剂,在投加量为0.4 g/L,F-的质量浓度为8 mg/L,温度为25℃,溶液p H值为7时,吸附量为37 mg/g,具有良好的除氟效果,其吸附规律符合Langmuir等温方程,动力学符合准二级动力学方程,最大吸附量为138.60 mg/g,明显高于以Al Cl3·6H2O为铝源所制备的吸附剂的最大吸附量96.62 mg/g。Al2(SO4)3·18H2O制备的吸附剂中包含的SO42-能够与F-发生置换,且SO42-的存在稳定了反应过程中溶液p H值的变化,有利于氟的吸附。因此使用经济性更好的Al2(SO4)3·18H2O制备吸附剂,比Al Cl3·6H2O所制备的吸附剂具有更好的应用前景。     

MnO_2纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用一步氧化还原法室温制备了Mn O2纳米颗粒,并考察了其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,制备的Mn O2纳米颗粒大小均一,为无定型的δ-Mn O2,其对亚甲基蓝具有较好的吸附性能,最大吸附量可达157.7 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。     

给水厂铝污泥对Cd~(2+)的吸附性能

采用铝污泥作为吸附剂去除废水中的Cd⁽²⁺⁾,研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd(2+),研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd⁽²⁺⁾浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd(2+)浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd⁽²⁺⁾的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd(2+)的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd⁽²⁺⁾的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd(2+)的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd⁽²⁺⁾的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd(2+)的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd⁽²⁺⁾的吸附量分别为原始铝污泥的1.2,1.5,2.2倍。     

MnO_2纳米颗粒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用一步氧化还原法室温制备了Mn O2纳米颗粒,并考察了其对亚甲基蓝的吸附性能。结果表明,制备的Mn O2纳米颗粒大小均一,为无定型的δ-Mn O2,其对亚甲基蓝具有较好的吸附性能,最大吸附量可达157.7 mg/g,且吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。     

钢渣基多孔地质聚合物的制备及吸附性能研究

以钢渣为主要原料,水玻璃为激发剂,H₂O₂为发泡剂,制备多孔地质聚合物材料。采用XRD、FTIR、SEM、BET等对原料及最终试样进行表征,研究钙硅比、激发剂和H₂O₂掺量对该材料性能的影响。将所制备的多孔地质聚合物用作吸附剂,初步考察该材料对Cu²⁺的吸附效果。试验表明:当钙硅比为1.0,水玻璃掺量为20.4%(质量分数),发泡剂掺量为4%(质量分数)时,该材料性能良好,总孔隙率86.4%,抗压强度0.5 MPa,体积密度0.408 g/cm³,体积吸水率56.31%,钢渣使用率65.85%,比表面积与孔容显著提高。吸附结果显示:该材料对Cu²⁺吸附效果良好,去除率可达91.44%,平衡吸附量达到15.239 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型。     

纳米TiO_2对氟离子吸附性能研究

采用低温水解法制备纳米TiO2,研究了纳米TiO2吸附剂对氟离子的吸附行为,考察了硫酸钛浓度、纳米TiO2投加量、pH值和接触时间对吸附氟离子的影响。结果表明,硫酸钛浓度为0.20 mol/L时得到的纳米TiO2对氟离子吸附效果最好;纳米TiO2的吸附量随溶液pH值的升高而下降,当pH值为4.0时最大吸附量为28.8 mg/g;100 min内纳米TiO2对氟离子的吸附率可以达到78.5%;吸附动力学研究表明,纳米TiO2对氟离子的吸附动力学可以用准二级动力学方程来描述,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。     

层状复合金属氢氧化物对硫酸根离子等温吸附和动力学研究

通过共沉淀法制备了镁铝型层状复合金属氢氧化物和镁铝铁型层状复合金属氢氧化物及其焙烧产物(CLDH-Mg/Al和CLDH-Mg/Al/Fe),研究了其结构组成、等温吸附和动力学性质。结果表明:Fe3+的引入增加了表面正电荷,降低了层间间距,加快了层状复合金属氢氧化物初期吸附硫酸根的速度,但降低了达到吸附平衡时的吸附量。无论是镁铝型复合金属氢氧化物还是镁铝铁型复合金属氢氧化物,吸附过程均满足Langmuir吸附等温模型,Fe3+的引入使拟合的最大吸附量降低了19.7 mg/g左右。动力学均符合准二级动力学模型,Fe3+的引入降低了反应速率。     

活性炭对不锈钢酸洗废水中Cr3+和Fe3+的吸附特性

对颗粒活性炭吸附不锈钢酸洗废水中的Cr3+和Fe3+进行了研究. 结果表明,活性炭对Cr3+的饱和吸附量为4.546 mg/g,对Fe3+的饱和吸附量为40.76 mg/g,吸附平衡时间分别为90和60 min. 对吸附过程进行准一级、准二级动力学模型拟合,发现准二级模型拟合较好. 活性炭对Cr3+的吸附基本符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型,而对Fe3+的吸附与BET吸附模型拟合较好,吸附Cr3+, Fe3+的活化能Ea分别为37.19和51.01 kJ/mol. 活性炭对Cr3+的吸附以化学吸附为主,而物理吸附则主导对Fe3+的吸附.     

改性海藻酸钠的制备及吸附性能研究

以海藻酸钠为原料,氯化钙为交联剂,制备了改性海藻酸钠吸附材料。采用红外光谱(FT-IR)对改性海藻酸钠进行表征,用原子吸收光谱测定其对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,改性海藻酸钠成功制备。吸附性能分析表明,吸附动力学过程符合准二级动力学模型,平衡吸附量为87.87 mg/g。