磁性生物炭对镉、砷的吸附效果研究

用Fe_3O_4对谷壳生物炭进行改性得到磁性生物炭。利用SEM、XRD对磁性生物炭进行表征,并通过响应面优化和共吸附实验探究该生物炭在共吸附系统中对As~(3+)和Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,在pH为5.0、镉(砷)初始质量浓度分别为10 mg/L、吸附剂质量浓度为1 g/L时,镉和砷去除率达到最大。在共吸附实验中,As~(3+)和Cd~(2+)共存时,Cd~(2+)质量浓度大于20 mg/L时会抑制生物炭对As~(3+)的吸附,10 mg/L As~(3+)与生物炭达到平衡后可以使50 mg/L Cd~(2+)的吸附量由17.44 mg/g增加到31.91 mg/g,说明砷和镉之间存在协同作用,该协同作用是由于镉、砷与四氧化三铁形成了B型三元表面配合物,增大了镉的吸附量。     

改性锯末生物炭对水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)吸附机制的研究

以农业废弃物锯末为材料制备生物炭,用铁锰氧化物对锯末生物炭改性,探究某吸附As和Cd的能力与机制。结果表明,改性生物炭增大了孔径和比表面积,增加了更多的吸附点位,尤其是铁、锰、生物炭的质量比为1∶3∶15的吸附剂吸附效果最好,对于砷和镉的平衡吸附量分别增大了35倍和5倍,最大吸附量分别为7.452,17.053 mg/g。低pH环境下,Cd~(2+)的吸附受到抑制,而As~(3+)受pH影响较小。Cd和As吸附符合准二级吸附动力学模型,As和Cd的吸附热力学符合Langmuir模型,这表明吸附过程为单层吸附。     

针铁矿对水溶液中Cd2+、Pb2+的吸附影响

水体中镉、铅污染日益严重,如何净化被镉、铅污染的水体是目前污染防治的迫切问题。本文以针铁矿为吸附材料,控制水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)的初始浓度、pH和离子强度的不同,研究针铁矿对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。研究结果显示:针铁矿吸附Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型;吸附Pb~(2+)符合Langmuir和Freundlich吸附模型;随pH升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先上升后趋于平衡;随着NaNO_3浓度升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先下降后上升。整体可知,在废水处理中,针铁矿可作为理想的除镉和铅的吸附材料。     

玉米芯改性前后对水中重金属去除的研究

以玉米芯为吸附剂,经氢氧化钠(NaOH)和硫酸(H_2SO_4)改性得到改性吸附剂,研究改性吸附剂对镉、铬、铅吸附性能的影响。实验研究了吸附时间和吸附初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)三种重金属离子的吸附能力都增强,且对Pb~(2+)的吸附效果最好,其吸附顺序为Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+);在初始质量浓度为400 mg/L时,酸改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量为15、26、37 mg/g,而碱改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量分别为17、29、59 mg/g。相对酸改性,碱改性的吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附量提高了14.54%、11.22%、57.86%。     

粘质沙雷氏菌HB-4吸附重金属镉的机制

从重金属污染土壤中筛选出1株对Cd~(2+)具有高耐受能力和高吸附容量的菌株HB-4,经16S rDNA序列分析鉴定为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)。该菌株能在Cd~(2+)浓度为300 mg·L~(-1)的条件下正常生长;对Cd~(2+)的最大吸附量为(154.7±0.9)mg·g~(-1)。考察了Cd~(2+)初始浓度、pH、盐浓度以及共存离子对HB-4吸附Cd~(2+)的影响,结果表明:pH=3.0~8.0时,对吸附效果无影响;NaCl含量为8.0%时,菌株对Cd~(2+)的去除率仍可达到49.9%±0.1%;Pb~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)与Cd~(2+)共存时,几种重金属离子的去除率分别为98.7%±0.2%(Pb~(2+))、44.6%±0.6%(Zn~(2+))、52.7%±0.1%(Cu~(2+))和64.2%±0.3%(Cd~(2+))。解吸实验证明了HB-4对Cd~(2+)极强的吸附能力,洗脱液pH=7.0时,解吸率小于2%。检测了细胞内外镉的分布情况,并利用SEM、XPS和FTIR对吸附机理进行了研究,推断HB-4对Cd~(2+)的吸附机理为胞外吸附和胞内摄取。     

NaOH处理香菇废弃物在二元金属溶液中镉的吸附特性研究

香菇废弃物是一种廉价生物吸附剂,Na OH处理后对Cd~(2+)吸附能力大大提高,在此基础上探讨该生物吸附剂在二元金属溶液中的吸附行为特征。结果显示,NaOH处理后的香菇在二元金属溶液中对镉的吸附更具优势。当共存离子浓度较低时(1~10 mg/L),Cu~(2+)(Pb~(2+))对Cd~(2+)吸附的负影响较小,继续增大共存离子浓度至30 mg/L,Cd~(2+)的吸附量降低了0.247 mg/g(0.111 mg/g)。Zn~(2+)浓度较低时(1 mg/L)对Cd~(2+)吸附的负干扰作用明显,继续增加Zn~(2+)浓度至30 mg/L,Cd~(2+)吸附量维持不变。预处理香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd~(2+)吸附的最适宜p H范围为5~7,较一元镉金属溶液的适宜pH值范围广(6~7)。热力学实验表明,Cu~(2+)/Zn~(2+)/Pb~(2+)对香菇Cd~(2+)吸附的负干扰作用强弱的顺序依次是Zn~(2+)Pb~(2+)Cu~(2+);Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型能够较好地拟合Na OH处理后香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd~(2+)的热力学吸附过程。     

改性锯末生物炭对水中As(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)吸附机制的研究

以农业废弃物锯末为材料制备生物炭,用铁锰氧化物对锯末生物炭改性,探究某吸附As和Cd的能力与机制。结果表明,改性生物炭增大了孔径和比表面积,增加了更多的吸附点位,尤其是铁、锰、生物炭的质量比为1∶3∶15的吸附剂吸附效果最好,对于砷和镉的平衡吸附量分别增大了35倍和5倍,最大吸附量分别为7.452,17.053 mg/g。低pH环境下,Cd⁽²⁺⁾的吸附受到抑制,而As(2+)的吸附受到抑制,而As⁽³⁺⁾受pH影响较小。Cd和As吸附符合准二级吸附动力学模型,As和Cd的吸附热力学符合Langmuir模型,这表明吸附过程为单层吸附。     

焦粉吸附材料制备及其对水中Cd~(2+)的吸附性能研究

采用KOH活化改性制备焦粉吸附材料MCP,研究MCP对水中Cd~(2+)的吸附效果。结果表明,在KOH溶液浓度14 mol/L(焦粉质量∶KOH溶液体积=1∶4),活化温度850℃,活化时间120 min工艺条件下制得的MCP,亚甲基蓝吸附值达到132.5 mg/g。在30℃、pH值8.0的25 m L含Cd~(2+)(浓度为100 mg/L)废水中,投加0.2 g的MCP,处理120 min,Cd~(2+)去除率达96.91%,吸附量为12.12 mg/g。实验条件下,MCP对Cd~(2+)吸附过程与准一级动力学及准二级动力学模型均有较好吻合,后者拟合度更高;用Langmuir和Freundlich模型处理等温吸附线,前者与实际过程更为接近。     

巯基改性海泡石的制备及其吸附除镉性能

为发展廉价高效的重金属废水处理技术、促进海泡石的资源化利用,利用3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)改性海泡石进行水体中镉去除试验。试验结果表明:巯基改性海泡石(SEP-MPTES)和天然海泡石(SEP)材料在水中吸附镉的吸附等温线更符合langmuir模型,最大吸附容量从改性前的3.42 mg/g提高到了8.87 mg/g。吸附动力学拟合发现,此吸附过程更适合假二级动力学模型。巯基改性海泡石和天然海泡石对镉的吸附量随着p H升高而升高,p H值为8时,吸附容量最高。吸附镉过程会受到离子强度的影响。总之,巯基改性海泡石是一种潜在的去除水中重金属镉的材料。     

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+)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+)的吸附量分别为原始铝污泥的1.2,1.5,2.2倍。     

海泡石改性及对Pb~(2+)吸附性能研究

采用离子交换法以盐酸作为质子供体对海泡石进行酸化处理,用CTMAB对其进行改性。探讨了改性海泡石用量、时间、pH、温度、初始浓度等对Pb~(2+)吸附性能的影响。实验结果表明:经过酸处理和CTMAB改性海泡石对Pb~(2+)的吸附率提高了50%,且不受初始浓度的影响。     

改性泥炭对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

以强碱改性泥炭,研究改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附效果及竞争吸附机制。结果表明,改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)具有显著的吸附效果,吸附容量分别由118,64 mg/g提高到225,95 mg/g;FTIR分析表明,吸附过程为Pb~(2+)、Cd~(2+)与—OH、—COO-、C—H等官能团的络合作用或者离子交换作用。当吸附时间为70 min,pH在4～8,改性泥炭添加量分别为0.8,1.6 g/L时,可达到高效与经济双层效益。竞争吸附中,Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量均低于单一离子时的吸附容量,且竞争吸附能力Pb~(2+)Cd~(2+)。     

2种介孔硅藻的制备及其对废水中Cd~(2+)的吸附

以硅藻土为天然硅源,CTAB为模板剂制得介孔硅藻(DM)和磁性介孔硅藻(MDM)。采用SEM、FTIR和STA对制备的产品进行了表征,并以Cd~(2+)为目标污染物,研究了2种吸附材料对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,当初始Cd~(2+)质量浓度为10 mg/L,温度为25℃,pH=6,DM和MDM投加量为3 g/L,吸附时间为30 min时,DM和MDM对Cd~(2+)的去除率分别为85.67%和98.75%,且均可再生使用5次。DM和MDM对Cd~(2+)的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,吸附过程均符合准二级动力学方程。     

精氨酸修饰磁性海泡石对Pb~(2+)的吸附研究

通过对天然海泡石磁化和精氨酸表面修饰,制备了一种氨基酸修饰的磁性海泡石(L-Arg-MSEP)。采用SEM、VSM、XRD、FTIR和BET方法对其结构进行表征和分析,对比在不同pH值、吸附剂投加量、时间、温度和初始浓度条件下,海泡石及其复合改性海泡石对水中Pb~(2+)的吸附效率。结果表明,L-Arg-MSEP不仅具有超顺磁性,而且成功引入氨基,有利于提高其对Pb~(2+)的吸附性能;在30℃,溶液pH为5.0,Pb~(2+)的初始浓度为200 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的最佳吸附实验条件下,L-Arg-MSEP对Pb~(2+)的最大吸附量为130.59 mg/g;L-Arg-MSEP对Pb~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附过程为自发的放热过程。     

腐植酸改性强化磁铁矿吸附水体中铅镉的实验研究

正以腐植酸为改性剂,采用常温水相反应制备了腐植酸改性磁铁矿吸附材料,并对其表面形貌和微观结构进行了表征。采用静态平衡实验考察了pH、吸附时间等因素对铅、镉吸附性能的影响,探讨了吸附动力学规律,拟合了吸附等温线。结果表明:腐植酸上的羧基、羟基被成功地接枝到了磁铁矿表面。在室温下,溶液初始pH对Pb~(2+)的吸附率几乎无影响,对Cd~(2+)的影响较大,当pH=7时,     

中华麦饭石对重金属离子的吸附作用

以产于内蒙古通辽市奈曼旗的中华麦饭石为吸附剂,研究麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附作用。结果表明,中华麦饭石对重金属离子的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。中华麦饭石对重金属离子Pb~(2+)、As~(3+)、Cr~(3+)、Cd~(2+)、Hg~(2+)的吸附容量分别为0.119 8、0.133 1、0.105 4、0.069 8、0.057 5 mg/g。中华麦饭石对重金属离子的吸附机理主要是物理吸附与离子交换。     

精氨酸修饰磁性海泡石对Pb~(2+)的吸附研究

通过对天然海泡石磁化和精氨酸表面修饰,制备了一种氨基酸修饰的磁性海泡石(L-Arg-MSEP)。采用SEM、VSM、XRD、FTIR和BET方法对其结构进行表征和分析,对比在不同pH值、吸附剂投加量、时间、温度和初始浓度条件下,海泡石及其复合改性海泡石对水中Pb⁽²⁺⁾的吸附效率。结果表明,L-Arg-MSEP不仅具有超顺磁性,而且成功引入氨基,有利于提高其对Pb(2+)的吸附效率。结果表明,L-Arg-MSEP不仅具有超顺磁性,而且成功引入氨基,有利于提高其对Pb⁽²⁺⁾的吸附性能;在30℃,溶液pH为5.0,Pb(2+)的吸附性能;在30℃,溶液pH为5.0,Pb⁽²⁺⁾的初始浓度为200 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的最佳吸附实验条件下,L-Arg-MSEP对Pb(2+)的初始浓度为200 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的最佳吸附实验条件下,L-Arg-MSEP对Pb⁽²⁺⁾的最大吸附量为130.59 mg/g;L-Arg-MSEP对Pb(2+)的最大吸附量为130.59 mg/g;L-Arg-MSEP对Pb⁽²⁺⁾的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附过程为自发的放热过程。     

硼酸-微波改性花生壳对Cd~(2+)的吸附特性

采用硼酸-微波二次改性的方法对农业废弃物花生壳进行改性,获得改性生物吸附材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)等手段分析了改性花生壳的结构和成分,并研究了不同因素对改性花生壳吸附性能的影响。结果表明,在花生壳投加量为4 g/L,pH为6～7,30℃的条件下,Cd~(2+)的去除率可以达到97.2%,最大吸附量为21.77 mg/L。通过相关模型对动力学和吸附等温曲线的拟合,证明花生壳对Cd~(2+)的吸附是单分子层吸附,吸附过程主要受化学吸附的控制。     

磁性粒子固定简青霉吸附处理Cd~(2+)-苯酚复合污染废水的研究

以Fe_3O_4磁性粒子为载体固定简青霉菌粉,制备出一种固定化简青霉生物吸附剂,用于Cd~(2+)-苯酚复合污染废水的吸附研究。考察了pH、温度、时间对吸附效果的影响。结果表明,pH对吸附效果有较为明显的影响,适宜pH为5,适宜温度在40℃;吸附Cd~(2+)的平衡时间是20 min左右,而吸附苯酚的平衡时间大约是在48 h左右。采用1mol/L的HCl溶液反复解吸5次后,Cd~(2+)和苯酚的解吸率分别达到92.13%、91.34%,解吸后吸附剂对Cd~(2+)和苯酚仍表现出较好的吸附去除能力。     

改性煤气化灰渣吸附重金属离子的研究

以煤气化灰渣为原料,采用酸改性法(HF酸)制备改性煤气化灰渣。通过静态实验研究了改性煤气化灰渣对溶液中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明,二级动力学方程很好的描述溶液中重金属离子在改性煤气化灰渣上的吸附过程;吸附等温线符合Langmuir模型,Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的静态饱和吸附量分别为112.07,40.18,31.21 mg/g。