生物吸附-磁分离法处理含Pd(II)/Al(III)的废液

为了探索处理含Pd2+和Al3+废液的新工艺,以趋磁细菌(MTB)作为生物吸附剂进行了吸附及分离实验研究。结果表明,MTB对Pd2+和Al3+具有很好的吸附效果,并且在Pd-Al二元体系中对Pd2+具有独特的优先吸附性。MTB对Pd2+和Al3+的吸附等温线和吸附动力学曲线分别遵循Langmuir吸附模型和拟二阶动力学模型。磁分离实验结果表明,随着磁场强度的增加,分离效果提高的同时,分离速率也显著提高。经生物吸附-磁分离法复合工艺处理后的出水中Pd2+和Al3+的质量浓度分别为0.014 mg/L和0.213 mg/L。     

趋磁细菌对金属离子的吸附特性研究

研究了单元体系和三元体系中趋磁细菌(MTB)对Au3 ,Cu2 和Ni2 的吸附特性,用Langmuir吸附等温模型拟合了吸附等温线实验数据。较高的相关系数表明该吸附过程可以用Langmuir模型来描述。在三元体系竞争吸附实验中,MTB对Au3 的吸附量较之单元系统有所增加,而Cu2 和Ni2 的吸附量明显降低。吸附动力学实验结果表明,MTB对三种金属离子的吸附都属于快速过程,对Au3 的吸附在短时间内可完成,而且几乎完全吸附。所有吸附过程均符合拟二阶动力学模型。     

核桃壳基磁性生物炭对亚甲基蓝的吸附特性研究

以核桃壳为生物质原料,FeCl_3为赋磁剂,采用浸渍-热解法在厌氧条件下制备磁性生物炭MB,并将其作为一种易分离、可再生的吸附剂应用于模拟印染废水中亚甲基蓝的去除。结果表明,MB吸附亚甲基蓝是一个符合Freundlich模型和拟二级动力学模型的自发吸热过程,并在298.15 K、pH=12、C_0=2 100 mg/L、8 h的吸附体系中对亚甲基蓝的吸附效果为710 mg/g,远大于原始生物炭对亚甲基蓝的吸附容量(84.66 mg/g),是一类在印染废水处理方面具备广阔应用前景的吸附材料。     

核桃壳基磁性生物炭对亚甲基蓝的吸附特性研究

以核桃壳为生物质原料,FeCl_3为赋磁剂,采用浸渍-热解法在厌氧条件下制备磁性生物炭MB,并将其作为一种易分离、可再生的吸附剂应用于模拟印染废水中亚甲基蓝的去除。结果表明,MB吸附亚甲基蓝是一个符合Freundlich模型和拟二级动力学模型的自发吸热过程,并在298.15 K、pH=12、C_0=2 100 mg/L、8 h的吸附体系中对亚甲基蓝的吸附效果为710 mg/g,远大于原始生物炭对亚甲基蓝的吸附容量(84.66 mg/g),是一类在印染废水处理方面具备广阔应用前景的吸附材料。     

β-CD/Al_2O_3/ATP复合材料对乙腈/正丙醇的吸附分离性能的影响

以β-CD/Al_2O_3/ATP复合材料为吸附剂,对乙腈和正丙醇体系进行静态和动态吸附实验,考察吸附条件对吸附分离性能的影响。实验结果显示,β-CD/Al_2O_3/ATP对体系具有较好的吸附效果。吸附时间的延长、吸附温度的降低和振荡速率的增大均使得静态饱和吸附量增大。利用Langmuir方程拟合吸附数据,呈现良好的线性关系。伪二级动力学方程较好地描述了乙腈和正丙醇在复合材料上的吸附动力学过程。动态吸附实验结果表明,适当地减小流速和增加柱高,有利于提高吸附分离效果。当流速为0.05L/min,柱高为10cm,β-CD/Al_2O_3/ATP复合材料对乙腈和正丙醇的饱和吸附量分别为182.6mg/g和69.76mg/g,乙腈的选择性达到0.73。     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr（VI）的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH 4.0,生物炭浓度20 g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800 mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20 mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10 mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56 mg/g提高近1倍。在pH 2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。腐殖酸浓度上升,生物炭吸附能力进一步提高。红外光谱显示,生物炭表面的羟基、羧基、酯基、芳香环上C-H和环状结构上的C-C等化学活性官能团与Cr(Ⅵ)的吸附有关。结合XPS分析结果,推断腐殖酸共存促进生物炭吸附的机制是：腐殖酸提高了Cr(Ⅵ)在生物炭表面聚集浓度,有利于生物炭对Cr(Ⅵ)的直接吸附和还原,而腐殖酸本身具有的吸附能力增加了对溶液中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的去除。     

米根霉磁性生物吸附剂的制备及其对刚果红的吸附

以产富马酸米根霉菌体粉末、FeSO4和FeCl3为原料,制备了米根霉磁性生物吸附剂,考察了吸附剂投加量、pH值、刚果红浓度、吸附时间及吸附动力学等对阴离子偶氮染料刚果红的吸附影响. 结果表明,刚果红去除率随吸附剂投加量增加而提高,增大溶液初始浓度能有效提高吸附量,当吸附剂为1.0 g/L, pH=7.0时,吸附效果最佳,刚果红浓度为20 mg/L去除率达98.68%以上. 米根霉磁性吸附剂对刚果红的吸附等温线符合Langmuir模型,吸附过程符合拟二级动力学方程,内扩散为主要控速步骤. 吸附剂有较强磁性,在外加磁场下能快速实现固液分离和回收,可简化刚果红偶氮染料吸附的后续处理.     

KMnO4改性棉籽壳生物炭的制备及其对铅吸附研究

以棉籽壳制备的生物炭为原始炭(BC),对其进行KMnO_4改性,制得改性生物炭(BC-Mn),并通过实验研究了BC-Mn对水中铅的吸附性能。结果表明:BC-Mn具有较大的比表面积和丰富的孔径结构。当初始Pb~(2+)质量浓度为300 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2 g/L时,吸附效果最佳,最大吸附量可达到126.79 mg/g。BC-Mn对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir等温方程和拟二级动力学模型,且该吸附过程是可以自发进行的吸热过程。模拟废水实验结果表明,BC-Mn是一种吸附性能良好且具有实际应用价值的重金属吸附剂。     

Al（OH）3胶体的制备及其对铀的吸附机理

为了研究在地浸采铀中胶体对矿层的阻塞及对铀酰离子吸附迁移影响,采用硝酸铝与氨水为原料制备Al（OH）₃,并用在pH = 6条件下制备所得的Al（OH）₃对铀进行吸附实验研究,考察了吸附的pH值、初始浓度及吸附时间等对Al（OH）₃吸附铀的影响。对实验数据使用准一级、复合二级与Elovich 动力学模型进行计算与分析,得出Elovich 动力学方程更适合描述Al（OH）₃对铀吸附,吸附主要是表面吸附;使用 Freundlich与Langmuir等温吸附方程对实验数据进行拟合,结果表明Langmuir模型更适合描述Al（OH）₃对铀酰离子的吸附;对吸附前、后的Al（OH）₃进行SEM与激光粒度分析。     

Friedel盐对废水中低浓度Cd2+的吸附动力学

以合成的Friedel盐(FS, 3CaO×A12O3×CaCl2×10H2O)为吸附剂,研究了FS去除废水中Cd2+的反应动力学和等温吸附特性. 考察了FS盐用量、温度及Cd2+初始浓度对Cd2+去除的影响. 结果表明,FS用量为0.03 g/L时,在室温下对废水中初始浓度为10 mg/L的Cd2+的去除率大于94.34%,吸附容量可达301.9 mg/g,吸附主要以离子交换吸附为主,最终形成Cd4Al2(OH)12Cl2(H2O)4×xH2O及Cd4Al2(OH)12Cl2×4H2O化合物. 利用一级动力学模型关联了反应动力学数据,得到速率常数k=0.049 min-1,吸附行为较符合Langmuir等温吸附方程.     

啤酒酵母吸附Cr（VI）的动力学及热力学研究

研究啤酒酵母对溶液中铬(VI)的吸附效果和机理,通过红外对吸附前后菌体表面特征分析,表明Cr (VI)与菌体表面基团发生配位络合反应.结果表明,在温度为35 ℃,pH=2,Cr(VI)初始浓度为20 mg/L时达到最大吸附量,最大吸附量为4.19 mg/g.酵母菌对Cr(VI)的吸附行为基本符合Langmuir方程,并且在 25,30和35 ℃条件下的理论最大吸附量qmax分别为4.472,4.533,4.702 mg/g.动力学研究表明,反应在240 min吸附基本达到平衡状态,准二级动力学模型能够更好的描述吸附过程.不同温度下的吸附热力学显示,该吸附过程为自发的吸热反应.     

农业废弃物香芋柄对含Mn2+废水的吸附

以废弃香芋柄作为新型生物吸附剂,通过静态吸附实验,研究了pH、温度、吸附时间、Mn2+初始浓度等因素对香芋柄吸附Mn2+的影响,分析了吸附过程的热力学、动力学和等温吸附规律. 结果表明,溶液初始pH=4,香芋柄用量6 g/L,30℃下吸附60 min,溶液中Mn2+吸附去除率达90.79%以上,吸附容量高达18.16 mg/g. 应用Langmuir和Freundlich模型描述香芋柄对Mn2+的吸附过程,结果显示Freundlich吸附等温线拟合效果更好. 吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型. 计算得到热力学参数DG<0, DH>0, DS>0,表明该吸附过程是自发和吸热的过程.     

铜离子在印迹壳聚糖/Al2O3上的吸附-脱附特性

采用表面接枝和表面印迹技术,以正硅酸乙酯改性后的Al2O3粉末为载体、壳聚糖为功能单体,制备了Cu2+印迹复合材料(IIP/Al2O3),用于选择性分离Cu2+. 研究了IIP/Al2O3对Cu2+的动态吸附,利用Thomas, Yoon-Nelson和Wolborska模型分析IIP/Al2O3吸附Cu2+过程,考察了动态条件下Cu2+的最佳洗脱条件. 结果表明,当Cu2+浓度100 mg/L、柱高37.25 mm、流速1.0 mL/min和pH=5时,IIP/Al2O3的穿透吸附容量和动态吸附容量分别为4.03和15.68 mg/g,Cu2+去除率为45.55%;Thomas和Yoon-Nelson模型能很好地拟合IIP/Al2O3对Cu2+的吸附;在柱高37.25 mm、洗脱液流速1.0 mL/min的条件下,15 mL 0.6 mol/L盐酸溶液对Cu2+的脱附率高达99.54%,脱附作用时间短,Cu2+易回收.     

水合氧化锆改性污泥生物炭对磷酸盐的吸附特性研究

将剩余污泥在 600 ℃下热处理得到污泥生物炭（SBC）,以 SBC为载体通过一步共沉淀法制得新型水合氧化锆改性污泥生物炭（SBC-Zr）,对其进行了表征,并研究了其对磷酸盐的吸附行为。表征结果表明,该吸附剂成功负载水合氧化锆,比表面积为 183.03 m²/g,孔容为 0.07 cm³/g。吸附实验结果表明：SBC-Zr 在 pH=2 时获得较高吸附量;随着投加量的减少,吸附量逐渐减小;SO₄^2-对吸附性能影响较 Cl^-、NO₃^-以及腐殖酸（HA）明显;准二级动力学模型能更好地拟合吸附动力学数据,且吸附过程较好地符合 Langmuir 等温吸附模型;SBC-Zr 吸附磷酸盐的机理包括静电吸引和磷酸盐取代表面 O-H 基团形成内层配合物。应用其处理实际含磷污水,可将磷酸盐浓度从 1.30 mg/L 降低到0.36 mg/L。     

蚯蚓粪生物炭对废水中Cd2+的吸附效果

采用高温热解的方法制备了一种蚯蚓粪生物炭(EB),并用其吸附废水中的Cd2+,研究了Cd2+初始浓度、pH、EB投加量、反应温度、吸附时间对吸附效果的影响,分析了等温吸附和吸附动力学特征.结果表明:Cd2+的初始浓度为8 mg/L,EB的投加量为2.0 g/L,pH=5.0,温度为30℃,吸附时间为150 min条件下吸附效果最佳,Cd2+去除率可达96.79％.蚯蚓粪生物炭对Cd2+的吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,吸附过程是以多层非均相吸附为主的化学吸附.     

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。     

铁改性花生壳生物炭除氟性能及机理研究

花生壳在600℃焙烧制得生物炭(BC),用三氯化铁(FeCl_3)溶液进行改性,制备载铁改性生物炭(Fe-BC),采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)进行表征,对高氟水进行了吸附处理研究。结果表明,当FeCl_3溶液浓度为4 mol/L,Fe-BC投加量为8 g/L,5 mg/L NaF溶液pH为7时,吸附性能良好,2 h后吸附饱和,饱和吸附量为1.545 mg/g。Fe-BC吸附氟离子的过程符合准二级动力学模型,其吸附模式符合Langmuir等温吸附模型。     

巯基壳聚糖的合成、表征及其对Cu~（2＋）的吸附行为

由简单方法合成巯基壳聚糖,通过FTIR、SEM、XPS、DTA-TG等技术对材料进行表征,实验结果表明,巯基乙酸的羧基分别与壳聚糖的氨基、醇羟基形成酰胺和巯基乙酸甲酯,从而使巯基功能团接枝在壳聚糖表面。吸附实验结果表明,在100 mL,20 mg/L的Cu2＋水溶液中,温度为310 K,pH为5,吸附时间为12 min,吸附剂用量为50 mg时,吸附效果最好,去除率达到87%。巯基壳聚糖对Cu2＋的吸附动力学可由拟二级反应模型拟合。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖/Al_2O_3的制备及动态吸附性能

以表面接枝和表面印迹技术为基础,采用正硅酸乙酯改性的Al2O3为载体,壳聚糖为功能单体,制备了一种新型Cu2+印迹壳聚糖/Al2O3复合材料(IIP/Al2O3),以傅里叶变换红外表征了IIP/Al2O3,发现Cu2+印迹壳聚糖被有效接枝到Al2O3表面。考察填充柱入口Cu2+质量浓度、柱高、流速和pH值对IIP/Al2O3柱动态吸附性能的影响,研究动态吸附模型,结果表明:当填充柱入口Cu2+质量浓度为100 mg/L、柱高为37.25 mm、流速为1.0 mL/min和pH值为5时,IIP/Al2O3柱穿透吸附量和平衡吸附量分别为4.03和15.68 mg/g,吸附平衡时间为215 min,穿透时间为31 min,吸附行为符合Thomas模型,理论平衡吸附量为15.76 mg/g,Thomas常数为0.342 9×10-3L/(mg·min)。研究IIP/Al2O3柱的选择性分离特性和稳定性,发现IIP/Al2O3柱对Cu2+吸附率远高于竞争离子Ni2+和Zn2+,经5次吸附-洗脱后,穿透吸附量及平衡吸附量仅分别下降5.2%和3.0%。     

腐殖酸对生物炭去除水中Cr(Ⅵ)的影响机制研究

以污泥生物炭作吸附剂处理水中Cr(Ⅵ),研究了共存腐殖酸对生物炭吸附性能影响。结果表明,腐殖酸能显著促进生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附,大幅提高吸附量以及缩短吸附平衡时间,生物炭吸附过程符合准二级动力学模型。在溶液初始pH4.0,生物炭浓度20g/L,Cr(Ⅵ)初始浓度在50～800mg/L范围下,Langmuir模型比Freundlich模型更好地描述等温吸附行为。加入腐殖酸(20mg/L)后,拟合得到的理论饱和吸附量达10.10mg/g,较未加入腐殖酸的吸附量5.56mg/g提高近1倍。在pH2.0～8.0范围内,吸附量随溶液初始pH值升高而减小。