柚皮生物炭对模拟印染废水的吸附性能研究

为探究柚皮生物炭对印染废水的吸附性能,利用水热法炭化制备了柚皮生物炭吸附剂.采用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FT - IR)对其进行了表征,并考察了吸附时间、吸附温度和溶液初始浓度等因素对其吸附模拟废水中中性红的影响.结果表明:当吸附剂用量为0.09 g、吸附时间为40 min、 吸附温度为30 ℃时,柚皮生物炭对模拟废水中中性红的吸附效果最佳,为54.32 mg/g(模拟废水初始质量浓度为100 mg/L); 其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学过程遵循准二级动力学模型.     

镁铝双氢氧化物改性D331树脂对磷的吸附性能研究

采用共沉淀法制备的镁铝双氢氧化物(Mg-Al-LDH)改性D331 树脂(大孔丙烯酸系弱碱阴离子交换树 脂)制备了一种磷吸附材料,考察了磷初始浓度、pH、共存离子、温度等因素对改性树脂吸附磷的影响。结果 表明溶液pH 值从2.56 升高到5.71 时,改性树脂对磷的吸附能力逐渐提升,最大吸附量为42.51 mg/g;随着 吸附剂投加量的增加,当吸附剂投加量由0.7 g/L 增加到2 g/L 时,改性树脂对水中磷的去除率,由62.46% 逐 渐增加到92.34%;温度的升高,有利于改性树脂对水中磷的吸附,ΔG<0,说明吸附过程自发进行,吸附等温 线符合Freundlich 模型;吸附时间在前9h 内,吸附量从8.38 mg/g 升高到36.63 mg/g,增加了337.1%,吸附 动力学可用准二级动力学方程来描述。溶液中的阴离子对改性树脂的吸附有一定的影响,其影响顺序为, CO3 2－>SO4 2－>NO3 －;通过表征分析,改性树脂对磷酸盐的吸附机理,可能是树脂与磷酸根之间的化学吸附, 形成了内层络合物。     

生物炭对铅离子的动态吸附

以黄姜皂素废渣为原料,制备成了生物炭,以硝酸铅水溶液作为模拟废水,采用降流式固定吸附床,模拟工业填充柱,分别考察了重金属铅离子溶液的吸附剂投加量、初始浓度、流速及初始pH值对生物炭动态吸附过程的影响.实验结果表明：生物炭能有效去除水中的重金属离子,随着重金属溶液初始浓度及流速的增大,穿透时间提前;增加生物炭的投加量,穿透时间延长;生物炭对水中铅离子动态吸附的穿透时间随pH值增大而延长.对实验数据进行了线性拟合,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征,说明生物炭动态吸附铅离子是一个吸附位点一旦被吸附质占据后则吸附不再发生,而且没有轴向扩散.     

柚皮基活性炭吸附除磷试验

采用农业废弃物柚子皮制备活性炭用于吸附去除废水中的磷,研究了溶液中磷的初始浓度、柚皮基活性炭投加量、pH和温度等因素对磷吸附过程的影响。研究结果显示：在pH值为2、6和10时,制备的活性炭样品对磷的吸附量变化不大;在温度20～50℃范围,吸附量变化并不明显（0.60～0.69 mg/g）,40℃时,磷的吸附量接近最大值（0.69 mg/g）;随着初始浓度的增加,磷的吸附量逐渐增大。吸附数据遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附的表观活化能为42.03 kJ/mol,柚皮基活性炭对磷的吸附属于化学吸附。     

赤泥制备铁钛吸附剂及其除磷效果研究

以氧化铝工业生产过程中排放的废矿渣——赤泥为原料,采用铁盐改性处理,制备以赤泥为基料的新型羟基铁钛吸附剂,用于吸附水中磷酸盐.借助Zeta电位对吸附剂进行表征.考察了吸附剂投加量对除磷吸附剂吸附效果的影响以及吸附动力学等.研究表明,吸附剂对水中磷离子具有良好的吸附解吸效能,对磷的最大平衡吸附容量达到66.2 mg/g.吸附作用依赖于溶液的pH值,属于表面络合沉淀反应机制.吸附等温线和吸附动力学曲线与Langmuir方程和准二级动力学(Elovich)方程较吻合.     

改性生物质炭对水溶液中Hg~(2+)的吸附性能研究

制备了KOH改性低温生物质炭(low temperature biochar modified by potassium hydroxide,BC-P)、KOH改性高温生物质炭(high temperature biochar modified by potassium hydroxide,HC-P)、NaHS改性低温生物质炭(low temperature biochar modified by sodium hydrosulfide,BC-S)、NaHS改性高温生物质炭(high temperature biochar modified by sodium hydrosulfide,HC-S),并研究了溶液pH、吸附剂投加量、吸附温度和Hg~(2+)浓度等因素对上述4种改性生物质炭吸附水溶液中Hg~(2+)的影响.结果表明,BC-S对Hg~(2+)吸附效果最好,在pH为4、温度为298 K、投加量为1.2 g/L时,对10.0 mg/L的Hg~(2+)溶液中Hg~(2+)吸附量为8.48 mg/g,去除率达到97.89%.准二级动力学能很好地描述BC-S对Hg~(2+)的吸附动力学过程,其等温吸附过程符合Langmuir吸附等温线,吸附热力学表明298 K最有利于BC-S吸附Hg~(2+).     

玉米秸秆生物炭对水中对苯醌的吸附性能研究

资源环境问题一直受到人们的广泛关注,农业废弃物玉米秸秆可以用来提取油气,副产物生物炭预期能够用于环境治理。在600℃条件下,通过简单的限氧热解法制备得到玉米秸秆生物炭,将其用于吸附去除在高级氧化过程中产生的中间氧化产物——对苯醌,研究了玉米秸秆生物炭的投加量和溶液初始pH值对吸附效果的影响,玉米秸秆生物炭吸附对苯醌的动力学、热力学作用机理,玉米秸秆生物炭的再生利用性能等。研究结果表明:①玉米秸秆生物炭能够高效吸附去除对苯醌,投加量为0.8 g/L时的去除率可达到97.2%。②在较宽的pH值变化范围内(3.0～11.0)均表现出了较高的去除能力,且生物炭和对苯醌之间产生的∏-∏电子供体-受体(∏-∏electron-donor-acceptor interaction)相互作用占主导。③Elovich和准二级动力学模型均能较好地拟合试验动力学数据,表明玉米秸秆生物炭与对苯醌之间可能存在扩散控制的化学吸附过程。④基于Langmuir模型的玉米秸秆生物炭对对苯醌的最大吸附量q_(max)为94.6 mg/g;与Langmuir模型相比,Freundlich模型能够更好地拟合试验热力学数据,且玉米秸秆生物炭对对苯醌的吸附在很大程度上是多分子层吸附过程。⑤多次循环再生后的玉米秸秆生物炭仍具有较好的吸附去除率。     

柚子皮对水中六价铬的吸附性能研究

采用柚子皮制备生物吸附剂用于去除水中的Cr（VI）,考察了pH值、柚子皮投加量、柚子皮粒径、溶液离子强度、反应温度等因素对吸附效果的影响。结果表明,当溶液中Cr（VI）离子初始浓度15mg／L、pH 1．5、反应温度25℃、柚子皮投加量1．Og／100mL、吸附时间7h时,Cr（VI）离子去除率可达90％以上。柚于皮对Or（VI）离子的吸附过程可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型来描述,吸附等温线线性相关性均较显著,吸附过程符合准二级动力学方程。柚子皮对水中Cr（VI）离子吸附性能较好,且运行成本低,可推广应用于水中重金属离子的治理。     

改性活性污泥生物炭对水中苯酚吸附性能研究

以城市生活污水处理厂污泥为原料、碳酸氢钠为绿色活化剂、磷酸铵为氮磷源,采用真空热解法制备改性污泥生物炭,并采用SEM、FT?IR对材料进行了表征分析。结果表明,污泥生物炭改性后,可显著提高生物炭比表面积和孔隙度,以及N—H和C—O数量。研究了改性污泥生物炭投加量、污染物质量浓度、反应温度和pH等条件对苯酚吸附效果的影响,以及吸附的过程与机理。结果表明,改性污泥生物炭对苯酚有更好的吸附效果,吸附率随改性污泥生物炭投加量的增大而增大;当污染物质量浓度增大时,吸附率降低;反应温度越高,吸附效果越好;酸性条件有利于反应的进行。改性污泥生物炭对苯酚的吸附过程符合准二级动力学,吸附机理为单分子层吸附和不均匀的表面吸附。改性污泥生物炭具有良好的再生利用性能,可为污泥资源化利用及废水中苯酚的处理提供有效途径。     

核桃壳基生物炭对水中阿特拉津的吸附研究

以农林废弃物核桃壳为原料,采用热解法制备了多孔生物炭材料(BC).用BC吸附水中残留的农药阿特拉津,考察了吸附剂BC投加量、废水p H值、反应时间等因素对吸附过程的影响,并探究了吸附机理.结果表明:核桃壳生物炭比表面积高达489.7 m2/g,优于其它农林废弃物基生物炭;在阿特拉津农药废水的pH值为7、BC投加量为2....     

稻秆生物炭负载Fe/Ca对化粪池中磷的吸附特性

实现磷资源的高效回收和农业废弃物的资源化利用具有重要意义。采用氯化铁、硫酸铁、氯化钙对水稻秸秆生物炭（RSB）进行改性，得到3种改性稻秆生物炭（PRSB-Fe、PRSB-FS和PRSB-Ca），采用SEM、XPS、FTIR和BET对其进行表征，并通过批量实验探究其对模拟废水和化粪池粪污分离液中磷酸盐的吸附特性。模拟废水实验结果表明：伪二级动力学方程能更好地描述改性生物炭对磷的吸附过程（R²>0.99），吸附机制以化学吸附为主，吸附等温线均更符合Freundlich方程（20 ℃），表明多层吸附可能起主导作用。共存的Cl^-基本不会影响3种改性生物炭对磷的吸附效果；对于初始磷浓度为（12.94±1.51） mg/g、pH值为7.4±0.2的化粪池粪污分离液，PRSB-Fe-5、PRSB-FS-5和PRSB-Ca-5对磷的吸附量分别是10.77、23.35、0.85 mg/g，其中PRSB-FS-5对磷的吸附效果最好，去除率高达97.31%，剩余磷浓度仅有0.37 mg/L，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级A标准。     

农业废弃物茭白叶的改性吸附性能

以农业废弃物茭白叶为原料,利用FeCl3溶液进行浸渍改性,制备了茭白叶生物吸附剂,研究了吸附剂吸附富营养化物质磷的行为.利用场发射扫描电镜研究了原始茭白叶与生物吸附剂表面形貌变化,重点研究了被吸附溶液pH值、FeCl3溶液的质量浓度、生物吸附剂的粒度等因素对磷吸附能力的影响.研究表明,生物吸附剂的粒度越大,吸附能力越强.采用50 g/L的FeCl3溶液对原始茭白叶进行改性,被吸附溶液pH值为5.5,吸附时间30 h,片状生物吸附剂的吸附能力可以达到4.36 mg/g.     

花生壳生物炭对水中Pb(Ⅱ)的吸附

以农业废弃物花生壳为原料制备生物炭,对其表面形貌及孔结构进行了表征,对其吸附水中Pb(Ⅱ)的行为进行了研究.结果表明,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程.Langmuir吸附模型能够很好的模拟吸附等温线,最大饱和吸附量为68.22 mg·g-1.吸附热力学结果显示,花生壳生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附主要以化学吸附为主,升高温度有利于吸附.     

高锰酸钾改性活性炭对水中Sb(Ⅲ)的吸附

为了提高活性炭对锑的去除效果,以颗粒活性炭为基础,采用不同浓度的高锰酸钾溶液对颗料活性炭进行冷凝回流,并利用扫描电镜(SEM)、激光粒度仪、全自动比表面、孔隙分析仪(BET)和傅里叶红外光谱仪(FTIR)对改性前后的物化性能进行表征.通过对水中Sb(Ⅲ)的静态吸附试验,考察pH值、原溶液中锑的浓度、吸附剂投加量、吸附时间和温度对吸附效果的影响.结果表明,在Sb(Ⅲ)初始质量浓度为1.5 mg/L、吸附剂投加量为1.5 g/L、温度为298 K、pH值为3.00的条件下,用0.01、0.05和0.1mol/L的高锰酸钾溶液改性的活性炭对锑的去除率分别为87.38％、97.85％和99.04％,吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温线.在实验中,pH值对吸附效果的影响较大.     

还原剂改性生物炭吸附法去除对苯醌的试验研究

选用Na_2SO_3、FeSO_4两种还原剂制备改性麦秸秆生物炭,以对苯醌为目标污染物,通过试验研究生物炭制备过程中还原剂浸渍时间及浓度、生物炭热解温度及投加量对其吸附去除对苯醌的影响,同时进行热力学分析。结果表明,还原剂浸渍时间宜为2 h、最佳物质的量浓度为0.001 mol/L,生物炭最佳热解温度为600℃、最佳投加量为20 mg。另外,FeSO_4改性麦秸秆生物炭吸附去除对苯醌的效果比Na_2SO_3改性麦秸秆生物炭好。     

改性磁性壳聚糖去除水中双氯芬酸

为改善壳聚糖的吸附能力,探究壳聚糖吸附水中双氯芬酸的作用机理,采用原位共沉淀法制备磁性壳聚糖小球,并利用乙二胺对其进行改性.分别研究戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺等交联剂的投加量不同时,改性磁性壳聚糖对水中双氯芬酸吸附能力的差异.当戊二醛、环氧氯丙烷和乙二胺的投加量分别为4,12和6 mL时,制备的吸附剂(EMMCS-G)吸附效果最佳.通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等对EMMCS-G表征分析,讨论反应时间、温度、pH、吸附剂投加量以及再生次数等因素对EMMCS-G吸附双氯芬酸的影响.结果表明,壳聚糖已成功包覆Fe_3O_4颗粒,且改性后的磁性壳聚糖氨基数量明显增多,具有良好的磁学性能和重复利用性.反应最适pH为6.5.当双氯芬酸初始质量浓度为50 mg/L,吸附剂投加量为100 mg时,反应12 h后,去除率达到76%以上.吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Freundlich模型,结合热力学分析及溶液酸碱度实验表明该吸附过程是物理吸附和化学吸附共同作用的自发吸热反应.     

法桐树叶衍生生物质炭吸附含镍废水研究

以法桐树叶为原材料制备KOH改性的生物质炭吸附剂,对其表面性质进行表征,并研究其对含Ni(Ⅱ)废水的吸附性能。通过扫描电镜、比表面积分析仪及傅里叶红外光谱仪对制备的生物质炭表征分析证明,生物质炭呈现以微孔为主的多孔结构,比表面积为1 733.01 m2/g,表面存在一定量的羟基、羧基等酸性表面官能团,有利于对Ni(Ⅱ)的吸附。25℃下,生物质炭对Ni(Ⅱ)的饱和吸附量为12.35 mg/g。通过对吸附实验数据拟合可知,其吸附行为符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir模型。生物质炭对Ni(Ⅱ)的吸附主要表现为单分子层化学吸附,同时伴有自发的吸热反应。     

丁二酸改性酵母菌对水中Ni(Ⅱ)的吸附研究

为提高酵母菌对Ni(Ⅱ)的吸附性能，采用丁二酸对其进行酯化改性，将酯羰基引至酵母菌表面，制备丁二酸改性酵母菌吸附剂，利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对改性酵母菌进行表征，研究改性酵母菌对水中Ni(Ⅱ)的吸附性能，考察丁二酸投加量、戊二醛用量、溶液pH及吸附时间等因素对Ni(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明：酯羰基被成功引至酵母菌表面，改性酵母菌表面粗糙不平；当丁二酸用量为6 g/g、戊二醛用量为6 mL/g时，制备的改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的去除效果较好；当溶液pH为7、吸附剂用量为1 g/L、吸附时间为150 min时，丁二酸改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的去除率为67.05%;Langmuir模型可以更好地描述改性酵母菌的吸附行为，改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的吸附为自发吸热过程。     

生物质炭对气态挥发性有机污染物的吸附性能及机理

为探究生物质炭对气态有机污染物的吸附能力及作用机理,以核桃壳和椰子壳为原料制备生物质炭.采用元素分析仪、傅里叶红外光谱仪、Boehm滴定和比表面积及孔隙率分析仪分析生物质炭理化特征,并利用吸附柱实验考察生物质炭对气态挥发性有机污染物(苯和甲苯)的吸附行为.结果表明:相同制备条件下,椰壳生物质炭吸附性能高于核桃壳生物质炭.在实验温度范围内(400~700℃),随着制备温度的升高,生物质炭吸附性能增大.低温下制备的生物质炭(400℃)吸附行为符合准二级动力学模型,高温下制备的生物质炭(700℃)的吸附过程符合准一级动力学模型.在吸附温度30℃时,生物质炭对苯和甲苯的等温吸附过程符合Toth模型,计算得到生物质炭最大的理论饱和吸附量为18.98 mg/g苯和61.73 mg/g甲苯.生物质炭的表面酸性官能团和孔道结构在吸附过程中起关键作用,影响吸附质在生物质炭的表面吸附和粒内扩散吸附过程.     

硫酸改性活性炭及其去除水中Cr（Ⅵ）的研究

探讨了硫酸改性活性炭的制备方法,以及改性炭吸附去除水中Cr（VI）的效果、条件与作用机理.结果表明,硫酸改性活性炭制备方法为：将5 g原炭浸泡在100 mL浓度为1 mol/L的硫酸溶液中改性时间4 h,改性温度60℃.改性炭吸附去除Cr（VI）的最佳方式为：溶液pH值3-5,改性炭投加比为1：100（重量比）,（补充单位）,Cr（VI）去除率为95.6%（较原炭提高了19.6%）.改性炭强化Cr（VI）去除的机理主要是：改性炭表面酸性基团含量显著增加,表面极性和亲水性增强,因而对亲水性的Cr2O72-离子吸附能力增强;且活性炭在改性过程中表面形成了大量带正电荷的基团,强化了与Cr2O72-负离子的异电吸附作用.