Mg/Al/Fe型类水滑石焙烧产物吸附去除水中硫酸根离子

通过共沉淀法制备了Mg/AUFe型类水滑石(MgAlFe-HTLCs)并在500℃下焙烧得焙烧产物(HTLCs-500),利用HTLCs-500吸附去除水中的硫酸根离子,并用X射线衍射对MgAlFe-HTLCs及HTLCs-500吸附硫酸根离子前后的结构进行了表征,研究了环境中其他因素对HTLCs-500吸附硫酸根离子的影响.结果表明,实验数据对准二级动力学模型的拟合结果最好;吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,通过实验得到HTLCs-500对硫酸根离子的最大吸附量为157.73 mg/g,和Langmuir等温线得到的理论最大吸附量161.29 mg/g相差不大,对硫酸根离子具有良好的吸附性能;硫酸根溶液的初始pH值对HTLCs-500吸附硫酸根离子的性能影响不大,最佳pH值为3;X射线衍射结果表明,HTLCs-500吸附去除硫酸根离子的机理之一为HTLCs-500通过吸附硫酸根离子来恢复层状结构.     

镁铝水滑石及焙烧产物去除水中的天然有机物

为有效去除饮用水中天然有机物,提高水处理效果,本研究对比分析了合成镁铝水滑石及其在200℃、500℃和800℃下的焙烧产物对腐植酸、富里酸在不同pH与温度影响下的吸附去除性能及机理。结果表明,吸附效果有明显的差别,吸附不是简单单分子层物理吸附,存在一定程度的化学作用机理。其中500℃焙烧产物对腐殖酸与富里酸的吸附效果最好,对HA与FA的最大吸附量分别为105.2 mg/g和100.3 mg/g。     

制备方法对铜镁铝类水滑石吸附性能的影响

为了考察制备方法对水滑石结晶形态及吸附性能的影响,同时解决吸附剂再生困难且易产生二次污染的问题,分别采用共沉淀法和水热法合成具有光催化作用的Cu-Mg-Al类水滑石,通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR) 等方法对制备的材料进行了表征,考察了其对盐酸四环素(TC)的吸附性能,吸附饱和的类水滑石采用紫外光照再生。结果表明,共沉淀法合成的LDHs-C吸附性能优于水热法合成的LDHs-H,对TC的去除率分别为95.2%和75.2%。Cu-Mg-Al类水滑石吸附TC的过程均符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型。吸附饱和的吸附剂在紫外线照射下30 min即可实现再生,经4次循环后,LDHs-C对TC的吸附量仍能保持原有的90%以上。     

煅烧的水滑石同时去除水体中砷和氟

为探讨水滑石类材料对水体中氟、砷离子的同时去除效果,采用共沉淀法合成(Mg∶Al=2∶1)纳米类水滑石(LDHs),用傅立叶转换红外光谱、电子扫描透射电镜、X射线晶体衍射等手段对合成的材料进行了表征,并研究纳米材料在不同初始浓度、pH、吸附时间、阴离子干扰条件下其同时除砷氟性能。结果表明,煅烧后的水滑石(LDOs)对砷最大吸附量为51.02 mg/g,对氟最大吸附量为36.63 mg/g。吸附动力学实验表明,煅烧水滑石对砷的吸附在前6 h内基本完成,对氟的吸附在前10 h内基本完成。砷氟共存溶液保持pH=4~10及pH=6~8时,水滑石分别对砷、氟保持良好的吸附效率。对比不同阴离子对水滑石共除砷氟效率的影响,水滑石除砷速率受到阴离子影响力大小为:HPO2-4CO2-3NO-3Cl-SO2-4;水滑石除氟速率受到阴离子影响力大小为:CO2-3HPO2-4SO2-4Cl-NO-3。材料再生循环利用4次后,对砷和氟的吸附效率均能达到90%以上。实验结果表明,所合成的水滑石是一种优秀的能共除砷氟的吸附剂。     

焙烧镁铝水滑石的制备及其对水中Cl-和SO42-的吸附特性

采用共沉淀法制备了n(Mg):n(Al)=3:1的镁铝水滑石(LDH),进一步通过焙烧得到改性产物LDO,用XRD与FT-IR对LDO进行了表征,系统研究了其对水中Cl-和SO42-的吸附特性。结果表明:焙烧温度为400℃时,LDO对Cl-和SO42-的吸附量较焙烧前分别提高了75.00%和78.20%;pH值在4~10之间,LDO对Cl-和SO42-的吸附量基本无变化;LDO对Cl-和SO42-的吸附分别符合准一级、准二级动力学模型,吸附等温线均可以用Langmuir方程来描述,最大吸附量分别为61.88和227.79 mg/g。LDO对不同浓度的盐渍土洗盐废水的吸附研究结果表明,LDO对洗盐废水中Cl-和SO42-的去除具有较好的效果。LDO投加量相同情况下,Cl-和SO42-浓度分别为60.71和50.03 mg/L时,LDO对Cl-和SO42-的吸附量分别为16.97和22.85 mg/g;当废水中Cl-和SO42-浓度分别为585.75和513.08 mg/L时,LDO对Cl-和SO42-的吸附量分别为0.89和112.47 mg/g。以上研究结果表明,利用LDO处理轻度的氯化物(氯化物硫酸盐)型盐渍土洗盐废水和中度硫酸盐(硫酸盐氯化物)型盐渍土洗盐废水时,吸附效果较好。     

5种吸附剂对水中离子液体的吸附性能

实验研究了蒙脱土、活性白土、人造沸石、活性炭和水滑石5种吸附材料在25℃和50℃下对[Bmim]Cl的吸附过程,结果表明,蒙脱土对离子液体的去除效果最好,温度对活性炭的吸附有一定的影响,而对其他吸附剂的影响不大,说明这些无机矿物发生了离子交换型吸附过程。实验进一步研究了蒙脱土在25℃下对[Bmim]Cl、[Bmim]BF4、[Bmim]PF6、[Bmim]DBP、[Hmim]Cl和[Omim]Cl 6种离子液体的吸附行为,结果表明,对于阳离子相同的离子液体,阴离子对吸附影响不大;对于阴离子相同的离子液体,其饱和吸附量随着阳离子链长的增加而减小。     

Mg/Al水滑石对水中痕量邻苯二甲酸酯的吸附动力学和热力学

研究了Mg／A1水滑石对水中痕量邻苯二甲酸二甲酯（DMP）、邻苯二甲酸二（2一乙基己基）酯（DEHP）和邻苯二甲酸二辛酯（DnOP）的吸附动力学和热力学特性。结果表明,在所研究的浓度范围内,3种邻苯二甲酸酯的吸附动力学曲线均符合准二级速率方程,DMP、DEHP和DnOP分别在600、200和200min基本达到吸附平衡;3种邻苯二甲酸酯的吸附等温线基本符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程;在283～308K范围,pH=6．36,3种邻苯二甲酸酯初始浓度均为50μg／L时,吸附过程△H为负值且绝对值为5～12kJ／mol,表明吸附为放热过程,以表面物理吸附为主,邻苯二甲酸酯在Mg／Al水滑石上的吸附是色散力、诱导力、取向力和氢键力等多种作用力协同作用的结果。     

Mg/Fe水滑石吸附水中磷的动力学及热力学研究

以MgCl2和FeCl3为原料通过共沉淀法制备了Mg/Fe水滑石,并对其进行焙烧得到了焙烧态Mg/Fe水滑石。采用X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对所得产物进行了结构表征。利用焙烧前后的水滑石作吸附剂吸附处理含磷废水,比较了两者对磷的吸附能力,并在不同温度和pH条件下进行了吸附动力学实验。结果表明,焙烧前后的水滑石对磷都具有很好的吸附能力,但300℃焙烧后水滑石的吸附能力提高了约5%。动力学实验表明,水滑石对磷的吸附可很好地用准二级动力学方程进行描述,其线性相关系数达0.999以上。在15~35℃下进行了等温吸附实验,结果发现水滑石对磷的吸附更符合Langmuir方程。经热力学研究发现,标准吸附焓变(ΔH0)0J/mol、标准吸附自由能(ΔG0)0J/mol和标准吸附熵变(ΔS0)0J/(mol·K),说明水滑石对磷的吸附反应是自发的吸热反应,且是一个熵增加的过程。     

Mg-Al水滑石对偶氮染料活性艳红X-3B的脱色性能研究

采用共沉淀法合成出一系列镁铝摩尔比不同的碳酸根型水滑石（LDHs）,经500℃高温煅烧制备出镁铝复合氧化物CLDH,并用X-射线、红外光谱对它们进行表征。考查了吸附剂投加量、反应时间、初始pH值等因素对LDHs和CLDH处理阴离子染料活性艳红X-3B模拟废水效果的影响,并对吸附机理进行探讨。实验结果表明：以镁铝摩尔比为3∶1时制得的水滑石对活性艳红X-3B溶液的脱色效果最好。水滑石LDHs及其焙烧产物CLDH对活性艳红X-3B染料均具有较好的吸附性能,最佳反应时间分别为60 min和30 min;在较宽的pH范围内二者的脱色性能稳定,且CLDH对该染料的吸附效果要优于LDHs。LDHs及CLDH对活性艳红X-3B的吸附结果符合Langmuir吸附等温式,25℃下饱和吸附量分别为263.77 mg/g和875.23 mg/g。LDHs及CLDH的吸附机理分别为离子交换和层状结构重建。饱和吸附后的CLDH用高温热解法再生,吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

碳酸根型镁铝水滑石对铬酸根和磷酸根离子的吸附性能

为研究水滑石类材料对水体中铬酸根和磷酸根离子的同时吸附去除性能,采用共沉淀法合成碳酸根型镁铝水滑石(Mg-Al-CO3 LDHs),利用傅立叶转换红外光谱、X射线晶体衍射、表面积、X光吸收近边结构等手段对合成材料进行表征,并研究Mg-Al-CO3 LDHs在不同初始浓度、pH、吸附时间、阴离子干扰条件下同时去除铬酸根和磷酸根离子的性能。结果表明,Mg-Al-CO3 LDHs对铬酸根和磷酸根离子最大吸附量分别为0.042 mmol/g和0.146 mmol/g。吸附动力学实验数据的拟合结果以Elovich为最佳。竞争实验表明,溶液中含有少量磷酸根离子即可抑制铬酸根离子的吸附,但铬酸根离子对磷酸根离子的吸附影响不大。X光吸收近边结构结果表明,铬与构造中心的铝产生键结而吸附。     

Mg/Al/Fe复合氧化物吸附去除水体中氟化物的研究

采用水热法合成了不同铁掺杂量的Mg/Al/Fe型类水滑石(MAF),根据X射线衍射(XRD)的测定结果,铁存在一个最佳投加量,铁的掺杂量过大则会导致水滑石的层状结构被破坏。通过扫描电镜(SEM)和比表面分析仪(BET)研究了MAF焙烧后的复合金属氧化物(CMAF)的结构和性能,并考察了CMAF对水中氟离子的吸附性能。与CMA相比(铁掺杂量为零),CMAF对氟离子的吸附去除效率明显提高(最大吸附容量75.2 mg/g),整个吸附过程可以用Langmuir吸附等温线更好地描述。通过XRD测定和晶格参数计算,CMAF的结构由吸附前的复合氧化物恢复到层状水滑石结构,表明氟离子在水滑石重构过程中作为层间阴离子进入到水滑石内部,从而达到较高的除氟效率。     

粉末活性炭对水溶液中邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯的吸附

采用静态吸附法研究了邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)在粉末活性炭上的吸附性能,探讨了粉末活性炭对DEHP的吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学特征。结果表明,粉末活性炭对DEHP吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;分别采用拟一级反应、拟二级反应和颗粒内扩散反应模型对吸附动力学过程进行了拟合,实验数据遵循颗粒内扩散模型;在20、30、40和50℃下,对应的吉布斯自由能(ΔG0)分別为-2.014、-1.441、-0.868和-0.296 kJ/mol,表明该反应自发进行;焓变(ΔH0)<0,证实该反应为放热反应;熵变(ΔS0)<0,说明该吸附反应是熵值减小的过程;吸附活化能Ea=7.234 kJ/mol和粘附概率S*=0.036分别介于5～40 kJ/mol和0～1范围内,表明该吸附过程主要为物理吸附;活性炭吸附前后红外谱图分析,也验证物理吸附为PAC吸附DEHP之主要机制。     

炭化百合杆对废水中苯酚的吸附

采用聚乙二醇活化原材料百合杆,分别在300％和600℃对活化后百合杆进行炭化,制得炭化百合杆,用于吸附废水中的苯酚。实验考察了pH值、吸附时间和吸附质初始浓度对苯酚吸附的影响,采用Langmuir、Freundlich和Dubinin．Radushkevich等温式分别对该吸附过程进行描述,并结合实验数据对比了准一级和准二级动力学模型。结果表明：炭化百合杆对苯酚的吸附过程符合Langmuir等温式和准二级动力学模型,计算了热力学参数（△G、△H和△s）,说明该吸附过程为自发进行。碳化百合杆对苯酚具有良好吸附性能。     

阴离子粘土对水中瓜儿胶的吸附研究

利用实验室制备的镁铝阴离子粘土材料,研究了其吸附水中瓜儿胶的动力学和热力学.结果表明,在瓜儿胶初始质量浓度为20～60 mg/L及温度为298～323 K时,阴离子粘土对水中瓜儿胶的吸附动力学符合准二级速率方程.阴离子枯土对瓜儿胶的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,吸附是吸热反应,吸附量随温度升高而略有增加,但吸附表观活化能只有18.13kJ/mol,说明温度对吸附的影响不显著.实验还表明,阴离子粘土对水中瓜儿胶的吸附性能优于活性炭.     

氨基化凹土对水中焦性没食子酸的吸附

采用氨基硅烷偶联剂(γ-氨丙基三乙氧基硅烷)改性凹凸棒石黏土(以下简称"凹土")为吸附剂,通过静态吸附研究其对模拟废水中焦性没食子酸的吸附性能。结果表明,γ-氨丙基三乙氧基硅烷改性凹土能有效提高凹土的吸附性能,改性凹土吸附50 mL,浓度为100 mg/L焦性没食子酸较理想的条件为吸附剂用量0.4 g、吸附温度20℃、吸附时间40min、体系pH 5.2。通过静态吸附实验数据计算分析得知,拟二级动力学模型比拟一级动力学模型能更好地描述改性凹土对焦性没食子酸的吸附动力学行为,改性凹土对焦性没食子酸的吸附更符合Langmuir等温式,其饱和吸附量为19.861 mg/g。     

改性木屑吸附除亚甲基蓝性能

为提高对亚甲基蓝的去除效果,采用热解+NaOH浸泡方法制备了改性木屑,用SEM研究了改性对木屑表面结构的影响,并以该改性木屑为吸附剂,进行了从水溶液中吸附亚甲基蓝的性能研究。研究结果显示,改性木屑表面光滑,并出现多发熔孔。常温下,改性木屑对亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir方程,最大吸附量322.58 mg/g,是原始木屑的10倍,是活性炭的3倍,改性效果显著;对浓度为200 mg/L、pH值为7的亚甲基蓝溶液,改性木屑投加量为0.8 g/L时,去除率达到了99.01%,去除效果理想。吸附动力学符合伪二级速率方程。     

凹凸棒粘土对水中亚甲蓝的吸附性能

用焦磷酸钠和盐酸纯化了地产凹凸棒粘土,SEM、XRD和FT-IR表征其结构。研究了凹凸棒粘土对亚甲蓝的吸附性能及热力学和动力学特征,考察了吸附时间、温度、初始浓度、pH和离子强度下对亚甲蓝吸附的影响。结果表明,不同实验条件下,吸附过程均符合准二级动力学特征。凹凸棒粘土对亚甲蓝是放热的物理吸附过程,吸附符合Langmuir模式,在303 K时最大吸附量为114.02 mg/g。与其他吸附材料相比,凹凸棒粘土对亚甲蓝有较快的吸附速率和较大的吸附量,可以作为价廉的吸附剂用于亚甲蓝的消除。