焙烧态锂铝水滑石对水中氟离子吸附性能研究

采用尿素水热法合成了不同摩尔比的锂铝水滑石(Li/Al LDHs),经480℃煅烧后制备出焙烧态锂铝水滑石(Li/AlLDOs)。研究了Li/Al LDOs对水中氟离子的吸附性能,分别考察了吸附时间、吸附温度和pH等因素对吸附效果的影响,并对吸附机制进行了探讨。结果表明,Li/Al LDOs吸附水中氟离子的行为符合准二级动力学方程,吸附等温数据符合Freundlich吸附等温方程,pH对吸附效果影响较大。X射线衍射分析表明,水滑石样品经历了物相转变及重构过程,Li/Al LDOs可有效去除水体中的氟离子。     

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。     

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。     

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.     

除氟活性铝氧化物(AlO_xH_y-F_n)的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷(As(Ⅲ))和五价砷(As(Ⅴ))吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218.88 m2/g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ),且反应24 h后的平衡吸附量分别为0.60和3.41 mg/g,朗格缪尔模型可以很好地描述As(Ⅲ)和As(Ⅴ)在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最大吸附容量分别为13.63和63.27 mg/g;AlOxHy-Fn在pH=4~10范围内对As(Ⅴ)去除率在90%以上,As(Ⅲ)在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32%以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As(Ⅲ)与As(Ⅴ)的吸附有重要影响,电负性As(Ⅴ)较电中性As(Ⅲ)更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低(0.40 mg/g),过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As(Ⅴ)吸附量之间有明显正相关关系(R2=0.97),但与As(Ⅲ)吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4~10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As(Ⅲ)氧化为As(Ⅴ)是提高去除效果的重要手段。     

除氟活性铝氧化物（AlOxHy-Fn）的吸附除砷性能

以活性铝氧化物AlOxHy处理某高氟地下水的中试实验获得的吸附剂废料AlOxHy-Fn为对象,考察其对三价砷（As（Ⅲ））和五价砷（As（Ⅴ））吸附去除性能,并对吸附机理进行了探讨。研究显示,AlOxHy-Fn为多孔无定型且具有不规则表面的絮状结构,比表面积为218．88m2／g,零电荷点pHZPC在pH为8左右;AlOxHy-Fn可快速吸附As（Ⅲ）和As（Ⅴ）,且反应24h后的平衡吸附量分别为0．60和3．41mg／g,朗格缪尔模型可以很好地描述As（Ⅲ）和As（Ⅴ）在AlOxHy-Fn表面的吸附,且As（Ⅲ）和As（Ⅴ）的最大吸附容量分别为13．63和63．27mg／g;AlOxHy-Fn在pH=4～10范围内对As（Ⅴ）去除率在90％以上,As（Ⅲ）在中性和弱碱性pH范围内吸附效果较好,但去除率仍在32％以下。AlOxHy-Fn表面性质、砷形态分布特征等对As（Ⅲ）与As（Ⅴ）的吸附有重要影响,电负性As（Ⅴ）较电中性As（Ⅲ）更容易吸附在AlOxHy-Fn表面。AlOxHy-Fn吸附除砷过程中,在pH为6时氟溶出量最低（0．40mg／g）,过高或过低pH均会导致氟溶出量增大;氟溶出量与As（Ⅴ）吸附量之间有明显正相关关系（R2=0．97）,但与As（Ⅲ）吸附量无相关关系;铝溶出量在pH为4～10范围内均很低。将AlOxHy-Fn回用作为除砷吸附剂去除工业含砷废水的砷具有良好的技术经济可行性,且将As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ）是提高去除效果的重要手段。     

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。     

天然锰砂去除水中的砷

天然锰砂是一种廉价、高效的水处理用材料,但尚未用于水中砷的去除。实验研究了反应时间、砷形态、初始砷浓度、温度、溶液初始pH对吸附过程的影响。结果表明,天然锰砂对As(Ⅲ)的吸附能力大于As(Ⅴ)。25℃时,固液比为10 g/L的条件下,天然锰砂对初始浓度为5.0 mg/L的砷溶液吸附过程经72 h基本达到平衡,平衡时对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除率分别达到94.5%和85.9%。吸附过程符合Lagergren准一级反应动力学模型和假二级反应动力学模型。相比之下,假二级动力学模型拟合程度更高。对As(Ⅲ)和As(Ⅴ),45℃时的吸附量均大于25℃时。不同温度下,天然锰砂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型。在溶液初始pH为3～10范围内,锰砂对砷的吸附能力受pH的影响较小。实验结果表明,天然锰砂是一种具有实际应用潜力的除砷材料。     

载镧生物炭对水体氟离子的去除性能

以花生壳为原料、LaCl₃∙7H₂O为镧前驱体,通过一步热解法制备了载镧生物炭(La-BC),确定了最佳制备条件,考察了溶液pH、吸附时间、La-BC投加量、F⁻初始质量浓度、共存离子等因素对La-BC吸附性能的影响,评估了La-BC在真实地下水中的应用潜能。结果表明：在pH为5~8时,La-BC表现出稳定的除氟性能。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线模型;在25 ℃和35 ℃下,La-BC的最大理论吸附容量分别为29.50 mg∙g⁻¹与33.17 mg∙g⁻¹。SO₄^2-、HCO₃⁻与CO₃²⁻ 对吸附过程存在不同程度的影响,Cl⁻、NO₃⁻和NH₄⁺影响较小。加标地下水经酸化预处理后,La-BC对工业园区地下水和农村饮用井水均表现出优异的除氟性能。La-BC上的含镧物种包括La(OH)₃、LaOCl、La(OH)₂Cl以及少量La₂(CO₃)₃和LaPO₄,其中La(OH)₂Cl为主要的除氟活性物种,F⁻主要通过静电作用和化学沉淀转化为LaF₃沉淀去除。     

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。     

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。     

5种铁氧化物去除As(V)性能的比较研究

为了从铁氧化物中筛选得到潜在经济有效的除砷材料,对5种铁氧化物去除As(V)的性能进行了比较研究。吸附实验结果表明,其吸附容量依次为施氏矿物四方纤铁矿水铁矿赤铁矿针铁矿,其吸附过程均符合准二级动力学,约24 h时吸附达到平衡。其中,pH=5时,施氏矿物的吸附容量达到83 mg/g。分别投加500 mg/L和300 mg/L的施氏矿物,可将含砷1.484 mg/L和0.850 mg/L、高TOC含量和高pH特征的模拟配水砷浓度降至0.01 mg/L以下。鉴于施氏矿物良好的吸附除砷性能,进一步通过SEM、FTIR和电位滴定对其表面特性进行了深入研究,结果显示,本研究中制备的施氏矿物存在结构性或表面吸附的SO42-,其(质子)表面位密度约为4.32个/nm2,表面质子化常数pK1为4.60,pK2为-8.98。     

Cellulose supported layered double hydroxides for the adsorption of fluoride from aqueous solution

Cellulose supported layered double hydroxides (CSLDHs) were synthesized and tested for adsorption of fluoride in aqueous medium. Three samples of cellulose supported LDHs were synthesized by varying the LDH loading on cellulose. The raw cellulose, unsupported LDH and cellulose supported LDHs were characterized by XRD, SEM and BET surface area. Batch adsorption as well as fixed-bed column experiments were performed for determining the fluoride adsorption characteristics of CSLDHs. The fluoride adsorption properties of CSLDHs were found to be superior to that of reported adsorbents, including activated alumina and carbon nanotubes. Defluoridation capacity of the CSLDHs was 2-4 times higher than that of unsupported LDH. The cellulose supported LDH, CSLDH-50, having an LDH loading of 27% showed maximum fluoride uptake capacity (5.29 mg g(-1) of CSLDH, 25.18 mg g(-1) of LDH) in fixed-bed column study.     

Zn/Al双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物（Zn/Al-300）吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即“记忆效应”。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

Zn / Al 双金属氧化物对水中硫酸根离子的吸附性能简

研究了用Zn/Al水滑石制得的Zn/Al双金属氧化物（Zn/Al-300）吸附剂对水中硫酸根离子的吸附,考查了吸附剂投加量、初始pH等因素对硫酸根离子吸附的影响。结果表明,Zn/Al-300对水中硫酸根离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,理论最大吸附量为62.5 mg/g。运用动力学方程进行拟合,吸附过程符合准二级动力学方程;溶液的pH影响吸附剂对硫酸根的吸附,在pH=5.5时硫酸根的去除率最大;X射线衍射结果显示,水滑石经过焙烧后丧失了原有的构形,并在吸附硫酸根离子后重新恢复水滑石的部分层状结构。吸附机制主要为Zn/Al-300从溶液中获取阴离子以重建水滑石的晶体结构,即“记忆效应”。对吸附后的双金属氧化循环应用4此后,吸附容量几乎不变,说明双金属氧化物具有可循环型。通过将Zn/Al-300与其他几种吸附剂的经济性分析,表明此吸附剂在使用过程中具有一定优势。     

磁性Ca/Al水滑石对挥发性脂肪酸的吸附性能

污水脱氮除磷处理过程中使用的液态碳源存在投加量难以控制以及容易影响出水水质、增大处理费用等缺点。针对此现状,采用超声辅助法以超顺磁性铁氧体材料对制备的Ca/Al水滑石进行复合改性合成磁性Ca/Al水滑石,研究以其作为载体对挥发性脂肪酸(VFA)的吸附提取性能,考察了磁性Ca/Al水滑石吸附剂剂量、吸附时间和转速对VFA吸附效果的影响,并通过均匀实验设计,采用响应面法优化吸附提取参数。结果表明：当吸附剂剂量为16 g·L-1,吸附时间为50 min,转速为70 r·min-1时,该材料对VFA的理论最大吸附效率为95.7%。由于材料自身具有磁性特性,经提取后的混合液在外加磁场的作用下,能够实现磁性Ca/Al水滑石的快速回收。同时,将回收再生后的磁性Ca/Al水滑石对VFA的吸附提取性能进行了研究,发现在吸附解吸3次循环后仍然有很好的吸附效果。表明利用该磁性Ca/Al水滑石提取VFA是可行的,为后续将其作为固态可控外加碳源的研究奠定了基础。     

碳基层状双金属氢氧化物对含氮污染物的去除研究进展

水中含氮污染物种类繁杂,危害巨大,是亟待解决的环境问题之一.层状双金属氢氧化物(LDH)与多孔碳的复合材料(LDH/C)具备记忆效应、结构可调性、阴离子可交换性等优势,在去除水体中含氮污染物方面极具潜力.根据2015年以来LDH/C研究成果,系统综述了LDH/C的合成方法;详细介绍了LDH/C去除含氮污染物的吸附性能;...     

酒糟生物炭负载铝对饮用水中氟的去除

以酒糟生物碳为原料,采用负载Al（OH）3改性制得生物吸附剂（CDGB）。通过静态吸附实验研究吸附剂用量、初始浓度、吸附时间、pH值和共存离子对CDGB吸附氟能力的影响。结果表明：CDGB具有非常宽的最适pH值范围,在pH值为5.0~9.0范围内CDGB均能有效地去除饮用水中的氟离子;并且在氟初始浓度为10 mg·L-1,吸附时间40 min,CDGB的添加量为2 g·L-1时氟的去除率可达90%以上,且吸附后水中氟离子含量低于1 mg·L-1,符合国家饮用水标准;溶液中常见的共存离子（硝酸根、氯离子和硫酸根）对吸附剂吸附没有显著影响;CDGB对氟离子吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级吸附动力学模型,理论饱和吸附容量为18.05 mg·g-1。