新型材料淀粉微球对Cu2＋、Cr3＋和Pb2＋的吸附机理研究

以可溶性淀粉为原料,在反相悬浮体系中合成N,N′-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球为载体,研究了新型吸附材料淀粉微球（cross-linked starch microsphere,CSMs）对Mn＋（Cu2＋、Cr3＋、Pb2＋）的静态吸附行为。利用扫描电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对微球及其吸附产物进行表征,分析讨论了3种金属原子结构,研究了吸附机理。结果表明：308K时,Cu2＋、Pb2＋和Cr3＋的饱和吸附量分别是2.43、0.30和0.27 mmol/g,CSMs对Cu2＋离子吸附能力最强,并且其通过物理吸附、配位吸附方式吸附Mn＋,并得出引起微球吸附能力大小可能与金属离子电荷、离子半径和外层电子排布的差异因素有关。     

改性玉米淀粉对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的吸附特性研究

以玉米淀粉为原料,经过交联、醚化、胺化和亲核加成等步骤合成了一种新型重金属吸附剂——二硫代氨基甲酸改性淀粉(DTCS)。改性淀粉的结构采用红外光谱和扫描电镜进行表征。DTCS是一种性能优良的重金属吸附剂,对Cu2+、Pb2+和Zn2+的饱和吸附容量随着pH(pH=2~6)的增加而增大。在有EDTA络合剂存在和酸性废水pH小于3的情况下,DTCS对Cu2+、Pb2+和Zn2+仍有较高的去除率,分别达到90%、75%和50%以上,说明DTCS在含重金属离子的实际废水体系具有一定的实用价值。     

膨润土对Pb2+、Cu2+、Cr3+的吸附动力学及等温线研究

研究所用膨润土的主要成分为SiO2和Al2O3,属于Ca基膨润土,BET表面积为50.83 m2/g.在恒温及恒定pH条件下,用静态吸附法研究了膨润土对Pb2 、Cu2 、Cr3 的吸附特性,结果表明其较好地符合Lagergten二级吸附速率方程,对这3种离子的吸附速率为Pb2 ＞Cu2 ＞Cr3 .利用3种等温线方程对吸附过程进行拟合,发现利用Langmuir吸附等温方程计算的值与膨润土吸附Pb2 、Cu2 、Cr3 试验数据最为吻合.膨润土对3种金属离子的平衡吸附量为Cr3 ＞Cu2 ＞Pb2 .     

天然土壤对水溶液中Pb~(2+)的吸附

以天然土壤为吸附材料,处理水溶液中的Pb2+,研究3种土壤对水溶液中Pb2+的吸附过程并结合土壤的理化性质对吸附规律进行初步分析。结果表明,棕壤和钙层土对Pb2+的吸附能力远大于红壤,3种土壤对Pb2+的吸附动力学曲线与二次动力学方程有较好的拟合性;3种土壤吸附Pb2+的吸附等温线用Langmuir方程描述最为合适,其次是Temkin方程,再次是Frenudlich方程,钙层土对Pb2+的吸附受温度影响较为明显;由实验数据得出的反应热力学参数说明3种土壤对Pb2+的吸附是自发的吸热过程;Pb2+在饱和吸附的土壤表面覆盖率并不高;土壤对Pb2+的吸附能力受各种土壤理化性质的综合影响。     

表面活性剂对多壁碳纳米管吸附Pb~(2+)的影响

多壁碳纳米管(MWNT)在吸附有毒气体和重金属离子方面具有极高的应用价值.针对MWNT对水溶液中Pb2+的净化吸附进行了研究,从吸附量,吸附速率、动力学角度考察了表面活性剂、Pb2+浓度对MWNT吸附Pb2+的影响.结果表明,司班-60、吐温-20、阿拉伯树胶等表面活性剂的加入,促进了MWNT在溶液中的分散,导致在Pb2+摩尔浓度为3～18 mmol/L的Lang-muir和Freundlich等温吸附方程中的吸附常数(K)变大,使得MWNT对Pb2+的吸附速率和平衡吸附量都得到提高;随着溶液中Pb2+浓度的增大,MWNT对其吸附量渐至饱和,随后由于Pb2+的位阻作用.吸附量下降;在这3种表面活性剂中,由于司班-60具有相对较小的分子量,其分散的MWNT在Pb2+摩尔浓度为14 mmol/L时,吸附量最大,为230 mg/g.     

腐殖酸树脂处理含Pb2+、CU2+、Ni2+废水的研究

利用泥炭为原料制备腐殖酸树脂.在动态条件下,研究了腐殖酸树脂对重金属离子Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附效果及吸附条件.同时探讨了腐殖酸树脂对重金属离子Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附与解吸再生机理,吸附机理研究表明,腐殖酸树脂对重金属离子Pb2+、Cu2+和Ni2+的主要吸附形式为离子交换吸附和络合吸附.结果表明,在废水pH值为5.0～7.0,Pb2+、Cu2+和Ni2+浓度分别为50 mg/L,经腐殖酸树脂处理,Pb2+、Cu2+和Ni2+去除率可达98%以上,且处理后废水近中性.含Pb2+、Cu2+和Ni2+电镀废水经腐殖酸树脂处理后,废水中Pb2+、Cu2+和Ni2+含量显著低于国家排放标准.     

三乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂制备的高吸水树脂对重金属的吸附

以前期工作中合成的树脂PAANa-TE为吸附剂进行重金属吸附测试,考察吸附剂用量、丙烯酸中和度、吸附时间、溶液pH、初始浓度和吸附温度对树脂吸附重金属离子Cu2+、Pb2+、Cr3+和Co2+性能的影响,用原子吸收分光光度计测定了树脂吸附Cu2+、Pb2+、Cr3+和Co2+后的残留浓度,树脂对4种金属离子的吸附容量分别为21.59、2.39、5.66和4.98 mmol/g,吸附容量大小为Cu2+Cr3+Co2+Pb2+,吸附速率顺序为Cr3+Pb2+Cu2+Co2+。结果表明,该树脂对高浓度重金属离子有较快速,高效率的吸附,吸附过程在100 min左右吸附容量达到最大,并用不同浓度的酸对吸附重金属离子的树脂进行脱附处理,脱附量很小,据此可考虑进一步对金属离子进行回收处理。且脱附率较低,因此,可对工业化和城市化进程所产生的各种化学形态的重金属水体污染物造成的生态环境和质量问题起到重要的改善作用。     

醋酸改性纳米黑碳对Cu~(2+)、Cd~(2+)吸附能力的研究

用醋酸对黑碳进行改性,通过改性纳米黑碳(MBC)对Cu2+、Cd2+的吸附/解吸试验,探究MBC对Cu2+、Cd2+的吸附特性及吸附稳定性。结果表明,Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附动力学过程可分为快吸附和慢吸附两个阶段,且MBC对Cu2+的吸附效率大于Cd2+。Cu2+和Cd2+在MBC上的吸附等温线均能用Langmuir和Freundlich方程拟合,Cu2+和Cd2+在MBC上的最大吸附量分别为13.513、11.364mg/g,且MBC对Cu2+和Cd2+均为优惠吸附。MBC上Cu2+和Cd2+的解吸量均随着吸附量的增加而增大,易解吸态Cu2+在MBC上的解吸率为6.12%~10.25%,Cd2+为9.58%~11.81%,MBC对Cu2+的吸附稳定性大于Cd2+。将醋酸改性与已有改性方法对比,表明醋酸改性条件温和、能耗低、经济环保,将有很大的研发前景。     

花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+和Ni2+的吸附研究

采用农林废弃物花生壳、大豆壳、柚子皮对重金属离子Cr3+、Cu2+和Ni2+进行吸附研究,探讨反应时间、吸附剂用量、pH、重金属离子初始浓度以及温度对吸附的影响.结果表明:柚子皮对Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附效果优于花生壳和大豆壳,其在20℃、pH 5.00、10.0 mg/kg条件下,反应360 min,Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附率分别可达83.20％、84.50％、59.10％;花生壳、大豆壳和柚子皮对Ni2+的吸附率远低于Cr3+和Cu2+;花生壳、大豆壳和柚子皮对Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述;吸附率随初始重金属离子浓度增加而降低,其吸附等温线可以用Langmuir方程描述;在一定范围内,吸附率随吸附剂用量增加而增加;溶液初始pH在2～5时,吸附率随pH增大而增加;Cu2、Ni2+的吸附量随温度的上升而逐渐减少,但Cr3+的吸附量随着温度的上升而略增加.     

膨润土复合新型吸附剂处理含Mn~(2+)废水

针对废水中Mn2+难去除问题,利用经高温焙烧制备的膨润土-粉煤灰复合新型吸附剂对废水中的Mn2+进行吸附处理实验研究。研究了新型吸附剂在不同的吸附时间、pH、初始Mn2+浓度条件下对Mn2+的吸附去除效果影响、Fe2+、Mn2+共存时竞争吸附特性以及吸附Mn2+的吸附性能和反应动力学。实验结果表明,新型吸附剂处理Mn2+浓度为35 mg/L的废水,在温度25℃、转速100 r/min、投加量20 g/L、吸附时间120 min、pH≥7时反应条件最佳,Mn2+的去除率均可达到90%以上;Fe2+、Mn2+共存时,存在竞争吸附,Fe2+会被优先选择吸附去除,Fe2+的存在会影响Mn2+的去除效果;膨润土复合新型吸附剂对Mn2+的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。新型吸附剂对废水中的Mn2+有很好的去除效果,而且能有效解决膨润土不易固液分离问题,可作为含Mn2+废水高效、廉价、环保的水处理吸附剂。     

Effect of Ca2+-ions on the absorption of Pb2+, Cu2+, Cd2+ and Zn2+ by humic substances

Distribution coefficients for the sorption of Pb²⁺, Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺ by peat were determined as a function of the Ca²⁺-content of peat as well as of the Ca²⁺-concentration in the solution. The amount of heavy metal ions taken up was measured for Cu²⁺, Cd²⁺ and Zn²⁺ by atomic absorption spectrometry and for Pb²⁺ by using Pb-212 as a radioactive tracer.The results show that the distribution coefficients of the heavy metal ions increase, if one increases the initial ratio of the $\text{Ca}{}^{\mathrm{2+}}\text{H}{}^{\mathrm{+}}\text{-}\text{ions}$ in the peat phase. The distribution coefficients for the heavy metal ions decrease, however, if - at constant initial Ca²⁺-content of the peat - the Ca²⁺-concentration of the solution is increased.     

沸石负载淀粉对Pb2+、Cu2+和Ni2+的吸附性能

将淀粉负载到沸石表面得到新型重金属离子复合吸附剂ZLS。分别从沸石与淀粉质量比、吸附温度、吸附时间、pH与重金属初始浓度不同方面考察了复合吸附剂ZLS吸附 Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺的影响。实验结果表明:当沸石与淀粉质量比为10:1,pH为6,吸附温度在30℃时,复合型吸附剂ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺ 3种重金属离子的吸附效果最好;吸附动力学研究发现,ZLS对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的吸附行为均符合准二级动力学以及颗粒内部扩散模型;等温吸附数据符合Freundlich模型,吸附状态属于多层吸附。     

改性甘蔗渣对Cu2+和Zn2+的吸附机理

研究了均苯四甲酸二酐(PMDA)和乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)改性甘蔗渣对重金属离子Cu2+和Zn2+的吸附性能,包括吸附动力学和吸附等温线。结果表明,改性后的甘蔗渣对重金属离子Cu2+和Zn2+的吸附容量有显著提高,对Cu2+和Zn2+吸附等温线均符合Langmuir方程,吸附为单分子层吸附。根据Langmuir方程,PMDA和EDTAD改性甘蔗渣对Cu2+的吸附量分别为60.21和33.45 mg/g,对Zn2+的吸附量分别是70.53和36.53 mg/g。两种改性甘蔗渣对两种金属离子的吸附在30 min内均可完成,用准二级吸附动力学方程模拟动力学过程得到较好的线性相关性。以EDTA溶液为洗脱剂对吸附Cu2+和Zn2+的改性甘蔗渣进行洗脱再生,再生的吸附剂可反复使用。     

Cu2+、Zn2+对生物脱氮系统的影响

Cu²⁺和Zn²⁺是污水处理工艺中经常遇到的金属离子。在驯化好的活性污泥系统中,研究了金属离子Cu²⁺和Zn²⁺在0～100 mg/L浓度下对活性污泥生物脱氮系统的影响。试验发现Cu²⁺＞5 mg/L、Zn²⁺＞30 mg/L时,对硝化过程具有明显的抑制作用,在同样浓度的试验条件下Cu²⁺对硝化过程的抑制作用比Zn²⁺大。Cu²⁺≤0.5 mg/L时对反硝化过程具有一定的促进作用,有助于提高TN的去除效果;Cu²⁺＞0.5 mg/L时,对反硝化产生抑制作用,随着浓度的增加,TN去除率逐渐下降。Zn²⁺不影响反硝化过程,仅在大于30 mg/L时,对硝化过程产生抑制作用。重金属Cu²⁺对生物脱氮系统的影响明显强于Zn²⁺。     

从矿区土壤中筛选微生物对Pb2+、Zn2+吸附的研究

从铅锌矿区土壤中分离到12株细菌和lO株真菌,通过其干菌体对Pb2+和Zn2+的吸附试验,筛选出具有较强生物吸附能力的细菌菌株B6和真菌菌株F1.探讨了pH值、吸附时间、菌量和Pb2+、Zn2+的初始浓度对B6和F1菌株的吸附影响,结果表明:2株菌对Ph2+、Zn2+吸附是一个快速的过程,pH值为5.0～6.0是菌体吸附的较适范围.Pb2+、Zn2+初始浓度在150～300 mg/L内,B6和F1菌株吸附效果明显.当B6菌株的菌最超过0.1 g,F1菌株的菌量超过0.2 g后吸附率趋于平缓.应用Langmuir和Freundlich吸附等温线研究,Langmuir吸附等温线更为适合模拟B6和F1菌株的吸附过程.B6和Fl菌株吸附Pb"、zn"的动力学过程都可以用准二级动力学方程进行描述.16S rDNA基因序列分析表明,B6菌株属于里拉微球菌(Micrococcus lylae).用形态及理化特征鉴定,F1菌株属于镰刀霉菌属(Fusarium sp.).     

液/固体系中硅藻土对Pb2+和Cd2+的吸附机制

为了提高硅藻土在重金属废水处理上的应用水平,采用静态吸附实验考察了液/固体系中硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附影响因素、吸附等温线和吸附动力学属性。结果表明,随着投加量的减少,离子初始浓度的提高,pH值的增大,吸附作用时间的延长,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋吸附量不断上升;硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的等温吸附都符合Langmuir模型,硅藻土对Pb2＋、Cd2＋最大吸附量分别为10.428 mg/g和7.916 mg/g,硅藻土对Pb2＋具有更好的吸附能力;Pb2＋具有较低的水合自由能,更容易脱去水膜与硅藻土孔道内的活性基团发生吸附作用;双常数扩散方程可以很好地描述硅藻土对Pb2＋、Cd2＋的吸附动力学属性,硅藻土对Cd2＋有较快的吸附速率。     

木屑黄原酸盐对双离子体系中铜镍的吸附

利用木屑制备木屑黄原酸盐吸附剂,对其进行FTIR、XRD和BET分析,并考察了对双离子体系中铜镍离子的吸附情况,重点研究了木屑黄原酸盐吸附量的预测和吸附初始速率的计算。结果表明,在铜镍双离子体系中,利用扩展的Langmuir模型能很好地预测木屑黄原酸盐对铜镍离子的吸附;吸附之初,吸附速率很快,并且随着干扰离子的浓度增大,所考察离子的初始速率逐渐减小。吸附情况说明,木屑黄原酸盐是一种具有良好吸附性能的吸附材料。     

重金属螯合絮凝剂对废水中铅、镉的去除性能

以三乙烯四胺(TETA)、环氧氯丙烷、氢氧化钠和二硫化碳为原料合成了一种重金属螯合絮凝剂(HMCF),考察了其对游离和络合Pb2+、Cd2+废水的处理效果,以及所得重金属螯合沉淀物的稳定性;采用红外光谱和紫外光谱对其和所得重金属螯合沉淀物的结构进行了表征;通过扫描电镜和电子能谱考察了絮体的形貌和组成.结果表明,对游离P...     

矸石基X型分子筛对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+的去除

以煤矸石为原料,采用碱熔后水热合成法制备X型分子筛并进行XRD、SEM、BET和Zeta电位分析。研究其对水中Co2+、Cu2+、Cd2+和Cr3+4种离子的吸附性能,包括吸附等温线、吸附动力学以及初始金属离子浓度、pH值对吸附性能的影响。所合成的矸石基X型分子筛的BET比表面积为676.02 m2/g,微孔孔容为0.263 cm3/g。吸附实验表明,矸石基X型分子筛能有效去除上述4种离子,同时实现煤矸石的资源化和金属离子的去除。4种离子的平衡吸附量均随初始浓度的增大而增大,相同条件下平衡吸附量的大小顺序为Cd2+>Cr3+>Cu2+>Co2+。准二级动力学模型能很好地描述4种离子的吸附动力行为。Langmuir模型对Co2+、Cu2+和Cd2+吸附的拟合较Freundlich模型高,说明其主要表现为物理吸附过程。4种离子的吸附速率均由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

新型重金属捕集剂NBMIPA处理含铜汞废水

研究了以间苯二甲酰氯和巯基乙胺盐酸盐为原料合成的重金属捕集剂NBMIPA对单一Cu2＋、Hg2＋电镀废水的捕集性能。结果研究表明,NBMIPA对Cu2＋和Hg2＋的捕集性能优良,NBMIPA投加量越大,捕集性能越高;NBMIPA对pH具有较宽适应性。NBMIPA对于单一含铜废水可无需调pH,投加捕集剂量为废水中含量的4～5倍（摩尔比）,静置后其上层清夜中所含Cu2＋为0.38 mg/L,Cu2＋的去除率可达99.5%以上;当NBMIPA的投加量（摩尔比）是Hg2＋的3.5～4.5倍时,Hg2＋的去除率达到99.83%,残余Hg2＋浓度为0.032 mg/L。