的吸附特性研究

以富含单宁的杨梅树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化杨梅单宁(SIBT)制备吸附材料,研究了该吸附材料对Nd3 +的吸附特性.实验表明:当Nd3 +溶液的初始质量浓度为 432 mg/L、反应温度为 303 K 时,该吸附材料对Nd3 +的平衡吸附量可达到 342.14 mg/g, 其吸附等温线符合Freundlich方程.平衡吸附量受pH值和温度的影响: pH值在3.0 ～ 5.5范围内,吸附量随pH值升高而增加,pH值>5.5时,吸附量开始逐渐下降;温度为283 ～ 313 K 时,Nd3 +的吸附量变化不大,温度超过 313 K 时,吸附量开始下降;与温度因素的影响相比较,pH值对平衡吸附量影响较大.研究还表明,这种吸附剂对Nd3 +的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在 4 % 以内,具有很好的一致性.     

胶原纤维固化杨梅单宁对Mo(Ⅵ)的吸附

研究了胶原纤维固化杨梅单宁(IBT)这一新型吸附材料对Mo6 的吸附特性.实验表明,温度对吸附容量影响不大,而pH值对吸附容量有显著影响,Mo6 的吸附容量随pH值降低而增加,表明其吸附机理是吸附剂与聚钼阴离子之间的静电结合.当Mo6 的初始质量浓度为100.0mg/L、吸附剂用量0.100 g、温度为303 K、pH值2.0时,IBT对Mo6 的吸附量为82.4 mg/g.Freundlich方程可以很好地描述IBT对Mo6 的吸附等温线.动力学研究表明,初始吸附速率很快,吸附达到平衡的时间约为600 min,其吸附动力学可很好地用拟二级速率方程描述,计算所得的平衡吸附量与实测值误差很小.解吸实验表明,0.02 mol/L EDTA溶液能使吸附剂再生,并能循环使用.选择性吸附研究表明,在酸性(pH值2.0)条件下,IBT对Mo6 的吸附率大于95%,而对Ni2 和Cu2 的吸附率低于5%,可用于Mo6 -Ni2 和Mo6 -Cu2 二元混合溶液中Mo6 的分离和提取.     

胶原-单宁树脂对水体中Pb(Ⅱ)的吸附特性研究

牛皮经胃蛋白酶水解后提取胶原,通过胶原-黑荆树单宁-醛反应制备了胶原-单宁树脂(C-TR)吸附材料,并系统研究了其对水体中Pb(Ⅱ)的吸附特性。结果表明,C-TR对Pb(Ⅱ)有较强的吸附能力。当温度为303 K、pH值为4.5、Pb(Ⅱ)溶液(100 mL)的初始浓度为1.0 mmol/L时,C-TR(100 mg)对Pb(Ⅱ)的吸附容量达到0.34 mmol/g。pH值对吸附容量的影响较大,最佳吸附pH值为4.5。C-TR对Pb(Ⅱ)的吸附平衡符合Freundlich方程,温度对吸附平衡影响不大。吸附动力学可用拟二级速率方程来描述。固定床吸附表明,当1.0 mmol/L的Pb(Ⅱ)溶液以30 mL/h的流速流过床层时,流出液的体积约为60 mL时达到穿透点。     

的吸附

以胶原纤维为基质,通过醛交联剂将杨梅单宁固化在胶原纤维上,制备固化杨梅单宁(IMT)吸附材料.研究该吸附材料对Pb2+、Cd2+ 和Hg2+的吸附性能.实验表明该吸附材料对这3种金属离子的吸附容量大小顺序为Hg2+>Pb2+ >Cd2+.吸附容量与pH值有关,pH值7时,对Hg2+的吸附容量最大;pH值3时,对Pb2+和Cd2+的吸附容量最大.在上述pH值条件下,当吸附剂用量为0.1 g,金属离子初始浓度为200 mg/L、体积为100 mL时,IMT对Hg2+、Pb2+、Cd2+的平衡吸附容量分别为198、87和24 mg/g.通过研究温度对吸附平衡的影响以及吸附动力学,发现IMT对Hg2+的吸附主要为化学吸附,对Pb2+的吸附可能包含物理吸附和化学吸附,对Cd2+的吸附以物理吸附为主,这与金属离子在水溶液中的状态有关.当水体中同时存在Hg2+和Pb2+时,IMT对每种金属离子的平衡吸附容量几乎不受其它金属离子的影响,即可以用于同时吸附除去这些金属离子.     

原位固化杨梅单宁对Nd~(3+)的吸附特性研究

以富含单宁的杨梅树皮为原料,通过甲醛交联剂原位固化杨梅单宁(SIBT)制备吸附材料,研究了该吸附材料对Nd3+的吸附特性。实验表明:当Nd3+溶液的初始质量浓度为432 mg/L、反应温度为303 K时,该吸附材料对Nd3+的平衡吸附量可达到342.14 mg/g,其吸附等温线符合Freundlich方程。平衡吸附量受pH值和温度的影响:pH值在3.0~5.5范围内,吸附量随pH值升高而增加,pH值5.5时,吸附量开始逐渐下降;温度为283~313 K时,Nd3+的吸附量变化不大,温度超过313 K时,吸附量开始下降;与温度因素的影响相比较,pH值对平衡吸附量影响较大。研究还表明,这种吸附剂对Nd3+的吸附动力学可用拟二级速率方程来描述,由拟二级速率方程计算所得到的平衡吸附量与实测值的偏差在4%以内,具有很好的一致性。     

胶原纤维固化黑荆树单宁对钪吸附的研究

以胶原纤维为基质,通过醛交联剂将黑荆树单宁固化在胶原纤维上,制备了胶原纤维固化黑荆树单宁(IBWT)吸附材料并研究了IBWT对钪离子(Sc3 )的吸附特性.结果表明:在HOAc-NaOAc介质中,IBWT对Sc3 具有较强的吸附能力.50℃下,当溶液中Sc3 的质量浓度为100mg/L、pH值为6.40时,吸附容量达到83.3mg/g.IBWT对Sc3 的平衡吸附量随pH值和温度的升高而升高.吸附过程为吸热过程,吸附平衡符合Langmuir方程.IBWT对Sc3 的吸附主要为化学吸附.进一步实验表明,IBWT经3次重复使用后对Sc3 的吸附容量基本不变.     

杨梅单宁膜吸附材料的制备及其对铜、锌离子的吸附特性研究

以杨梅单宁、魔芋葡苷聚糖和大米淀粉为原料,通过交联反应制备杨梅单宁膜吸附材料,分析其红外光谱(FT-IR),并系统地研究了其对Cu2+和Zn2+的吸附特性。结果表明:杨梅单宁膜吸附材料在pH值5.0时对Cu2+和Zn2+的吸附容量最高;当初始质量浓度为200mg/L,pH值5.0,反应温度为25℃,吸附剂用量为0.1 g时Cu2+和Zn2+的平衡吸附容量分别为12.79和6.13 mg/g;吸附容量随着温度的升高而增大,但影响不大;Freundlich方程可以很好地拟合吸附等温线;吸附动力学均可用拟二级速率方程进行拟合。在铜、锌混合溶液中,杨梅单宁膜材料可以优先去除铜离子。     

的吸附

以胶原纤维为基质,通过交联剂将黑荆树单宁、落叶松单宁和毛杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料.实验表明,3种固化单宁对Cu2+的吸附平衡均符合Freundlich方程,其吸附容量大小顺序为固化毛杨梅单宁>固化黑荆树单宁>固化落叶松单宁.进一步研究了固化黑荆树单宁的吸附动力学、吸附柱动力学,以及温度、pH值等对吸附平衡的影响.结果表明,温度对吸附平衡的影响不明显,但pH值对吸附平衡有较大影响,在适当范围内提高pH值,会增加平衡吸附量;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,当吸附温度≥318 K时,由拟二级速度方程计算所得到的平衡吸附量与实测的平衡吸附量非常吻合.固化单宁具有良好的柱动力学特性,吸附柱极易再生并且能循环使用,吸附过程极有可能是在材料的表面进行.     

天然蛭石对污水中氨氮吸附去除率的影响

研究了蛭石对污水中氨氮的吸附容量及水中pH、温度、浓度、蛭石用量对氨氮去除率的影响.结果表明,当蛭石的饱和吸附量为20.83 mg/g,pH在2.0～6.0范围内时,蛭石吸附量随pH值升高而增大,而在pH6.0～9.0范围内随pH升高而降低;温度在10～35℃范围内对氨氮吸附具有负影响;氨氮初始浓度在小于50 mg/L时,其去除率随着蛭石用量的增加而增大.为蛭石作为一种新型填料提供了基础数据和理论依据.     

余甘子固定化单宁的制备及其对Ge(Ⅳ)、Ga(Ⅲ)及In(Ⅲ)的吸附特性研究

以戊二醛为交联剂,壳聚糖为聚合物基质,固化余甘子单宁制备一种固体吸附材料余甘子固定化单宁(PEIT),并采用FT-IR、DSC、TG对PEIT的结构和热性质进行了表征。研究结果表明:余甘子单宁通过戊二醛与壳聚糖基质产生了交联,最佳制备条件为2 g余甘子单宁,m(戊二醛)∶m(余甘子单宁)1∶4,m(壳聚糖)∶m(余甘子单宁)1.5∶1,反应液初始pH值4,55℃反应3 h。将制备的PEIT用于吸附金属离子,结果显示其对Ge(Ⅳ)、Ga(Ⅲ)和In(Ⅲ)有良好的吸附效果,当pH值为4时,In(Ⅲ)吸附量最大;当pH值为3时,Ge(Ⅳ)和Ga(Ⅲ)吸附量最大;对这3种金属离子的吸附符合准二级动力学方程,说明其吸附机理为化学吸附;吸附过程对温度并不敏感,且最佳吸附温度为30℃。吸附等温线符合Langmuir等温线模型,证明其表面存在均匀的吸附位点,且主要是单分子层吸附,Ga(Ⅲ)、In(Ⅲ)和Ge(Ⅳ)的最大吸附量分别为67.65、70.00和54.11 mg/g。     

微生物发酵米糠对Cr^6＋的吸附性能研究

研究了微生物发酵米糠的用量、溶液温度、Cr^6＋浓度、溶液pH值和吸附时间对微生物发酵米糠吸附Cr^6＋性能的影响。实验结果表明：微生物发酵米糠对Cr^6＋具有很好的吸附效果,吸附率达95．7％。其最佳吸附条件为微生物发酵米糠用量10g／L,温度60℃,pH值为2,Cr^6＋质量浓度低于40mg／L,吸附时间40min。该吸附行为符合Freundlich吸附等温方程,吸附过程符合二级动力学模型。     

向日葵秸秆对U(VI)和Pb(Ⅱ)的选择吸附性能及机理研究

以含有单一的U(VI)、Pb(Ⅱ)溶液以及U(VI)和Pb(Ⅱ)混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、吸附时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、粒内扩散模型、Langmuir和Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明:吸附20 mg/L的U(VI)-Pb(Ⅱ)溶液的最佳pH值为4.0、吸附剂量为2.0 g/L、吸附时间为720 min,U(VI)和Pb(Ⅱ)的去除率分别为77.55%、87.44%;U(VI)和Pb(Ⅱ)的吸附动力学在单离子和复配体系下均符合准二级动力学模型;吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型,单离子最大吸附量分别为327.0和67.59 mg/g,且当U(VI)高于200 mg/L时Pb(Ⅱ)的吸附过程也能用Freundlich模型描述。当离子初始浓度较低时向日葵秸秆对Pb(Ⅱ)具有更高的吸附选择性,而较高时则相反。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U(VI)和Pb(Ⅱ)的主要方式为络合和离子交换。     

固定化酵母戊糖己糖混合连续发酵制取酒精

实验采用以 15.0 g/L 木糖和 30.0 g/L 葡萄糖混合物,来模拟植物纤维原料水解液作为发酵底物,在工作体积约为 1.5 L 的两个串联的全混釜生物反应器中,控制发酵温度 35 ℃,通风量100～150 mL/min,进行了树干毕赤酵母二级连续发酵的研究;在此基础上,采用固定化和低pH值处理技术对连续发酵作了进一步研究.结果表明,当底物流加速度约为 60 mL/h 时,二级连续发酵液中酒精平均质量浓度为 13.79 g/L,还原糖利用率 83.09 %;当底物流加速度约为 45 mL/h 时,发酵液酒精质量浓度平均值为 15.41 g/L,还原糖利用率为 90.38 %;当采用固定化技术和低pH值处理技术后,该系统在连续发酵 35 d 的运行中从未发现"染菌"现象,发酵操作相当稳定.     

活性炭处理环己酮废水研究

研究了活性炭对废水中环己酮的吸附规律,结果表明：在吸附温度为20℃时,动态吸附饱和时间为60min,对于环己酮浓度为2.0g/L的废水,活性炭最佳加入量为20g/L,吸附最佳pH值为5,活性炭对环己酮的吸附符合Langmuir等温模型。     

蛭石与人造沸石氨氮等温吸附理论式与判别式

为比较在高起始氨氮浓度C0点和介质用量W0点上,吸附理论通式Qe=W0qmC0/[qmKw W0(qm-qe) C0]与其简化方程Qe=W0qmC0/[qm(Kw W0) C0]的适用性,测定了给定pH值和温度条件下反应平衡时NH4Cl溶液中蛭石和人造沸石的氨氮吸附量(Qe).在该试验条件下确定的蛭石单位介质吸附容量qm和介质系数Kw值分别为22 mg/g和15.5 g/L,人造沸石的qm和Kw的值分别为45 mg/g和8 g/L.在整个试验氨氮浓度C0和介质用量W0范围内,用该通式描述两介质刘氨氮的等温吸附过程具有很高的精确度.而简化方程仅在有限范围内即C0相对小或W0相对大时才适用.若给定预测相对误差(RD),则C0/qm(Kw W0)≤RD可作为简化方程应用的判别式.     

玉米芯改性吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

高浓度的Cr(Ⅵ)已成为生态环境的主要污染源,为探索廉价高效的Cr(Ⅵ)处理技术,使用磷酸对玉米芯进行热改性处理,研究pH、投加量、振荡时间和Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对于吸附效果的影响,并对改性前后的吸附性能进行对比分析。结果表明:较低的pH有利于吸附的进行,pH=1条件下,改性玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,去除率达到89.6%;随着投加量增加,吸附效果逐渐提高。吸附过程在80min左右基本达到平衡,满足准二级吸附动力学模型;吸附等温线满足Freundlich与Langmuir方程,相关系数均达到0.999;吸附过程为吸热过程,随着温度的上升,吸附容量逐渐增大。相同实验条件下,对于10mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,投加20g/L的玉米芯,改性处理将去除率提高22.8%,改性处理后玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附性能得到明显提升。     

木质素基炭材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以工业残渣玉米芯木质素(CL)为原料,利用磷酸、氢氧化钾和氯化锌分别对其活化制备木质素基炭材料PA-CL、PH-CL和ZC-CL,并将其应用于废水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附。3种活化方法对比分析表明:磷酸活化工艺简单、环保、活化温度低,对Cr(Ⅵ)的吸附效率高于氢氧化钾、氯化锌活化样品。PA-CL在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L、50℃、投加量为0.05 g时,吸附5 min,Cr(Ⅵ)去除率可达79.2%,40 min时达到96.5%,吸附效果较好。采用FT-IR、SEM等手段分析PA-CL的结构及形貌,Boehm滴定法测定炭材料表面官能团数量,结果表明:磷酸根基团被引入PA-CL样品表面,使得总酸度由原料木质素的2.54 mmol/g增大到3.20 mmol/g,有利于重金属Cr(Ⅵ)的吸附。PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附符合反应动力学准二级模型方程,平衡吸附量(q_e)为390.625 mg/g,R~2为0.991 0;吸附等温线符合Langmuir模型,不同温度下的R~2均大于0.9,说明PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附为化学吸附过程占主导的单分子层吸附。     

金鱼藻对重金属Cr~(6+)的吸附特征研究

采用Langmuir和Freundlich模型线性拟合方法研究了金鱼藻(Ceratophyllum demersum)对Cr6+的吸附等温线,分析了2种模型的拟合效果和适用性,结果表明:采用不同等温吸附模型评价植物对重金属的吸附时,根据拟合参数R2进行适用性判断并不准确,在实践中应结合实测数据与拟合模型重新计算获得的数据进行比较,并根据吸附反应本身的特点进行综合判断选择合适的吸附模型;沉水植物金鱼藻吸附Cr6+的行为在平衡质量浓度较低(c e0.2mg/L)时,Freundlich模型拟合的效果更符合客观实际;在平衡质量浓度较高(ce0.2mg/L)时,两种模型的拟合效果基本重合,均和实测数据较为吻合;根据Langmuir模型线性拟合参数,沉水植物金鱼藻对Cr6+的最大吸附量为1.5142×10-2 mg/g。     

微波氯化锌法马占相思木材剩余物制备活性炭

以马占相思木材剩余物为原料,研究用微波辐射氯化锌法制备活性炭的可行性.探讨了微波辐射氯化锌法在微波功率900W、氯化锌溶液质量分数50%的条件下锌屑比、氯化锌溶液的pH值及微波辐射时间对产品得率、亚甲基蓝吸附值的影响.得到了微波辐射氯化锌法制备活性炭的最佳工艺:锌屑比2.5∶1、氯化锌溶液pH值为1、微波辐射时间6min,用此工艺制得的活性炭得率为47.5%,产品的亚甲基蓝吸附值达12.9mL/0.1g,是国家一级品标准(GB/T13803.2-1999)的1.43倍,该产品对Cr6 的吸附量为9.974mg(以1g活性炭计,Cr6 溶液pH值4.0,质量浓度50mg/L).     

竹炭对苯胺的吸附特性

研究竹炭对水溶液中苯胺的吸附特性,包括接触时间、pH值、吸附剂质量、吸附温度及溶液中苯胺的初始浓度对吸附的影响.结果表明;吸附平衡时间为360 min;在pH值4.0～6.4的Hae-NaAc缓冲体系中,竹炭对苯胺有较高的吸附能力,其中最佳吸附酸度为pH=5.90;当苯胺的初始浓度为0.060 mg·mL-1时,平衡吸附量为44.5mg·g-1,竹炭能有效地除去水相中的苯胺;随着温度的升高,吸附量增大,说明吸附过程是一个放热过程;竹炭对苯胺的吸附行为服从Freundlich吸附等温方程式;在0.8 mol·L-1H2SO4中,对使用过的竹炭采用微波加热处理法进行再生,竹炭的吸附能力恢复到原来的97%.竹炭有望成为除废水中苯胺的吸附材料.