四种原料热解产生的生物炭对Pb2+和Cd2+的吸附特性研究

以木屑、米糠、稻杆、玉米秸杆为原料, 在300, 400, 500, 600和700℃下, 氮气保护的无氧气氛中热解制成生物炭, 探讨不同类型生物炭对水溶液中重金属Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果。研究发现, 对于4种生物质原料而言, 在700℃下制备的生物炭对水溶液中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附效果均优于其他制备温度下获得的生物炭, 其中稻杆生物炭(700℃)吸附容量最高, 对Pb²⁺和Cd²⁺分别为126.58和60.61 mg/g。利用X射线荧光光谱、环境扫描电子显微镜、气体吸附仪等方法, 分析700℃下制取的4种生物炭的矿物相元素组成、表面形貌及其比表面积。采用X射线衍射法分析4种生物炭样品在吸附重金属后的矿物相特性, 分析其重金属吸附机理。结果表明, 4种生物炭对Pb²⁺和Cd²⁺的吸附均满足Langmuir等温吸附模型, 同时XRD分析显示Pb²⁺和Cd²⁺在生物炭表面以碳酸盐、磷酸盐、硅酸盐和亚硫酸盐形式存在。     

胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS), 并研究其对重金属废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附行为。结果表明, EPS对Pb²⁺和Cd²⁺具有很强的吸附能力, 吸附行为符合Langmuir等温式, 拟合得到的最大吸附量分别可达534.76 和478.47 mg/g。Pb²⁺和Cd²⁺在EPS上存在竞争吸附, EPS对Pb²⁺的吸附选择性更强。Cd²⁺对EPS吸附Pb²⁺有一定的抑制作用, 但Pb²⁺的存在对EPS吸附Cd²⁺具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明, 实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团, 因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的?COOH, ?NH2, ?CH2?, ?OH及?C=O官能团。研究表明, EPS吸附Pb²⁺的主要机理为离子交换和络合作用, 而对Cd²⁺的吸附则主要通过络合作用完成。     

花生壳对水溶液中铜离子的吸附特性

研究了花生壳对水溶液中重金属铜离子的吸附特性.得到结论:0.25 g花生壳与Cu2 初始浓度为100-200 mg/L溶液充分接触10 h后,达到对Cu2 的最大吸附量.当Cu2 溶液pH值为定值,初始浓度范围在100-200 mg/L时,金属离子初始浓度越大吸附越有利;当Cu2 溶液初始浓度为定值时,溶液pH值升高,花生壳对Cu2 的吸附能力增强.且Cu2 溶液的pH值变化范围在2.0-5.6之间.在恒定pH值下,使用Langmuir模型和Freundlich模型描述花生壳对Cu2 离子的吸附特性.另外,其它金属阳离子的存在使花生壳对Cu2 的吸附量降低.     

生物炭对水体中Pb2+和Cd2+的选择性吸附研究

为研究生物炭对水体中Pb2+和 Cd2+的竞争吸附性能,本研究以水葫芦为原材料,制备得到水葫芦生物炭,对单一和二元体系中WHBC吸附Pb2+和Cd2+的吸附特性进行了研究,采用传统的Langmuir和Freundlich等温线模型对两个体系中的吸附结果进行了拟合.结果表明,前者对Pb2+和Cd2+的拟合都较好,WHBC...     

固定化细菌对Pb2+和Cd2+吸附的热力学和动力学研究

将天然水体中吸附Pb2+和Cd2+的优势菌种固定化后进行吸附规律 研究. 结果发现, 固定化细菌对重金属吸附的动力学过程包括快速阶段和慢速阶段, 其中 慢 速阶段符合二级吸附速率方程. Elovich模型和双常数速率模型不能描述固定化细菌对Pb 2+吸附的动 力学过程, 但能很好描述固定化细菌对Cd2+吸附的动力学过程. 固定化细菌对重金 属吸附热力学过程均可以用Henry模型描述, 且其对Pb2+的亲和力比对Cd2+的 亲和力强.     

介孔硅酸钙的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能

以硝酸钙和硅酸钠为原料、十二烷基磺酸钠为模板剂,通过共沉淀法制备了介孔硅酸钙;采用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)和孔容与比表面积分析仪(BET)等对其结构和形貌进行了表征;考察了其对含Pb2+模拟重金属废水的吸附及解吸再生性能.结果表明,合成的硅酸钙具有介孔结构,为狭缝孔,孔径介于4-50 nm,比表面积为250.12 m2·g-1;在298 K下,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量为613.42 mg·g-1,远比比表面积为847.47 mg·g-1的活性炭大;吸附反应为吸热反应,吸附等温线符合Langmuir吸附模型;经5次洗脱再生后,介孔硅酸钙对Pb2+的饱和吸附量和去除率仅分别降低37.64 mg·g-1和5.88%,表明其具有较好的吸附/再生性能.     

大孔弱酸阳离子交换树脂对Pb(Ⅱ)的静态吸附性能

通过静态吸附实验,研究了Pb²⁺在D152大孔弱酸阳离子交换树脂上的吸附行为,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱法探讨了吸附机理。结果表明,在所研究的条件范围内,Pb²⁺在D152树脂上的吸附为自发进行的吸热过程,符合Freundlich等温吸附方程;液膜扩散为吸附速率的主要控制步骤;在所研究的浓度范围内,333K温度下树脂的最大静态饱和吸附容量为214mg/g,298K温度下用3mol/L的硝酸作为解吸剂,解吸率可以达到98;该树脂吸附操作简单,易再生,重复使用性良好,可望用于含铅废水的治理及铅的富集。     

Pb2+和Cd2+对水螅毒性作用的初步研究

应用镉、铅两种重金属离子对水螅进行急性和慢性毒性实验. 急性毒性实验结果显示,Cd2 96h的半致死浓度为1.81mg/L, Pb2 96h的半致死浓度为10.13mg/L.表明Cd2 和Pb2 均对水螅有毒害作用,且Cd2 的毒性强度大于Pb2 .慢性毒性实验结果显示,随着水螅在含两种重金属离子培养液中世代数的增加,水螅的世代时间有明显延长的趋势;此外,Cd2 为0.0025mg/L时,Pb2 为0.015625mg/L和0.0625mg/L时,水螅的世代时间显著大于对照组的值.表明较低浓度的重金属离子可能对水螅的生长繁殖有促进或刺激作用.     

腐殖质对Cu2+和Pb2+的吸附特性

研究了腐殖质对重金属Cu2 和Pb2 的吸附特性.结果表明:腐殖质对Cu2 、Pb2 均具有较强的吸附性能,但存在着明显的差异,腐殖质对Pb2 的吸附能力远远大干Cu2 .腐殖质对Cu2 的吸附用Langmuir方程拟合效果优于用Freundlich方程拟合效果,而两个方程对Pb2 吸附的拟合程度都较好.用Langmuir吸附等温武推测腐殖质对Cu2 、Pb2 的饱和吸附量,分别为13.09 mg/g和84.15 mg/g,腐殖质对Pb2 的饱和吸附量几乎是Cu2 的6.4倍.pH对吸附的影响很大,pH较高时腐殖质具有较大的吸附量.通过IR光谱分析表明,羧基和羟基与重金属离子的络合引起腐殖质对Cu2 和Pb2 的吸附.     

东北地区农田土壤对Cd2+的吸附特性研究

以东北农田黑土土壤为吸附剂,研究对Cd2+的吸附动力学、热力学吸附过程及影响因素.结果表明:土壤吸附Cd2+在60 min内达到吸附平衡,准二级动力学模型模拟吸附动力学过程效果最好(R2=0.999 3).通过Web-Morris颗粒内扩散模型和Boyd模型分析,发现吸附过程完全受土壤颗粒内扩散控制,吸附速率由膜扩散控...     

羟基磷灰石的制备及对Pb2+的选择性吸附

为了提高对Pb~(2+)的吸附选择性及吸附量,采用共沉淀法,以CaCl_2和(NH_4)_2HPO_4为原料、葡萄糖碱性溶液为反应介质,制得羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)。采用X线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米粒度仪、物理吸附仪对样品进行表征,并考察HAP对Pb~(2+)的最优吸附条件和在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液中HAP对Pb~(2+)的吸附选择性。结果表明:制备的HAP呈细小的颗粒状,粒径均匀分布,平均粒径为220 nm左右,结晶度较差;将HAP样品在600℃马弗炉中煅烧2 h后,样品结晶度变大,但吸附效果远低于未煅烧的样品,因此选择未煅烧的样品作为吸附剂。在HAP用量为0.1 g/L、pH=6、温度为30℃、Pb~(2+)初始质量浓度为140.3 mg/L、饱和吸附时间为60 min的条件下,HAP对Pb~(2+)的吸附量达到1 412 mg/g左右;在Pb~(2+)和Cd~(2+)混合溶液(Pb~(2+)初始质量浓度为70.8 mg/L,Cd~(2+)初始质量浓度为83 mg/L)中,HAP对Pb~(2+)的吸附量是Cd~(2+)吸附量的2.26倍,对Pb~(2+)的选择性系数达到1 961.73。     

改性花生壳对重金属含铬废水的吸附研究

对改性花生壳处理含Cr6＋废水进行研究,考察吸附时间、改性花生壳投加量、pH值、Cr6＋溶液初始浓度对吸附效果的影响。实验结果表明,在吸附时间100min、改性花生壳投加量为5.0g/L、pH值2.0、Cr6＋溶液初始浓度25mg/L、常温的优化实验条件下,硝酸改性花生壳比盐酸改性花生壳吸附效果好,硝酸改性花生壳吸附率达到87%,盐酸改性花生壳为71%。改性花生壳是一种较高效的重金属离子吸附剂。     

有机氯类农药对自然水体生物膜吸附Pb,Cd能力的影响

利用Langmuir吸附等温曲线研究了自然水体生物膜同时吸附有机氯类农药和Pb,Cd的热力学特性,并与生物膜先吸附不同浓度的有机氯类农药后再吸附Pb,Cd的规律进行了比较.结果表明,有机氯类农药能够促进生物膜对Cd的吸附,而降低对Pb的吸附能力,还分析了产生这种影响的原因.     

MgZnAl-EDTA柱撑水滑石吸附Pb(Ⅱ)的热力学和动力学

采用共沉淀法合成了Mg2ZnAl-CO3水滑石,以其为前体运用离子交换法进行插层组装,制备了Mg2ZnAl-EDTA柱撑水滑石,并用XRD和IR对样品进行表征.以Mg2ZnAl-CO3水滑石和Mg2ZnAl-EDTA柱撑水滑石为吸附剂,用于水中Pb2＋的吸附.吸附热力学研究表明该吸附过程符合Langmuir等温吸附,其ΔGθ、ΔHθ和ΔSθ均为负值,是自发、放热且熵减小的过程;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合准二级动力学模型,同时包含物理吸附和化学吸附.     

胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS),并研究其对重金属废水中Pb2+和Cd2+的吸附行为。结果表明,EPS对Pb2+和Cd2+具有很强的吸附能力,吸附行为符合Langmuir等温式,拟合得到的最大吸附量分别可达534.76和478.47 mg/g。Pb2+和Cd2+在EPS上存在竞争吸附,EPS对Pb2+的吸附选择性更强。Cd2+对EPS吸附Pb2+有一定的抑制作用,但Pb2+的存在对EPS吸附Cd2+具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明,实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团,因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的—COOH,—NH2,—CH2—,—OH及—C=O官能团。研究表明,EPS吸附Pb2+的主要机理为离子交换和络合作用,而对Cd2+的吸附则主要通过络合作用完成。     

不同部位的蟹壳对Pb~(2+)和Cd~(2+)去除的比较研究

研究了梭子蟹(Portunus trituberculatus)蟹背壳与其他部位的蟹壳对水溶液中的Pb2+、Cd2+去除作用的差异,以及加入量、处理时间对其去除作用的影响.结果表明:蟹背壳对Pb2+的极限去除率可达89%,其他部位蟹壳则为74%;两种蟹壳对Cd2+的极限去除率均可达97%;在加入质量分数为0.02%、平衡10 min的条件下,蟹背壳对Cd2+的去除率约为63%,其他部位蟹壳则为90%.可见,不同部位的蟹壳在去除水溶液中的Pb2+、Cd2+特性方面存在明显差异.     

芽孢杆菌Z-y3对Pb(Ⅱ)吸附特性及机理

从重金属污染土壤中筛选出一株在酸性条件下对Pb(Ⅱ)有良好去除效果的芽孢杆菌Bacillus sp.(Z-y3),研究了其去除机理.结果发现:在酸性条件下,该菌能产碱,去除效果受环境p H影响较小且吸附迅速.通过XRD、SEM-EDS、FTIR、XPS等分析手段对该菌的吸附机理进行了研究,发现该菌株主要通过表面静电吸附、离子交换、产碱沉淀等方式,利用胞外蛋白多聚物、多糖的羟基和氨基结合重金属Pb(Ⅱ),并形成难溶晶体达到吸附重金属Pb(Ⅱ)的效果.该菌在较低酸性条件下对中低浓度的Pb(Ⅱ)有高效的去除效果,对铅污染土壤修复有一定的应用价值.     

天然黄铁矿吸附废水中Cd(Ⅱ)的实验研究

分批次实验研究了平衡时间、溶液pH值、Cd(Ⅱ)初始浓度、粒径对天然黄铁矿吸附废水中Cd(Ⅱ)的影响。实验前利用XRD衍射确定黄铁矿的特征,并确定了黄铁矿零电荷点pHPZC为6.4。在吸附平衡时间30 min,pH值6.0,即接近零电荷点时对Cd(Ⅱ)的吸附量最大。初始浓度、黄铁矿粒径对吸附Cd(Ⅱ)的影响表明,最大吸附量分别在Cd(Ⅱ)浓度为350 mg/L和粒径为200目时。实验数据与Freundlich等温线拟合良好。初步探讨了黄铁矿吸附Cd(Ⅱ)的机理。研究表明,天然黄铁矿可以有效除去有毒有害重金属Cd(Ⅱ),是处理工业废水的优良吸附剂。     

纳米TiO_2对痕量Pb(Ⅱ)的吸附研究

利用TiO2纳米颗粒的表面吸附活性,应用火焰原子吸收光谱检测方法,高效分离了水中痕量的Pb(Ⅱ).系统研究了纳米TiO2的晶体结构、溶液的pH值、吸附时间、Pb(Ⅱ)的起始质量浓度对Pb(Ⅱ)吸附率的影响,得到纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的最佳吸附条件为:pH=6.5,m(TiO2)=20 mg,ρ0(Pb(Ⅱ))=18 mg.L-1,t=90 min.测定了纳米TiO2对Pb(Ⅱ)的吸附等温线,应用Freundlich公式得到了吸附等温方程.     

酿酒酵母吸附Zn2+和Cd2+的动力学

为了去除废水中的重金属离子,研究用酿酒酵母吸附金属离子Zn2 和Cd2 的生物吸附动力学。实验结果表明,当Zn2 和Cd2 初始浓度为1 mmol/L时,Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附过程进行得很快,在3 h内即可达到吸附平衡。用准二级动力学方程式描述Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附动力学行为(R2>0.99)。经计算得出,酿酒酵母吸附Zn2 和Cd2 的动力学参数k2分别为48 mg/(mg.min)和19mg/(mg.min),平衡吸附量qe分别为6.974 mg/g和12.77mg/g。酿酒酵母废菌体可用于处理低浓度含Cu2 和Cd2 的废水。