粉煤灰的改性及其吸附性能

以改性粉煤灰为吸附剂,对亚甲基蓝溶液进行吸附实验。经正交实验确定改性粉煤灰的最佳制备条件:煅烧温度为850℃,粉煤灰与ZnCl2的质量比为2∶2,盐酸加入量为2.4mol/L,粉煤灰粒径为16.8mm。在亚甲基蓝溶液初始质量浓度为10mg/L、改性粉煤灰加入量为200mg/L、振荡时间为3.0h、溶液pH为5、吸附温度为25℃的条件下,亚甲基蓝的降解率和溶液脱色率分别达86.24%和82.76%。     

改性粉煤灰的制备及其对分散蓝的吸附

以聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)为改性剂,制备PDMDAAC改性粉煤灰。采用正交实验考察了制备条件对PDMDAAC在粉煤灰上的负载量的影响。实验结果表明:在反应温度为70℃、反应时间为3 h、PDMDAAC质量浓度为50 g/L、溶液pH为10的最佳条件下,PDMDAAC在粉煤灰上的负载量为0.98 mg/g;在吸附温度为30℃、初始分散蓝质量浓度为50 mg/L、PDMDAAC改性粉煤灰加入量为4 g/L的条件下,PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的去除率可达98%。PDMDAAC改性粉煤灰对分散蓝的吸附符合Langmuir吸附模型。     

改性SiO2气凝胶对废水中Fe3+的吸附性能

制备了改性SiO₂气凝胶,考察了经不同类型、不同配比的改性剂改性的SiO₂气凝胶对模拟含Fe³⁺废水的吸附处理效果。实验结果表明：改性SiO₂气凝胶的最佳制备条件为三甲基氯硅烷（TMCS）作改性剂,V（TMCS）#x02236;V（正己烷）=1#x02236;5;当改性SiO₂气凝胶加入量为75g/L、吸附时间为4h、Fe³⁺质量浓度为10mg/L时,模拟含Fe³⁺废水的Fe³⁺去除率为98.32%,剩余Fe³⁺质量浓度为0.168mg/L;采用改性SiO₂气凝胶动态吸附处理流量为420mL/h、Fe³⁺质量浓度为100mg/L的模拟含Fe³⁺废水,吸附后废水中剩余Fe³⁺质量浓度仅为0.196mg/L。     

粉煤灰基吸附剂对模拟废水中Cd2+的吸附性能

以粉煤灰为原料、Na2CO3为助熔剂,采用盐熔融—水浴结晶法制备粉煤灰基吸附剂。探讨了吸附剂的最佳制备条件及其对模拟废水中Cd2+的最佳吸附条件、吸附动力学和吸附机理。实验结果表明:制备吸附剂的最佳工艺条件为m(粉煤灰)∶m(Na2CO3)为1∶2,焙烧温度为450℃;采用最佳制备工艺条件下制备的吸附剂(记作2-450℃-FA吸附剂),在初始Cd2+质量浓度为300 mg/L、初始溶液pH为7.7、振荡时间为120 min的条件下,对模拟废水中Cd2+的去除率为98.0%。2-450℃-FA吸附剂对Cd2+的吸附主要受颗粒内扩散控制,吸附过程可用准二级吸附动力学方程很好地描述。Ea为77.22 kJ/mol,吸附过程主要为化学吸附。     

焦粉活性炭的制备及其应用

用废弃焦粉制备焦粉活性炭，通过正交实验考察了各种因素对焦粉活性炭性能的影响。实验结果表明：在活化时间80min、活化温度900℃、碱炭比（氢氧化钾与废弃焦粉的质量比）4、废弃焦粉粒径小于0．05mm的最佳条件下，制备的焦粉活性炭的亚甲基蓝吸附值为304．8mg／g，产率为35．6％；废弃焦粉的活化是活化剂刻蚀其颗粒形成丰富孔结构的氧化还原反应过程；用最佳条件下制备的焦粉活性炭处理质量浓度为60mg／t．的模拟含Cr^6＋废水，在废水pH为3—4、焦粉活性炭加入量为4g/L、吸附时间为50min的条件下，Cr^6＋去除率达93．2％。     

煤矸石的改性及其对稀土生产废水中氨氮的吸附

采用热改性、盐酸改性、硫酸改性、碱改性的方法分别制备了4种改性煤矸石吸附剂,研究了吸附工艺条件对4种改性煤矸石吸附剂对稀土生产废水中氨氮去除效果的影响以及吸附机理.实验结果表明:4种改性煤矸石吸附剂吸附氨氮的最佳工艺条件为:吸附剂加入量0.02 g/mL,振荡时间2.5 h,废水pH 7～8;4种吸附剂氨氮去除率大小顺序为:碱改性煤矸石＞硫酸改性煤矸石＞盐酸改性煤矸石＞热改性煤矸石;碱改性煤矸石的氨氮去除率最高,为59.19％;碱改性煤矸石吸附剂对含氨废水中氨氮的吸附较好地符合Langmuir方程和Freundlich方程,在一定程度上符合Temkin方程.     

玉米秸秆生物炭对苯胺的吸附

以玉米秸秆为原料制备生物炭吸附剂,研究了生物炭对水中苯胺的吸附性能。表征结果显示:制备的生物炭的比表面积为449.7 m2/g,体积平均粒径为103μm,主要以小粒径存在;制备的生物炭表面以碱性含氧官能团为主,含量为1.31 mmol/g。实验结果表明:在溶液p H 3、生物炭加入量10 g/L、吸附温度313 K、吸附时间3.0h的最佳反应条件下处理初始苯胺质量浓度为400 mg/L的苯胺溶液,苯胺去除率为94.0%,吸附量为37 mg/g;生物炭对苯胺的吸附过程符合拟二级动力学方程,吸附等温线满足Freundlich等温吸附方程;生物炭对苯胺的吸附是自发、吸热的过程;吸附过程中存在着水分子从生物炭表面的解吸。     

改性粉煤灰吸附-高级氧化法处理奥里油废水

将氯化铁改性粉煤灰（简称改性粉煤灰）吸附处理与高级氧化和生物处理等技术进行优化组合,以期得到简便而有效的处理奥里油废水（简称废水）的组合工艺。研究结果表明：在废水COD平均为4600mg／L、改性粉煤灰加入量为50g／L、废水pH为7～9、吸附时间为1h的条件下,COD去除率达30％。采用“改性粉煤灰一次吸附-湿式均相催化氧化-厌氧生物过程-改性粉煤灰二次吸附”组合工艺处理废水时,改性粉煤灰不但具有较好的预处理效果,且还有较好的后处理能力;湿式均相催化氧化的催化剂用量少（Cu（NO3）2为2．0g／L）、操作条件温和（2．5MPa,180℃,pH5—7,1h）;厌氧生物过程中不需特殊筛选的菌种,易操作控制;经该组合工艺处理后,废水COD从4600mg／L降至55mg／L,COD去除率为98．4％,达到GB8978-1996《污水综合排放标准》的一级排放标准。     

用黄姜皂素残渣制备活性炭

以黄姜皂素残渣为原料,用ZnCl2为活化剂制备活性炭,研究了活化温度、活化剂浓度、液固比、活化时间对活性炭吸附性能的影响。在活化温度600℃、活化时间90min、ZnCl2质量分数40％、液固比（质量比）4条件下。制备的活性炭碘吸附值为933mg/g,苯酚吸附值为139mg/g,亚甲基蓝脱色力为150mL/g,性能优于对比的商业颗粒活性炭。     

白腐菌改性的中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能

以白腐菌的典型菌种黄孢原毛平革菌为改性菌种,对中药渣进行改性处理,研究了改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附性能。采用SEM技术对改性中药渣进行表征。研究了废水pH、改性中药渣加入量、吸附温度和吸附时间对Cr（Ⅵ）吸附效果的影响。表征结果显示,中药渣经过改性后表面出现许多孔隙,比表面积增大,为吸附Cr（Ⅵ）提供了更多的吸附位。实验结果表明：在初始Cr（Ⅵ）质量浓度50 mg/L、改性中药渣加入量5 g/L、废水pH 2、吸附温度45 ℃、吸附时间20 h的条件下,改性中药渣对Cr（Ⅵ）的去除率达99.5%,吸附量可达9.82 mg/g;改性中药渣对Cr（Ⅵ）的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程;准二级动力学方程能很好地对改性中药渣吸附Cr（Ⅵ）的数据进行拟合。     

介孔碳修饰石墨电极处理模拟硝基苯废水

采用水热合成—高温碳化—涂饰的方法制备了介孔碳修饰石墨电极,并将其用于模拟硝基苯废水的电化学处理,考察了废水pH、电流密度、电解质投加量对处理效果的影响。表征结果显示,修饰电极表面具有丰富的介孔结构,因而比石墨电极具有更高的硝基苯去除率和苯胺生成量。实验结果表明,在废水pH为7.0、电流密度为15 mA/cm~2、电解质硫酸钠投加量为1.775 g/L的条件下处理初始硝基苯质量浓度为100 mg/L的模拟废水,电解3.0 h时的硝基苯去除率高达99.6%,苯胺生成量最高达45.54 mg/L。     

铝灰酸溶法制备聚合氯化铝

以铝灰为原料采用酸溶法制备了聚合氯化铝（PAC）,并通过正交实验优化了PAC制备的最佳工艺参数,并考察了自制PAC对废水COD的去除效果。制备PAC的最佳工艺条件为：m（铝灰）∶V（HCl）∶V（H₂O）=10∶20∶40,反应温度85℃,反应时间2.5h,搅拌转速80r/min,熟化时间30h,熟化温度60℃。采用生石灰可高效、经济地调节产品的盐基度,且产品在处理印染废水时COD去除率达64.7%,高于市售同类产品。     

酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴

采用酸浸—萃取—沉淀法回收废锂离子电池中的钴。实验结果表明:废锂离子电池在600℃下煅烧5 h可将正极材料上的有机黏结剂与正极活性物质分离;正极活性物质在Na OH溶液浓度为2.0 mol/L、n(Na OH)∶n(铝)=2.5、碱浸温度为20℃的条件下碱浸反应1 h后,铝浸出率达99.7%;已除铝的正极活性物质在硫酸浓度为2.5 mol/L、H_2O_2质量浓度为7.25 g/L、液固比为10、酸浸温度为85℃的条件下酸浸反应120 min,钴浸出率高达98.0%;酸浸液在p H为3.5、萃取剂P507与Cyanex272体积比为1∶1的条件下,经2级萃取,钴萃取率为95.5%;采用H_2SO_4溶液反萃后在硫化钠质量浓度为8 g/L、反萃液p H为4的条件下沉淀反应10 min,钴沉淀率达99.9%。     

纳米MnO_2/Fe_3O_4对镉离子的静态吸附

采用水热合成法将Mn O_2包覆于纳米Fe_3O_4的表面,制备出纳米Mn O_2/Fe_3O_4,并将其用于含镉溶液的吸附。考察了吸附效果的影响因素,并研究了纳米Mn O_2/Fe_3O_4的重复使用性能。实验结果表明:在初始镉离子质量浓度为10 mg/L、吸附剂投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为12 h的条件下,镉离子去除率由使用纳米Fe_3O_4时的3%增至使用纳米Mn O_2/Fe_3O_4时的96%;在初始镉离子质量浓度为50 mg/L、纳米Mn O_2/Fe_3O_4投加量为4 g/L、吸附温度为20℃、溶液p H为6.0、吸附时间为1 h的条件下,镉离子去除率达78%,吸附量为9.7 mg/g;经5次重复使用后,纳米Mn O_2/Fe_3O_4对镉离子的去除率仅比首次使用时降低了10百分点,具有良好的重复使用性能。     

Fe_3O_4@SiO_2复合气凝胶的制备及其对刚果红的吸附

以Fe Cl_3·6H_2O和正硅酸四乙酯为原料,通过溶胶-凝胶法结合醇溶剂热法制备了Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶。采用XRD,FTIR,SEM,EDS等技术对Fe_3O_4@Si O_2的结构进行了表征。考察了Fe_3O_4@Si O_2对刚果红溶液的吸附性能。表征结果显示,Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶是由直径为10~20 nm的近球形颗粒组装而成的具有三维网络结构的纳米材料,比表面积为457.93 m~2/g,平均孔径为10.7 nm。在溶液p H为5、吸附时间为35 min的最佳工艺条件下,采用Fe_3O_4@Si O_2吸附处理质量浓度为10 mg/L的刚果红溶液,刚果红去除率为99.39%,此时溶液中刚果红的质量浓度仅为0.052 mg/L。Fe_3O_4@Si O_2复合气凝胶吸附刚果红后具有较好的解吸和再生能力。     

活性炭纤维负载TiO2催化剂的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了活性炭纤维负载TiO₂催化剂（TiO₂/ACF）,并通过SEM和XRD等手段对TiO₂/ACF进行了表征。以邻苯二甲酸二甲酯（DMP）为目标降解物,考察了催化材料的电催化活性。实验结果表明：在反应温度为25 ℃、初始DMP质量浓度为100.0 mg/L、电解质Na₂SO₄质量浓度为100 mg/L、电流密度为62.5 mA/cm²、电极板间距为4 cm的条件下,经过40 min的降解,DMP质量浓度为1.8 mg/L,DMP去除率为98.2%;TiO₂/ACF在反应过程中可以原位再生,经6次重复使用后仍保持很高的催化活性,对DMP的去除率仍达90%以上。     

CuO/AC@SiO_2的制备及对H_2S的深度脱除

采用模板法在CuO外包裹一层具有介孔结构的SiO_2,制备了CuO/AC@SiO_2。采用X射线衍射仪对CuO/AC@SiO_2的结构和催化活性位点进行了表征。通过固定床气固吸附实验,研究了CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附脱除性能。表征结果显示,CuO是催化氧化H_2S的活性中心,被氧化成Cu2O后吸附脱除H_2S的性能下降。实验结果表明:CuO/AC吸附H_2S时的有效穿透时间为117 min,CuO/AC@SiO_2的有效穿透时间提高到141 min,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附性能明显提高;以Cu(NO_3)_2为前驱体的CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量高于以Cu(AC)_2为前驱体;在Cu(NO_3)_2为前驱体、m(正硅酸乙酯)∶m(CuO/AC)=0.7、吸附温度为90℃的最佳条件下,CuO/AC@SiO_2对H_2S的吸附量达17.40 mg/g。     

催化动力学光度法测定工业废水中的Cr（Ⅵ）

采用β-环糊精作为H₂O₂氧化茜素红褪色反应的增敏剂,建立了催化动力学光度法测定工业废水中Cr（Ⅵ）的新方法。该方法最佳反应条件为：反应体系总体积25 mL,0.1 mol/L的H₂SO₄溶液加入量2.0 mL,1.0×10^-3 mol/L茜素红溶液加入量1.5 mL,30%的H₂O₂溶液加入量4.0 mL,100 g/L的β-环糊精溶液加入量3.0 mL。在最大吸收波长554 nm处测定反应前后溶液的吸光度,Cr（Ⅵ）的质量浓度与吸光度差值（ΔA）在4.0×10^-4~5.4×10^-2 mg/L范围内符合比尔定律,线性回归方程为：ΔA=18.52ρ+ 0.018,相关系数为0.996 6,检出限为3.5×10^-4 mg/L,加标回收率为99.46%~101.3%,6次测定的相对标准偏差小于等于2.4%。该法的测定结果与GB/T 7467-1987中的二苯碳酰二肼分光光度法相近。     

SO42-/SnO2 -Fe2O3-硅藻土固体酸催化剂的制备及其对染料废水的催化处理

以硅藻土为载体,采用溶胶-凝胶法引入金属氧化物SnO₂和Fe₂O₃,制备了二元氧化物复合型SO₄^2-/SnO₂-Fe₂O₃-硅藻土固体酸催化剂。利用该催化剂与H₂O₂构成非均相类Fenton试剂氧化体系,催化H₂O₂产生氧化能力极强的·OH,用于处理实际翠蓝废水和模拟亚甲基蓝废水。催化剂的最佳制备条件为：H₂SO₄溶液的浓度3 mol/L,浸渍时间2.0 h,焙烧温度550 ℃,焙烧时间3.5 h,焙烧方式为随炉升降温。实验结果表明：采用在最佳工艺条件下制得的催化剂,处理实际翠蓝废水COD去除率可达79.5%、脱色率达99.6%;处理模拟亚甲基蓝废水COD去除率可达83.1%、脱色率达99.6%。