氧化石墨烯修饰MoS2-PAN吸附膜对铜离子吸附性能的影响

通过氧化石墨烯(GO)对硫化钼(MoS₂)-聚丙烯腈(PAN)进行改性处理,采用相转化法成功制备了对水溶液中Cu²⁺进行吸附的GO-MoS₂-PAN改性吸附膜。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)及接触角测试对该吸附剂材料进行了表征。探究了不同GO固含量对GO-MoS₂-PAN改性吸附膜的孔隙率、纯水通量以及接触角的影响。在pH为5、Cu²⁺质量浓度为100 mg·L^-1的溶液中,GO固含量为0.03%的改性吸附膜对Cu²⁺的最大平衡吸附量达到224.28 mg·g^-1,且其脱附率为84%。结果表明,改性吸附膜对溶液中Cu²⁺的吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,热力学分析结果表明该吸附过程为自发吸热过程。     

氧化石墨烯复合物对重金属废水中Ni~(2+)吸附效果的实验研究

正研究了氧化石墨烯复合物(MGO-SH)对含镍废水中Ni 2+的吸附性能。结果表明,MGO-SH吸附材料上有丰富的官能团,对Ni 2+有较强的吸附能力,去除率可达95%以上;较低Ni 2+初始质量浓度(≤25mg/L)下,吸附拟合结果与Freundlich吸附等温线模型较吻合;在采用该材料处理含Ni 2+工业废水时,应先将废水进行预处理,使Ni 2+低于25mg/L,再用MGO-SH吸附效果更佳。     

利用回收石墨制备的氧化石墨烯及其吸附性能

以浮选法从脱硫渣中回收的石墨为原料,采用HUMMERS法制备氧化石墨烯,并以阳离子艳红为目标污染物对氧化石墨烯的吸附性能进行研究。研究表明从脱硫渣中回收的石墨为鳞片石墨,与天然鳞片石墨在晶体结构、形貌等方面无明显差异。2种石墨经氧化后均形成了含有C-OH、-COOH和C-O-C等官能团的氧化石墨烯。氧化石墨烯对阳离子艳红的吸附速率非常快,在5 min后能达到吸附平衡,理论最大吸附量为714 mg·g-1,吸附过程符合Langmuir等温式。     

铁改性氧化石墨烯壳聚糖对重金属的去除效果

为揭示改性方式对复合材料去除重金属离子的影响,利用浸渍蒸发法和共沉淀法制备铁改性氧化石墨烯壳聚糖复合微球,分别命名为Fe-GOCS和Fe@GOCS。通过批实验,对比分析其在不同水环境(pH=3、7和11)下对As(Ⅴ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的去除效果,并结合FTIR、XRD、SEM和BET表征技术揭示去除机理。结果表明,随pH增加,Fe-GOCS和Fe@GOCS对As(Ⅴ)的去除率(r_e)呈不同的变化趋势,前者先增加后降低,pH=7时最高r_e为56.74%,而后者则逐渐降低,pH=3时r_e最大,为87.99%。表征结果证实2种材料对As(Ⅴ)的去除均与Fe—O键有关,去除效果存在差异的主要原因与其不同的载铁形态有关(前者为α-Fe₂O₃,后者为α-FeO(OH))。随pH增加,2种材料对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的r_e均逐渐增大,但去除效果在中性条件下最好,分别为49.45%和23.52%(Fe-GOCS),68.38%和50.85%(Fe@GOCS),但稍差于GOCS;对Cd(Ⅱ)的r_e也逐渐增大,但Fe-GOCS的最大r_e低于Fe@GOCS,分别为78.30%和99.16%。Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除一方面与其离子水解作用有关,另一方面主要通过形成Fe—O—Cu和Fe—O—Pb配合物去除。而Cd(Ⅱ)的去除主要与水解作用有关。循环吸附5次后,Fe@GOCS对As(Ⅴ)的r_e仍在80%以上,而Fe-GOCS的再生能力较差。整体上,Fe@GOCS对重金属的去除效果略优于Fe-GOCS,而Fe-GOCS适用的pH范围相对较广。     

锆改性铝氧化物对水中磷的吸附特性

采用共沉淀法制备锆改性铝氧化物。在研究其对水中磷吸附特性的基础上,结合SEM-EDS、XRD、FTIR和XPS等表征手段,分析吸附剂的结构组成以及反应前后的表面基团变化,探讨吸附除磷的机理。结果表明：Power动力学模型和Langmuir等温线模型可以很好地描述锆改性铝氧化物对磷的吸附特征;在投加量为0.3 g·L-1、溶液pH为7时,磷的饱和吸附量为76.63 mg·g-1;pH=4~6时,吸附剂除磷效果较好,在偏碱性环境下,磷吸附量明显降低;Cl- 和SiO32-对磷的吸附有较强的抑制作用,且干扰效果随着阴离子浓度的升高而加强。通过材料表征结果可知,吸附剂呈无定型结构,表面含有丰富的羟基。该吸附剂的除磷机制主要为表面络合和离子交换作用。     

UiO-66/氧化石墨烯的制备及对水中四氯化碳的吸附

采用溶剂热法制备了UiO-66和UiO-66/氧化石墨烯复合材料;以水中四氯化碳为处理对象,研究了吸附时间、污染物浓度及温度等因素对吸附过程的影响,并对吸附过程进行动力学和热力学模拟探讨。结果表明,当四氯化碳浓度为10 mg·L-1、30 ℃时,吸附反应在6 h达到平衡,四氯化碳的去除率为87.5%。UiO-66/氧化石墨烯材料对四氯化碳的吸附过程符合拟二级动力学模型。热力学结果显示ΔG0、ΔS>0,由此判断吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。UiO-66/氧化石墨烯材料中比表面积、表面分散力和晶体缺陷的增加使其对四氯化碳具有更好的吸附性能。     

改性锰砂对废水中锰的吸附特性研究

通过正交实验,研究pH值、反应时间、锰砂投加量和锰砂改性时间等因素对Mn2+吸附效果的影响。结果表明,在25℃,吸附反应体系pH=9,锰砂投加量为15 g/L,吸附时间为30 min,锰砂的高锰酸钾改性时间为36 h时,改性锰砂对锰的吸附去除率最高,达到了99.99%。四因素的影响顺序为:pH>反应时间>锰砂投加量>锰砂改性时间。在单因素实验中,当pH=7,吸附剂投加量为25 g/L时,经60 min可达吸附平衡,锰的去除率为60.04%,其等温吸附符合Freundlich和Langmuir模型,并且与Langmuir模型的拟合程度更高。本研究还对改性锰砂吸附除锰的机理做了初步探讨。     

改性菌丝体对Ni2+的吸附特性研究

通过专利对菌丝体进行了改性。所制备的改性菌丝体对重金属离子具有良好的吸附效果。结果表明 ,其对Ni2 + 的吸附容量 6 3.2mg/g (初始水溶液中Ni2 + 浓度为 2 0 0mg/L) ,是甲壳素吸附剂的 3.3倍 (19.1mg/g) ,与壳聚糖吸附剂相比吸附容量提高了 135 % ,与D75 1与南开 15 2相比吸附容量非常接近。用 0 .5 %— 0 .2 %的解吸剂便可以完全解吸 ,能够重复使用达 6次以上。本文还研究了改性菌丝体对Ni2 + 的吸附过程中重要的影响因素 ,结果发现 ,在微碱性 (pH =8— 9)条件下 ,改性菌丝体可以把初始浓度高达 80 0mg/L的Ni2 + 溶液一次性降低到 17mg/L ,为改性菌丝体在工业废水处理中的应用奠定了良好的基础。     

乙二胺还原的氧化石墨烯对镉离子的动态吸附

以乙二胺(EDA)还原氧化石墨烯(GO)制得一种吸附剂材料,即还原态氧化石墨烯(RGO)。考察了动态条件下Cd2+溶液的初始浓度、流速及吸附床高度对穿透曲线的影响,同时利用Bed-Depth-Service Time(BDST)模型对吸附床高度与穿透时间的关系进行线性拟合分析,研究了RGO对Cd2+溶液的动态吸附性能。结果表明,RGO可以有效地去除水溶液中的Cd2+,随着吸附床高度的增加,离子的去除率增大,穿透时间延长;当溶液初始浓度增大时穿透时间缩短,离子的去除率减小;而溶液的流速加快,穿透时间和去除率都相应减小。吸附床高度与穿透时间的关系可用BDST模型较好地进行描述,预测新的操作条件下的穿透时间与实验值误差均小于5%。     

改性菌丝体对Ni2+的吸附特性研究

通过专利对菌丝体进行了改性.所制备的改性菌丝体对重金属离子具有良好的吸附效果.结果表明,其对Ni2+的吸附容量63.2 mg/g(初始水溶液中Ni2+浓度为200 mg/L),是甲壳素吸附剂的3.3倍(19.1 mg/g),与壳聚糖吸附剂相比吸附容量提高了135%,与D751与南开152相比吸附容量非常接近.用0.5%-0.2%的解吸剂便可以完全解吸,能够重复使用达6次以上.本文还研究了改性菌丝体对Ni2+的吸附过程中重要的影响因素,结果发现,在微碱性(pH=8-9)条件下,改性菌丝体可以把初始浓度高达800 mg/L的Ni2+溶液一次性降低到17 mg/L,为改性菌丝体在工业废水处理中的应用奠定了良好的基础.     

铁酸盐-还原石墨烯复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

以氯化铁(FeCl3·6H2O)、氯化锰(MnCl2·4H2O)、氯化锌(ZnCl2)、氯化钴(CoCl2·6H2O)、氯化镍(NiCl2·6H2O)和氧化石墨烯(GO)为原料,制备了4种铁酸盐与还原氧化石墨烯(RGO)的复合材料(RGO-MFe2O4,M=Mn,Zn,Co或Ni),通过扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、拉曼光谱仪进行了表征,系统研究了4种材料对亚甲基蓝的吸附。结果发现,RGO-NiFe2O4对亚甲基蓝的吸附能力最好,而对吸附起主要作用的是RGO。随着温度升高、染料初始浓度的增加和吸附时间的延长,RGO-NiFe2O4吸附量逐渐增大。RGO-NiFe2O4对亚甲基蓝的吸附动力学拟合符合伪二级动力学模型。吸附等温线模型拟合结果表明,Langmuir方程可以很好地描述其对亚甲基蓝的吸附。热力学参数ΔG0在不同温度下均为负值,ΔH0为正值,ΔS0为正值说明吸附过程是自发的吸热反应。     

三价铁改性活性炭对水中微量砷的吸附特性

研究了三价铁改性对不同活性炭(颗粒和粉末)对水中砷的吸附特性的影响。结果表明,三价铁改性有效提高了活性炭对不同形态砷的吸附性能。其中,对于2种活性炭,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最佳铁离子改性浓度分别为0.1和0.05 mol/L。此时,通过Langmuir等温线方程拟合得到:粉末和颗粒活性炭对As(Ⅲ)的最大吸附量qm分别为2.38 mg/g和9.39 mg/g;而对As(Ⅴ)的qm分别为5.12 mg/g和2.32 mg/g。此外,当溶液的pH从3升高到9的过程中,吸附量先增加后有所下降,当pH 为7时,改性前后的活性炭对砷的吸附量达到最高。     

改性黄麻制备及其对铜离子的吸附

从地表水突发污染应急处置实际需求的角度,考虑纤维材料的现场实用性,研究了均苯四甲酸二酐改性黄麻的制备过程及对重金属铜离子的吸附性能,吸附等温线、吸附动力学和吸附热力学。通过正交实验对改性条件进行了优化,结果表明,反应物(黄麻与酸酐)配比和反应温度对改性黄麻的吸附量有十分显著的影响;在室温,pH为5~7的条件下,改性黄麻对铜离子的吸附容量为43.56 mg/g,比原态黄麻提高了7倍多;改性黄麻对铜离子的吸附符合Langmuir模型,为单分子层吸附;吸附过程是符合假二级动力模型的自发吸热反应。     

有机改性凹凸棒土的制备表征及其对4-氯苯酚的吸附

利用十六烷基三甲基溴化铵（HDTMA）对凹凸棒土进行有机改性,并通过SEM、XRD、FT—IR、表面积及孔径分析对改性前后的凹凸棒土进行结构表征,结果表明,利用HDTMA对凹凸棒土改性仅是表面的负载修饰,并未改变凹凸棒土的内部结构;改性凹土对4-氯苯酚的吸附实验表明,吸附速率很快,30min即达到吸附平衡,吸附符合准二级动力学方程,吸附等温线符合H型吸附等温方程,在pH为中性的环境下有利于吸附。     

APTES改性污泥基炭的表征及其对水中Pb(Ⅱ)的吸附特性

污泥炭(SC)灰分含量高,吸附性能差,因而限制了其应用范围。使用3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对污泥炭进行改性,提高其对重金属的吸附能力。结果表明:APTES成功地负载到污泥炭上;在25℃时,APTES-SC对Pb(II)的吸附量是SC的8倍;吸附量随溶液pH (1～8)的增大而增强。APTES-SC对Pb(II)的吸附行为符合二级动力学模型,等温吸附曲线符合Langmuir模型,吸附过程是自发、吸热反应(ΔG0,ΔH0)。该方法制备的改性污泥基炭是一种能去除废水中Pb(II)的高效吸附剂。     

改性花生壳粉对钙离子的吸附特性研究

利用改性花生壳粉吸附去除水中产生硬度的主要离子钙离子,考察了改性花生壳粉的吸附动力学和吸附平衡特性,并利用傅立叶红外光谱（FTIR）对其结构特性进行了表征。结果表明,钙离子吸附量的85％发生在45min时,其吸附平衡基本在4h内完成,可以通过准二级吸附动力学准确地表征该吸附过程,且改性花生壳粉对钙离子的吸附能够很好地遵循Langmuir等温吸附模型。当pH由2升高至12时,钙离子吸附量随之增加,且在强碱性时吸附效果尤为显著。在花生壳粉固定床吸附实验中,钙离子的穿透曲线很好地遵循Thomas方程。通过FTIR分析发现,改性花生壳粉中较高含量的不饱和基团（C=C,C=O）和C-O官能团在对钙离子的吸附过程中作用最强。     

氧化-负载铁组合工艺改性活性炭及其对Cr(Ⅵ)的去除

通过氧化-负载铁组合工艺对活性炭进行改性,对比了不同氧化剂(硝酸/磷酸)对改性效果的影响,利用Boehm、FT-IR、BET、XRD对改性活性炭(ACNF/ACPF)进行了表征,并对改性活性炭吸附水中痕量Cr(Ⅵ)的性能进行了研究。结果显示:硝酸与磷酸氧化均可显著增加活性炭表面酸性官能团数量,提高表面亲水性;改性后活性炭比表面积、孔体积和平均孔径均减小;负载的铁主要以铁(氢)氧化物形式存在于活性炭表面(ACPF)和介孔(ACNF)中;在Cr(Ⅵ)初始浓度0.5 mg/L,pH值3.0,活性炭投加量100 mg/L时,吸附12 h达到平衡,ACNF对Cr(Ⅵ)的去除率达到97.82%,出水Cr(Ⅵ)剩余浓度降至0.05 mg/L以下,满足《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)要求,改性可显著提高对Cr(Ⅵ)的吸附容量。     

改性凹凸棒土的优化定向制备及对腐殖酸的吸附效果

以天然凹凸棒土为原料,以去除以腐殖酸为代表的天然有机物为目的,研究酸活化、热处理和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)有机改性3种改性方法,进行定向筛选。进一步比较3种方法联合改性凹土后对腐殖酸的吸附效果,确定最优定向改性方法。结果表明,先酸处理后OTAC改性凹土对腐殖酸的吸附效果最好,改性凹土投药量为0.7 g/L时,腐殖酸的去除率可达97%。利用正交实验确定凹土改性的最佳工艺条件、钠化时间和有机改性剂的用量对改性凹土吸附腐殖酸的能力影响显著。改性的最佳工艺条件为:酸浓度3 mol/L,氯化钠浓度0.5 mol/L,钠化时间2 h,改性剂用量为凹土质量的3%,微波改性时间为9 min。单独投加改性凹土时pH值对腐殖酸的吸附效果有重要影响。该方法制备的改性凹土在水处理工艺有良好的应用前景。     

氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响

研究了氧化、还原改性对活性炭吸附草甘膦的影响.以傅立叶红外光谱定性表面官能团变化,以扫描电镜观察表面形貌,以化学吸附分析仪测定后再通过测定样品的氮气吸附/脱附等温线计算比表面积和孔径.结果表明:(1)氧化改性使活性炭比表面积增大;还原改性使活性炭比表面积减小.还原阶段使先前氧化阶段中产生的孔道以及原有孔道均发生塌陷,导致还原改性活性炭比表面积减小.(2)在静态吸附的条件下,氧化改性和还原改性活性炭对草甘膦的吸附均为吸热反应.还原改性在活性炭表面产生的还原性官能团有利于活性炭对草甘膦的吸附,而氧化改性产生的氧化性官能团并不利于活性炭对草甘膦的吸附.(3)热力学参数的计算进一步表明,改性活性炭对草甘膦的吸附为吸热反应.     

氧化石墨烯-FeCl3改性沸石联合生物预处理对氨氮的强化处理研究

以氧化石墨烯(GO)和FeCl_3·6H_2O为改性剂,制备GO-FeCl_3改性沸石,与生物预处理技术结合,对含(2.98±0.38)mg/L氨氮的微污染水进行强化处理,探讨了GO-FeCl_3改性沸石表面的挂膜性能以及GO-FeCl_3改性沸石的表面特性,并对GO-FeCl_3改性沸石、FeCl_3改性石英砂(IOCS)和普通石英砂(RQS)3种滤料联合生物预处理的强化处理效果进行了比较分析。结果表明:(1)与RQS和IOCS比较,GO-FeCl_3改性沸石表面生物量最高(17.26μg/cm~3);(2)GO-FeCl_3改性沸石联合生物预处理,对氨氮的去除率最高(95.60%),出水中悬浮物粒径最小(由进水的458.70nm下降至1.49nm),生物安全性最高;(3)GO-FeCl_3改性沸石比表面积最大,表面结构更加复杂且多孔,表面含有羟基、羧基等官能团,且煅烧过程形成的Fe_3O_4和α-FeOOH与GO结合,具有一定的可见光催化作用,因而强化处理效果最好。