纳米羟基铁改性阴离子交换树脂用于富营养化水体中磷的吸附净化

为探索一种改良的磷酸盐吸附材料,以优化其在去除富营养化水体中无机磷的应用效果,提出了一种纳米羟基铁(FeOOH)与阴离子交换树脂D-201复合的方法。首先将FeOOH分散于阴离子交换树脂D-201中,得到FeOOH@D-201复合树脂。然后进行批量吸附实验,通过比较FeOOH@D-201与纯D-201对磷酸盐的吸附量来评估其改善程度。并采用准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型进行拟合,从而分析复合树脂的吸附过程及其机理。结果表明,FeOOH@D-201复合树脂的最大磷酸盐吸附量达到了132.1 mg/g,比纯D-201的吸附量提高了46%,突破了常规阴离子交换树脂在去除无机磷应用中的局限性。模型拟合结果表明,其吸附过程与准二级动力学模型和Langmuir模型较吻合,推断吸附机理主要是静电吸引和配位络合的共同作用。FeOOH@D-201经过5次醋酸脱附-吸附再生循环后,吸附剂去除磷酸盐的能力仍然保持在70.4%以上,证实了复合树脂的良好再生性能。

羟基铁脱硫剂的研究

硫化氢是工业生产的有害物质,会导致下游贵金属催化剂中毒,造成经济损失。常用的硫化氢脱除方法为干法和湿法,干法脱硫设备简单,价格低廉,净化效果好等有点作为常用的脱硫方法。其中羟基铁脱硫剂在市场应用广泛,有脱硫效果好,使用精度高,价格低等优势。合成羟基铁需要控制温度,pH值等工艺条件。影响脱硫效果的因素有脱硫剂使用温度,原料气硫化氢含量等因素。实验通过控制制备工艺,合成出性能优良的以γ-Fe OOH为主要成分的羟基铁粉体,考察粉体的物性及脱除硫化氢的效果。通过挤条成型技术制备成脱硫剂产品,分析脱硫剂的物性,评价考察其脱硫效果。实验表明,脱硫剂在较高空速下使用,其穿透硫容可达53%。经过再生后,其也有较高的脱硫效果。

纳米羟基铁改性活性炭对亚甲基蓝的吸附性能研究

采用乙醇分散法制备了纳米羟基铁修饰的玉米苞叶和竹笋壳的活性炭复合物(记为nFeOOH@AC),分析了nFeOOH@AC对水样中亚甲基蓝的吸附性能及动力学机理。研究表明,nFeOOH@AC对亚甲基蓝的吸附以化学吸附为主,符合准二级动力学模型。在亚甲基蓝初始质量浓度为3~120 mg/L,体积为50 mL,nFeOOH@AC投加量为10 mg,pH为3~12,吸附时间为1~24 h时,吸附率随着pH升高而增大,随着亚甲基蓝初始浓度的增大先增后减,随着吸附时间的增加而增加。nFeOOH@AC可以作为一种新型环境友好型吸附剂应用于亚甲基蓝废水处理。

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附磷和氟的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用,制备了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体。在实际土壤的酸度(pH=4～8)和温度(t=34～50℃)条件下,进行了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附P和F的实验,探讨了复合体的P和F吸附能力与pH值、温度、吸附时间、P和F的初始浓度、离子强度间的关系,并与蒙脱石和含水氧化铁的P和F吸附行为进行了对比。研究表明,在实验条件下,低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对磷具有明显的亲合力,对氟的亲合力较低,只略高于蒙脱石原样。低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对P和F的吸附,特别是对磷的吸附行为对该元素在土壤中的迁移过程有重要影响,成果对土壤学和环境学研究有参考价值。

羟基铁铝柱撑蒙脱石Keggin结构的稳定性

本文利用Keggin结构可以发生类质同象置换的性质，制备了含过渡金属高于Fe的羟基铁铝往撑蒙脱石。运用紫外-可见吸收光谱、27AI核磁共振港等技术对柱化溶液中Fe和Al的状态进行了研究，运用X射线走向行射技术、红外光谱、顺磁共振等技术对柱化粘土中Keggin结构的作用及热稳定性进行了研究。结果表明，Fe／Al值对羟基铁铝柱化液的结构、d001值、柱化粘土的热稳定性均有较大的影响，随着Fe／Al值的增加，d001逐渐增大，热稳定性下降，过量的Fe对Keggin结构有破坏作用，Keggin结构的存在增加了位化粘土的热稳定性。

低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体吸附砷的实验研究

将提纯的钙蒙脱石与羟基铁离子溶液作用,制备了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体。用化学分析、电子探针分析、粉晶X射线衍射分析、差热分析和穆斯堡尔谱分析等手段,对蒙脱石原样、低聚合羟基铁-蒙脱石复合体和相同条件下制备的铁的含水氧化物进行了表征。在实际土壤的酸度(pH=4～7)和温度(18～40℃)条件下,进行了低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附有害元素砷的实验,探讨了复合体的砷吸附能力与pH值、温度、吸附时间、砷初始浓度、离子强度间的关系,并与蒙脱石和铁的含水氧化物的砷吸附行为进行了对比。研究表明,在实验条件下,低聚合羟基铁-蒙脱石复合体对砷具有明显的亲合力,低聚合羟基铁-蒙脱石复合体吸附砷的过程有可能是地表岩石和土壤中重要的地球化学过程,是影响砷在地表,特别是土壤中迁移、富集的重要因素。

羟基铁柱撑剂性能对柱撑蒙脱土层间距的影响

考察柱撑蒙脱土层间距与羟基铁在制备及插层过程性能的关系,测定羟基铁插层蒙脱土过程溶液电导的变化规律;研究老化时间对羟基铁柱撑剂的粒度、电导及所制得的柱撑蒙脱土层间距的影响;碱化剂加入量对羟基铁柱撑剂粒度及所制得的柱撑蒙脱土层间距的影响。实验结果表明蒙脱土达到饱和吸附所需羟基铁柱撑剂的加入量为铁离子毫摩尔数与蒙脱土克数之比等于10;采用碱化剂加入量Na_2CO_3/Fe(NO_3)_3摩尔比等于0.5制备羟基铁柱撑剂插层蒙脱土,可制得层间距较大的柱撑蒙脱土;老化时间为4天的羟基铁柱撑剂插层蒙脱土能得到晶体比较规整的羟基铁柱撑蒙脱土。由实验数据分析可知,柱撑蒙脱土层间距的尺寸大小与柱撑剂的粒度及荷电性能有关。

低聚合羟基铁蒙脱石复合体吸附铬酸根的实验研究

在模拟的酸性土壤条件下,利用制备的低聚合羟基铁 蒙脱石复合体对铬酸根进行吸附实验。重点研究了吸附条件对复合体铬吸附能力的影响,对比了蒙脱石和含水氧化铁。结果表明,实验条件下复合体有较强的铬吸附能力,其铬吸附量低于铁沉积物而明显高于蒙脱石。铬初始质量浓度是影响复合体铬吸附量的最主要因素,离子强度次之。吸附时间(12h以上)、温度、pH值对复合体铬吸附量的影响很小;说明在酸性土壤条件下,复合体有强且稳定的铬吸附能力。

羟基铁柱撑蒙脱石吸附玉米赤霉烯酮机理研究

系统研究羟基铁柱撑改性蒙脱石(OH/Fe-Mont)吸附玉米赤霉烯酮的机理,并且通过XRD和FT-IR表征手段进行表征,研究表明:(1)OH/Fe-Mont对玉米赤霉烯酮(ZEA)吸附量远高于未改性蒙脱石(K10-Mont),当n(OH)/n(Fe)为1.5时最高达到0.283mg/g,是K10-Mont吸附量(0.054mg/g)的5倍;XRD分析表明羟基铁柱撑蒙脱石层间距扩增是吸附量增加的主要原因;(2)OH/Fe-Mont和K10-Mont对ZEA等温吸附符合Freundlich等温吸附模型;FT-IR分析表明离子交换是ZEA进入蒙脱石的主导机制;(3)OH/Fe-Mont和K10-Mont对ZEA吸附较佳pH值为8,温度为35℃;(4)吸附动力学模型符合伪二级动力学模型,相关系数R2>0.99,且1.5OH/Fe-Mont初始吸附速率和平衡吸附量均远高于K10-Mont。

砷酸根及铬酸根在低聚合羟基铁-蒙脱石复合体表面的竞争吸附

在模拟氧化及酸性土壤条件下,用制备的低聚合羟基铁-蒙脱石复合体进行了砷酸根、铬酸根离子的竞争吸附实验,研究了砷酸根离子和铬酸根离子不同用量及不同添加顺序对竞争吸附的影响,并与蒙脱石和含水氧化铁进行了对比。结果表明,低聚合羟基铁—蒙脱石复合体对砷酸根及铬酸根离子有不同的吸附能力,但在实验条件下砷酸根及铬酸根离子在低聚合羟基铁—蒙脱石复合体表面不发生竞争吸附。砷酸根和铬酸根的吸附顺序对其吸附量有一定的影响。竞争吸附实验的砷酸根、铬酸根吸附量均高于对其单阴离子的吸附量,此现象在复合体表面最为明显,说明复合体具有独特的阴离子吸附性能。

羟基铁柱撑膨润土处理含磷废水的研究

以羟基铁为柱化剂对天然膨润土进行柱撑改性制备了羟基铁柱撑膨润土,研究了其对废水中磷的吸附性能和影响因素。结果表明:羟基铁能够进入到膨润土的层间,使其层间距增大,表面积增加;羟基铁柱撑膨润土对废水中的磷有很好的去除效果,在常温下,当改性膨润土投加量为4 mg/L,溶液pH值为5,反应时间为60 min,处理质量浓度为20 mg/L的含磷废水时,磷的去除率达到93.9%。平衡吸附量与平衡质量浓度之间的关系更好地符合Langmuir等温吸附方程所描述的规律。

低分子有机酸对聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体吸附磷的影响

在一定条件下,利用钠基化蒙脱石(Na-Mt)合成聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体(HyFeAl-Mt),M3+/Mt比为10mmol/g,Fe3+/Al3+摩尔比分别为0.1、0.2和0.5。研究了酸性和弱酸性条件下低分子有机酸(以柠檬酸、草酸和苹果酸为代表)及其添加顺序对HyFeAl-Mt复合体吸附磷的影响。结果表明,低分子有机酸对HyFeAl-Mt复合体吸附磷有抑制作用,且随着低分子有机酸浓度的增加愈加明显,酸性条件下的抑制作用比弱酸性条件下明显;低分子有机酸羧基个数越多、分子结构越大,对HyFeAl-Mt对吸附磷的影响越大;酸性环境中低分子有机酸与磷共存时,磷吸附曲线较好地符合Freundlich方程,且其对磷在HyFeAl-Mt0.2上的最大吸附量影响较小;磷与低分子有机酸的添加顺序不同也影响HyFeAl-Mt复合体对磷的吸附。

磷酸根、铬酸根离子在低聚合羟基铁离子-蒙脱石复合体系中竞争吸附行为的实验研究

在模拟的氧化、酸性土壤条件下,用制备的低聚合羟基铁离子 蒙脱石复合体对磷酸根、铬酸根离子的竞争吸附进行实验研究发现:磷酸根离子和铬酸根离子的不同用量、不同添加顺序对竞争吸附的影响,并与蒙脱石和含水氧化铁对磷酸根离子、铬酸根离子的竞争吸附行为进行了对比。研究表明:在实验条件下,磷酸根离子、铬酸根离子在低聚合羟基铁离子 蒙脱石复合体表面存在弱的竞争吸附现象。由于低聚合羟基铁离子 蒙脱石复合体具有对磷酸根稍强的亲和性,在竞争吸附中,磷酸根离子处于稍有利的位置。

聚合羟基铁改性蒙脱石的制备、表征及吸附Se(Ⅵ)的特性（英文）

采用共沉淀法制备了3种聚合羟基铁改性蒙脱石（Mt-Fex,x=1,2,3）,对比研究了纯蒙脱石（Mt）和Mt-Fex（x=1,2,3）的表面性质及吸附Se（Ⅵ）的特性.结果表明,Mt样品的d（001）层间距为1.296 nm,在Mt-Fex中升高至1.430 nm以上;与Mt样品比较,Mt-Fex的孔体积、表面积、表面分形度均随含铁量的增加而升高,其中微孔体积和微孔表面积的变化尤为明显;Mt样品的等电点（IEP）低于3,而Mt-Fe3的IEP升高至6.8;初始pH=5.0时,Mt和Mt-Fex（x=1,2,3）的表面ζ电位分别为-33.5,-11.7,9.9和33.2mV.单吸附位Langmuir模型能够很好地拟合Mt样品对Se（Ⅵ）的等温吸附数据（R2=0.993）,4种样品吸附数据的单吸附位Langmuir拟合判断系数（R2）随样品含铁量的增加而降低;3种Mt-Fex样品的吸附数据更适合用双吸附位Langmuir模型拟合（R2=0.993～0.997）;Freundlich模型对4种样品的吸附数据拟合度较低（R2=0.849～0.970）,其判断系数（R2）随样品含铁量的增加而升高.初始pH=5.0时,Mt和Mt-Fex（x=1,2,3）对Se（Ⅵ）的吸附容量分别为4.23,7.83,10.38和14.34 mg·g^-1.可见,聚合羟基铁含量较高的Mt-Fex样品对土-水体系中Se（Ⅵ）的固定能力明显高于Mt.

聚合羟基铁铝蒙脱石复合体对磷的吸附行为及其动力学

在一定条件下利用钠基化蒙脱石合成了聚合羟基铝-蒙脱石复合体(HyA1-Mt)、2个不同铁含量的聚合羟基铁-蒙脱石复合体(HyFe-Mt)和3个不同Fe:Al摩尔比的聚合羟基铁铝-蒙脱石复合体(HyFeAl-Mt),研究了酸性和弱酸性条件下(pH=3.0～6.5)以上蒙脱石复合体对磷的吸附行为和动力学特征。结果表明,HyFeAl-Mt对磷的吸附容量大于HyA1-Mt和HyFe-Mt复合体,且随着Fe:Al摩尔比的增大,对磷的吸附容量依次增加。随pH升高,蒙脱石复合体对磷的吸附量容量变小。但随Fe:Al摩尔比增大,HyFeAl-Mt复合体零电荷点(pHZPC)升高,pH对磷的吸附的影响越来越小,HyFe-Mt对磷的吸附几乎不受pH的影响。随Fe:A1摩尔比的增大,HyFeAl-Mt对磷的吸附能力增强,铁含量是磷吸附量的重要控制因素。磷在各蒙脱石复合体上的吸附实验数据可很好地用Langmuir吸附等温方程拟合。磷在各蒙脱石复合体上的吸附动力学过程可分为快速和慢速两个过程,快速过程中的动力学受铁含量影响明显。动力学数据可同时用准二级动力学方程和Elovich方程拟合。

聚羟基铁-壳聚糖改性膨润土处理缫丝废水的研究

以广西宁明膨润土为原料,壳聚糖和聚羟基铁离子为改性剂,制备了聚羟基铁-壳聚糖改性膨润土并应用于缫丝废水的处理,考察了缫丝废水CODCr去除率的影响因素。结果表明:在温度为25℃,废水pH值为6.3,改性膨润土投加量为0.85 g/L,快速搅拌速度为300 r/min、搅拌时间为1 min;慢速搅拌速度为80 r/min,搅拌时间为10 min,沉降时间为15 min的条件下,聚羟基铁-壳聚糖改性膨润土对缫丝废水CODCr的去除率可达90.56%。与钠化膨润土相比,聚羟基铁-壳聚糖改性膨润土对缫丝废水的处理能力显著提高。

羟基铁对污水厂二级处理出水中低浓度磷的深度处理性能

以自行开发的羟基铁作为除磷吸附剂,针对低磷浓度水研究了羟基铁吸附法深度除磷的影响因素及吸附动力学,并对污水厂二级出水进行吸附除磷试验。结果表明:当水中磷酸盐的初始浓度为0.5 mg/L、羟基铁投加量为0.03 g/L、反应体系pH值为6.0、反应时间为30 min、体系温度为25℃时,羟基铁对磷酸盐的去除率为98.3%,剩余磷酸盐浓度为0.008 mg/L;在15～35℃的吸附等温线均能用Langmuir等温吸附模型描述,模型的R^2均达到0.99以上;伪二级动力学方程能够更好地拟合羟基铁对磷的吸附过程,R^2均达到0.999以上;2 mol/L的NaOH溶液对载磷羟基铁进行解吸,解吸率为97.3%,连续再生3次后的吸附量为初始吸附量的88.1%,再生效果明显;二级出水经羟基铁吸附深度除磷后,出水TP降至0.02 mg/L,可有效控制受纳水体的富营养化。

铬酸根离子在羟基铁离子-蒙脱石体系中的吸附行为研究

采矿、电镀、制革等行业废物排放及含Cr矿物风化可造成一些地区土壤和地下水的Cr污染 .Cr主要以三价和六价形式存在 ,其中Cr(Ⅵ )有强的迁移能力 ,对动植物均有很强的毒害性 .研究了在氧化、酸性条件下 ,土壤及土壤溶液中的蒙脱石和羟基铁离子共存时对铬酸根离子 (主要以HCrO2 - 4和CrO2 - 4等Cr(Ⅵ )形式存在 )的吸附行为 .进行了蒙脱石、羟基铁离子、Cr(Ⅵ )离子添加顺序不同的 3个系列的实验 ,重点研究了Cr的初始质量浓度、溶液 pH值、环境温度、吸附时间、溶液离子强度对 3个系列Cr吸附行为的影响 ,并与羟基铁离子体系进行了对比 .结果表明 ,蒙脱石 -羟基铁离子体系的Cr吸附能力明显强于蒙脱石而低于羟基铁离子 ,其Cr吸附率随Cr初始质量浓度、温度的升高和吸附时间的延长而降低 ,随离子强度的升高而升高 ,而pH值对不同系列的Cr吸附率有不尽相同的影响 .

羟基铁交联累托石的制备及其吸附性能

采用氯化铁对累托石进行柱撑改性,研究了最佳改性条件和热力学规律.氯化铁与累托石进行阳离子交换,调节pH,完成羟基化,制备出羟基铁交联累托石.试验得到的最佳条件为:羟基铁交联pH=7,氯化铁用量0.5mmol/g,液固比25∶1,温度60℃,阳离子交换时间6h,羟基铁交联时间3h.在此条件下制备的羟基铁交联累托石对亚甲基蓝的吸附量为163.67mg/g,吸附量较未改性的累托石有了明显的增加.热力学分析表明:改性累托石吸附亚甲基蓝过程的热力学符合Langmuir模式.

弱酸性深蓝GR在羟基铁柱撑膨润土上的吸附研究

用无机大分子羟基铁离子对浙江天然膨润土进行柱撑 ,研究表明羟基铁离子交换制得的柱撑膨润土具有很好的吸附能力 (好于单纯钠有机化膨润土 ) ;并研究了各测试条件的改变对弱酸性深蓝 GR在改性膨润土的吸附去除率影响 ;测试了各种改性膨润土的等温吸附线。