麦秸秆负载纳米水合氧化铁去除水中Cu^(2+)的特性研究

将秸秆资源化利用与废水处理相结合,通过温和简便的浸渍法将水合氧化铁(HFO)纳米颗粒稳定地负载在麦秸秆表面制得二维片状纳米复合吸附剂(记为WS-HFO)用于去除水中的重金属Cu^(2+),并探究了WS-HFO对Cu^(2+)的吸附性能及机理。扫描电镜(SEM)观测到麦秸秆微观形貌有明显变化,负载的HFO纳米颗粒直径为50~80 nm,通过氮气吸附/脱附曲线确定了材料的比表面积和孔径分布。投加量实验中0.07 g的WS-HFO对50 mL 16 mg/L Cu^(2+)的去除率接近100%。溶液pH对WS-HFO吸附Cu^(2+)有较大影响,pH为5.9时吸附量最大;竞争吸附实验证明共存阳离子Na^(+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)浓度高时不利于Cu^(2+)的吸附。WS-HFO对Cu^(2+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型,WS-HFO对低浓度Cu^(2+)有很强的吸附亲和力。固定床柱吸附/脱附运行结果表明,1.8 g的WS-HFO能有效处理1980 mL模拟废水,使得出水平均Cu^(2+)低于0.05 mg/L。以4 mol/L NaCl为脱附剂,7次循环重复利用试验Cu^(2+)去除率能保持在89%~100%。

蜂巢石负载纳米水合氧化铁吸附氮磷的性能研究

制备了蜂巢石纳米水合氧化铁复合吸附剂(PUMICE-NHFO),研究投加量、溶液pH和共存阴阳离子对PUMICE-NHFO同时吸附氮和磷性能的影响;采用吸附等温线和吸附动力学模型研究PUMICE-NHFO的吸附特征。结果表明,纳米水合氧化铁成功地负载到蜂巢石上。当PUMICE-NHFO投加量为7.5 g/L、溶液pH为7时,氮和磷被吸附的效果较好,共存阴阳离子与氮和磷竞争吸附位点,降低氮磷吸附效率。PUMICE-NHFO对氮和磷的吸附过程更符合Langmuir吸附等温线模型,氮和磷的最大吸附量分别为3.09 mg/g和5.12 mg/g。准二级动力学模型可准确描述PUMICE-NHFO吸附氮和磷的过程,R~2可分别达到0.992和0.996,吸附过程主要受化学吸附控制。经过5次吸附-解吸循环后,PUMICE-NHFO对氮和磷的吸附容量仍保持在初次吸附容量的68%以上,表现出较好的可重复利用性。

水合氧化铁催化类Fenton反应降解水中四环素

环境中抗生素污染及其降解过程是当前研究的热点问题,为探讨自然过程中铁氧化物(水合氧化铁,HFO)在氧化剂(过氧化氢,H_(2)O_(2))存在条件下对四环素(TC)的降解作用及TC代谢途径,采用湿沉淀法合成HFO,研究了其催化H_(2)O_(2)高效降解水中TC的效果,同时通过X射线衍射(XRD)、N_(2)吸附-脱附、光电子能谱仪(XPS)、傅立叶红外-拉曼光谱仪(FTIR)等手段对样品进行了表征,阐明了HFO催化H_(2)O_(2)降解TC的机理.结果表明,HFO具有介孔结构,HFO/H_(2)O_(2)体系可在180 min内去除水中90%的TC,3次连续循环后去除率保持75%,表现出良好的催化活性和稳定性;HFO在催化过程中部分Fe—O官能团转变成Fe—OH官能团,∙O_(2)^(-)为主要活性物质;TC降解过程中出现9种中间产物,说明TC主要是通过羟基化、去甲基、去酰胺基和开环等途径被降解成小分子化合物.

水合氧化铁催化臭氧氧化去除水中痕量硝基苯

以实验室制备的水合氧化铁 (IHO)为催化剂 ,研究了其催化臭氧氧化去除水中痕量难氧化有机物———硝基苯的效能 ,通过研究叔丁醇对催化反应的影响以及氧化物催化性能之间的对比 ,间接推断了催化反应的机理 .探讨了催化剂投量、水质因素和催化剂重复使用对催化氧化硝基苯的影响 .发现IHO对臭氧氧化水中的痕量硝基苯有明显的催化活性 ,在本实验条件下 ,以蒸馏水为本底 ,反应 2 0min时催化氧化硝基苯的去除率比单独臭氧氧化高出 4 4 8% .这种催化作用遵循羟基自由基的途径 ,氧化物羟基含量多对催化反应有利 .本实验条件下催化剂投量最佳为 1 0 0mg/L ,水溶液的 pH值接近氧化物零电荷pH值 (pHzpc)时催化作用最明显 ,水中重碳酸根浓度为 2 38mmol/L时催化作用受到显著抑制 .催化剂重复使用了 5次 ,其催化活性基本没有变化 。

水合氧化铁对废水中磷酸根的吸附-解吸性能研究

以FeCl3为原料制备水合氧化铁吸附剂,研究其对废水中磷酸根的吸附-解吸性能.结果表明,随着溶液pH的降低,水合氧化铁对磷酸根的吸附能力不断提高,其吸附动力学曲线符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附模型.被吸附的磷酸根在50 g/L的NaOH溶液中进行解吸,解吸率>98%.解吸率与单位水合氧化铁的吸附饱和程度没有相关性.利用水合氧化铁对城市某污水处理厂污泥浓缩池上清液进行磷的吸附和解吸实验,结果表明该工艺对磷的回收率>90%.根据实验结果设计了城市污水中磷去除和回收工艺流程,该流程包括:吸附过程、解吸再生过程、富磷解吸液中磷回收等过程.

浅析水合氧化铁的研究进展

水合氧化铁是一种优良的吸附剂,对多种污染物质都有吸附作用。吸附机理主要是靠水合氧化铁和被吸附的物质形成配位络合物或静电吸引作用进行吸附。pH、离子强度、有机物及其制备工艺都会影响水合氧化铁的吸附性能。现在60℃环境条件下制备水合氧化铁并负载到颗粒活性炭上,吸附容量达到了26 mg.g-1。最后提出了从制备工艺方法改进和降低水合氧化铁的纳米粒径上来进一步提高水合氧化铁的吸附性能。

粉煤灰负载水合氧化铁处理含磷(V)废水

对粉煤灰负载水合氧化铁去除水中HPO42-的性能进行了实验研究,考察了吸附剂用量、HPO42-浓度、溶液pH值、溶液共存离子等因素对吸附的影响,分析了其在不同温度下的吸附等温线及对HPO42-的吸附动力学,结果表明,Langmuir和Freundlich方程能较好地描述吸附平衡,其吸附动力学符合Lagergren二级方程.粉煤灰经过改性对HPO42-有很强的去除能力,在吸附剂用量8.0g/L,pH=3的条件下,粉煤灰负载水合氧化铁对HPO42-的去除率可达97%.共存离子浓度在5～30mg/L时,SO42-,NO32-,CO32-和Cl-等对HPO42-的去除几乎没有影响,而SiO32-的存在则明显抑制HPO42-的去除.

活性炭负载水合氧化铁对草甘膦吸附性能的研究

利用活性炭制备了水合氧化铁负载活性炭AC-Fe,并通过静态吸附实验研究了该材料对水溶液中草甘膦的吸附性能。研究结果表明,该负载方法可以在活性炭上嫁接72 mg/g的铁,AC-Fe对草甘膦的最大吸附容量可以达到120mg/g;AC-Fe对草甘膦的吸附量随pH的升高而降低;磷酸根对AC-Fe的吸附性能具有明显的抑制作用,原因在于它能和铁离子形成内层络合物,与草甘膦竞争材料表面的吸附位点。

水合氧化铁对污泥厌氧消化过程的硫化氢控制

水合氧化铁(HFO)被用于评价污水污泥厌氧消化过程的原位固硫潜力.在20d内,添加0.05%、0.10%和0.25%(wt)的HFO,使生物气中H_2S浓度成功地从219.9(或者富硫酸盐污泥3263)mg/m^3,分别降低至74.61(1537)、12.84(229)和1.06(3.3)mg/m^3.添加0.05%、0.10%和0.25%(wt)的HFO,使污泥生物可利用磷比例从70.1%显著降低至41.7%、20.5%和6.9%.污泥磷形态和XRD分析表明部分生物可利用磷(BAP)被固定为Fe_3(PO_4)_2.结合挥发性物质(VM)分析,认为HFO可减缓污泥的稳定化进程,而这可部分归因于溶解性磷缺乏.还原性无机硫(RIS)的形态分析表明FeS_2和单质硫是HFO与硫化物的主要反应产物.

水合氧化铁对痕量铀的吸附行为

研究了水合氧化铁的制备条件及其对痕量铀的吸附行为．结果表明,当加碱温度和反应温度均为８０℃时,吸附剂具有最大比表面积１７２．８ｍ２·ｇ－１;当吸附平衡时间为３０ｍｉｎ,吸附温度为９０－９５℃,溶液ｐＨ≈６时,铀吸附量可达１２２ｍｇ·ｇ－１,但吸附体系中硼酸和硫酸镁的存在导致铀吸附量下降．

粉煤灰/水合氧化铁复合吸附剂去除水中磷(Ⅴ)

以粉煤灰和硝酸铁为原料制备了粉煤灰/水合氧化铁复合吸附剂。通过扫描电子显微镜(SEM)对吸附剂进行微观形貌观察,采用静态吸附实验方法,分别用碱处理过的粉煤灰和粉煤灰/水合氧化铁复合吸附剂处理含磷酸氢根废水,得到了吸附等温平衡数据。用Langmuir模型和Freundlich模型进行回归分析。结果表明,未负载粉煤灰对磷酸氢根的吸附比较符合Langmuir模型,而粉煤灰/水合氧化铁复合吸附剂更符合Freundlich吸附模型。

新生态水合氧化铁去除水中磷酸根的效能研究

以新生态水合氧化铁(FHIO,由高铁酸钾和氯化亚铁配制)为混凝剂,考察了对水中磷酸根的处理效能,以及有机物浓度、pH、温度、浊度等参数对其去除磷酸根的影响。通过对原水pH和浊度变化的分析,发现FHIO的水解过程不同于普通铁盐,可形成细小、比表面积大、吸附能力强的铁氧体。在投加氯化铁进行混凝时,随着投量(6、7、8mg/L)的增加,对磷酸根的去除率分别达到了54%、59%、70%。而在相同的总铁投量下,FHIO对磷酸根的去除率分别提高了11%、13%、9%。水中有机物浓度的增加,对FHIO的除磷效果有一定的影响,这是因为有机物在一定程度上抑制了Fe(Ⅱ)的氧化,间接地影响了FHIO的生成,从而降低了除磷效果。在较低温度、pH和浊度时,FHIO对磷酸根的去除效果明显优于单独铁盐的,这是由于FHIO的无定形状态和细小的颗粒度决定其受这些因素的影响较小。

稀土元素在水合氧化铁和腐殖酸复合体系中的吸附行为(英文)

考察四种三价稀土元素 La,Ce,Ho 和 Yb 在腐殖酸与无定形水合氧化铁复合体系中的吸附行为,对比研究腐殖酸对吸附常数和固体表面性质的影响.结果表明,腐殖酸对氧化铁表面的修饰作用能够重要地改变其吸附特性,从而影响稀土元素在固液两相的分配.腐殖酸的竞争吸附使稀土在氧化铁上的吸附常数Κ_(ads)显著减小,但协同吸附作用使最大吸附量Γ(max)增加.

稀土元素与腐殖酸在水合氧化铁体系中的吸附机制

实验考察稀土元素(La3+、Ce3+、Ho3+、Yb3+)在水合氧化铁表面的吸附动力学过程,对比研究腐殖酸对吸附机制的影响.当腐殖酸与稀土元素共存时,腐殖酸通过化学吸附优先占据氧化铁表面的吸附点位,颗粒物表面特性因覆盖有机膜而得到修饰.初期的动力学过程主要表现为腐殖酸的竞争吸附,随后转变为吸附态腐殖酸对稀土元素的表面结合.轻稀土因较强的结合能力而比重稀土易于被吸附去除,这与天然水体中发生的稀土元素分异现象保持一致.

水合氧化铁的制备及其吸附性能研究

采用恒pH沉淀法,以NaOH溶液为沉淀剂,在溶液pH为3~9的范围内制得4种水合氧化铁（即水铁矿,Fh）。通过XRD、表面零电荷时pH（pHPZC）的测定、N2吸附-脱附对其进行了表征。研究了溶液pH对Fh的甲基橙去除率的影响。表征结果显示：4种Fh均为2-线Fh;它们的pHPZC为6.7~7.9;溶液pH为5,7,9时制备的Fh（Fh5,Fh7,Fh9）的N2吸附-脱附曲线均为IUPAC定义的第Ⅲ种类型。实验结果表明：4种Fh均在溶液pH为4时对甲基橙去除率最高;当甲基橙初始质量浓度为30 mg/L时,Fh5对甲基橙的去除率最高,为92.8%。Langmuir方程更适合描述Fh5对甲基橙的吸附行为,甲基橙在Fh5上产生单分子层吸附,该吸附是自发、放热的物理吸附过程。

水合氧化铁/石英砂吸附剂的制备及性质

用反复沉淀法和加热蒸发法制备了水合氧化铁／石英砂水处理吸附剂，用电子显微镜观察了它们的表面形态，测定了氧化铁在表面上的附着能力，研究了该吸附剂对重金属离子的吸附和脱附性质．结果表明，加热蒸发法所得样品表面形态复杂；在酸性溶液和机械振荡条件下表面氧化铁有良好附着能力；对Ｃｄ２＋和Ｃｒ３＋有较强的吸附性质．

大孔弱碱性阴离子树脂对水合氧化铁的复合及表征

采用大孔弱碱性阴离子交换树脂D301R与水合氧化铁(HFO)复合,通过氧化还原沉淀法制备复合树脂,结果表明,大孔弱碱性阴离子交换树脂D301R负载上了HFO,复合树脂上的铁含量为102.876 mg/g(干树脂)。

水合氧化铁对含磷废水的吸附特性研究

以Fe(NO3)3为前驱物,制备了水合氧化铁吸附剂样品,以NaOH为解吸剂,研究了样品对模拟废水中磷酸根的吸附和解吸性能。结果表明,水合氧化铁对磷酸根有较好的吸附效果;随着pH的降低,水合氧化铁对磷酸根的吸附能力增强,在pH为2时吸附达92.5%;吸附前15 min吸附速率较快,约150 min达到平衡,吸附动力学曲线符合二级动力学模型;用水合氧化铁对初始浓度为50~100 mg/L模拟含磷废水吸附,随着初始浓度的增大,磷的去除率下降;水合氧化铁对磷酸根的吸附等温线较符合Langmuir吸附模型;用NaOH对水合氧化铁行解吸,浓度为40 g/L有最好的解吸率,60 min时达到解吸平衡。

负载纳米水合氧化铁活性炭去除水中铅的实验研究

通过共沉淀法制备一种负载纳米水合氧化铁活性炭,研究其对铅的吸附性能、负载前后活性炭的结构的影响,并进行TEM和XRD表征分析。利用动态小柱实验探究不同p H值、进水浓度和空床接触时间对铅吸附能力的影响,同时比较负载前后活性炭处理实际河道水中铅的吸附穿透曲线。结果表明:无定型的纳米水合氧化铁成功负载于活性炭上,负载后的活性炭显著提高了铅的吸附性能,其对铅的吸附容量随p H值、空床接触时间的增大而增加,进水浓度的变化基本不影响铅的吸附容量。以实际河道水为处理对象,得出负载前后的活性炭穿透点运行的床体积分别为1233和11004,显著提高了9倍,表明负载纳米水合氧化铁活性炭可以有效去除实际水体中的铅,具有良好的应用前景。

活性水合氧化铁对水中砷(Ⅴ)的去除

研究活性水合氧化铁对砷(Ⅴ)的吸附行为,讨论不同砷铁比、反应时间、温度、pH值、干扰离子、老化时间等对砷(Ⅴ)吸附的影响,分析其在不同温度下的吸附等温线及其对砷(Ⅴ)的吸附动力学,确定活性水合氧化铁处理含砷(Ⅴ)废水的最佳实验条件.结果表明:Langmuir方程能较好地描述吸附平衡,其吸附动力学符合Lagergren二级方程.干扰离子F-和Cl-离子对砷(Ⅴ)的去除几乎没有影响,而SiO32-、SO42-、PO43-等离子的存在则抑制砷(Ⅴ)的去除.