巯基改性稻壳炭对水中Cd2+的吸附特性

利用(3-巯丙基)三甲氧基硅烷改性稻壳炭,并对改性前后的稻壳炭进行Zeta电位、扫描电镜元素分析(SEM-EDS)、比表面积及孔径分析(BET)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征;探讨溶液pH值、反应温度、反应时间和固液比等影响因素对改性前后稻壳炭吸附Cd^2+的影响及解吸情况;分析改性前后稻壳炭对水中Cd^2+的吸附动力学和热力学试验。结果表明,改性后稻壳炭表面孔隙、负电荷增多,结构更清晰;不同影响因素下巯基改性后的稻壳炭对Cd^2+的吸附效果均明显优于改性前。在最佳条件下,改性后稻壳炭最大吸附量(14.95 mg·g^-1)比未改性稻壳炭(8.50 mg·g^-1)提高76%,解吸率下降23%~53%,整个吸附过程符合准二级动力学(R2>0.99)及Langmuir等温方程模型(R2>0.99),吸附是以单分子层吸附为主的自发吸热过程。

巯基改性稻壳炭吸附Zn(Ⅱ)的性能

[目的]通过稻壳炭表面的—OH和巯基乙酸上的—COOH发生酯化反应,制备成一种新型吸附剂(RD550),去除废水中的锌。[方法]利用改性前、后吸附材料研究溶液的pH值、投加量、反应时间、反应温度以及解吸对吸附效果的影响,并采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X-射线光电子能谱(XPS)等对改性前、后稻壳炭的外貌形态进行表征和官能团分析。[结果]通过SEM图谱、XPS和FTIR图谱可知,巯基已被成功嫁接在稻壳炭上,能够增大稻壳炭孔隙和提高S含量以及对锌的吸附性能。巯基改性稻壳炭吸附Zn(Ⅱ)的适用pH值为6.50,在360 min内达到吸附平衡,且符合拟二级动力学方程。从吸附效率和节约成本的角度考虑,吸附材料用量为0.10 g时,吸附效果最佳。整个吸附过程符合单分子Langmuir吸附模型,巯基改性稻壳炭吸附Zn(Ⅱ)的最大吸附量为68.03 mg·g^(-1),结合解吸试验可知相对于未改性的稻壳炭,巯基改性稻壳炭吸附Zn(Ⅱ)更加牢固,解吸率为2.91%～13.12%。[结论]通过化学改性可把功能基团—SH键合在稻壳炭上,并利用S对重金属的亲和性,可以有效提高吸附剂的吸附性能,对去除废水中的Zn(Ⅱ)具有重要意义。

巯基化稻壳炭吸附废水中Zn(Ⅱ)试验研究

通过巯基乙酸改性稻壳炭去除废水中的Zn(Ⅱ),研究溶液的p H、反应温度和时间以及解吸对巯基化稻壳炭(RD350)吸附效果的影响,并对改性材料进行扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS)分析。结果表明:通过化学改性向稻壳炭引入巯基,改性稻壳炭的表面变得更加光滑,孔隙增大,且表面功能基团—SH含量增加,有利于提高对Zn(Ⅱ)的吸附能力。RD350适用的p H范围较宽(6~8),25℃时在300 min达到吸附平衡,吸附过程符合假二级动力学方程,为吸热反应。通过阿伦尼乌斯(Arrhenius)经验方程计算其活化能可知,吸附为活性化学吸附。由Langmuir吸附等温线方程计算可得,RD350对Zn(Ⅱ)的理论饱和吸附量为11.26 mg/g,结合解吸可知该吸附剂对Zn(Ⅱ)的吸附有较好的固持性,具有一定的吸附效果。

不同来源溶解性有机质在光辐射下产生活性氧基团能力的差异

溶解性有机质(DOM)在光辐射下可以吸收光能产生活性氧物质(Reactive oxygen species,ROS),如单线态氧(1O2),羟基自由基(HO·)及激发三线态DOM(3DOM*)等,这些ROS对污染物的光化学反应起着重要的作用.本实验在254 nm紫外光辐射下,利用特征ROS探针化合物,探究4种不同来源土壤DOM光致产生ROS能力的差异.通过XAD-8树脂分组将2种不同来源DOM分成5个组分,进一步探究DOM结构对ROS生成的影响.研究发现,来源于黄褐土、潮土的DOM分别产生1O2、HO·的能力较强,而来源于黄褐土的富里酸及潮土的胡敏酸产生3DOM*的能力较强,说明不同来源DOM在光辐射下产生ROS的能力不同.紫外光谱分析表明,分子量较大、腐殖化程度较高的腐殖酸产生ROS的能力较强,且富里酸与胡敏酸对ROS生成的影响存在差异.整体来看,2种腐殖酸的不同分组组分对ROS生成的影响趋势相似,水与乙醇组分所产生的影响非常小,低pH值组分对ROS生成的影响比高pH值大.结合红外光谱分析,研究发现,低pH值组分的腐殖酸羧基含量较高,脂肪族官能团含量低,含氧量高,可能具有较高的光化学活性,有利于ROS的生成.此外,2种腐殖酸不同组分对ROS生成的影响存在差异,说明DOM结构中官能团的可解离程度对ROS生成具有一定影响.