不同生物质为原料的热解生物炭对Pb^(2+)的吸附作用

为了探讨生物质种类对制备热解生物炭吸附去除污染物性能的影响,以水曲柳、花生壳及牛粪为生物质原料,在400℃下热解4 h制备生物炭(FM-BC、PS-BC和CM-BC).对生物炭的产率、灰分、元素组成和表面官能团的变化进行了分析.结果表明,牛粪生物炭的产率最高(57.9%)、灰分最高(66.9%),同时碱性基团和酸性基团数量之比最大.用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)及场发射扫描电子显微镜(FESEM)进行了表征,结果表明,除牛粪生物炭外,其他两种生物炭生成了完全无定形的碳;观察生物炭的形貌,都呈现出多孔炭架结构,孔隙结构非常丰富,并且PS-BC的孔道轮廓更清晰完整.以Pb^(2+)为模型污染物,通过序批式吸附实验比较了不同生物炭的吸附性能,研究了其吸附热力学和动力学行为.在25℃及p H=5.5条件下,FM-BC、PS-BC和CM-BC对Pb^(2+)的饱和吸附量分别为11.99、31.9和197.99 mg·g^(-1),吸附能力由大到小的顺序为CMBC>PS-BC>FM-BC.吸附速率常数分别为0.001 37 g·mg-1·min^(-1),0.000 78 g·mg^(-1)·min^(-1)和0.068 g·mg^(-1)·min^(-1),吸附速率由大到小的顺序为CM-BC>FM-BC>PS-BC.研究证明,生物质的种类影响着生物炭对Pb^(2+)的吸附性能.

环己烷辅助水热法简易合成改性δ-MnO_2及其类Fenton催化性能

以KMnO_4为锰源,少量的环己烷为改性剂,采用简易的水热法制备了对照样品(CHM-0)和3种环己烷改性的δ-MnO_2(CHM-2,CHM-5和CHM-10).以亚甲基蓝(MB)溶液为模拟染料废水,比较了材料的吸附性能和类Fenton催化性能.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)和N_2吸附-脱附等技术对材料进行了表征.利用GC-MS技术对水热反应过程中环己烷的中间氧化产物进行了分析;通过自由基捕获剂实验初步分析了改性δ-MnO_2的催化机理,并评价了其稳定性.结果表明,改性δ-MnO_2对亚甲基蓝(MB)的吸附性能和催化活性显著提高,且MB的吸附量随着环己烷添加量的增加而增大,而CHM-5的催化活性最高;在水热制备δ-MnO_2过程中,环己烷的中间氧化产物有丙酮、环己醇和环己酮;添加环己烷可改变δ-MnO_2的形貌与结晶度,CHM-0和CHM-5的比表面积分别为15.9及148.7m^2/g,比表面积的增大提高了δ-MnO_2的吸附性能和催化活性;环己烷改性δ-MnO_2具有良好的稳定性,其催化H_2O_2分解主要生成羟基自由基.

红黄土对水中Cr3+和Cd2+的吸附性能

用天然红黄土作为吸附剂进行了去除水中Cr3＋和Cd2＋的试验研究,考察了pH值、吸附时间、红黄土投加量对吸附效果的影响,测定了不同pH和不同温度下的吸附等温线。结果表明：红黄土对Cr3＋的吸附能力高于对Cd2＋的吸附能力,一定条件下,Cr3＋的去除率可达99.5%,而Cd2＋的去除率最高约63%;吸附行为均符合Lang-muir单分子层吸附模型。根据试验结果,认为红黄土有望成为处理含重金属离子废水的新型吸附材料。

α-MnO_2对ZnO和TiO_2光催化降解萘酚蓝黑活性的影响

以萘酚蓝黑为模型污染物,采用光催化降解动力学实验研究了α-MnO2颗粒物对亚微米级商品TiO2(C),ZnO(C)和自制纳米级TiO2(N),ZnO(N)光催化活性的影响,并通过紫外-可见漫反射光谱和荧光光致发光光谱对光催化剂进行了表征.结果表明,α-MnO2能导致2种TiO2严重失活,而对2种ZnO的光催化活性影响很小.

高锰酸钾改性对活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响

采用KMnO4溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行改性,得到新的改性炭。考察了高锰酸钾浓度、pH值、投加量、吸附时间对Cr(Ⅵ)去除率的影响,并测得吸附等温线。结果表明:改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附在低pH值时效果更好,且当KMnO4浓度为0.03～0.04mol/L时,得到的改性炭吸附性能非常好;在pH值为4.0及25℃条件下,AC-3(吸附剂编号)对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量比AC-0提高了11.6%;当温度由25℃升高到40℃时,AC-3对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量提高了28.0%;改性炭对Cr(Ⅵ)的吸附作用符合Langmuir方程。

δ-MnO_2对ZnO和TiO_2光催化降解萘酚蓝黑活性影响

以萘酚蓝黑为模型污染物,采用动力学方法研究了δ-MnO2颗粒杂质对亚微米级商品TiO2(C)、ZnO(C)和纳米级自制TiO2(N)、ZnO(N)光催化作用的影响,并通过紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)和荧光光致发光光谱(PL)对试样进行了表征。结果表明,δ-MnO2能导致2种TiO2严重失活,而对2种ZnO的光催化活性影响很小。δ-MnO2导致TiO2光催化剂失活的主要原因为:能提高TiO2的带隙能,以及作为深能级杂质促进光生电子与空穴之间的复合。

黏土和氧化锰颗粒物对TiO_2光催化降解萘酚蓝黑的影响

考察了悬浆体系中共存的黏土矿物和天然锰矿2类颗粒物对TiO2光催化降解萘酚蓝黑的影响,并利用紫外-可见漫反射光谱对受杂质颗粒污染前后的TiO2样品进行了表征.实验结果表明:当pH=6时,体系中共存的黏土矿物对TiO2光催化活性影响不大,其反应行为符合一级动力学方程;在pH为6,9,10的体系中天然锰矿对TiO2的光催化活性都有严重的抑制效应,其抑制程度依次为pH10,pH6,pH9;而在pH=3的体系中天然锰矿对TiO2的光催化活性没有抑制作用.研究发现,受黏土矿物污染后TiO2的吸收带边几乎不变,而受天然锰矿污染后TiO2的吸收带边蓝移约40nm,光吸收强度明显减弱,从而导致TiO2的光催化活性降低.