菠菜叶对酸性高铜废水中Cu^(2+)生物吸附性研究

针对铜在矿物提取、金属加工、电镀及电子等行业产生大量强酸性高含铜废水这一问题,该文以菠菜叶为吸附剂,采用静态吸附法,考察了pH、温度、叶片完整性、Cu^(2+)初始质量浓度等因素对溶液中Cu^(2+)吸附性的影响,实验结果表明,在Cu^(2+)初始质量浓度为19 mg/mL、pH为1.7、反应温度为80℃、反应时间为7 h条件下,经裁剪的菠菜叶片对Cu^(2+)吸附量最大,为36 mg/g,Cu^(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型与Freundlich吸附等温模型,说明吸附以非均质表面、物理吸附为主,菠菜叶对Cu^(2+)的吸附为自发、吸热和熵增加的过程,适用于强酸性高铜废水的直接治理,为农业产物在可持续发展概念中找到新的应用。

磁性三乙烯四胺/单宁树脂对Cu^(2+)、Pb^(2+)的吸附性能研究

利用曼尼希反应将三乙烯四胺(TETA)固化到单宁(TA)基体表面,热溶剂法制得磁性单宁基树脂(MTETA-TA)。通过红外光谱、扫描电镜、比表面积及孔隙度分析仪、振动样品磁强计对M-TETA-TA进行表征,表明M-TETA-TA具有疏水性强、比表面积大的优势,Fe_(3)O_(4)的成功引入有效解决吸附剂回收难的问题。对含Cu^(^(2+))、Pb^(2+)废水溶液进行了静态吸附实验,探讨了其对金属的吸附性能。在pH为5的酸性条件下,吸附效果较好;Cu^(^(2+))和Pb^(2+)吸附动力学均符合准二级反应动力学模型,主要为化学吸附;Cu^(^(2+))的吸附等温线符合Langmuir模型,属单层吸附,理论吸附最大值为173.33 mg·g^(-1);Pb^(2+)的吸附等温线符合Sips模型,属多层吸附,理论吸附最大值为217.14 mg·g^(-1)。推测M-TETA-TA对Pb^(2+)的吸附除了螯合、氧化还原等化学反应,还存在静电和离子交换作用,氨基和酚羟基为主要参与官能团。循环再生5次后,仍有较高的吸附性能和磁性强度。

Cu^(2+)与Pb^(2+)对辉锑矿浮选行为的活化机理研究

通过微浮选试验、吸附量试验以及密度泛函(DFT)计算,本文研究了Cu^(2+)、Pb^(2+)对辉锑矿浮选存在的活化差异及机理。微浮选试验表明,采用丁基黄药(BX)经Pb^(2+)活化后浮选辉锑矿回收率较Cu^(2+)活化提高了7.82%。吸附量试验显示,Pb^(2+)在辉锑矿表面作用后,其表面能够吸附更多的BX。DFT计算结果表明,经Cu^(2+)活化后BX的S1双键原子与Cu形成Cu—S键且属于得电子体系,而Pb^(2+)活化后BX的单键S1和双键S2原子与Pb形成稳定螯合结构且属于失电子体系,为黄药和氧气作用矿物表面生成双黄药供了条件,显著地提高了辉锑矿的可浮性。

电厂粉煤灰、炉渣和污泥复合陶粒对低浓度Pb^(2+)的吸附特性

针对重金属污染具有来源广、危害大等特点,通过以电厂废物(粉煤灰、炉渣)和脱水污泥为原料制备一种高效且价廉的陶粒吸附剂,采用吸附影响因素实验、解吸再生实验、吸附动力学模型和等温吸附模型的拟合以及陶粒表征分析,探究陶粒对Pb^(2+)的吸附特性,同时为实现废物资源化利用提供新思路.结果表明:陶粒去除Pb^(2+)的较佳吸附条件为粒径4 mm、pH 4.5~5.0、吸附时间360 min、吸附温度25℃.陶粒再生所用较佳解吸剂为0.5 mol/L的HCl溶液,较佳解吸时间和次数分别为120 min和5次,解吸5次后陶粒对Pb^(2+)的去除率为92.67%.此吸附过程更好地遵循了准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型.陶粒上的O-H、Si-O和金属氧化键在吸附Pb^(2+)的过程中起主要作用.陶粒吸附Pb^(2+)后,出现了新的物相Pb_(2)Cl_(3)OH和PbO,陶粒与Pb^(2+)之间发生化学吸附,为自发进行的放热反应.陶粒处理实际废水中Pb^(2+)的去除率可达93.70%,Pb^(2+)浓度由3.74 mg/L降至0.24 mg/L.研究显示,电厂粉煤灰、炉渣和污泥复合陶粒对Pb^(2+)具有一定的去除效果,可为以固体废物为原料制备的吸附剂在重金属废水处理应用中提供数据支撑.

功能化氮杂环卡宾聚合树脂对Cu^(2+)的吸附研究

该研究制备了功能化氮杂环卡宾聚合树脂(PNO),旨在去除废水中Cu^(2+);基于静态和动态吸附实验,研究了PNO对废水中Cu^(2+)的吸附效果。结果表明:PNO对Cu^(2+)的最佳吸附条件为吸附剂投加量100 mg、吸附时间30 min、pH值4.0~5.9、温度298 K、转速150 r/min,最大吸附量为51.55 mg/g。PNO对Cu^(2+)的吸附过程符合Langmuir、Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型。动态吸附量随柱高增加、流速降低和进水Cu^(2+)浓度增加而增大。使用Thomas和Bohart-Adams模型拟合,相关系数R^(2)均大于0.92,预测值与实验值相符。经过5次静态吸附-解吸和3次动态循环再生后,PNO对Cu^(2+)的去除率仍达到第一次循环的96%以上,去除效果和再生性能良好。PNO对含铜废水高效处理具有广泛的应用前景。

玉米秸秆复合高吸水树脂的制备及对Pb^(2+)的吸附研究

以来源丰富的玉米秸秆、高岭土为原料,以丙烯酸、丙烯酰胺为聚合单体,通过水溶液聚合法制备了复合高吸水树脂,并用红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征分析。利用合成的复合高吸水树脂对含Pb^(2+)模拟废水进行了吸附研究,考察了复合高吸水树脂用量、Pb^(2+)初始浓度、吸附时间和溶液pH及对Pb^(2+)去除率的影响,最优条件下复合高吸水树脂对Pb^(2+)的去除率达88.57%,吸附Pb^(2+)后的复合高吸水树脂经处理后可循环使用。

一种苝酰亚胺Pb^(2+)荧光探针的合成及其选择性识别

以四氯苝酐、3-氨甲基吡啶为原料,设计并合成了一种可选择性识别Pb^(2+)的新型苝酰亚胺类荧光探针N,N-(吡啶-3-甲基)-1,6,7,12-四氯-3,4:9,10-苝二酰亚胺(PDI-MBD)。采用质谱、核磁等检测手段对其分子结构进行了表征,通过紫外和荧光光谱法对目标化合物PDI-MBD在N-甲基-2-吡啶烷酮(NMP)/H2O溶液中,对Pb^(2+)的识别性能进行了研究,其光谱性能和对Pb^(2+)识别研究显示,探针PDI-MBD自身的荧光较弱,但与金属离子Pb^(2+)配位反应后荧光显著增强,为配位反应前的10倍,但随着时间的延长,之后又出现荧光猝灭的现象。探针PDI-MBD表现出对溶液中的Pb^(2+)具有良好的选择性识别,且灵敏度高。研究发现,Pb^(2+)在0.1×10^(-5)~5×10^(-5)mol/L的浓度范围内与探针的荧光强度存在良好的线性关系;Pb^(2+)的最低检测限为0.5×10^(-6)mol/L。抗干扰试验证明加入其他常见金属离子后,探针PDI-MBD对Pb^(2+)的荧光信号无显著变化,不易受其他金属离子的影响。说明PDI-MBD可作为Pb^(2+)荧光探针,具有较优的选择性和较强的灵敏度,建立了一种检测Pb^(2+)的分析方法。

ZIF-8/PEO杂化泡沫对TC和Cu^(2+)吸附研究

以提高金属有机骨架ZIF-8水处理中可回收性为目标,利用聚氧化乙烯PEO作为致孔剂,采用冰模板-冷冻干燥法制备金属有机骨架杂化泡沫ZIF-8/PEO,利用XRD、SEM、TG-DSC和N2吸附-脱附等表征手段,分析ZIF-8/PEO杂化泡沫的理化性能,研究ZIF-8/PEO对四环素TC和铜离子Cu^(2+)吸附性能及吸附机理。试验结果表明:ZIF-8/PEO形成了更加规则的网状结构且具有良好的机械强度和吸附性能。在吸附时间12 h,pH 7,吸附剂投加量40 mg,TC和Cu^(2+)初始浓度均为30 mg/L的最佳条件下,ZIF-8/PEO对TC和Cu^(2+)的吸附容量为107.55 mg/g和107.81 mg/g;等温吸附过程符合Langmuir模型,动力学过程符合拟二级动力学模型,ZIF-8/PEO吸附TC,Cu^(2+)属于自发、放热、趋于有序的过程。在循环吸附7次后,ZIF-8/PEO吸附剂对TC和Cu^(2+)的去除率仍在70%以上。

改性粉煤灰吸附废水中Cd^(2+)、Pb^(2+)、Cu^(2+)的试验研究

采用改性后的粉煤灰为主要原料,对含Cd2+、Pb2+、Cu2+的模拟废水进行了吸附实验,结果表明,废水中Cd2+、Pb2+、Cu2+的初始浓度、粉煤灰用量、pH值、吸附时间等因素均能影响粉煤灰对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附效果。在Cd2+、Pb2+、Cu2+初始浓度均为40mg/L,pH=7,搅拌3h,粉煤灰的投加量分别为14、10、12g/L的条件下,Cd2+、Pb2+、Cu2+的去除率分别达到96.53%、99.21%、97.49%。粉煤灰对Cd2+、Pb2+、Cu2+的吸附等温线符合Freundilich和Langmuir两种模式。

腐殖质对Cu^(2+)和Pb^(2+)的吸附特性

研究了腐殖质对重金属Cu2+和Pb2+的吸附特性。结果表明:腐殖质对Cu2+、Pb2+均具有较强的吸附性能,但存在着明显的差异,腐殖质对Pb2+的吸附能力远远大于Cu2+。腐殖质对Cu2+的吸附用Langmuir方程拟合效果优于用Freundlich方程拟合效果,而两个方程对Pb2+吸附的拟合程度都较好。用Langmuir吸附等温式推测腐殖质对Cu2+、Pb2+的饱和吸附量,分别为13.09mg/g和84.15mg/g,腐殖质对Pb2+的饱和吸附量几乎是Cu2+的6.4倍。pH对吸附的影响很大,pH较高时腐殖质具有较大的吸附量。通过IR光谱分析表明,羧基和羟基与重金属离子的络合引起腐殖质对Cu2+和Pb2+的吸附。

胡敏酸吸附重金属Cu^(2+)Pb^(2+)Cd^(2+)的特征及影响因素

采用碱溶酸沉淀法提取腐殖质中的胡敏酸,研究了胡敏酸对Cu2+、Pb2+、Cd2+的吸附特征及作用机理。结果表明,在相同初始浓度下,胡敏酸对Cu2+的吸附强度要大于对Pb2+和对Cd2+的吸附。吸附强度顺序为Cu2+>Pb2+>>Cd2+。Langmuir、Freundlich和Temkin方程对Pb2+、Cd2+的吸附呈显著关系,但其中Freundlich方程为最佳拟合方程;对Cu2+的吸附,Langmuir等温式拟合程度最高,Freundlich方程其次,Temkin方程则不适合。pH是影响胡敏酸对Cd2+和Cu2+吸附的主要因素,而对Pb2+吸附的影响较小。总体上低pH值均不利于吸附剂对重金属离子的吸附,随着pH值的增加(pH=2~8),不论吸附量还是吸附率都呈上升趋势。通过红外光谱表征反应物,结果表明,胡敏酸与Pb2+、Cd2+的结合点主要发生在羧基和酚羟基之间,而Cu2+与胡敏酸的结合除了在羧基和酚羟基之间外,更多地发生在羧基和羧基之间。

聚乙烯亚胺改性磁性膨润土对Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附性能

在磁性膨润土(MBent)表面接枝聚乙烯亚胺(PEI)制备了聚乙烯亚胺改性磁性膨润土(PEI/KH560/MBent),采用FTIR、VSM、XRD、TGA、EA、SEM和EDS对其进行了表征,考察了其对水溶液中Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附性能。结果表明,聚乙烯亚胺已成功接枝于磁性膨润土表面,并有效提高了其对Pb^(2+)和Cu^(2+)的吸附量;溶液初始pH对吸附量影响较大,随着pH的增大,吸附量增加。在pH=5,溶液初始质量浓度为300mg/L,PEI/KH560/MBent对Pb^(2+)和Cu^(2+)吸附量分别为96.21和61.08mg/g;吸附过程符合准二级动力学模型,吸附行为符合Langmuir吸附等温模型。热力学研究表明,吸附为自发吸热过程。经过5次循环利用后,其吸附容量仍保持初始的60%以上,表明PEI/KH560/MBent具有一定的重复利用性。

Pb^(2+)、Cu^(2+)、Cd^(2+)在胡敏酸上的吸附和竞争吸附

研究了金属离子Pb2+、Cu2+、Cd2+在胡敏酸上的单一吸附和两两组分竞争吸附。结果表明,总体胡敏酸对Cu2+、Pb2+的吸附明显强于Cd2+。Freundlich方程对Pb2+、Cd2+单一金属离子吸附等温线的拟合呈极显著关系,Langmuir方程为胡敏酸吸附Cu2+的最佳拟合方程。Pb2+、Cu2+、Cd2+的两两组分竞争吸附表明,胡敏酸对3种离子均具有"选择性吸附",竞争能力从大到小依次为Pb2+、Cu2+、Cd2+。

水杨酸修饰聚苯乙烯对Pb^2＋和Cu^2＋的吸附

采用化学修饰方法合成了水杨酸修饰聚苯乙烯,考察了该聚合物对重金属离子Pb2+和Cu2+的吸附性能。结果表明,在实验浓度范围内,水杨酸修饰聚苯乙烯(NDA-O)与没有修饰自交联生成的聚合物(NDA-150)对Pb2+的最大吸附量分别为0.130 mmol/g和1.749×10-2mmol/g,对Cu2+的最大吸附量分别为0.110 mmol/g和9.02×10-3mmol/g。NDA-O对Pb2+和Cu2+的吸附符合Langmuir吸附等温方程,为优惠吸附过程。溶液平衡浓度低于0.271 mmol/L时,对Pb2+、Cu2+的吸附为离子交换;溶液平衡浓度大于0.378 mmol/L时,也伴随发生络合反应。动态实验结果表明,在实验研究的浓度范围内,NDA-O对Pb2+、Cu2+的吸附能力为NDA-150的3倍,吸附饱和后的聚合物用体积分数为5%的HCl溶液冲洗可以完全再生和重复使用。

恒电荷土壤胶体对Cu^(2+)、Pb^(2+)的静电吸附与专性吸附特征

供试土壤胶体对Cu2 +、Pb2 +的吸附强度用pH50 值表示 ,其大小次序为 :土 >黄绵土、黑垆土 >黄褐土。离子强度实验和表面络合反应机制证明恒电荷土壤胶体对Cu2 +、Pb2 +的吸附含有专性吸附 ,n值可作为判断专性吸附与静电吸附比例的特征值 ,低pH值时 ,以水解 -络合吸附为主 ;高pH值时 ,以水解 -络合与沉淀吸附为主。静电吸附和专性吸附的比例与pH有关 ,各土壤胶体专性吸附百分数大小为 :黄褐土 >土 >黑垆土 >黄绵土。不同土壤胶体在同一介质中对Cu2 +、Pb2 +的固有络合常数logKintM 值及固有络合ΔG m 负值大小次序与吸附强度大小一致。在定pH定浓条件下 ,考虑离子之间的相互作用时 ,土壤胶体对重金属离子的吸附过程可用BDM等温式描述。供试土壤胶体对Cu2 +、Pb2 +专性吸附ΔG m 的大小与固有络合ΔG m 接近且大小次序也一致。

Pb^(2+)·Cu^(2+)诱发蝌蚪红细胞微核及核异常的研究

[目的]研究不同浓度的Pb2+、Cu2+对蝌蚪红细胞微核率和核异常率的影响。[方法]采用微核试验法,分别配制不同浓度的Pb2+(0.125～20.000 mg/L)、Cu2+(0.01～0.15 mg/L)溶液,并以经曝气后的自来水为对照进行诱发蝌蚪红细胞微核及核异常的研究。[结果]毒染1周后,大于等于0.5 mg/L的Pb2+组及所有Cu2+组蝌蚪红细胞微核细胞率及核异常细胞率均大于对照组,且蝌蚪红细胞微核率及核异常率在该试验浓度范围内随离子溶液浓度的升高而增大。其中,Cu2+的毒害又明显严重于Pb2+。[结论]为探讨Pb2+和Cu2+的毒害机制,及研究分析污水对水生生物的毒害机理提供了新的科学依据。

多氨基改性蔗渣对水溶液中Pb^(2+)、Zn^(2+)、Cd^(2+)、Cu^(2+)吸附性能的研究

蔗渣经多氨基改性处理后,得到多氨基改性蔗渣吸附剂。考察了多氨基改性蔗渣吸附剂对模拟废水中Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附性能,主要包括吸附时间、溶液pH值和温度对吸附量的影响以及吸附等温式的研究。研究表明,在实验范围内,Pb2+的吸附平衡时间为12h,适宜吸附Pb2+的pH值范围在4～5,Pb2+的最大吸附量为34.96mg/g;Zn2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Zn2+的pH值在6.2左右,Zn2+的最大吸附容量为2.24mg/g;Cd2+的吸附平衡时间为20h,适宜吸附Cd2+的pH值在5.0左右,Cd2+的最大吸附容量为10.40mg/g;Cu2+的吸附平衡时间为20h;适宜吸附Cu2+的pH值在5.0左右;Cu2+在不同温度下的最大吸附容量为2.60mg/g。多氨基改性蔗渣对Pb2+、Zn2+、Cd2+、Cu2+的吸附均可用Freundlich方程和Langmuir方程描述。

聚四氟乙烯基离子交换纤维及其对Pb^(2+)、Cu^(2+)吸附性能研究

以聚四氟乙烯(PTFE)纤维为基体,通过辐射引发与丙烯酸接枝制备弱酸性阳离子交换纤维,研究了不同接枝率纤维在不同pH值条件下对重金属离子Pb2+、Cu2+的吸附性能,并探讨了该材料的热稳定性.结果表明:该纤维对Pb2+、Cu2+具有良好的吸附性能,热稳定性能良好.

陪伴离子对土壤胶体吸附Cu^(2+)和Pb^(2+)的影响

采用表面络合模式研究了不同陪伴离子对陕西 4种典型土壤胶体吸附Cu2 +、Pb2 +的影响。结果表明 :在各阴离子体系 ,同一土壤胶体对Cu2 +、Pb2 +吸附百分数达到 5 0 %时对应的pH(pH50 )值呈现 :Cl->SO2 - 4>草酸根 >柠檬酸根 >NO- 3的趋势 ,表面络合常数logKintM 的大小次序与此相反 ;专性吸附特征值 (n值 )反映了吸附过程专性吸附与电性吸附比例的大小 ,其值大小表现为 :NO- 3>Cl- >SO2 - 4>草酸根 >

Mycobacterium phlei菌对重金属Pb^(2+),Zn^(2+),Ni^(2+),Cu^(2+)的吸附规律

研究了Mycobacteriumphlei菌株分别对水相中重金属离子Pb2+,Zn2+,Ni2+,Cu2+的吸附规律·结果表明,Mycobacteriumphlei菌株对水相中的这四种重金属离子均有一定的吸附作用;吸附过程均在10min内就达到平衡;pH对吸附过程影响较大,在pH=3 0～4 0时,Mycobacteriumphlei菌对这四种金属离子吸附效果最好;温度升高对Pb2+,Ni2+和Cu2+的吸附过程不利,但Mycobacteriumphlei菌对Zn2+的吸附则是一个吸热过程·重金属离子在Mycobacteriumphlei菌上的吸附的选择性大小的顺序为:Pb2+>Zn2+>Cu2+>Ni2+·