水洗预处理对啤酒废酵母吸附电镀废水中镉的影响

采用扫描电子显微镜、动电电位与红外光谱等分析手段,研究水洗预处理对废啤酒酵母吸附电镀废水中镉影响。结果表明,废啤酒酵母对电镀废水中镉具有较好的咐附性能,水洗预处理使废啤酒酵母吸附能力显著提高,对镉的吸附率由89.85%提高到96.18%。水洗预处理去除了废啤酒酵母中可与镉发生配合作用的可溶相,消除了其与废啤酒酵母对废水中镉的竞争作用,是吸附率显著提高的原因之一。另外,吸附剂吸附位点的增加及荷负电量的增加,也是水洗废啤酒酵母吸附性能得以改善的重要原因。

互花米草活性炭对镉的吸附

进行了磷酸活化法不同浸渍比(0.5—3.0)及活化温度(400℃—700℃)条件下制备的互花米草活性炭对镉的吸附性能研究,采用静态吸附法,考察不同初始浓度条件下活性炭对镉的平衡吸附量,旨在探索吸附机理、影响因素、除镉吸附剂的最佳制备条件以及活性炭物化性质对镉吸附性能的影响.实验表明,浸渍比和活化温度是影响成品活性炭镉吸附性能的重要因素,浸渍比为1.0,活化温度为700℃条件下所制备的活性炭对镉的吸附性能最好,其Langmuir最大吸附容量可达47.85 mg·g-1.活性炭对镉的吸附与其比表面积及孔结构等物理性质有关,但起决定作用的是其表面化学性质,离子交换在吸附过程中发挥了重要的作用.当pH值在2—4时,活性炭对镉的吸附能力随pH的增大而增大,当pH>4时,吸附曲线趋于平稳.

水溶性有机质对土壤中镉吸附行为的影响

水溶性有机质 (DOM)是陆地生态系统和水生生态系统中的一种很活跃的组分 .本文以赤红壤、水稻土和褐土作为供试土壤 ,研究了来源于稻秆和底泥的DOM对土壤中Cd吸附行为的影响 .DOM对土壤中Cd的吸附行为具有明显的抑制作用 .这种抑制作用与土壤类型和DOM种类有关 .在 3种供试土壤中 ,无论添加稻秆DOM还是底泥DOM ,都会使Cd的最大吸附容量和吸附率明显降低 ,其下降幅度为17 3%～ 93 9%.在添加同一种DOM的前提下 ,DOM对Cd吸附的抑制作用均为 :赤红壤 >水稻土 >褐土 .如果不添加DOM ,则土壤对Cd的最大吸附容量主要取决于土壤固相的吸附特性 ,添加DOM后土壤对Cd的最大吸附容量则主要取决于液相中的DOM .由此推断 ,传统的看法 ,通过施用有机肥来固定土壤中的Cd并达到治理重金属污染土壤的观点值得商榷 .

改性活性炭吸附重金属镉的技术与机理

镉污染对饮用水安全造成了严重的威胁。活性炭吸附是水处理中最重要的处理方法之一,但是对镉等重金属的吸附较弱,通过改性可以改变活性炭的表面特性,从而促进对重金属的吸附。该文对活性炭进行了混酸氧化改性,臭氧氧化改性和乙二胺氨基化的改性,零电荷点和表面官能团大大发生变化,混酸改性后的零电荷点最低。通过吸附动力学的研究发现混酸改性的活性炭(AC—O)对镉的吸附效果最好,且更加符合二级动力学的吸附模型。对AC-O活性炭进行了不同p H下吸附热力学的研究,结果表明吸附等温线用Freundlich的热力学模型拟合比较好,并且p H越大越有利于镉的吸附,p H对AC-O吸附镉效果的影响试验也表明,由于零电荷点的影响,在p H小于9的情况下,随着p H的升高静电吸引力越强。

温度及过筛方式对猪粪和稻秆炭理化特性和镉吸附的影响

该文以猪粪、水稻秸秆为原料,采用2种过筛处理(热解前、后过筛),于300~700℃下制备生物炭,通过电镜扫描(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)和傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)对其进行表征并分析其理化性质,探讨不同处理生物炭理化性质及镉吸附能力之间的相关关系,并优选出以修复土壤镉污染为目标的生物炭处理。结果表明:1)稻秆生物炭的镉吸附能力(最大吸附量为69.2 mg/g)显著高于猪粪生物炭(最大吸附量为36.4 mg/g)。制备温度为300℃时,前、后过筛处理的稻秆生物炭对镉的吸附能力分别为10.6和11.5 mg/g;制备温度为700℃时分别增加至61.4和69.2 mg/g。前后过筛方式对稻秆和猪粪生物炭镉吸附的影响规律不明显。2)生物炭的产率与灰分含量显著负相关,与H/C极显著正相关。3)前、后过筛处理的稻秆生物炭以及前过筛处理的猪粪生物炭的镉吸附能力均与产率和H/C呈显著负相关。后过筛处理猪粪生物炭的镉吸附能力与所有理化性质均不显著相关。

不同温度生物炭酸化前后的表面特性及镉溶液吸附能力比较

以稻秆为原料,在不同温度(300,400,500,600,700℃)条件下采用限氧控温炭化制备生物炭,用HCl和HF对其进行酸化处理,利用傅立叶变换红外光谱仪、比表面积和孔径测定仪现代分析手段对生物炭酸化前后的表面官能团、比表面积、孔径等特性进行比较,分析制备温度和生物炭表面特性之间的关系,探究制备所需生物炭的最佳温度条件。通过生物炭酸化处理和镉吸附实验结果,研究酸可溶矿物在生物炭吸附镉的贡献及制备温度对生物炭吸附镉能力的影响,为生物炭吸附水体中重金属镉提供科学依据。傅里叶红外分析表明,不同温度生物炭表面官能团存在一定的差异,主要表现为随制备温度升高,烷烃基缺失,甲基-CH3和亚甲基-CH2逐渐消失,形成了芳香环且芳香化程度增加。生物炭酸化后无机矿物Si O2吸收峰逐渐消失,官能团种类并没有发生变化,不同官能团随制备温度变化规律仍与酸化前生物炭一致。表面积及孔径分析结果表明,生物炭孔结构主要为中孔,随着热解温度的升高,比表面积和总孔容有所增大,在600℃达到最大;平均孔径随着制备温度升高而变小。生物炭酸化处理可以显著增大生物炭比表面积,总孔容也有所增加。生物炭酸化后充分去除了矿物质,孔隙结构未发生变化,孔结构仍为中孔,微孔表面积减小。镉吸附实验表明生物炭对镉具有较强的吸附能力,不同温度条件下镉吸附率均高于75%,且随温度升高而上升。生物炭经酸化处理后,镉吸附能力显著下降,这说明生物炭中的酸可溶矿物质在镉溶液的吸附过程中有重要作用。

有机修饰改性土对镉离子的吸附及温度效应

主要研究了以不同比例十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)单一修饰和十六烷基三甲基溴化铵+十二烷基磺酸钠(CTMAB +SDS)混合修饰的土耕层、黏化层土样对重金属镉离子的吸附。结果表明:吸附量顺序分别为耕层原土(GCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0GCB) >CTMAB10 0 % +SDS2 0 %修饰改性土(12 0GCS) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0GCB)和粘化层原土(NCK) >CTMAB5 0 %修饰改性土(5 0NCB) >CTMAB10 0 %修饰改性土(10 0NCB) >CTMAB10 0 % +SDS2 0 %修饰改性土(12 0NCS)的顺序,表明以表面修饰剂修饰土表面,确实存在着使得镉离子吸附能力减弱的趋势,但并未使修饰改性土完全丧失对于镉离子的吸附能力;吸附等温线可以用Langmuir方程描述;热力学参数的研究表明Cd2 + 吸附反应是熵增控制的自发性过程,但在探讨吸附自发性和最大吸附量关系时应考虑土壤本身的容量性质。机理研究认为,表面修饰剂对土壤表面的修饰改性是不均匀的,阳离子交换吸附和疏水键键合两种机制的竞争性吸附是修饰改性土壤依然具有对镉离子吸附作用的原因。土耕层各改性土样对Cd2 + 吸附的温度效应明显高于粘化层土样。

2株海洋细菌对镉的吸附作用

用高质量浓度镉培养液单独和联合培养2株海洋细菌J2和J6,3、7、10、14、17d后,采用原子吸收法分别测定培养液上清液和菌细胞中Cd2+的质量浓度,以确定2株菌对镉的吸附性能;通过测定菌体细胞内半胱氨酸脱巯基酶的活性,初步研究了2株菌对镉的转化作用机理。试验结果表明,2株菌均可将细胞外的Cd2+吸收到细胞内,在培养至第7d时,上清液中Cd2+的含量达到最低值,随着培养时间的增加逐渐趋于稳定,J2和J6菌体细胞中Cd2+的含量分别在培养到第10d和14d时达最大值,联合培养对镉的吸附作用优于单独培养;J2和J6在镉处理后细胞内的半胱氨酸脱巯基酶活性均显著增高,提示Cd2+的吸附与细胞内半胱氨酸脱巯基酶作用产生的S2-有关。

纳米羟基磷灰石的镉离子吸附性能

以硝酸钙、磷酸、氨水为原料,采用共沉淀法合成了纳米羟基磷灰石粉体.以硝酸镉水溶液作为模拟废水,用Visual MINTEQ软件对模拟废水的溶液化学特征进行了计算,主要研究了溶液的初始pH值、反应时间以及镉离子(Cd2+)初始浓度等因素对纳米羟基磷灰石的镉离子吸附量的影响.实验结果表明,纳米羟基磷灰石的镉离子吸附性能在溶液初始pH为4～9的范围内比较稳定,其去除水溶液中镉离子的过程符合准二级动力学模型,并且与朗缪尔等温吸附和弗伦德里希等温吸附均表现出了较高的相关性,反映了纳米羟基磷灰石吸附水溶液中镉离子的反应以离子交换作用为主的特点.纳米羟基磷灰石不仅镉离子吸附容量大,而且初期吸附速率很快,是一种性能良好的环境矿物吸附材料.

污染底质颗粒分析与铅、镉吸附特性的研究

通过对矿区选矿废水污染河流的底质进行采样分析,探讨了底质颗粒物粒径与质量分数的关系及其铅、镉的吸附特性。结果表明,底质中颗粒物粒径质量分数在垂直方向上无明显区别,但粒径间有显著的区别,其质量分数可分为3种类型。铅、镉吸附量随着污染底质颗粒的变小而增加,呈负相关关系。底质中铅、镉吸附贡献率具有相似的特性,两条贡献率曲线几乎是一致的,呈"双峰型",最大吸附贡献率出现在粒径为2mm^710μm和500~250μm处,粒径710~500μm处有一低谷。特别要强调的是:河流底质铅、镉污染严重,清理底质使河流免遭二次污染十分必要。

膨润土对废水溶液中镉(Ⅱ)离子吸附的研究

研究了膨润土吸附废水溶液中镉 ( )离子的规律 ,并得到了等温吸附的特征方程 。

半胱氨酸改性芡实壳制备镉离子吸附剂

为提高芡实壳(RES)吸附镉离子(Cd^(2+))性能,选用半胱氨酸为改性剂,通过酯化法对芡实壳进行化学改性得到改性芡实壳(MES)。以MES的饱和吸附量为参照因素,根据Box-Behnken中心组合设计试验,对改性剂用量、改性时间和改性温度3个因素进行优化试验。通过3因素3水平共17组实验进行响应面分析,当RES用量为3 g时,优化改性条件为:改性剂用量0.30 g、反应温度143℃、反应时间2.0 h,此条件下制备的芡实壳吸附剂的吸附量由1.71增至11.15 mg/g。采用傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附测试等技术对样品进行了表征,探讨分析了改性对RES的影响。

猪粪和猪粪渣生物炭理化性质及镉吸附性能研究

为研究不同处理方式对生物炭理化性质、表征及镉吸附性能的影响,以猪粪、猪粪渣为原料,采用2种不同的前处理方式(热解前、后过筛),分别于300~700℃制备生物炭,通过SEM、XRD和FTIR对其进行表征并分析其理化性质,探讨不同处理生物炭理化性质及镉吸附能力之间的相关关系。随着热解温度的升高,生物炭的产率、H/C减小,pH值、灰分含量、BET比表面积增加。猪粪生物炭的化合物的种类比猪粪渣生物炭复杂,且在热解温度较高时(500~700℃),猪粪生物炭镉吸附量(最大吸附量为36.4 mg/g)显著高于猪粪渣生物炭(最大吸附量为23.5 mg/g);4种不同处理生物炭的产率与灰分含量呈极显著的负相关关系,与H/C比值呈显著的正相关关系,灰分含量也与pH值有较强的正相关关系;生物炭的镉吸附量关键因子是H/C,其次是BET比表面积、灰分含量、O/C等。

ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料的制备及对镉离子的吸附性能

主要将通过磁控溅射技术制备所得的氧化锌@聚丙烯腈(ZnO@PAN)静电纺丝纳米纤维膜材料,利用溶剂热反应合成金属有机框架材料ZIF-8@聚丙烯腈(ZIF-8@PAN)纳米纤维膜材料,后经过900℃高温煅烧工序制备ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料,并将其应用于水体中重金属离子镉的吸附。X射线衍射、红外光谱、扫描电镜分析表征结果表明,ZIF-8成功地在PAN纳米纤维膜上原位生长,经过高温煅烧,ZIF-8的结构并未明显改变。ZIF-8@PAN纳米纤维膜基多孔碳材料在水溶液中对镉离子具有良好的吸附效果。探究证明,吸附过程中,在溶液为中性条件下,且水浴加热35℃时,镉离子吸附效果最好,吸附效率最高可达到88%左右。

耐镉棘孢木霉的筛选鉴定及其镉吸附特性研究

为了筛选鉴定耐镉真菌,采用Cd2+浓度梯度压力驯化法从镉污染稻田土壤中分离到耐镉菌株HD228,综合菌株形态特征、ITS基因序列系统进化分析,鉴定其为棘孢木霉(Trichoderma asperellum)并研究了其镉吸附特性。结果表明:该菌株耐22 mmol/L Cd,对Cd的吸附率可达79.88%;对Pb、Zn、Cu具有很强耐性,Pb、Zn、Cu对HD228的最低抑制浓度(MIC)分别为> 80 mmol/L、> 80 mmol/L、> 30 mmol/L。HD228菌落直径与重金属浓度呈负相关,20 mmol/L时菌落不规则。该菌能在pH值4～8、温度20～35℃条件下良好生长,最适生长和耐镉pH值为5、温度为30℃,温度和pH值均不影响其耐镉能力。其发酵液对水稻出苗、幼苗生长无抑制作用,发酵液40 mL(200 g土)用量对水稻具有促生作用,对镉胁迫水稻具有解毒作用。此耐镉真菌HD228具有应用于镉污染水稻田治理的潜力。

改性活性炭对土壤镉的吸附性影响

目的研究3种改性活性炭对菜地、河流底泥、荷花底泥镉吸附性的影响。方法对活性炭进行酸改性、碱改性和氧化改性,采用双硫腙分光光度法测定镉含量。结果对实验土样,最佳活性炭添加量为0.025 g/g。随着初始镉含量的升高,土壤对镉的吸附量不断增大。结论 3种改性活性炭相比普通活性炭对湿地土壤的镉吸附量均有不同程度的提升,荷花底泥中,酸性、氧化改性活性炭相比普通活性炭,吸附效果提高7.7%,8.3%,吸附效果提升显著。

低温裂解水稻秸秆生物炭对水体中Pb/Cd吸附的应用研究

为寻找一种来源丰富、价格低廉、经济有效的生物炭治理水体中Pb/Cd污染,在限氧条件下将粉碎的水稻秸秆(RY)400℃热裂解30 min制备了水稻秸秆生物炭(RS).本研究对RS进行了表征,研究了RY及RS对溶液中Pb^(2+)/Cd^(2+)的吸附特性.结果表明:RS具有丰富的官能团,表面具有明显的孔隙结构.RS吸附Pb^(2+)的最佳条件为:在室温条件下,pH在6.0~8.0之间,固液比为1.0 g·L-1;生物炭吸附Cd^(2+)的最佳条件为:在25℃条件下,pH在7.0附近,固液比为10.0 g·L-1.吸附动力学实验分析发现,RS对Pb^(2+)、Cd^(2+)的吸附率远远高于RY对Pb^(2+)、Cd^(2+)的吸附率,在35 min时RS对Pb^(2+)的吸附已经基本达到平衡,在40 min时RS对Cd^(2+)的吸附已经达到平衡.等温吸附实验分析发现,RS对溶液中Pb^(2+)的等温吸附更符合Freundlich等温吸附模型,主要为多层吸附;生物炭对溶液中Cd^(2+)的等温吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型,主要为单层吸附.研究表明,利用廉价丰富的水稻秸秆材料在低温少时条件下制备生物炭来治理水体中Pb/Cd污染是可行的,本研究以期为重金属环境污染治理提供经济有效的方法.

草酸与pH对矿物吸附Cd(Ⅱ)的影响及机制

用吸附平衡法研究草酸、pH对针铁矿、三羟铝石、三水铝石、高岭石吸附Cd2+的影响及机制。结果表明,供试矿物对Cd2+的吸附量为:针铁矿>高岭石≥三羟铝石>三水铝石。草酸对Cd2+吸附的影响呈峰形曲线变化,低浓度的草酸(小于1或1.25mmol·L-1)促进矿物对Cd2+的吸附;高浓度的草酸(大于1或1.25mmol·L-1)抑制Cd2+的吸附。不同pH下,草酸浓度对Cd2+吸附率的影响明显不一样,体系pH(pH<6)低时,草酸可促进Cd2+吸附,这种促进作用随pH升高而减弱,当pH>7时,草酸则抑制Cd2+的吸附。这主要与吸附体系中矿物表面性质的改变、Cd2+的存在形态、草酸在固液相间的分配有关。

施用生物黑炭对烤烟镉吸收的抑制效应

生物黑炭是适宜在烟田广泛施用的有机物料。以烟秆和玉米秸秆为原料制得生物黑炭,利用室内培养及温室盆栽试验,探讨不同生物黑炭对植烟土壤镉吸附、烟株生长及镉吸收的影响。研究结果表明,施用生物黑炭能增强土壤对镉的吸附能力,并促进烟株的生长。在土壤中添加镉后,烟株的生长受到明显抑制,但生物黑炭的施入能显著降低烟株的镉吸收量而减轻镉的毒害作用,且随其施用量的增加效果更加显著。两种生物黑炭中,以施用烟秆黑炭的效果更为理想。

红外光电子材料碲镉汞异质外延结构理论研究

文章介绍了基于第一性原理的LAPW方法就Hg空位缺陷对碲镉汞材料的电子结构的影响进行了研究。首先选择Hg0.5Cd0.5Te体系详细分析了Hg空位引起的弛豫,包含Hg空位缺陷体系的电荷密度、成键电荷密度和态密度,得到了碲镉汞材料形成Hg空位情况下的空位第一近邻阴离子悬挂键重整的形式以及Hg空位所形成的双受主能级。计算发现了Hg空位引起第一近邻Te原子5s态能级向高能端移动的现象。同时,对实验中通常利用As钝化基底表面来有效地控制外延生长的极性进行了研究。本文也介绍了基于密度泛函理论模拟了单个及多个As原子在Si(211)重构表面上的吸附、置换行为,通过系统地计算各种可能的吸附、置换构型,并进一步分析能量、键长等性质,对As在Si(211)表面的钝化机理进行了初步研究探讨。对Cd、Te在As钝化前后Si(211)表面上的吸附行为也进行了研究分析,为外延生长实验中利用As钝化来保证B面极性的做法提供了一定的理论依据。