煤基压块活性炭的制备及吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的能力研究

为了降低压块活性炭的制备成本,以大同不黏煤为主料,桃山焦煤和重相沥青为黏结成分,以高温煤焦油和水为成型助剂制备压块活性炭。依靠调节配煤比例和改变活化条件来调控活性炭孔结构。利用碘吸附值、亚甲蓝吸附值、耐磨强度等表征活性炭常规性能;研究了样品吸附水溶液中Cr(Ⅵ)的能力,并考察了活性炭再生效率和质量损耗情况。结果表明:在大同不黏煤、桃山焦煤、重相沥青、高温煤焦油和水的配比为51∶24∶9∶7∶9的基础上,活化温度和时间分别为875℃和2.5 h的条件下制备出的压块活性炭性能最优,其耐磨强度为90%,碘吸附值为902 mg/g,亚甲基蓝吸附值为270 mg/g,比表面积为992.6 m^(2)/g;对水溶液中Cr(Ⅵ)最大吸附容量可达27.3 mg/g;质量分数为5%的硝酸溶液对饱和活性炭在50℃条件下再生8 h效果最佳,再生5次以后,其质量损耗率为21%,性能恢复率为70.06%。

金属盐溶液水热制备桉树皮水热炭及其Cr(Ⅵ)吸附性能评价

生物质炭材料易制备且吸附性能优越,在水体中重金属污染处理方面极具应用前景。本文以不同金属盐(氯化盐、硝酸盐和硫酸盐)作为改性剂,通过一步水热法成功合成了桉树皮水热炭,研究了水热炭对水溶液中的六价铬(Cr(Ⅵ))的吸附性能。确定了氯化盐为最佳改性剂,并通过研究不同金属氯化盐溶液浓度和水热温度对水热炭吸附性能的影响,优化了水热炭的制备条件。

Fe(Ⅲ)改性生物质炭对水相Cr(Ⅵ)的吸附试验

为考察Fe（Ⅲ）改性对生物质炭吸附水相中Cr（Ⅵ）的影响,采用吸附平衡试验结合Zeta电位、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射法（XRD）等方法研究了Fe（Ⅲ）改性秸秆生物质炭对Cr（Ⅵ）的吸附作用及机制.结果表明,Fe（Ⅲ）通过与生物质炭表面官能团形成络合物及氢氧化铁表面沉淀的物理覆盖作用降低生物质炭表面负电荷,增加表面正电荷,从而促进生物质炭对Cr（Ⅵ）的吸附.Fe（Ⅲ）改性对花生秸秆炭吸附Cr（Ⅵ）的促进作用大于稻草炭,pH值为5.0时Fe（Ⅲ）改性分别使花生秸秆炭和稻草炭对Cr（Ⅵ）的最大吸附量提高79％和26％.在pH值为4.0～6.5范围内,生物质炭和改性生物质炭对Cr（Ⅵ）的吸附量均随悬液pH值升高而降低,Fe（Ⅲ）改性对生物质炭吸附Cr（Ⅵ）的促进作用也呈相似的变化趋势.改性生物质炭的表面负电荷随pH值升高而增加是Cr（Ⅵ）吸附量减小的主要原因.Cr（Ⅵ）可在改性生物质炭表面的同时发生静电吸附和专性吸附,Cr（Ⅵ）的专性吸附量也随pH值升高而减小.因此,改性秸秆生物质炭在酸性条件下对Cr（Ⅵ）有较高的吸附容量,可用于酸性废水中Cr（Ⅵ）的吸附和去除.

中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟吸附Cr(Ⅵ)

以硝酸铈铵为引发剂,在自制的中空介孔二氧化硅(HMS)的空腔和通道内引发丙烯腈自由基聚合,并将其氰基偕胺肟化,用于制备具有吸附Cr(Ⅵ)的廉价有机无机复合吸附材料——中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)及N_2吸附-脱附比表面分析对中空介孔二氧化硅锚固聚偕胺肟进行表征.结果表明,制备的中空微球直径约为400 nm,其壁上孔径约为11.0 nm,比表面积约为431 m^2/g,锚固聚偕胺肟后中空微球壁上孔道直径约为4.6 nm,比表面积降低为347 m^2/g.HMS锚固的聚偕胺肟对重铬酸钾溶液中铬的吸附量高达0.46 mmol/g,吸附过程中伴随化学反应,符合伪二级动力学模型,可用作废水处理中重金属离子的高效廉价吸附材料.

固液体系中Cr(Ⅵ)吸附的动态模拟

在离子质量浓度25～100mg·L^-1和红壤吸附剂质量浓度50～150g·L^-1范围内分析测试了固液体系中Cr（Ⅵ）的吸附速率．结果表明，红壤具有较强吸附Cr（Ⅵ）的能力，其吸附速率在初始2h内很高，但随时间的延长逐步降低并在10h左右趋向于零．溶液起始Cr（Ⅵ）浓度和吸附剂浓度对吸附速率有显著影响，随起始Cr（Ⅵ）浓度增大，吸附达到平衡的时间延长；起始吸附剂浓度增大，吸附平衡时间缩短．提出的红壤Cr（Ⅵ）吸附的动态方程在样本检测的浓度范围内具有较高的模拟精确度．

Ni(OH)_(2)/石墨烯复合物的制备及其Cr(Ⅵ)吸附

该文以石墨烯为支撑,采用水热法合成了氢氧化镍/石墨烯(Ni(OH)_(2)/GNS)复合材料,其扫描电镜、透射电镜、热重和X-射线粉末衍射表明,在复合材料中平均粒径约1.5μm的花状微球Ni(OH)_(2)均一地生长在石墨烯表面,形成了特殊的三维结构,其中石墨烯所占的质量分数约为20.1%;复合材料Cr(Ⅵ)的吸附性能研究表明其对Cr(Ⅵ)水溶液具有较好的吸附能力,最高去除率约达90%,实验饱和吸附量约为52.5 mg/g,准一级和准二级动力学模型拟合实验数据的相关系数分别为0.943和0.925,相差不大。吸附热力学过程符合Freundlich模型,常温下吸附过程能自发进行。

改性锯末吸附含Cr(Ⅵ)废水的实验研究

初步探讨了以改性后的锯末作为吸附剂去除废水中的Cr(Ⅵ),实验表明改性锯末对于不同浓度的含Cr(Ⅵ)废水都具有较高的去除率。同时通过实验研究了pH值、吸附时间、吸附剂量、初始浓度等因素对吸附去除率的影响。

负载铁生物炭的制备、表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以小麦秸秆为原料热解制备生物炭,分别用FeSO4/FeCl3和FeCl3对生物炭进行表面改性。表征结果显示,改性生物炭表面存在磁性颗粒和Fe—O基团,负载铁后生物炭的比表面积和总孔体积显著增大。吸附实验结果表明,改性后生物炭吸附Cr(Ⅵ)的吸附性能优于未改性生物炭,且以FeSO4/FeCl3改性的生物炭吸附性能更佳,在Cr(Ⅵ)溶液初始pH为2、初始浓度为100 mg·L^-1、温度为30℃、振荡速率为150 r·min-1、生物炭投加量为4 g·L^-1、吸附时间为48 h的条件下,FeSO4/FeCl3改性的生物炭对Cr(Ⅵ)的去除率达93.9%;负载铁生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。

有机膨润土对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附特性

采用扫描电子显微镜（SEM）、低温氮气物理吸附仪对有机膨润土的表面形貌和孔结构特性进行表征,系统考察了吸附时间、膨润土用量、p H值、温度、六价铬初始浓度对模拟废水中六价铬脱除的影响,并从有机膨润土结构、吸附机理等角度分析其对模拟废水中Cr（Ⅵ）的吸附特性。实验结果表明,该有机膨润土片层结构明显,孔隙较发达,孔径分布较宽（主要分布在3-24nm之间）,为典型的介孔材料,有利于污染物在有机膨润土内的迁移和扩散;该有机膨润土对Cr（Ⅵ）具有良好的吸附性能,在20℃、p H=6、20min条件下,2g膨润土对六价铬（50mg/L,50m L）的脱除率高达94.9%,此时吸附量为1.19mg/g.

椰壳生物炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

利用热带地区椰壳为原材料在3个温度下制备生物炭(分别标记为B450、B550和B650),通过静态吸附实验研究其对水中Cr(Ⅵ)的等温吸附和吸附动力学特性。结果表明:相同条件下,B650对水中Cr(Ⅵ)的吸附量最大;3种生物炭对水中Cr(Ⅵ)的等温吸附曲线均能较好的用Langmuir方程和Freundlich方程进行拟合,且B650对Cr(Ⅵ)的吸附能力最强,其次为B550、B450;准二级动力模型能很好描述3种生物炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附过程(r^2>0.99),说明其吸附机制主要是表面化学吸附。

含钛高炉渣制备复合吸附剂及其铬吸附性能

Cr(Ⅵ)是一种有害污染物,既污染水环境,也会对人体造成伤害。本文以工业固废含钛高炉渣为原料,通过酸浸得到浸出渣基体,经壳聚糖改性,制备一种新型GLZ-jcz/CS复合吸附剂,用来去除废水中的Cr(Ⅵ)。研究了吸附温度、废水pH、吸附剂量、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附时间对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。以Cr(Ⅵ)吸附率为评价指标,确定最优实验条件,并研究了GLZ-jcz/CS复合吸附剂的再生性能。采用扫描电子显微镜、傅里叶红外变换光谱仪、X射线光电子能谱仪、BET比表面积测试仪对GLZ-jcz/CS复合吸附剂进行表征,结合吸附动力学模型和吸附等温线模型分析,确定吸附机理。实验结果表明:当吸附温度为70℃、废水pH=4、吸附剂用量为0.13g、Cr(Ⅵ)初始浓度为50mg/L、吸附时间为2h时,吸附率达到99.8%,吸附容量可以达到67mg/g,GLZ-jcz/CS复合吸附剂经过6次洗脱,吸附率仍可达到96%以上,吸附模型符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。

不同活化剂制备的脐橙皮渣活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用H_3PO_4和Na OH为活化剂制备脐橙皮渣活性炭,从吸附时间、p H值、初始浓度、活性炭用量等因素研究两种活性炭对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能.研究结果表明,碱法活化的活性炭吸附性能好于酸法活化的活性炭,两种活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附可能都属于多分子层吸附,但碱法的活性位点更多.两种活性炭的最佳吸附条件分别为:酸法p H值:3.0,吸附时间:4 h,活性炭投入量:0.03 g,初始浓度:10 mg/l;碱法p H值:2.0,吸附时间:7 h,活性炭投入量:0.02 g,初始浓度:10 mg/l.

氧化石墨烯辐射接枝4-乙烯基吡啶及其对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

通过辐照接枝法在氧化石墨烯(GO)的表面接枝4-乙烯基吡啶(4-VP)制备了一种新型Cr(Ⅵ)吸附剂,并研究了单体浓度和吸收剂量对4-VP接枝率的影响。结果表明:聚4-乙烯基吡啶成功接枝到GO表面。接枝产物对Cr(Ⅵ)具有较好的吸附性能,在40min即可达到吸附平衡,吸附机理为离子交换机理,吸附过程符合朗格缪尔吸附等温模型,理论最大吸附量为114.9mg/g。在pH=3.12时,吸附剂对Cr(Ⅵ)吸附量可以达到最大值99.8mg/g。

纳米纤维素/聚吡咯气凝胶的制备及吸附性能综合实验设计

以麦秆基纳米纤维素纤丝(LCNFs)为载体,聚乙烯醇(PVA)为增强剂,通过吡咯原位氧化聚合制备了LCNFs/PVA-PPy(LPP)复合气凝胶,研究了LPP对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,LPP为黑色多孔三维网络结构,吸附Cr(Ⅵ)的最适pH为2,吸附动力学为准二级动力学,吸附等温方程为Freundlich模型。本研究可为生物质资源化利用及Cr(Ⅵ)污染治理提供技术依据,也适合用于化学、材料及环境等相关专业的本科生综合实验教学。

废水中Cr(Ⅵ)离子去除方法的研究进展

介绍了重金属废水的来源和危害,阐述了国内外水体中Cr(Ⅵ)离子的处理方法,总结了各种方法的优缺点,综述了去除重金属Cr(Ⅵ)离子的发展趋势和吸附法处理废水的应用前景.通过分析发现,探索经济效益高、安全环保、能耗低、工艺简单和能循环利用的去除废水中Cr(VI)离子方法是将来发展的重要方向.

氧化钙对污泥炭重金属稳定性及其吸附性能的影响

鉴于CaO对生物质的热解产气、焦油重整具有催化作用,并可显著提升生物炭的吸附性能,将CaO与市政污泥以1∶10的质量比混合共热解,制备改性污泥炭(BC-Ca)。研究了CaO对污泥炭特性及重金属(Pb、Zn、Cu、Cr、Mn)形态分布的影响,采用风险评价编码法(RAC)评价污泥炭的生态风险,并采用静态吸附实验考察改性污泥炭对Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明:BC-Ca中Zn、Pb、Cr、Mn和Cu处于残渣态(F4)的比例较未改性污泥炭(BC)分别增加11.76%、13.03%、26.96%、5.55%和2.11%,且均为RAC低风险;BC-Ca的比表面积较BC增大122.99%,孔隙结构得到改善;BC-Ca对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型,吸附容量随着温度的升高而增大,吸附速率主要由化学吸附机理控制;BC-Ca对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量较BC提高51.13%,去除率显著提高。

新型聚氨酯功能泡塑的合成及吸附性能研究

由2-巯基苯并噻唑(MBT)合成的2-[苯并噻唑-2-基]硫代乙醇作为功能单体,与聚醚多元醇、甲苯二异氰酸酯等反应,以三乙胺为催化剂、水为发泡剂,合成了新型的聚氨酯泡沫塑料。静态吸附实验结果表明,功能泡塑对水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附行为基本符合Langmuir等温吸附模型,饱和吸附量为555.56μg/g,吸附平衡常数为0.024 4 g/mL。

魔芋葡甘聚糖/纳米四氧化三铁静电纺丝膜对六价铬离子吸附研究

六价铬离子是一种危害性非常大的重金属离子,开发新型高效吸附剂去除铬离子具有重要意义。采用静电纺丝技术来制备魔芋葡甘聚糖(KGM)/纳米四氧化三铁(Fe3O4)纤维膜,并利用X-射线衍射分析和扫描电镜(SEM)等对材料进行表征,同时考察多重变量控制下该材料对六价铬离子的吸附能力的影响。结果表明,静电纺丝增加了纳米Fe3O4与KGM的相互作用,并形成了由数个纳米大小的纤维组成的"多孔网络"交联结构,吸附能力显著较高。且当纳米纤维膜投加剂量为20 mg/mL、Cr(Ⅵ)溶液的pH为5、Cr(Ⅵ)溶液的初始浓度为30 mg/L时其吸附效果最好,40min吸附可达到14mg/g。

一种改性腐植酸基吸附树脂的制备及表征

通过高温钙化法提取风化煤中的腐植酸(HA)制备成不溶性腐植酸(IHA),利用交联法制备改性腐植酸基吸附树脂(IHA-PAA)。以Cr(Ⅵ)吸附量为指标,确定其最佳合成条件:单体配比IHA∶AA=3∶40,MBA用量0.5%,KPS用量0.5%,NaOH中和度60%。此条件下制备的粒径为60~80目IHA-PAA对Cr(Ⅵ)的吸附量可达0.749 mg/g,耐温和耐酸碱性良好。改性后的IHA-PAA亲水基团增多,表面粗糙且产生孔洞结构,可显著提高吸附性能;IHA-PAA对Cr(Ⅵ)吸附过程在低浓度条件下膜扩散是限速步骤,高浓度条件下化学吸附是限速步骤。

碳纳米复合结构纤维膜吸附性能研究

通过将不同比例的碳纳米管与聚丙烯腈混纺成丝,探讨其在不同温度下进行炭化处理后CNTs外露在纳米纤维表面的结构状态,以及CNTs对于碳纳米纤维内部孔隙提高的关系;研究不同p H值、不同吸附剂质量、污染物初始浓度以及吸附时间对CNTs的碳纳米纤维多孔材料吸附Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,混纺CNTs的碳纳米纤维比表面积提高到37.627 m2/g,孔体积达到3.832 cc/g。多孔吸附材料在20min内就能达到25.17 mg/g的吸附性能,当吸附达到平衡时,吸附性能达到76.62 mg/g。