废茶渣对Cr(Ⅵ)的等温吸附模型研究

在废茶渣量1.5 g、pH 5.5、温度25℃、吸附时间2 h条件下,研究了不同Cr(Ⅵ)初始浓度为24 mg/L、40 mg/L、64mg/L、96 mg/L、120 mg/L、160 mg/L下的废茶渣对Cr(Ⅳ)的等温吸附曲线。Langmuir和Freundlich等温吸附模型都可以描述茶渣对Cr(Ⅵ)的吸附行为。但Freundlich等温吸附模型符合得更好。吸附过程中最大饱和吸附量为4.27 mg/g。吸附是优惠吸附过程。

花生壳对Cr(Ⅵ)的等温吸附模型研究

在花生壳吸附剂量为1.0g、pH2.0、温度30℃、振荡速度140r/min、吸附时间360min条件下,实验研究了不同初始浓度(50 mg/L、75 mg/L、100 mg/L、125 mg/L、150 mg/L)的Cr(Ⅵ)溶液等温吸附曲线。研究结果表明,Langmuir等温吸附模型符合得更好;该吸附是一个优先吸附过程;最大饱和吸附量为6.25mg/g。

土壤Cr(Ⅵ)在非线性Langmuir吸附条件下的径流流失试验与模拟

针对重金属铬(Cr)污染严重的现象,基于简单的二层非完全混合模型,将降雨时农田土壤与积水整个系统分为混合区及混合区以下两个部分,根据水量平衡原理和溶质质量守恒定律,研究土壤在非线性Langmuir吸附条件下,吸附性溶质Cr(VI)的径流流失规律。试验模拟的田间地表径流是由降雨引起的,根据降雨期间土壤与雨水相互作用情况,将降雨过程分为4个阶段分别求解进行研究。利用室内模拟降雨-径流试验所得数据进行模拟计算,并通过敏感性分析和模型参数对径流流失量的影响分析,阐明模型参数对土壤中吸附性溶质径流流失规律的影响。研究结果表明:此二层非完全混合模型能预测土壤在非线性Langmuir吸附条件下,吸附性溶质Cr(VI)的径流流失规律。该模型对入渗水溶质与土壤混合层溶质之间的非完全混合系数γ非常敏感,对土壤混合层溶质与地表积水-径流水溶质之间的非完全混合系数α不敏感,对Langmuir吸附方程中的参数B、C也不敏感。其中γ和α对模拟径流流失过程的影响主要作用于降雨前期,而Langmuir吸附方程中的参数B对模拟过程的影响作用于降雨前期,C也主要作用于降雨前期,但对后期的影响比其他参数更大。试验数据显示地表径流中溶质含量很低,说明该次试验中混合层溶质进入地表积水-径流层量很少,而模拟α值很小,与实际情况吻合,同时也说明,土壤中流失的污染物重金属Cr(VI)大多存在于地下排水中。

羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附研究

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料因比表面积大,吸附性能好受到广泛研究。通过溶液共混法制备了羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料,并考察其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。研究结果表明:复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附量随pH值的上升而下降,对100 mg/L的Cr(Ⅵ)最佳吸附条件是pH值为2,复合材料使用量为0.8 g/L,吸附温度50℃,吸附时间250 min,此时吸附量为119.20 mg/g,吸附率为95.36%。吸附过程符合Langmuir等温线和拟二级动力学模型,说明吸附为单层吸附和化学吸附。

辣椒秸秆对铬Cr(Ⅵ)的吸附行为及机理

为探究铬污染的治理方法,选择园艺作物辣椒的秸秆作为吸附剂对Cr(Ⅵ)进行静态吸附实验研究,考察了吸附温度、吸附时间、溶液pH及铬溶液初始浓度对吸附过程的影响,并通过热动力学等研究探索了吸附过程的吸附机理,并结合扫描电镜-能谱分析对辣椒秸秆吸附水溶液Cr(Ⅵ)前后进行表征,结果发现溶液pH对Cr(Ⅵ)的吸附有较大的影响,在低pH值具有较高的铬吸附容量,且吸附剂的吸附容量随着吸附温度、吸附时间及初始浓度的增加而增加。在吸附剂用量12.5 g/L,初始溶液浓度160 mg/L,pH值为2.0,吸附温度40℃的条件下吸附750 min,辣椒秸秆对铬的吸附量达12.1 mg/g。热动力学研究表明整个吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温线模型,吸附是一种自发吸热熵增的过程。

羧甲基化壳聚糖修饰磁性硅粒子去除Cr(Ⅵ)离子

先通过硅酸钠水解在磁性Fe3O4纳米粒子表面包覆二氧化硅,制得磁性硅粒子(Fe3O4@SiO2);然后再通过碳二亚胺活化接枝法在Fe3O4@SiO2纳米粒子表面接枝高脱乙酰度羧甲基化壳聚糖(CMC),制备了一种新型磁性纳米吸附剂(Fe3O4@SiO2@CMC)。通过透射电镜(TEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)以及振动样品磁强计(VSM)对其进行了表征,着重研究了其对水中Cr(Ⅵ)离子的吸附性能。结果表明:溶液的pH值能显著影响吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附效果,pH值为2时效果最佳。结合相应pH值下Cr(Ⅵ)的形态分布,探讨了这种新型材料对Cr(Ⅵ)的吸附机理。结果表明:其吸附机理及吸附容量与Cr(Ⅵ)的离子形式有关,吸附过程以离子交换与静电引力为主。吸附平衡数据分别采用了Langmuir和Freundlich方程进行拟合。结果表明,等温吸附数据更符合Langmuir模型,T=298 K、pH=2、V=5 mL时,吸附剂的饱和吸附容量qm=86.96 mg/g,吸附常数为0.0174 L/mg。

一步合成聚苯胺/Fe_3O_4磁性纳米吸附剂去除Cr(Ⅵ)的应用

采用一步加热法合成聚苯胺/Fe_3O_4磁性纳米颗粒(PANI-Fe_3O_4),处理模拟含Cr(Ⅵ)废水,探讨吸附时间和吸附温度对Cr(Ⅵ)去除效果的影响。结果表明,反应时间90 min达到吸附饱和状态,吸附温度25℃时可达到较好的吸附效果。在常温下,Cr(Ⅵ)最大吸附量可达200. 2 mg/g,符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。

壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为的对比

为使壳聚糖粉末吸附后易于固液分离,采用溶胶-凝胶-冷冻干燥法制备毫米级(2.8~3mm)壳聚糖凝胶球,比较了Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为。结果表明,壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为不同:Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)最佳吸附pH分别为5.5和3.0;达到吸附平衡Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分别需要25h和2h;Cu(Ⅱ)的吸附反应是自发、吸热、熵增过程,而Cr(Ⅵ)吸附反应为自发、放热、熵减过程;吸附Cu(Ⅱ)后的壳聚糖凝胶球不易脱附,而吸附Cr(Ⅵ)后凝胶球脱附率相对较高。借助红外表征及Langmuir、Freundlich等温模型、拟一级、拟二级动力学、颗粒内扩散模型对吸附过程拟合表明,Cu(Ⅱ)吸附机理为单层化学吸附,而Cr(Ⅵ)是单层化学吸附与多层物理吸附共同作用的吸附-还原过程。壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为155.67mg/g和185.08mg/g,说明冷冻干燥法可以强化壳聚糖的吸附量,同时毫米级的壳聚糖凝胶球改善了壳聚糖粉体吸附剂难分离的问题。

果胶稳定的纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的研究

以果胶为稳定剂,制备果胶稳定的纳米级零价铁材料,进行试验,以期得到最佳反应条件,并进行动力学研究。结果表明,当果胶投加量为0.6 g/L,果胶-n ZVI投加量为0.12 g/L,p H条件为5.5,环境温度为25℃时,反应60 min后Cr(Ⅵ)的去除率可达98.3%,反应可用伪一级反应动力学模型来描述。通过ln(C/C0)对t作图进行曲线拟合,可以得到表观速率常数kobs=0.013 2 min-1和相关系数R2=0.835 1,证明ln(C/C0)与t呈较为良好的线性关系。

细菌X07吸附Cr(Ⅵ)的研究

从不同来源的样品中分离出一株吸附Cr(Ⅵ)较强的菌株X07,经鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus.cereus)。通过吸附实验探讨了X07死菌体对Cr(Ⅵ)的吸附特性,结果表明,X07死菌体吸附Cr(Ⅵ)的最适pH值为6.0;其吸附Cr(Ⅵ)是一个快速、非温度依赖过程,吸附50min达到饱和,在最初的5min内,吸附量达到最大吸附量的76.8%;菌体浓度的增加有利于对Cr(Ⅵ)的吸附:其吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附模型,在试验的条件下,对Cr(Ⅵ)的饱和吸附容量为146.9mg/g干菌体。

坡缕石/氧化铝复合材料对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附效应

为了去除工业废水中的Cr(Ⅵ),采用氧化铝对坡缕石进行改性,以制备的坡缕石/氧化铝复合材料为吸附剂吸附水中的Cr(Ⅵ),研究了影响吸附效果的主要因素(吸附剂用量、溶液初始pH值、吸附时间)及吸附过程的动力学特征,并探讨了吸附平衡。结果表明:氧化铝包覆在坡缕石黏土表面形成了结构蓬松的复合物,当其用量为2.0 g/L时,吸附pH值小于6.0的溶液中Cr(Ⅵ)的效果较好,吸附平衡时间为90 min,吸附过程能较好地符合准二级动力学模型,吸附平衡可由Langmuir等温吸附方程描述,饱和吸附量为44.64 mg/g。

壳聚糖/PVA微粒对Cr(Ⅵ)的吸附平衡与动力学

获得在酸碱介质中稳定性好、溶胀率小的壳聚糖/PVA微粒的基础上,探讨了时间、pH、温度等因素对壳聚糖/PVA微粒吸附Cr(Ⅵ)的影响,结果表明:温度与pH是影响吸附量最主要因素。在平均粒径为200μm,最适pH=3、28℃振荡240 m in其吸附量达200 mg/g以上,吸附量随温度的升高而增大。通过计算不同温度下各热力学参数ΔG、ΔH和ΔS,证实该吸附为一自发的吸热过程。对实验数据运用相关数学模型拟合,得出等温吸附平衡符合Langmuir模型,吸附过程动力学更适合二级反应。

羟基铝柱撑膨润土对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

为了提高膨润土的吸附性能,采用羟基铝离子改性制成羟基铝柱撑膨润土。在利用红外光谱、BET&BJH、扫描电镜及Zeta电位表征其物理化学特性的基础上,考察吸附Cr(Ⅵ)的主要因素,通过吸附动力学、等温吸附过程、吸附热力学探讨作用机理。结果表明:羟基铝离子进入膨润土层间;片状结构出现剥裂现象,表面变得粗糙和疏松、孔洞增多;BET比表面积与微孔面积分别由49.56m^(2)/g增至247.52m^(2)/g、11.35m^(2)/g增至181.61m^(2)/g,孔体积增大,平均孔径变小。经过改性后对Cr(Ⅵ)的吸附能力明显增强;在40℃与pH=4条件下,用10g/L吸附剂处理30mg/L含Cr(Ⅵ)废水,去除率达到95.50%。吸附作用机理包括化学吸附和离子交换;吸附属于吸热反应,升温促进吸附反应。

铁覆膜砂制备温度对其吸附Cr(Ⅵ)性能的影响

本文研究了不同温度下制备的铁覆膜砂吸附性能的差异,对铁覆膜砂吸附Cr(Ⅵ)的性能进行了综合的测试,说明了形成这些差异的内在原因制备温度对IOCS的吸附性能有显著影响,一般低温制备的IOCS要比高温制备的铁覆膜砂吸附性容量较大,去除效率较高;覆盖在石英砂表面的铁氧化物在不同的焙烧温度下形成了不同的物质,110℃的低温一般形成FeOOH(针铁矿),而600℃高温下形成的则为α-Fe2O3(赤铁矿)。IOCS吸附Cr(Ⅵ)为典型的Langmuir模型,为单分子层吸附。IOCS对pH值的影响表现出一个相同的特性:低pH高吸附、高pH低吸附。IOCS的吸附速率初期较快,很快上升到一个平台,其后变化很小或基本没有什么变化。对于浓度为20mg/L的Cr(Ⅵ),IOCS的最佳用量为2.5g左右。

伊利石/磁性壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以伊利石、Fe_(3)O_(4)和壳聚糖为原料,制备了伊利石/磁性壳聚糖(IMCS)复合材料。通过X射线衍射、红外光谱和磁滞回线对其进行了表征,研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用Langmuir等温方程、Freundlich等温方程、准一级动力学方程及准二级动力学方程对实验数据进行了拟合分析。结果表明,IMCS复合材料含有的氨基有利于对Cr(Ⅵ)的吸附;材料的饱和磁化强度为22.4emu/g,易于磁性分离,便于吸附剂的循环使用。IMCS复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程和准二级动力学方程。在IMCS吸附剂量为0.05g、温度为25℃、Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为300mg/L、吸附时间4h、pH=5的条件下,对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为191.2mg/g。再生后的复合材料重复使用5次后,仍具有良好的吸附性能。

铜渣基化学键合陶瓷材料吸附Cr(Ⅵ)的性能及机理

以富含铁的铜渣(CS)为原料,在碱激发条件下制备了铜渣基化学键合陶瓷材料(CSCBC),将其用于废水中Cr(Ⅵ)的吸附。考察了吸附剂投加量、Cr(Ⅵ)初始质量浓度及溶液pH对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。通过吸附动力学和热力学分析,结合吸附前后吸附材料结构表征,对其吸附机理进行了探讨。结果表明,当Cr(Ⅵ)初始质量浓度为100 mg/L、pH=1、吸附剂投加量为8 g/L时,在120 min内达吸附平衡,Cr(Ⅵ)吸附率在99%以上。Langmuir等温吸附模型计算所得最大理论吸附容量为25.3 mg/g。与生物炭基铁氧化物复合材料、FeS复合材料、铁掺杂吸附剂等同类型吸附剂相比,CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附容量明显提高。CSCBC对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。其吸附机制主要是物理吸附和化学吸附同时作用的结果。6次吸附-解吸后,其吸附容量保持初次吸附容量的75%以上。

成型马尾松针对含铬废水中Cr（Ⅵ）的去除

以废弃的马尾松针为原材料,制备了易回收的成型马尾松针,并用于含铬(Cr)废水的吸附。通过磷酸与羧甲基纤维素钠反应将废弃马尾松针成型化,以重铬酸钾溶液作为模拟含铬废水,研究吸附剂投加量、pH、初始浓度等对成型马尾松针吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:成型马尾松针对水中Cr(Ⅵ)具有良好的去除效果,质量浓度为10 mg·L-1的Cr(Ⅵ)溶液,吸附剂投加量为10.0 g·L-1时,Cr(Ⅵ)去除率达到99%;成型马尾松针对Cr(Ⅵ)的吸附是一个先快速吸附、后缓慢达到平衡的过程,对于10 mg·L-1的Cr(Ⅵ)溶液,最终吸附平衡时间为6 h。马尾松针对Cr(Ⅵ)的去除率随着pH的升高而降低,在pH 1~4时,去除率超过90%;成型马尾松针对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型,吸附过程可以由准一级动力学模型描述;成型马尾松针去除Cr(Ⅵ)的主要机制是静电吸附、氧化还原和络合作用。研究表明,成型马尾松针在去除Cr(Ⅵ)方面具有良好的潜力,可实现废弃生物质资源的循环利用和废水中有毒重金属去除的双重目标。

γ-Al2O3固载水滑石的制备及其动态吸附Cr(Ⅵ)的性能研究

以γ-Al2O3、硝酸镁、尿素为主要原料,通过水热法制备γ-Al2O3固载水滑石吸附去除Cr。动态吸附实验的最佳条件为:C=100mg·L-1、V=15mL·min-1、pH=3、m=20g,在此条件下饱和吸附量达到最大值49.2mg·g-1。通过理论分析、实验结果和Thomas模型非线性拟合表明,γ-Al2O3固载水滑石对铬的动态吸附效果良好,是治理水环境中铬污染的一种有效方法。

土-瓜尔胶改性膨润土渗透性及对Cr(Ⅵ)吸附研究

为提高土-膨润土隔离材料的渗透性及其对Cr(Ⅵ)的吸附效果,以瓜尔胶制备改性土-膨润土,研究改性前后膨润土隔离屏障对Cr(Ⅵ)的渗透系数及吸附性能影响。利用X射线衍射仪和扫描电镜对瓜尔胶改性膨润土进行表征。结果表明,改性后的膨润土表面粗糙疏松,内部出现隔离空洞,有利于提高防渗性能;瓜尔胶改性后膨润土隔离材料渗透系数低1~2个数量级,渗透性能不受Cr(Ⅵ)溶液影响;瓜尔胶改性膨润土隔离材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,经过改性后最大吸附量提高30.7%。

氧化石墨烯/四氧化三铁磁性复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附研究

Cr(Ⅵ)是电镀工业中经常使用的一种重金属,也是电镀废液中难以处理的主要污染源之一。氧化石墨烯作为一种新型的单层二维材料,是一种优良的重金属离子吸附材料。本文成功制备了氧化石墨烯/四氧化三铁磁性复合材料,并以Cr(Ⅵ)为目标离子,对其吸附分离性能进行了研究。结果表明,Cr(Ⅵ)的初始浓度和溶液pH对吸附量和去除率均有一定影响。pH为2时,吸附效果最好。动力学过程模拟和等温吸附模型模拟结果表明,该吸附材料与铬离子的吸附数据更符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型。