软锰矿改性污泥活性炭对Cu^(2+)吸附特性的研究

文章对比研究了污泥活性炭(AC)和1%软锰矿改性的污泥活性炭(ACP)对溶液中Cu2+的吸附特性,考察了时间、pH值和吸附剂投加量等因素对吸附反应的影响。结果表明:室温下,180 min后Cu2+吸附达到平衡,pH=4.8时吸附效果最优;伪二阶动力学方程和Langmuir吸附等温方程能很好地拟合两种污泥活性炭的吸附反应。通过计算,室温下,改性前后的污泥活性炭Langmuir模型的饱和吸附量Qm分别是78.13 mg/g和94.34 mg/g。在初始浓度200 mg/L,pH=5,吸附剂投加量为2g/L时,1%软锰矿改性的污泥活性炭对Cu2+的最大吸附量为90.15 mg/g,比未改性时提高了23.33%。

Fe_3O_4-壳聚糖磁性微球的制备及对Cu^(2+)的吸附性能

用壳聚糖包覆羧基化Fe3O4磁性纳米粒子制备了Fe3O4-壳聚糖磁性微球,分别用X-射线衍射、扫描电镜、热重分析等方法和手段对所制备的样品进行了结构表征.利用原子吸收光谱,探讨了时间、pH值、Cu2+浓度等对Fe3O4-壳聚糖磁性微球吸附溶液中Cu2+量的影响.结果表明:Fe3O4-壳聚糖磁性微球粒径分布较均匀,平均粒径约为110 nm;Fe3O4-壳聚糖磁性微球能够吸附Cu2+,最大吸附量可达21.3 mg/g.随着吸附剂用量的增加、温度的升高,单位吸附量减小,室温下吸附较佳;Cu2+初始浓度、pH对吸附的影响很大,Cu2+初始浓度在120 mg/L,5.0<pH<7.0时吸附较好;随着吸附时间的增加,单位吸附量也增加,8 h时基本达到吸附平衡.

改性废棉对水溶液中Cu^(2+)的吸附性能

为扩展废棉的回用价值,利用柠檬酸对废棉进行羧基化改性,并研究其对水溶液中Cu^(2+)的吸附性能,分析了吸附时间、Cu^(2+)溶液初始浓度、p H值等参数对吸附性能的影响。研究结果表明,改性废弃棉对Cu^(2+)的吸附性能远远优于未改性废弃棉,并随吸附时间、Cu^(2+)溶液的初始浓度、p H值等参数的增加而增长,增长速度由大到小到不变。吸附平衡时间为300 min,初始质量浓度为1 400 mg/L,对Cu^(2+)的最大吸附量为116.4 mg/g,最佳吸附p H值为4~5。使用吸附动力学和吸附等温线模型来分析其吸附机制,结果表明:吸附动力学模型更符合伪二级动力学模型,改性废弃棉对Cu^(2+)吸附属于化学吸附;吸附等温线模型与Langmuir等温吸附模型更吻合,属于单层吸附。

球形二乙醇胺基木质素的合成及其对Cu^(2+)的吸附性能

以碱木质素为原料合成二乙醇胺基木质素(DLNS),再以反向悬浮技术将其制成微球形态的二乙醇胺基木质素,通过红外光谱、扫描电镜对其进行了表征,通过物理吸附仪测定产物的比表面积,然后在重金属离子污染物模拟水样中测定了其对Cu2+的吸附性能。实验结果表明:红外分析证明木质素分子已经引入二乙醇胺,凯氏定氮法测定产物的含氮量为1.66%,进一步证实二乙醇胺基木质素已经合成;产物对Cu2+的吸附在开始的0.5 h内,吸附容量增长很快,至6 h后到达平衡;吸附容量随温度的升高而增大;当球形二乙醇胺基木质素吸附剂为4 g/L时,每克吸附剂的吸附容量最大为24.12 mg,相同条件下碱木质素对Cu2+的吸附容量为每克5.84 mg,二乙醇胺基木质素对铜离子的吸附容量为每克10.71 mg,改性后的球形二乙醇胺基木质素吸附性能有较大改善。

交联P(St-r-AA)包覆Fe_3O_4粒子的制备及对Cu^(2+)的吸附

用乳液聚合的方法合成了交联P(St-r-AA)包覆的Fe3O4粒子,研究了该类粒子对Cu2+离子的吸附性能。透射电镜(TEM)表明,交联的P(St-r-AA)包覆的Fe3O4磁性粒子粒径约100 nm;X射线衍射(XRD)分析表明,磁性粒子中磁性物质为尖晶石结构的Fe3O4;红外光谱(FT-IR)表明,Fe3O4表面的聚合物含有苯环和羧基;热重(TG)分析表明,粒子中磁性粒子的含量为31%;P(St-r-AA)包覆的Fe3O4磁性粒子具有超顺磁性,比饱和磁化强度为0.822 A.m2/kg;UV-vis表明磁性粒子能够有效吸附溶液中的Cu2+离子。

核桃壳对模拟废水中Cu^(2+)的吸附性能研究

采用核桃壳作为吸附剂,对模拟废水中的Cu2+进行吸附去除,考察了吸附剂粒径、水样初始pH、吸附剂用量、Cu2+初始浓度、吸附时间等因素对Cu2+吸附效果的影响,确定最佳吸附参数,并进行了吸附动力学和吸附等温线分析。结果表明:最佳吸附参数为核桃壳吸附剂粒径1.25~1.60mm、水样初始pH 5.0、吸附剂用量2.5g,Cu2+初始质量浓度20mg/L、吸附时间360min,在此条件下100mL水样在200r/min、25℃条件下吸附的Cu2+去除率达70%以上,吸附量约为0.702mg/g;本实验过程采用伪二级动力学方程的拟合更好,R2均在0.9以上,Cu2+吸附速率与其浓度的二次方成正比;Langmuir方程可以较好地描述核桃壳吸附剂对Cu2+的吸附过程,此吸附过程是单分子层的吸附。

多形貌中空介孔SiO2的可控合成及复合物对Cu2+的吸附还原

以间苯二酚/甲醛(RF)树脂为软模板,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为制孔剂,采用一锅溶胶-凝胶法制备了多形貌中空介孔二氧化硅微球(HMSM).通过改变甲醛用量调控软模板RF树脂的结构,可以获得一系列不同形貌及结构的HMSM,随着甲醛用量的增加,HMSM结构表现为单层壳空心球、蛋黄壳空心球、双层壳空心球等结构.其中具有蛋黄壳空心球结构的HMSM比表面积可达691 m2/g,孔体积达2. 23cm^3/g,孔径均匀(3. 5nm).以硝酸铈铵为引发剂,在具有蛋黄壳空心球结构的HMSM中引发丙烯腈自由基聚合,并将支链聚丙烯腈上的氰基偕胺肟化,制得HMSM接枝聚偕胺肟(HMSMg-PAO).以100 mg/L的CuCl2溶液为目标溶液,在pH=4. 0时测试合成的HMSM-g-PAO对Cu^2+的吸附效果,发现吸附平衡时Cu^2+吸附量达134 mg/g.

添加FeCl_3改性污泥活性炭吸附Cu^(2+)研究

以城市污水厂污泥为原料,以氯化锌为活化剂,添加FeCl3改性制备活性炭,用以吸附模拟废水中的Cu2+离子。研究表明:最佳制备条件是活化温度700℃,ZnCl2浓度5mol/L,活化时间60min和FeCl3添加量10%,其污泥炭样品多点BET比表面积为163.853 m2/g,平均孔半径为5.28nm。污泥活性炭吸附最优操作条件为温度20℃,pH值为6.0,Cu2+初始浓度越高,吸附量越大,在Cu2+初始浓度388.064mg/L下的吸附量可达20.6mg/g。通过BET比表面积测试,活性炭表面积为163.85 m2/g。

粉煤灰浮选精炭制备活性炭吸附溶液中Cu^(2+)

粉煤灰浮选得到的精炭具有灰分含量低(A_(d)=17.85%)、碳含量高(C_(d)=77.53%)的特点,是活性炭制备的廉价碳源。采用KOH活化法对浮选精炭进行活化,可以得到碘吸附值1 140.78 mg/g、亚甲基蓝吸附值140.00 mg/g、比表面积853.75 m^(2)/g的优质活性炭。最佳的活化条件为:碱炭比3.0、活化温度800℃、活化时间60 min。红外光谱分析、BET比表面分析和扫描电子显微镜分析显示,制备的活性炭中含氧活性基团较多、孔隙发达,特别是2 nm以下的微孔丰富,微孔孔容占比48.30%,活性炭平均孔径2.33 nm。该活性炭对溶液中Cu^(2+)的吸附性能良好,在投加量为2.5 g/L、pH=5.0、吸附温度25℃、吸附平衡时间120 min的条件下,初始浓度分别为50、75、100 mg/L时,Cu^(2+)去除率分别达到99.70%、93.61%、81.67%。吸附机理分析表明,Cu^(2+)在活性炭表面的吸附以化学吸附为主,符合Langmuir单分子层等温吸附模型。本研究为水处理用优质活性炭的低成本制备提供了一条新的技术途径。

莲藕淤泥中吸附Cu^(2+)芽孢杆菌的筛选及生物学特性研究

本研究从莲藕淤泥中筛选出4株具备良好耐盐、耐酸、耐碱稳定性的Cu2+吸附特性菌株,并对具备最强Cu2+吸附效应的菌株进行了生物学特性的研究。结果表明:4株菌株的铜离子吸附率达30.81%至67.33%。最强Cu2+吸附效应菌株的形态学、生理学及生物学特性符合枯草芽孢杆菌的特征。它在分解并利用葡萄糖产生有机酸的同时还具备分解色氨酸产生吲哚的能力。葡萄糖、柠檬酸为优势C源,尿素、酵母粉、蛋白胨为优势N源。温度、pH的单因素与组合试验表明:当温度为37℃、pH值为7.01时,该株菌长势最好。

改性玉米秸秆对含铜废水中Cu2+的吸附

改革开放以来,工业发展在中国占的比重相对较大,国民经济在一定程度得到提升,但因为工业生产产生的废水成为了难题,在拉低经济发展速度的同时严重破坏生态,工业废水中含有较高的重金属,一旦重金属不经过收回处理,直接排放到环境中,会造成生态破坏和环境污染,另一方面,金属离子通过食物链进入生物体内引发各种疾病,特别是对人类的身体健康的危害.本文通过改性玉米秸秆吸附模拟工业废水,探究其吸附重金属离子的效率,为之后大规模操作提供一定的依据与基础.

黄棕壤中活性有机碳对Cu吸附的影响

通过盐酸酸化法来去除4种不同利用方式黄棕壤的活性有机碳(AOC),得到相对稳定的有机碳土壤,用于研究去除活性有机碳前后对Cu2+吸附行为的影响。结果表明,黄棕壤去除有机碳前后,对Cu2+吸附量与平衡液浓度的关系符合Langmuir方程和Freundlich方程,其拟合都呈现极显著相关(P<0.01),去除AOC后,黄棕壤各层次对Cu2+的最大吸附量明显降低,是原土Cu2+最大吸附量的10%～30%。盐酸酸化法对4种不同利用方式的黄棕壤有机碳的去除率为30%～75%,对Cu2+吸附的减少率为54%～86%。去除活性有机碳前后,有机碳含量与对Cu2+的吸附量都呈显著线性相关。土壤有机碳的去除率与对Cu2+吸附的减少率间相关性达到极显著水平。

钒氧化物纳米带的合成及其去除水中Cu^(2+)离子的研究

首次通过电化学阳极氧化钒箔,在混合盐电解液中合成出了钒氧化物纳米带。采用X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DSC)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对产物的组成、结构和形貌进行了表征。钒氧化物纳米带的长度在0.5-3.0μm之间,宽度在20-50 nm之间,对水中Cu^(2+)的吸附率可以达到99.0%。

不同条件下碳酸羟基磷灰石的合成及吸附性能研究

本实验采用离子共沉淀法,通过改变CO23-引入方式和引入顺序,合成了4种存在CO23-部分取代的碳酸羟基磷灰石(CHA)。利用X射线衍射(XRD)、红外吸收光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)对合成的碳酸羟基磷灰石进行了物相组成、化学组成、微观形貌的分析。结果显示,4种样品均为存在CO23-部分取代的碳酸羟基磷灰石,且CO23-的取代方式包含A型和B型两种取代,取代量从大到小的顺序为样品2、1、3、4。取代量的大小反映了碳酸羟基磷灰石晶格畸变的程度,进而影响其吸附性能,本实验比较了4种碳酸羟基磷灰石对水溶液中铜离子吸附能力的大小。结果显示,4种样品的Cu2+去除率均远远高于标准羟基磷灰石,其中以样品2最为突出,达到99.42%。

废弃硅藻土制备MCM-41介孔分子筛的表征及吸附性能研究

以废弃硅藻土作为硅源,CTAB为模板剂,通过水热法合成介孔材料MCM-41,并使用X-射线荧光分析仪(XRF),X-射线粉末衍射仪(XRD),氮气等温吸附/脱附仪,傅利叶红外线吸收光谱仪(FT-IR),热重量分析仪(TGA),扫描式电子显微镜结合X射线能量色散谱(SEM-EDS)和高分辨率穿透式电子显微镜分析(HRTEM)等方式进行表征;通过吸附重金属离子实验检测该材料的性能。结果表明:所合成的材料为介孔结构,孔道排列较为整齐,MCM-41的比表面积为1 060.2 cm2/g,平均孔洞体积约为1.05 cm3/g,孔径为3.95 nm,孔径分布窄,对重金属Cu2+有很好的吸附性能。本研究对废弃硅藻土的综合利用及重金属的治理具有一定的参考价值。

P(AA/IA/MA)凝胶的制备及对铜离子吸附性能研究

通过以丙烯酸(AA),衣康酸(IA),马来酸酐(MA)为单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,采用水溶液聚合制备了三元共聚P(AA/IA/MA)水凝胶,并采用FTIR对凝胶结构进行表征。针对不同组成凝胶的溶胀动力学、平衡吸附能力及铜离子饱和吸附容量的研究,结果表明:最佳投料比为n(AA):n(IA):n(MA)=6:3:1,其最大饱和吸附容量可达到224.5mg/g,P(AA/IA/MA)凝胶材料的等温吸附动力学可归属为准二级动力学。考察了体系pH值及吸附材料用量对Cu2+吸附性能的影响,结果表明:P(AA/IA/MA)凝胶吸附材料的Cu2+饱和吸附容量强烈依赖于体系pH值和吸附材料用量。当P(AA/IA/MA)凝胶吸附材料添加量为0.5g/50mL时,体系内Cu2+去除率接近100%。

氨基改性自助装有序多孔二氧化硅的制备及其吸附性能初探

【目的】探讨不同方法制备的三氨基改性自助装有序多孔二氧化硅(3N-APMSs)的吸附性能,为促进自助装有序多孔二氧化硅在重金属吸附领域的应用提供理论依据。【方法】以二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷(TPDA)为改性剂,通过共聚法和后期接枝法制备出了3N-APMSs,并采用批处理的方法探讨了其对溶液中Cu2+的吸附性能,分析了去离子水、0.01mol/L EDTA溶液和0.1mol/L HCl溶液对3N-APMSs再生的影响。【结果】红外光谱Zeta电位和透射电镜扫描分析显示,成功制备出了3N-APMSs;N2吸附-解吸技术分析表明,经过改性后3NAPMSs的比表面积、平均孔径和孔体积均明显减小。共聚法合成的3N-APMSs对溶液中Cu2+的吸附要慢于后期接枝法制备的3N-APMSs,但经过12h后二者对Cu2+的吸附率均超过99.5%。0.01mol/L EDTA溶液和0.1mol/L HCl溶液是较为合适的3N-APMSs再生剂。【结论】共聚法和后期接枝法均能制备出对Cu2+具有较好吸附能力的3N-APMSs,但共聚法有利于氨基在有序多孔二氧化硅孔隙中的自助装定向排列。3N-APMSs对Cu2+的吸附不是范德华力作用的简单物理吸附过程。

各向异性纤维素双交联水凝胶的制备与应用研究

各向异性水凝胶因其有序聚合物链取向排列而表现出优异的功能性。以剑麻纤维素为原料,LiOH/尿素/水溶液为溶解体系,通过双交联与拉伸处理相结合,制备出各向异性纤维素双交联纤维素水凝胶。结果表明:拉伸比为1.9的纤维素水凝胶薄膜表现出优异的力学性能,其拉伸强度可达2.98MPa,较未拉伸水凝胶薄膜提升105%。此外,该薄膜表现出良好的光偏振作用,在偏振光下呈现出光亮的彩虹图案。水凝胶具有较好的Cu^(2+)吸附能力,对100mg/L Cu(NO_(3))2溶液的最大吸附量为65.2mg/g。这项研究为扩宽各向异性纤维素水凝胶应用提供了一定的思路。

锯末粒度对镁橄榄石-SiO_2多孔陶粒性能的影响

为了提高镁橄榄石细粉和电瓷废料的综合利用水平,开发了一种环境友好的污水处理用吸附剂。以粒度≤0.074 mm的镁橄榄石细粉和粒度≤0.074 mm的电瓷废料为主要原料,以在搅拌磨中分别研磨0、6、12、18和24 h后制备的不同粒度的锯末为造孔剂,经造粒和1 050℃保温3 h热处理后制备了镁橄榄石-SiO_2多孔陶粒,研究了造孔剂粒度对镁橄榄石-SiO_2多孔陶粒性能及孔结构的影响,并探究了所制备多孔陶粒对Cu^(2+)的吸附性能。结果表明:造孔剂的粒度减小会提高镁橄榄石-SiO_2多孔陶粒的强度,降低其显气孔率;造孔剂经研磨18 h后,孔径明显减小,颗粒强度达到351 N,显气孔率减小到35%;随着溶液中Cu^(2+)起始浓度的增加,多孔陶粒对Cu^(2+)的吸附量呈上升趋势,而Cu^(2+)去除率随着溶液Cu^(2+)起始浓度的增加而减小。

用合成腐植酸模型研究腐植酸中铜(Ⅱ)的吸附行为

在碱性条件下,以对苯醌、对苯二酚和4-氨基苯甲酸3种物质为前体,通过氧化聚合反应可以得到类似腐植酸性质的聚合物。用天然及合成腐植酸样品研究腐植酸对Cu2+的吸附作用。通过Langmuir和Freundlich等温吸附方程式来建立数学模型,进而计算出最大吸附强度K′(Langmuir)、最大吸附容量b(Langmuir)和吸附剂最大吸附容量m(Freundlich)。基于溶解度的研究,我们选择在pH3下进行吸附试验研究。在Langmuir吸附等温式中,RL(平衡参数)表示Cu2+的吸收情况。试验表明,在适当范围内,Cu2+呈现出良好的吸附效果。