生物吸附剂改性栗蓬的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

以农林废弃物栗蓬为原料,过氧化氢为改性剂,制备了对Cr(Ⅵ)具有良好吸附性能的生物吸附材料。以吸附率为优化目标,在单因素实验的基础上进行正交试验得到最佳改性条件为温度80℃、过氧化氢浓度10.0%、盐酸浓度0.01 mol·L^(-1)、时间0.5 h。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)及扫描电镜(SEM)对改性栗蓬结构进行了表征。通过正交试验优化改性栗蓬对Cr(Ⅵ)的吸附条件,在改性栗蓬投加量0.8 g、Cr(Ⅵ)初始浓度20 mg·L^(-1)、吸附时间60 min条件下,对Cr(Ⅵ)的吸附率为61.8%。通过动力学方程拟合得到改性栗蓬对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程。热力学实验表明,改性栗蓬对Cr(Ⅵ)的吸附为放热、熵减小的过程。

赤泥提铝制备γ-AlOOH吸附剂及其对刚果红的吸附性能研究

研究了以赤泥酸浸所得铝酸钠溶液为原料,通过水热法制备一种具有层状结构的类绣球花状γ-AlOOH吸附剂并用于吸附刚果红。考察了溶液初始pH、刚果红初始质量浓度对吸附的影响,探究了γ-AlOOH对刚果红的吸附机制。结果表明:适宜条件下,刚果红饱和吸附量达1748.15 mg/g;用准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型描述吸附过程更合适,吸附行为主要以单层吸附为主;吸附过程是自发、吸热且混乱度增大的。该工艺可为解决水体刚果红污染和赤泥堆积提供一种有效的解决方案,符合“以废治废、变废为宝”绿色发展理念,具有一定推广应用价值。

金属碳酸盐改性固态胺吸附剂捕集空气中CO_(2)

以SBA-15分子筛为载体,采用浸渍法制备了金属碳酸盐负载、聚乙烯亚胺(PEI)功能化的复合吸附剂,对其进行了表征,考察了金属碳酸盐类型及负载量、PEI负载量对吸附剂吸附CO_(2)性能的影响,评价了复合吸附剂的重复使用性能。结果表明:在K_(2)CO_(3)负载量(w)5%、PEI负载量(w)50%的条件下制得的K_(5)P_(50)SBA吸附剂对CO_(2)的吸附性能最佳,在温度35℃、CO_(2)体积分数400×10^(-6)、气体流量100 mL/min的条件下吸附180 min后,K_(5)P_(50)SBA对CO_(2)的吸附量为1.92 mmol/g;在SBA-15上负载适量K_(2)CO_(3)有利于扩大吸附剂的孔径,加速CO_(2)在吸附剂内部的扩散,K_(2)CO_(3)表面的碱性位点能够与PEI发生协同作用,增加对CO_(2)的吸附量;K_(5)P_(50)SBA经100次循环使用后,吸附量降低至1.61 mmol/g,降幅9.03%,表现出良好的重复使用性能。

活性炭类和磁性金属类吸附剂喷射脱汞技术应用对比及最新进展

吸附剂喷射脱汞技术是一项除现有设备协同脱汞外的单项脱汞技术,本文主要回顾了现有的活性炭类和磁性金属类两类吸附剂在喷射脱汞应用研究中的问题和优点,介绍了两类材料的性能特征,阐述了喷射位置应用差异,总结了脱汞后样品的性能和回收处置差异。重点讲述了活性炭类吸附剂脱汞的理论和实验研究发展,以及脱汞后汞的化合物稳定性分析;详细介绍了磁性金属类吸附剂的发展、实际应用和磁选回收汞的流程及参数。结果表明,硫化物和硒化物类的吸附剂展现出了优越的能力和低的浸出性,是一项非常有前景的吸附剂。最后对单项脱汞技术在应用中需要解决的问题、不足和技术应用前景进行了展望。

3种铝硅酸盐类吸附剂及甘露低聚糖对5种霉菌毒素的吸附效果评价

[目的]饲料在贮存过程中因水分含量、环境温度、湿度等因素的影响,极易发生霉变并产生霉菌毒素,如何减少霉菌毒素对饲料的污染是目前亟待解决的问题。试验旨在研究凹凸棒石粉、沸石和蒙脱土3种铝硅酸盐类吸附剂及甘露低聚糖对黄曲霉毒素B_1(aflatoxin B_1,AFB_1)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)、玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN)、赭曲霉毒素A(ochratoxins A,OTA)和T-2毒素5种毒素的体外吸附效果。[方法]通过酶联免疫吸附法(ELISA)测定凹凸棒石粉、沸石、蒙脱土和甘露低聚糖在添加量为0.25%、0.5%、1%和2%时对5种毒素的吸附率,以及在不同pH条件下各吸附剂对5种毒素的吸附率及解吸率。[结果](1)添加量、吸附剂及二者之间的互作对5种毒素吸附率均有极显著影响(P<0.01)。其中,与其他3种添加量相比,添加量为2%时对5种毒素的吸附率极显著升高(P<0.01);蒙脱土对5种毒素的吸附率极显著高于凹凸棒石粉、沸石和甘露低聚糖(P<0.01)。(2)在添加量相同的条件下,甘露低聚糖、凹凸棒石粉和蒙脱土在pH 10.0时对AFB_1的吸附率极显著高于pH 4.0(P<0.01);4种吸附剂在pH 10.0时对DON的吸附率极显著高于pH 4.0(P<0.01);沸石在pH 10.0时对OTA的吸附率极显著高于pH 4.0(P<0.01),凹凸棒石粉在pH 4.0时对OTA的吸附率极显著高于pH 10.0(P<0.01)。在添加量为1%时,4种吸附剂在pH 10.0时对ZEN和T-2毒素的吸附率极显著高于pH 4.0(P<0.01);在添加量为0.5%时,甘露低聚糖和沸石在pH 10.0时对ZEN的吸附率极显著高于pH 4.0(P<0.01),凹凸棒石粉、沸石和蒙脱土在pH 4.0时对T-2毒素的吸附率极显著高于pH 10.0(P<0.01)。(3)在pH 4.0的离心沉淀中加入pH 7.0的PBS后,蒙脱土对5种毒素的解吸率均极显著低于凹凸棒石粉和沸石(P<0.01);再次在pH 7.0的离心沉淀中加入甲醇后,蒙脱土和沸石对5种毒素的解吸率均极显著低于凹凸棒石粉(P<0.01)。[结论]添加量为2%时,4种吸附剂对AFB_1、DON、ZEN、OTA和T-2毒素的吸附率从高到低为蒙脱土>沸石>凹凸棒石粉>甘露低聚糖;4种吸附剂在pH 10.0且添加量为1%时对AFB_1、DON和ZEN的吸附率较高;将pH 4.0的吸附环境改为pH 7.0或甲醇后,3种吸附剂对DON、ZEN、OTA和T-2毒素的解吸率从低到高为蒙脱土>沸石>凹凸棒石粉。

硅胶吸附剂吸附分离柴油中芳烃研究

通过金属离子改性和无机酸改性的方式,制得不同孔径分布的硅胶吸附剂,采用静态吸附法和动态脉冲法,研究吸附剂对柴油中芳烃和烷烃的分离特性。结果表明:硅胶吸附剂对双环芳烃的选择性大于单环芳烃;随着芳烃侧链碳数的增加,吸附剂对芳烃的选择性降低;当存在含硫化合物时,吸附剂对芳烃的选择性几乎不变;当存在含氮化合物时,吸附剂对单环芳烃的选择性降低;在60~170℃内,随着吸附温度的升高,各组分的保留体积减小,吸附脱附速率加快,确定100~140℃为最佳分离温度;随着吸附剂孔径的增大,组分的传质速率增大,吸附剂对组分的分离度减小;改性后,吸附剂的传质性能提高,对芳烃组分的分离度提高。对于吸附剂A,当吸附剂孔径从2.2 nm增加到2.4 nm时,对长侧链烷基苯的选择性提高。

赤泥基吸附剂的应用研究进展

赤泥是氧化铝生产过程中所排放的一种强碱性固体废弃物,每年排放量巨大且利用率低,造成了严重的资源浪费和环境污染,如何有效资源化回收利用赤泥是亟须解决的问题。从赤泥的危害、理化性质和综合利用现状出发,对赤泥基吸附剂的应用研究进展进行了详细综述。赤泥粒度细、比表面积和孔隙率较高,含有多种活性成分,适合制备吸附剂以处理含污废水。然而,赤泥若直接应用于污水处理,处理能力有限,并且高碱性的赤泥若直接用于处理污水,会使溶液p H值升高。为此,常采用一系列的活化工艺对赤泥进行活化,制备赤泥基吸附剂。活化工艺不仅可以提高赤泥基吸附剂的吸附性能,还在一定程度上可以预防赤泥造成二次污染。目前常用的赤泥活化工艺主要有酸活化工艺、热活化工艺以及中和活化工艺。酸活化工艺可明显提升赤泥对阴离子的吸附效果;热活化工艺可减少传质阻力、高温造孔并使矿物转化,但成本较高;中和活化赤泥常用于处理金属阳离子。联合活化技术能综合利用单一活化技术的优点,使活化后的赤泥有更好的吸附性能,但联合活化技术操作较为复杂,成本也更高,导致现有的联合活化技术在工业上很难被大规模应用。目前,赤泥基吸附剂已被研究用于处理污水中的非金属阴离子、金属阳离子和有机污染物。列举了赤泥基吸附剂去除废水中的阴离子和重金属阳离子的实例,阐述了其去除机理:赤泥基吸附剂对一些废水中特定的污染物,如PO_(4)^(3-)、F^(-)、AsO_(4)^(3-)等表现出良好的吸附性能,其主要通过表面络合、离子交换和沉淀作用去除废水中的阴离子污染物;经过活化改性后的赤泥能有效去除水中如铅、铜、铬等重金属阳离子,针对不同的目标阳离子,去除机理也有所不同,主要包括离子交换、共沉淀、静电吸引、“阳离子-π”相互作用、络合作用和物理吸附等。但目前对赤泥基吸附剂对各种污染物的去除机理尚未完全明确,且对多种污染物同时存在下的竞争吸附体系研究较少。综上分析指出,在未来赤泥基吸附剂的研究中,寻找便捷、廉价的活化工艺方法制备新型、高效、环保的吸附剂,提高赤泥基吸附剂的吸附性能是一个重要的研究方向。同时,在赤泥基吸附剂的制备和处理废弃物的研究中,应加强制备机理和吸附机理的研究,为赤泥基吸附剂的生产和工业应用提供理论指导。

铁锰铈-PA6基静电纺吸附剂的制备及其对水中铅和铬的吸附性能

将铁锰铈(Fe-Mn-Ce)负载于PA6静电纺丝上制备抗团聚性强、吸附效果好且易分离回收的新型吸附剂Fe-Mn-Ce-PA6。扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析均显示Fe-Mn-Ce颗粒已成功负载到PA6静电纺丝上。吸附实验研究结果表明,Fe-Mn-Ce含量为25%时制备的吸附剂对水中Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有良好的吸附效果,且其在Pb(Ⅱ)初始浓度为10mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Pb(Ⅱ)的去除率为98%;在Cr(Ⅵ)初始浓度为20mg/L,吸附剂投加量为0.2g/L,pH为6的条件下对Cr(Ⅵ)的去除率为98.5%。该吸附剂对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附等温模型均符合Freundlich模型,而吸附动力学行为分别符合准一级动力学模型和准二级动力学模型。循环再生实验表明,该吸附剂经五次循环后对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)依然可以保持良好的去除率。

弱酸性蓝AS 染料排放的废盐制碳基吸附剂及利用

将染料弱酸性蓝AS(AS)生产排放的含盐废水喷雾干燥后制成废盐,再将其有机污染物煅烧制备成类活性炭吸附剂(LAC),用于AS染料生产过程中产生的洗涤废水的吸附脱色净化,同时回收粗盐NaCl可循环用于AS工业生产的盐析过程。对LAC进行吸附过程动力学、热力学研究,并研究AS染料废水溶液初始浓度、温度及pH对吸附性能的影响。在40 mg/L的AS染料废水中,温度为318 K的条件下,平衡吸附量为29.22 mg/g。在酸性及温度较高时吸附能力较强。Langmuir等温线方程能更好拟合吸附实验结果。另外,采用一锅混合法,添加四水合乙酸镁对LAC进行改性,改性后的吸附剂LACMg0.75比表面积较LAC提升了近5倍,饱和吸附量能够达到550.02 mg/g,较LAC提升了接近20倍。

综合实验设计:浒苔基磁性吸附剂的制备及其净化重金属废水性能测试

设计开发了“以浒苔为原料制备磁性吸附剂,进行结构表征及净化重金属离子废水性能测试”的综合实验。该实验将“物理化学、分析化学、无机化学和仪器分析”课程中的基础理论知识、实验技能与“化学、材料学、环境科学与工程”学科的前沿学术研究相结合,有助于学生深刻理解并实践“结构决定性质,性质决定功能”这一自然科学的重要思想,实现了学生从夯实理论和实践基础到提升创新意识的跨越。同时,本综合实验中体现的“以废治废”的理念,将生态文明的思想“润物细无声”地植入学生的心中。

海绵状镍印迹壳聚糖吸附剂对软锰矿脱硫尾液中镍离子的选择性去除性能研究

为了选择性去除软锰矿脱硫尾液中镍离子以提高硫酸锰纯度,以壳聚糖为基体,研究了采用离子印迹法和化学发泡法制备海绵状镍印迹壳聚糖吸附剂Ni^(2+)-IIP,探讨了其在模拟二元溶液中的竞争和选择性吸附行为,并考察了温度、吸附时间和脱硫尾液pH对实际软锰矿脱硫尾液中镍离子吸附量和去除率、锰离子损失率的影响。结果表明:在模拟二元溶液中,虽然锰镍离子之间存在竞争吸附,但是Ni^(2+)-IIP仍对镍离子保持了较高的选择性;在实际软锰矿脱硫尾液中,当pH=5.0、吸附温度40℃、吸附时间1440 min时,镍离子吸附量和去除率分别为15.3 mg/g和90%,而锰离子损失率约11%;经过5次吸附—解吸循环,Ni^(2+)-IIP对脱硫尾液中镍的吸附量仅降低13.1%,再生性能良好。Ni^(2+)-IIP能选择性地去除脱硫尾液中的镍离子,实现硫酸锰溶液提纯。

赤泥基固态胺吸附剂吸附CO_(2)性能研究

以铝工业固废赤泥(RM)为原料,采用酸碱对其改性后作为载体通过湿浸渍法负载四乙烯五胺(TEPA),制备了一种低成本RM基固态胺吸附剂(TEPA-MRM)。利用TG、SEM、N_(2)吸附-脱附等方法对TEPA-MRM进行了表征,考察了不同条件对其吸附性能的影响。实验结果表明,酸碱预处理使RM的孔结构改善,有利于有机胺的负载。制备TEPA-MRM适宜的条件为:干燥温度60℃、预处理温度100℃、TEPA负载量20%(w)、吸附温度70℃,在上述条件下,TEPA-MRM对CO_(2)的吸附量为13.25 mg/g,相比改性RM提高了近15倍。经8次吸附-脱附循环后,TEPA-MRM吸附量仅下降18.3%。实现了CO_(2)捕集和工业固废RM资源化利用的双重目标。

铁锰泥制备多孔复合吸附剂及其对废水中锑的动态吸附研究

利用反冲洗铁锰泥和海藻酸钠(SA)制备了一种多孔复合吸附剂ISG,并用于吸附模拟废水中Sb(Ⅲ),探究了不同造孔材料及其添加量对除锑Sb(Ⅲ)性能的影响,并考察了吸附剂填料层高度、模拟废水中Sb(Ⅲ)初始质量浓度、进液流量对动态吸附锑的影响。结果表明,以固体NaHCO_(3)为造孔材料所制备的多孔复合吸附剂ISSG对模拟废水中Sb(Ⅲ)的去除效果最好,适宜条件下ISSG对Sb(Ⅲ)的去除率最高可达98%,且机械强度良好;在一定范围内,吸附剂填料层高度的升高或模拟废水Sb(Ⅲ)初始质量浓度和进液流量的降低都会延长吸附穿透时间;Yoon-Nelson和Thomas模型对吸附穿透曲线拟合良好(R^(2)>0.91),可准确预测穿透时间和饱和吸附量。

麦麸基水处理吸附剂的制备及其应用研究进展

作为小麦加工的副产物,麦麸具有价廉、易得、产量大等优点,且麦麸中富含纤维,对水体中的有害离子具有良好的吸附效果,故麦麸基吸附剂在工业废水处理中效果显著。本文系统阐述了以麦麸为基底的吸附剂的制备方法及其对工业废水中有害物质的吸附效果,以期为麦麸吸附机理的研究及高效生物吸附材料的研发提供科学指导,对农林废弃物的进一步回收利用及工业水体污染治理有重要的实际意义。

对二甲苯吸附分离装置更换RAX-4000吸附剂后的运行分析及优化

某石化企业600 kt/a对二甲苯吸附分离装置在原吸附剂性能下降的情况下更换成RAX-4000吸附剂,吸附剂更换后对二甲苯产品纯度难以达到99.8%,其中间二甲苯和邻二甲苯杂质含量较高,单程收率仅为96%左右,未达到预期目标。将换剂后工艺参数与原吸附剂初期工艺参数进行对比分析,采用泵送半对数坐标谱图分析吸附塔运行情况,从吸附剂性能、吸附原料杂质含量、吸附剂注水量、吸附塔系统等方面溯源间二甲苯、邻二甲苯杂质含量高的原因,判断是旋转阀泄漏引起。在此工况下采取优化措施后,对二甲苯收率由96.00%提高至96.63%,增加0.63百分点,有效提升了装置运行水平。

硅铝吸附剂对模拟变压器油中环戊烷羧酸的吸附性能

为了去除劣化变压器油中的酸性物质,以偏铝酸钠为铝源、碱性硅溶胶为硅源,采用水热法合成硅铝吸附剂(SA),对模拟变压器油中环戊烷羧酸(CPCA)进行吸附研究,实现变压器油的可再生利用。通过正交试验确定最优工艺参数,结果表明,所制备的SA具有介孔孔道结构与优异的亲水性,在反应时间为24 h、反应温度为70℃、硅铝摩尔比值为1.6条件下制备的SA吸附性能最佳,CPCA的吸附量为88.22 mg/g。为进一步提升硅铝吸附剂的脱酸性能,以3氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)为胺改性剂,制备了胺改性硅铝吸附剂,其对CPCA的最佳吸附量为119.44 mg/g,与改性前相比,最佳吸附量提升了35.38%。因此,该吸附剂为变压器油中的CPCA吸附提供了有前景的解决方案。

中空玻璃微球基吸附剂处理工业废水研究进展

工业废水产量大、有害物质种类繁杂、毒性大,其过量进入食物链会导致严重的健康损害。吸附技术被认为一种绿色、可持续的水处理技术在工业废水处理领域具有独特的优势。中空玻璃微球(HGM)质量轻,具有良好的漂浮性能,可作为优质的吸附剂载体。对其进行改性或与其它材料复合制备新型漂浮式吸附剂解决了自身吸附性能差的缺点。同时,重点介绍了HGM基吸附剂的制备方法和吸附性能,总结了HGM基吸附剂处理各类工业废水的难点与特性。在HGM改性材料的基础上,梳理了其在单一体系和复杂体系中的吸附特性以及吸附过程中的主要影响因素:反应温度、溶液pH、共存离子等。最后,对HGM基吸附剂的吸附机理进行了总结,并对中空玻璃微球基吸附剂的应用和发展趋势进行了展望。

磁性胺化芦苇基吸附剂的制备及脱氮性能研究

针对雄安新区芦苇资源浪费及用吸附法去除水中硝酸盐氮的过程中吸附剂难以分离的问题,以废弃芦苇秸秆为原材料制备出了磁性胺化芦苇基吸附剂。综合考虑制备过程中试剂种类、试剂投加量、反应时间、反应温度等条件的影响,对吸附剂的制备方法进行了优化,考察了吸附剂对模拟废水的吸附性能并通过SEM、VSM、FT-IR和XPS进行表征。结果表明:2 g芦苇秸秆粉末加入5 mL环氧氯丙烷、20 mL N,N-二甲基甲酰胺、5 mL三甲胺,在80℃下反应30 min制备的吸附剂对模拟污水中硝酸盐氮的去除率最高达到了93.2%。对硝酸盐氮的静态吸附符合Freundlich等温吸附模型和准二级吸附动力学模型,动态吸附实验中吸附剂对硝酸盐氮最大的吸附量为12.74 mg/g,经过6次循环再生实验后吸附剂的吸附性能没有明显下降。表征结果显示磁性基团和季胺基团成功负载到材料表面,材料对硝酸盐氮的吸附机理主要为离子交换。综上,所制备的磁性胺化芦苇基吸附剂对水中硝酸盐氮具有良好的吸附性能,有望实现芦苇资源的高值化利用。

高性能LC-02碳基吸附剂开发总结

中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司开发了高性能LC-02碳基吸附剂,并对吸附剂进行了性能评价。以活性炭作为载体原料,采用挤出成型法制备了LC-02吸附剂,吸附剂制备工艺合理,重复性好。对LC-02吸附剂进行了详细的物化性能表征,LC-02吸附剂比表面积大于1000 m^(2)/g、孔体积大于0.7 mL/g,具有较多的碱性中心和丰富的表面官能团。考察了不同反应温度、反应空速、SO_(2)浓度对吸附剂性能的影响,在温度150℃、体积空速2500 h^(-1)、O_(2)的体积分数为3%、SO_(2)的体积分数为35~1000μL/L条件下,吸附剂穿透硫容可达22.0%以上,可以满足工业装置应用要求。考察了吸附剂再生性能,适宜的再生温度为350~380℃,吸附剂再生10次硫容保留率达90.2%,吸附剂易于再生并且具有良好的再生稳定性。

金属基吸附剂除氟技术及吸附机理研究进展

氟化物是水污染评价的重要指标之一,高浓度氟化物对饮用水安全构成了威胁,因此开发高效、低成本、高选择性的除氟技术是当前研究的重点。在沉淀、膜分离、离子交换、电絮凝和吸附等除氟技术中,吸附除氟是目前最有前景的技术之一。众多吸附材料中,金属基吸附剂因独特的结构和形貌、优异的吸附性能,被广泛应用于水体除氟研究。综述了铝、铁、稀土基等典型金属吸附剂的开发和改性,阐述了金属基吸附剂制备工艺的强化方法,对比分析了各类金属基吸附剂性能的影响因素,总结了金属基吸附剂的吸附机理和再生技术,提出了金属基吸附剂在除氟领域存在困难和未来发展趋势,为后续金属基吸附剂的开发改性、工艺强化提供理论参考。