膨润土的钛柱撑改性及吸附电镀废水中的Cr(Ⅵ)试验研究

研究了以钛酸丁酯Ti(n-C4H9O)为原料,无水乙醇为有机溶剂,采用溶胶-凝胶法制备钛柱化剂,再用所制备钛柱化剂对膨润土进行钛柱撑钠化改性。借助SEM与XRD表征了钛柱撑改性膨润土的结构和物相。考察了溶液pH、吸附时间、改性膨润土用量对电镀废水中Cr(Ⅵ)吸附去除的影响及反应动力学和热力学。结果表明:改性后膨润土对电镀废水中Cr(Ⅵ)的去除效果明显;对100 mL初始质量浓度4.0 mg/L、pH=4.0的含Cr(Ⅵ)溶液,在改性膨润土用量10 g/L、室温9 min条件下吸附,Cr(Ⅵ)吸附率达98.0%;废水pH对Cr(Ⅵ)去除效果影响较大;吸附过程可用Langmuir等温吸附模型描述,Cr(Ⅵ)饱和吸附量为3.05 mg/g,吸附反应以化学吸附为主;钛柱撑改性膨润土的循环使用性能还需进一步改进,后续应采取复合改性方式进一步提高其对Cr(Ⅵ)的去除能力。

凹凸棒土负载锰吸附剂制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附机理

以酸活化和负载锰氧化合物的复合改性方式制备凹凸棒土(ATP)负载锰吸附剂(ATP-HMn)用于废水中Cr(Ⅵ)的吸附去除,采用SEM、 XRD、 SSF和FT-IR对其结构进行表征。通过控制变量法考察了吸附剂用量、重金属离子初始浓度、pH值和吸附时间对吸附性能的影响。通过等温吸附模型和动力学吸附模型分析了吸附机制。结果表明:ATP-HMn较未改性前比表面积增大且光滑,锰主要以静电吸附负载ATP表面;ATP-HMn在焙烧温度为450℃、投加量为0.7 g、 Cr(Ⅵ)初始溶液为10 mg/L、 pH为1以及吸附时间为50 min条件下表现为较好的吸附去除性能,Cr(Ⅵ)去除率可达69%。该吸附过程遵循Redlich-Peterson吸附等温模型和准一级动力学模型。ATP-HMn适宜于低浓度Cr(Ⅵ)废水净化。

微波改性锆-铝柱撑膨润土对水中Cr(Ⅵ)的吸附

以膨润土为原料,通过微波辐射加热法制备锆-铝柱撑膨润土(MZAPB)吸附剂,研究了MZAPB加入量、溶液pH、吸附时间、温度等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。研究结果表明:当溶液初始Cr(Ⅵ)质量浓度为25mg/L、MZAPB加入量为10g/L、溶液pH为5.6、吸附温度25℃、吸附时间为60 min时,Cr(Ⅵ)的去除率可达到98%以上;MZAPB对含Cr(Ⅵ)模拟废水具有较好的处理效果且在60 min内达到Cr(Ⅵ)吸附平衡;吸附等温线可以用Langmuir方程进行较好的拟合。

提高有机膨润土对Cr(Ⅵ)吸附能力的方法及机理分析

六价铬Cr(Ⅵ)是工业废水排放中受严格控制的污染物之一,Cr(Ⅵ)污染废水的治理受到广泛关注。本文采用三氯化铁(FeCl3)改性有机膨润土(organic bentonite modified by ferric trichloride,OBF),并研究它与微生物絮凝剂(microbial flocculant,MBF)混合对Cr(Ⅵ)的吸附作用及作用机理,为MBF与水解盐改性材料混合使用提供理论依据。OBF是在有机膨润土与FeCl3·6H2O质量比为10∶1的条件下制得,0.1g OBF对Cr(Ⅵ)溶液(20mg/L,50mL)去除率可达97.15%。采用此OBF和MBF混合对模拟Cr(Ⅵ)废水进行处理,测定处理后溶液的Cr(Ⅵ)浓度,分析其去除效果和作用机理。OBF对Cr(Ⅵ)去除率随着[OH1-]/[1/3Fe3+]摩尔比增加而降低;用MBF与OBF混合去除Cr(Ⅵ),形成的絮凝体密实稳定,易于沉淀分离;MBF与OBF混合对Cr(Ⅵ)的去除率随着MBF加入量增加呈线性递减关系,其线性方程为y=-0.0404x+0.936(R2=0.9678),OBF对Cr(Ⅵ)吸附动力学符合伪二级动力学方程:t/qt=0.1355t-0.0831(R2=0.9979);选择在添加OBF之前先加MBF和FeCl3,结果既能增加对Cr(Ⅵ)的吸附,还有利于分离沉降。FeCl3水解形成羟基铁离子可以置换有机膨润土中的一些阳离子,使有机膨润土表面带正电,增加改性有机膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附能力。MBF利用其本身所带官能团和黏滞性可对吸附了Cr(Ⅵ)的OBF凝聚沉降,易于固液分离。此研究结果将为低浓度Cr(Ⅵ)废水治理提供技术支持和理论依据。

白腐菌改性的中药渣对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以白腐菌的典型菌种黄孢原毛平革菌为改性菌种,对中药渣进行改性处理,研究了改性中药渣对Cr(Ⅵ)的吸附性能。采用SEM技术对改性中药渣进行表征。研究了废水pH、改性中药渣加入量、吸附温度和吸附时间对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响。表征结果显示,中药渣经过改性后表面出现许多孔隙,比表面积增大,为吸附Cr(Ⅵ)提供了更多的吸附位。实验结果表明:在初始Cr(Ⅵ)质量浓度50 mg/L、改性中药渣加入量5 g/L、废水pH 2、吸附温度45℃、吸附时间20 h的条件下,改性中药渣对Cr(Ⅵ)的去除率达99.5%,吸附量可达9.82 mg/g;改性中药渣对Cr(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir等温吸附方程和Freundlich等温吸附方程;准二级动力学方程能很好地对改性中药渣吸附Cr(Ⅵ)的数据进行拟合。

BS-12+DTAB复配修饰膨润土吸附Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)的研究

为了探究和比较两性+阳离子复配修饰膨润土对不同类型重金属离子[Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)]的吸附效应及影响机制,采用阳离子型表面修饰剂十二烷基三甲基溴化铵(DTAB或DT)复配修饰两性表面修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12或BS)修饰膨润土,批处理法研究各复配修饰土样对Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)的等温吸附的异同,并对比温度、pH值和离子强度对吸附的影响。结果表明:各复配修饰膨润土对Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)的吸附等温线均符合Langmuir模型。供试土样对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量呈现BS+150DT(150%CEC的DTAB复配修饰膨润土)>BS+100DT>BS+50DT>BS+25DT>BS>CK(膨润土)的趋势,且最大吸附量(qm)为205.67 mmol·kg-1(BS+150DT)。土样对Cd^(2+)的平衡吸附量表现为BS>CK>BS+25DT>BS+50DT>BS+100DT>BS+150DT,其qm值为232.38 mmol·kg-1(100BS)。10~40℃范围内,CK、BS修饰土对Cr(Ⅵ)吸附量为增温正效应,而BS+DT复配修饰土对Cr(Ⅵ)吸附呈现自发、焓减和熵增的特征;各供试土样对Cd^(2+)的吸附均表现为自发、焓增和熵增的特征。随着pH值的升高,各修饰土样对Cr(Ⅵ)的吸附量均逐渐降低,而对Cd^(2+)的吸附量逐渐增加。离子强度增加不利于供试土样对Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)的吸附。BS+DT复配修饰膨润土表面的电荷类型、电荷数量是决定Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)吸附差异的主要因素。

粉煤灰-硅藻土复合材料对选矿废水中Cr(Ⅵ)的吸附行为研究

将粉煤灰、硅藻土复合焙烧改性后制得吸附剂——粉煤灰-硅藻土复合材料,并将其应用于吸附选矿废水中的Cr(Ⅵ),考察了溶液Cr(Ⅵ)初始浓度、pH值、吸附剂投加量、吸附温度、吸附时间等参数对吸附剂吸附Cr(Ⅵ)效果的影响。结果表明:粉煤灰与硅藻土复合焙烧改性后,材料孔隙增加,比表面积增大;粉煤灰-硅藻土复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附是一个自发的吸热过程,以物理吸附为主。在溶液Cr(Ⅵ)初始浓度10 mg/L、pH=2、粉煤灰-硅藻土复合材料投加量20 g/L、吸附温度60℃、吸附时间6 h条件下,500℃焙烧2 h制得的粉煤灰-硅藻土复合材料对废水中Cr(Ⅵ)去除率可达70.6%。

用CTAB改性膨润土从低浓度废水中吸附去除U(Ⅵ)

研究了采用CTAB对天然膨润土进行改性制备出CTAB改性膨润土并用于从低浓度废水中吸附去除U(Ⅵ),考察了溶液pH、改性膨润土用量、吸附时间、初始U(Ⅵ)质量浓度、温度对改性膨润土吸附去除U(Ⅵ)的影响,借助SEM、FT-IR对吸附材料进行表征。结果表明:改性膨润土对U(Ⅵ)有较好去除效果,在pH=6.86、改性膨润土用量0.8 g/L、吸附时间355 min、U(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、温度333.15 K条件下,U(Ⅵ)吸附去除率可达96.95%;吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,以化学吸附为主,単分子层吸附,最大吸附量为27.25 mg/g。

柱化剂中Fe/Al摩尔比对聚合羟基铁铝改性蒙脱石吸附Cr(Ⅵ)的影响研究

以天然蒙脱石为原料,采用离子交换法分别制备了7种不同Fe/Al摩尔比的聚合羟基铁铝复合蒙脱石,并利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和Zeta电位仪对改性前后的蒙脱石进行表征,采用拟一级动力学模型和拟二级动力学模型对吸附过程拟合.结果表明,拟二级动力学模型能够很好地拟合整个吸附过程的动力学数据.在27℃,Cr(Ⅵ)初始浓度为50 mg·L^-1,pH=7.0,吸附剂投加量0.5 g的条件下,各改性蒙脱石对Cr(Ⅵ)表现出不同的吸附性能,其中聚合羟基铁改性蒙脱石Fe-Mt对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,最大吸附量达到4.995 mg·g^-1,对Cr(Ⅵ)的去除率达到99.91%,比未改性的蒙脱石提高了99.46%;其次是15∶1的Fe/Al-Mt和5∶1的Fe/Al-Mt,对Cr(Ⅵ)的吸附量为4.7038和4.672 mg·g^-1,比未改性的蒙脱石分别提高了90.22%和90.19%;7种改性蒙脱石对Cr(Ⅵ)的吸附量顺序为Fe-Mt>(15∶1)Fe/Al-Mt>(5∶1)Fe/Al-Mt>(1∶1)Fe/Al-Mt>(1∶5)Fe/Al-Mt>(1∶15)Fe/Al-Mt>Al-Mt.结果说明以羟基铁主导的聚合羟基铁铝改性蒙脱石是一种具有潜在利用价值的Cr(Ⅵ)吸附剂.

羟基铝改性有机膨润土对Cr(Ⅵ)吸附效果的研究

采用羟基铝改性有机膨润土(organic bentonite modified by hydroxy aluminum,OBA),以提高改性有机膨润土(organic bentonite,OB)对Cr(Ⅵ)的吸附能力。探讨了OBA用量、温度和p H值对Cr(Ⅵ)吸附能力的影响,以及OBA对Cr(Ⅵ)的吸附热力学和吸附动力学过程。结果表明,OBA对Cr(Ⅵ)的吸附能力显著高于OB;温度越高,吸附能力越差,最佳温度为25℃左右;在酸性条件下,p H值对OBA吸附Cr(Ⅵ)的影响较小;在碱性条件下,随着p H值提高,其吸附率降低;OBA对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附等温曲线,最大吸附量为14.992 5 mg·g-1;OBA对Cr(Ⅵ)的吸附动力学方程符合伪二级动力学方程;OBA吸附Cr(Ⅵ)后可以脱附再生,但是,脱附再生后,Cr(Ⅵ)的吸附能力降低。

硫酸改性活性炭及其去除水中Cr(Ⅵ)的研究

探讨了硫酸改性活性炭的制备方法,以及改性炭吸附去除水中Cr(VI)的效果、条件与作用机理.结果表明,硫酸改性活性炭制备方法为:将5 g原炭浸泡在100 mL浓度为1 mol/L的硫酸溶液中改性时间4 h,改性温度60℃.改性炭吸附去除Cr(VI)的最佳方式为:溶液pH值3-5,改性炭投加比为1:100(重量比),(补充单位),Cr(VI)去除率为95.6%(较原炭提高了19.6%).改性炭强化Cr(VI)去除的机理主要是:改性炭表面酸性基团含量显著增加,表面极性和亲水性增强,因而对亲水性的Cr2O72-离子吸附能力增强;且活性炭在改性过程中表面形成了大量带正电荷的基团,强化了与Cr2O72-负离子的异电吸附作用.

有机膨润土制备及其对Cr(VI)吸附性能研究

以内蒙古固阳钙基膨润土为实验材料,在提纯和钠化的基础上,以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)作为有机改性剂,对制备的钠基膨润土进行有机改性。通过正交实验,得到制备有机膨润土的优化工艺条件为:pH值为2,温度60℃,改性剂用量13mmol/10g土。实验结果表明,有机膨润土对水溶液中Cr(VI)的去除率较钠基土有显著提高。有机膨润土吸附Cr(VI)符合Freundlich等温吸附方程。

膨润土的改性及其对废水中铬的吸附性能研究

探讨了膨润土的改性方法,系统地研究了活化钙基膨润土所需无机酸的浓度、活化时间及活化温度对膨润土活性的影响,确定出最佳改性条件;对改性机理进行了一定的探讨。然后做了用改性钙基膨润土吸附污水中的Cr(Ⅵ)的条件试验,证明了改性钙基膨润土对重金属离子Cr(Ⅵ)有比较强的吸附性能。

改性木屑处理含铬重金属废水的研究

用NH4Fe(SO4)2溶液对木屑进行改性,并将其应用于含铬废水的处理,探讨了木屑用量、pH值、处理时间、温度等因素对铬离子去除率的影响.结果表明,经改性处理过的木屑在用量为40g/L,pH值为2,吸附时间为60min,吸附温度为30℃的条件下,处理含铬废水的去除率可达70%左右;在调节pH值和溶入的Fe3+所产生的絮凝作用下,可使去除率达99%.

BS+DAS复配修饰膨润土吸附Cr(Ⅵ)和Cd^(2+)的研究

为了研究两性-阴离子复配修饰膨润土对Cr(VI)和Cd2+的吸附性能差异及其机理,并为两性复配修饰黏土矿物治理重金属污染水体提供依据,采用阴离子型有机修饰剂1-癸烷磺酸钠(DAS)复配修饰两性修饰剂十二烷基二甲基甜菜碱(BS-12或BS)修饰膨润土,研究各供试土样对Cr(VI)和Cd2+的等温吸附曲线及不同温度、pH值和离子强度条件对吸附的影响.结果表明,Langmuir模型能较好地拟合各修饰土样对不同类型重金属离子(Cr(VI)和Cd2+)的吸附曲线,其对Cr(VI)和Cd2+的平衡吸附量均呈现BS+150DAS(150%CEC DAS复配修饰膨润土)>BS+100DAS>BS+50DAS>BS+25DAS>BS>CK(膨润土)的趋势,且对Cr(VI)、Cd2+的最大吸附量(qm)分别为85.92 mmol·kg-1(100BS+150DAS)和321.89 mmol·kg-1(100BS+150DAS).各供试土样对Cr(VI)和Cd2+的吸附均表现为自发、焓增和熵增的特征,升温可增加其对Cr(VI)和Cd2+的最大吸附量.酸性环境有利于各修饰土样对Cr(VI)的吸附,而不利于对Cd2+的吸附.离子强度增加均降低了各修饰土样对Cr(VI)和Cd2+的吸附.

磺化腐植酸处理模拟电镀废水中的六价铬

以0.1g磺化腐植酸为吸附剂,在30°C恒温振荡下对水中Cr(VI)进行吸附,用可见分光光度法测定吸附前后水中Cr(VI)的含量。结果表明,Freundlich模型能够很好地用于描述磺化腐植酸对Cr(VI)的吸附,且当溶液pH在1.8左右,吸附时间为150min时,磺化腐植酸对Cr(VI)的吸附率可达99%以上。