FeCl_(3)改性沸石制备条件优化及磷吸附机制研究

为建立沸石FeCl_(3)改性条件的优化方法,提高磷吸附效率,阐明磷吸附机制,采用响应面法考察FeCl_(3)浓度、改性时间、改性转速、改性温度4因素对改性沸石磷吸附效果的影响,建立多元回归模型,确定改性条件的最优组合;用SEM、BET、XRD、FTIR表征技术,结合等温吸附、吸附动力学模型,阐明FeCl_(3)改性沸石的磷吸附机制。结果表明,4个因素对FeCl_(3)改性沸石的磷吸附效果有显著影响,改性条件与磷吸附率间的多元回归模型R((TP%))2为0.987 9,R(adj(TP%))2为0.975 9,拟合度好,响应面优化后最佳改性条件为FeCl_(3)浓度3.8 mol/L,改性时间6 h,改性温度32℃,改性转速186 r/min。表征结果表明,FeCl_(3)改性没有破坏沸石的骨架结构,Fe_(2)O_(3)负载于沸石表面,增加了比表面积,与磷的络合吸附作用可以提高磷吸附效率。Langmuir、Freundlich方程的R^(2)分别为0.995 95、0.985 66,说明单层吸附与多层吸附同时存在。二级动力学模型的R^(2)为0.870 09,大于一级动力学模型的R^(2)(0.501 53),说明二级动力学模型可以更好地描述FeCl_(3)改性沸石对磷酸盐的吸附动力学特征,FeCl_(3)改性沸石对磷酸盐的吸附以化学吸附为主。

磁性Fe_(3)O_(4)/Mg-藻渣生物炭复合材料活化过硫酸盐处理甲基橙染料废水的应用

目的:探究不同条件下磁性Fe_(3)O_(4)/Mg-藻渣生物炭复合材料活化过硫酸氢钾对甲基橙染料废水的处理能力。方法:通过甲基橙溶液模拟染料废水,研究不同试验条件下(初始pH、甲基橙初始浓度、复合材料投加量、过硫酸氢钾投加量)磁性Fe_(3)O_(4)/Mg-藻渣生物炭复合材料活化过硫酸氢钾处理甲基橙染料废水的效果。结果:酸性条件下甲基橙染料废水降解速率随pH增大而减小,碱性环境下随pH增大而增大;甲基橙染料废水的去除效果与甲基橙初始浓度呈反比,与过硫酸氢钾的投加量呈正比;一定条件下增加复合材料投加量能提升对甲基橙的去除效果。结论:磁性藻渣生物炭复合材料活化过硫酸氢钾氧化甲基橙染料废水具有优异的性能,可作为一种高效的去除方法应用于染料废水处理领域。

三氯化铁改性活性炭(Fe^(3+)-AC)对Cr(Ⅵ)的吸附研究

工业化发展导致废水中含有大量重金属离子,去除重金属离子成为水质净化的研究热点。以活性炭(AC)为主体吸附剂,进行三氯化铁改性,制备出三氯化铁改性活性炭吸附剂(Fe^(3+)-AC),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。结果表明:三氯化铁已成功改性活性炭,改性后吸附剂Fe^(3+)-AC孔径较AC有所增大,更有利于离子吸附。进一步探究Fe^(3+)-AC对Cr(Ⅵ)的吸附能力,吸附时间为300min,吸附剂投加量为0.2g,pH为6时,吸附效果最好,在此条件下,Fe^(3+)-AC对Cr(Ⅵ)的去除率接近90%,为后续循环吸附研究奠定基础。

3种新型改性玉米秸秆生物炭对Cd~(2+)吸附特性的比较

为比较3种新型改性生物炭对溶液中镉(Cd)的吸附行为,以玉米秸秆生物炭为原料,制备巯基改性生物炭(S-BC)、铁改性生物炭(Fe-BC)和氮掺杂生物炭(N-BC),分析改性前后生物炭的元素组成、比表面积、表面官能团等性质的变化,通过系统的吸附试验,比较3种改性生物炭对Cd的吸附性能和作用机理。结果表明:与未改性生物炭(BC)相比,N-BC和Fe-BC比表面积分别增加了6.3和9.0倍,总孔体积分别增加了2.68和4.08倍。S-BC因改性后表面光滑,使得生物炭比表面积减小,但其表面官能团变化明显,S-BC在2 977 cm^(-1)处出现新的吸收峰对应脂肪族(C-H)的伸缩振动,而且在1 089 cm^(-1)、1 044 cm^(-1)位置出现双特征吸收峰。3种生物炭对Cd^(2+)的吸附主要为化学吸附过程为主,且Langmuir吸附等温线模型所拟合的热力学吸附优于Freundlich吸附等温模型,推测N-BC、Fe-BC、S-BC 3种生物炭对Cd^(2+)的吸附过程为单分子层物理吸附。通过Langmuir模型计算可以得到几种生物炭对Cd^(2+)最大吸附量表现为Fe-BC (69.11 mg·g^(-1))>N-BC (61.92 mg·g^(-1))>S-BC (53.85 mg·g^(-1))>BC (40.34 mg·g^(-1))。

硫酸改性竹生物质炭对PO4^3-的吸附特性

利用比表面积、扫描电镜和傅立叶变换红外光谱了解竹生物质炭(BC)和硫酸改性竹生物质炭(HBC)结构与性质的变化;利用吸附试验研究硫酸改性的优化方法、HBC对PO4^3-的吸附特性及pH影响。结果表明:(1)硫酸质量分数为70%时改性效果最好,HBC比表面积和总孔体积分别比BC提高了51.91%和39.87%。(2)BC和HBC等温吸附过程符合Langmuir方程(R2>0.996);HBC拟合得到的最大吸附量为7.45mg/g,比BC提高了39.7%。(3)伪二级动力学方程可较好地描述BC和HBC对PO4^3-的吸附过程(R2>0.986),且平衡吸附量理论值(3.53、5.17mg/g)与实际平衡吸附量(3.54、4.96mg/g)基本吻合。(4)pH为1~13时,生物质炭对溶液中PO4^3-吸附量随pH增大而下降。

添加H_(2)O_(2)改性和HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭对一种酸性水稻土吸附Cd(Ⅱ)的影响

选择稻草、玉米秸秆和油菜秸秆作为制备生物质炭的原料,分别用H_(2)O_(2)和HNO_(3)/H_(2)SO_(4)对生物质炭进行改性处理,以未改性的生物质炭和HCl处理的生物质炭作为对照。按土重3%的比例向采自安徽郎溪的酸性水稻土中添加上述生物质炭,在经历一个干湿交替周期后,进行Cd(Ⅱ)吸附/解吸试验,研究添加生物质炭对水稻土吸附Cd(Ⅱ)的影响及其机制。结果表明,两种改性方法均有效增加了生物质炭表面的质子结合位点数,且HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性对生物质炭表面羧基官能团的扩增效果更显著。官能团的增加使得添加了HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭的水稻土对Cd(Ⅱ)的专性吸附能力显著增强。因此,添加HNO_(3)/H_(2)SO_(4)改性生物质炭可作为酸性水稻土吸附固定重金属Cd的一种新型方法。

氯化铁改性椰壳活性炭去除2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

以椰壳活性炭为原料,进行氯化铁改性,探究其对2,4-二氯苯酚吸附性能影响的研究。通过静态吸附实验得到了最佳改性条件,使得对2,4-二氯苯酚吸附性能进一步得到提升,并结合实际水体酸碱性探究,对模拟废水实验进行了pH探究,进一步优化了材料对实际水体的适用性。研究表明,氯化铁浓度为0.8 mol/L、改性时间为24 h条件下改性得到的炭材料(BC-F)吸附性能最佳,吸附剂的最佳使用量应为0.04 g,吸附过程应在弱酸或碱性环境中进行,在实际水体中实用性较好;且该吸附过程符合准一级动力学和Freundlich等温吸附方程,以化学吸附为主。

催化氧化石油沥青氧化机理探讨

从对 H3PO4、Fe Cl3、改性 Al2 O3等不同催化剂的催化氧化石油沥青反应过程中的红外光谱的变化规律 。

FeCl_(3)改性污泥生物炭对水中吡虫啉的吸附性能研究

以脱水污泥为原料,制备污泥生物炭(SBC)和FeCl_(3)改性污泥生物炭(Fe-SBC)处理低浓度吡虫啉(IMI)废水(浓度为10 mg·L^(-1)),考察SBC和Fe-SBC对IMI的吸附性能及影响因素,并探究其吸附机理.采用SEM、XRD、FTIR、BET及元素分析等探得污泥生物炭FeCl_(3)改性成功.Fe-SBC对IMI的最大吸附量为4.915 mg·g^(-1),是SBC的1.97倍,表现出更好的IMI吸附性能.pH和离子强度的变化对Fe-SBC的吸附性能影响较小,最大波动幅度分别为4.4%和7.8%.两种生物炭对IMI的吸附均符合准二级动力学模型,Freundlich模型可以更好地描述其等温吸附曲线.热力学研究表明,SBC吸附IMI是非自发吸附,而Fe-SBC是自发吸附.Fe-SBC对IMI的吸附机理包括静电作用力、氢键作用力及π-π键相互作用力.多次热解再生后的Fe-SBC对IMI的去除率仍可达93.088%.