零价铁材料去除废水中重金属的研究进展

重金属废水的稳定达标处理是生态安全和人体健康的重要保障。零价铁(ZVI)具有反应活性高、环境友好、经济高效等特点,被认为是极具发展潜力的水处理材料,尤其在重金属废水处理方面具有明显的优势。本文综述了近年来ZVI处理重金属废水的研究现状,总结了ZVI去除重金属的基本原理和影响因素以及几类ZVI材料的制备方法,分析了ZVI去除几种典型重金属的反应机理。指出ZVI去除重金属的原理主要包括:还原、吸附、静电吸引、配位络合等作用,认为溶液pH、反应时间、药剂用量、温度、共存离子等因素对ZVI去除重金属的性能有较大影响,展望了ZVI在重金属废水处理领域的发展趋势。

生物质金属氧化物复合纳米材料用于污水除磷的研究进展

磷是水体富营养化的限制性污染因子,吸附法是污水深度除磷的常用技术之一。在众多吸附材料中,纳米金属氧化物因活性位点多、选择性强等特点被认为是理想的除磷吸附剂,但也存在易团聚、难操作、易流失等应用瓶颈。生物质材料来源广、成本低,具有丰富的孔隙结构和较高的比表面积,且富含羟基、羧基等功能基团,是纳米金属氧化物理想的载体材料。对生物基金属氧化物复合纳米材料在污水除磷领域的研究进展进行了总结和评述,介绍了材料的制备方法及深度除磷机制,并对其未来的研究发展方向进行了展望。

Ce-La双金属氧化物同步去除酸性废水中磷酸盐和氟的性能与机理

采用共沉淀法制备出能同步吸附磷酸盐和氟的Ce-La双金属氧化物纳米吸附剂(CLBOs).结果表明,CLBOs主要以粒径20~50nm的纳米颗粒或纳米团簇的形式存在,比表面积为117.9m^(2)/g.CLBOs在pH为4~12的范围内具有良好的稳定性,且酸性条件有利于CLBOs的除磷除氟;在pH=4.0、磷酸盐和氟初始浓度为30、10mg/L的条件下,CLBOs最大磷、氟吸附量分别可达59.14,19.25mg/g.得益于静电吸引、配体交换和内配位络合的综合作用,CLBOs表现出优异的同步除磷除氟性能,且在高浓度竞争离子体系中能实现磷酸盐和氟的选择性吸附.CLBOs除磷除氟过程符合准二级动力学,且对氟的吸附速率显著快于磷酸盐,其中磷酸盐的吸附平衡时间约为240min,氟达到吸附平衡仅需100min.吸附饱和的CLBOs具有较好的再生性能,可长期重复使用,在含磷、氟酸性废水的深度处理领域具备良好的应用潜力.

聚合物基纳米氧化铈复合吸附剂去除酸性废水中氟的研究

以聚合物阴离子交换树脂D201为载体,将纳米氧化铈(NCO)载入D201孔道内,制备出复合纳米吸附剂NCO@201,并用于酸性废水中氟的深度去除。结果表明,NCO@201具备良好的稳定性,能够在酸性水环境中长期稳定使用;溶液pH对NCO@201的除氟性能有较大影响,酸性条件下(pH=3,氟初始质量浓度为10 mg/L)其最大除氟吸附量可达17.67 mg/g;NCO@201在高浓度竞争离子环境中对氟具有优异的吸附选择性。吸附动力学表明,酸性环境下NCO@201对氟的吸附可在180 min内达到平衡。NCO@201吸附饱和后可采用NaOH溶液进行脱附再生。

金属氧化物纳米复合材料用于污水除氟的研究进展

污水除氟是保障水质安全和人类健康的迫切需要。在各种除氟技术中,吸附法因具有操作简单、经济高效等优点得到了广泛应用。作为近些年发展起来的新型吸附材料,金属氧化物纳米复合吸附剂将纳米金属氧化物负载到多孔载体材料内,在保留纳米金属氧化物高除氟性能的同时,提高了材料的稳定性与易操作性,是一种较为理想的新型吸附材料,在污水深度除氟领域具有良好的应用前景。总结和评价了由不同纳米金属氧化物(Al、Mg、Zr、La等的氧化物)负载于多孔载体材料(大孔树脂、生物质等)内制备的不同类型纳米复合材料的除氟特性,阐释了其主要除氟机制,并对金属氧化物纳米复合材料在废水除氟领域的研究方向进行了初步展望。

纳米磷酸铈的制备及其对酸性废水中氟的吸附性能

采用液相沉淀法制备了磷酸铈纳米吸附剂(CeP),并研究了CeP对酸性废水中氟化物的去除特性。结果表明,与纳米水合氧化铈(HCO)相比,CeP在酸性条件下具有更强的稳定性。溶液pH对CeP的除氟性能有较大影响,酸性条件更有利于CeP对氟的吸附,在pH=2~3时其除氟吸附量达到最大值。基于CeP与氟之间的静电吸引、配体交换和内配位络合等作用,CeP对氟表现出优异的吸附选择性。CeP对氟的吸附符合伪二阶吸附动力学模型,Langmuir模型能较好地描述等温吸附过程,298 K条件下由Langmuir模型拟合所得最大吸附量为49.72 mg·g^(-1),热力学计算结果表明CeP对氟的吸附属于自发放热过程。吸附饱和的CeP可采用NaOH溶液进行高效再生,再生后CeP的除氟性能没有明显下降,可长期重复使用,在酸性含氟废水处理领域具有良好的应有潜力。