MSCB吸附剂去除水体中Ni~(2+)、Cu~(2+)、Cr(Ⅵ)的机制研究

以NaOH和二硫化碳对甘蔗渣进行了改性,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对改性蔗髓纤维(MSCB)进行表征并研究了MSCB去除水中Cr(Ⅵ)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的性能。结果表明,MSCB吸附重金属离子的平衡时间为30~60 min,处理含Cr(Ⅵ)浓度在10~40 mg/L范围内的废水去除率达97%以上,比改性前蔗髓纤维(SCB)对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。对含Ni~(2+)浓度30~60 mg/L的废水去除率达98%以上,吸附容量达59.12 mg/g、对Cu~(2+)浓度在20~55 mg/L废水的去除率在90%以上,吸附容量达49.9 mg/g。对电镀废水中Cr(Ⅵ)处理率达96.69%,吸附量8.16mg/g,出水浓度0.93 mg/L;Ni~(2+)去除率达99.13%,吸附量51.89 mg/g,出水浓度1.06 mg/L,水质澄清。     

改性香蕉皮对Pb2+的吸附研究

分别探讨了香蕉皮改性以及改性香蕉皮吸附Pb2+的主要影响因素。改性试验结果表明,香蕉皮的最佳改性剂为体积比为5:1的乙醇与乙酸混合溶液。通过正交试验得到最佳吸附条件为:Pb2+初始浓度20mg/L,pH=5,吸附剂用量为0.7g,吸附时间为70min,其中pH值和Pb2+初始浓度是影响Pb2+去除率的两个主要因素。在此条件下,当搅拌速率为150r/min时,100mL模拟废水中Pb2+去除率达到97.8%,吸附后残留的Pb2+浓度仅为0.46mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。等温吸附实验表明,改性香蕉皮对Pb2+的吸附用亨利等温方程拟合较好。     

耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)吸附行为研究

本文以耐辐射奇球菌作为生物吸附剂去除溶液中的Cu~(2+)和Cr~(6+),通过考察吸附时间、初始离子浓度、菌液浓度等影响吸附效果的关键因素,研究了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附作用,找出最佳吸附条件,并研究了Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下的竞争吸附行为。采用紫外分光光度计分析耐辐射奇球菌在不同条件下对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附作用;傅立叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)分析细菌吸附前后的结构和形貌变化。结果表明:耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的最佳吸附时间均为80min。对Cu~(2+)、Cr~(6+)吸附的最佳初始浓度分别为0.08mol·L~(-1)、0.138mol·L~(-1),且随着菌液浓度的增大,耐辐射奇球菌对Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附量随之增加。当Cu~(2+)、Cr~(6+)共存条件下耐辐射奇球菌对Cu~(2+)吸附量较Cr~(6+)更大。红外光谱仪和扫描电镜结果阐释了耐辐射奇球菌对Cu~(2+)和Cr~(6+)的吸附行为。耐辐射奇球菌以其超强生存能力,非致病性,环境友好等优势,在重金属废水处理方面将会有很好的应用前景。     

新型多胺树脂选择性去除焦磷酸镀铜清洗废水中Cu~(2+)的特性

焦磷酸镀铜清洗废水中含有大量的络合态铜离子,本文对比研究了不同类型树脂对焦磷酸-铜络合体系中Cu~(2+)的去除性能,发现自合成多胺树脂PAMC在相关pH范围内对Cu~(2+)的吸附量远超商业离子交换树脂和螯合树脂32%～2个数量级。Cu~(2+)的等温线更符合Langmuir模型,焦磷酸根与Cu~(2+)的摩尔浓度比从4增大到25,Cu~(2+)的吸附量下降了27%。通过形态分析、动力学研究以及XPS表征分析发现,99%的Cu~(2+)是以Cu(P_2O_7)_2~(6-)和Cu(HP_2O_7)_2~(4-)形式存在,PAMC树脂对[Cu-P]络合物组分的吸附亲和力远高于自由态焦磷酸根离子,其主导机制可能为是络合态铜离子通过配位作用和静电作用分别与树脂表面的中性氨基和质子化氨基结合。实际废水动态吸附实验表明,在1BV/h的流速下,前80BV出水中Cu~(2+)浓度低于0.3mg/L,1BV 12%的硫酸和4BV水可完全再生树脂,再生液中Cu~(2+)最大浓度为22g/L。结果表明,PAMC树脂适用于焦磷酸镀铜清洗废水中Cu~(2+)的深度去除和资源回收。     

粉煤灰制备高纯度NaX型沸石及去除废水中Pb~(2+)的研究

采用经碱熔融-离心提取处理的粉煤灰为原料,经水热反应法两步合成高纯度NaX型沸石。研究了溶液pH值、NaX型沸石的用量及初始摩尔浓度对模拟废水中Pb~(2+)去除效果的影响。结果表明,在25℃,pH值为5.5,NaX型沸石的投加量为1kg/m~3,吸附时间为30min时,对初始摩尔浓度为0.1~1mol/m~3的Pb~(2+)去除率均达到了99%以上。粉煤灰基NaX型沸石对Pb~(2+)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级反应动力学过程。     

改性果胶-Fe_3O_4磁性微球的制备及对Cu~(2+)吸附性能研究

采用氯化钙、环氧氯丙烷交联改性,制备了改性果胶磁性微粒,分别用红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射对样品进行了表征并对实验条件进行了探究。实验结果表明:环氧氯丙烷改性果胶-Fe_3O_4微球吸附剂对Cu~(2+)有较好的吸附。该吸附符合准二级动力学方程,主要为化学吸附。当Cu~(2+)的初始浓度160 mg·L~(-1),吸附剂添加量为20 mg,反应时间为90 min,反应温度为60℃时的单位吸附量为74.89 mg·g~(-1)。研究还表明EDTA对磁性微球的洗脱效果最佳。环氧氯丙烷改性果胶-Fe_3O_4微球吸附剂对香螺、海螺和黄蚬子三种贝类的酶解液中Cu~(2+)进行脱除实验,去除率分别为85.1%,82.4%和83.5%,效果良好。     

磁性交联壳聚糖微球对Cu2+的吸附性能研究

以Fe_3O_4为磁核,环氧氯丙烷为交联剂,制备磁性交联壳聚糖微球(MCB)。采用FTIR、XRD及SEM对MCB进行表征分析,结果表明壳聚糖发生了交联反应,且Fe_3O_4被壳聚糖包埋。通过正交试验L_9(3~4),得到MCB的最优制备工艺条件为:环氧氯丙烷用量为3.0 mL,反应温度为45℃,反应时间为3.0 h,MCB对Cu~(2+)的吸附率可达63.70%。同时在单组分体系中研究了MCB对Cu~(2+)的吸附行为,结果表明:MCB对Cu~(2+)的最佳吸附pH值为5.0,MCB对Cu~(2+)的吸附遵循Langmuir等温吸附模型;动力学研究表明,MCB对Cu~(2+)的吸附过程符合拟二级吸附动力学方程。     

三维氮掺杂石墨烯对水中铅和镉的吸附

采用多巴胺(DA)作为还原剂和功能化试剂,进行了氧化石墨烯的功能化,制备了三维结构的氮掺杂石墨烯材料(rGO-DA)。与还原性氧化石墨烯(rGO)对比,rGO-DA具有更大的吸附容量。rGO-DA对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量分别为91.4,43.5 mg/g。考察了吸附时间、pH值、初始浓度对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附效果的影响。结果表明,rGO-DA对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附达到平衡的时间为120 min,最佳pH值为5.0。在Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度小于30μg/m L时,二者的吸附去除率分别为100%和87.7%。在吸附Pb~(2+),Cd~(2+)后,rGO-DA可轻松从水体中移除。用HCl脱附,循环使用3次后,rGO-DA对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量无明显变化,可再生并重复使用。     

改性沸石处理含铅废水的试验研究

采用沸石为吸附材料,研究其对废水中Pb2+的吸附作用和机理。研究了吸附剂用量、搅拌时间、pH值以及废水浓度等因素对吸附效果影响的探讨。试验结果表明,利用KCl改性后的沸石0.4g,在pH值为8~9的条件下,处理100mL Pb2+质量浓度为10.11mg/L的废水25min,废水中的Pb2+去除率最高可达99.60%,剩余浓度为0.05mg/L,远低于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。     

腐殖酸对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子混合体系吸附的研究

对含有La~(3+),Nd~(3+)的重金属混合体系进行吸附选择性试验,筛选出腐殖酸浓度为1.2 g·L~(-1)时吸附La~(3+),Nd~(3+)的最佳条件(pH=5.4,温度313 K,振荡时间8 h,重金属离子初始浓度0.15 mmol·L~(-1)),得出此条件下吸附优先顺序为:La~(3+)>Pb~(2+)>Cu~(2+)>Nd~(3+)>Cd~(2+)>Zn~(2+)>Co~(2+)>Cr~(3+);HA的吸附总量在室温下拟合二级动力学方程的效果最好;Langmuir方程则能更好地描述HA对重金属离子的等温吸附过程,并且随着温度的升高,HA的最大吸附量逐渐增加;HA对La~(3+),Nd~(3+)等重金属离子的吸附优先顺序受到pH值、温度、振荡时间、重金属离子初始浓度和本身性质的综合影响,且重金属的地球化学性质是主导因素.     

铜离子印迹聚合物的制备及性能研究

在乙醇溶液中,以Cu(Ⅱ)为模板分子,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂采用分散聚合法制备铜离子印迹聚合物(Cu~(2+)-IIP),并通过傅里叶变换红外光谱、紫外光谱对聚合物的结构及性能进行了表征。考察了吸附时间、溶液初始浓度、pH值等因素对聚合物吸附性能的影响。实验表明,室温条件下,在pH=6,90min吸附达到平衡,其最大吸附量为1.42mmol/g;与非印迹聚合物相比,印迹聚合物有较大的吸附量及较好的选择性。因此,印迹聚合物在固相萃取、水处理等方面具有很好的应用前景。     

嗜铅菌对水中重金属Pb~(2+)的吸附研究

研究了实验室提供的嗜铅菌对水中铅离子吸附的条件和机理.讨论了吸附时间、pH、铅离子的质量浓度和菌的质量浓度对吸附的影响.结果表明,在pH=7.0、铅离子初始质量浓度为25mg/L、离心湿菌的质量浓度为1.06g/L、吸附时间为60min时,铅离子的吸附率达96.88%;实验条件下超标25倍的含Pb~(2+)废水,可迭排放标准;Pb~(2+)的最大吸附量为150mg/g.数学模型Langmuir和Freundlich方程均能很好地描述嗜铅菌对Pb~(2+)的吸附过程.对Pb~(2+)吸附前后的红外光谱表征表明,嗜铅菌表面多糖、蛋白质的羟基峰和羰基峰均有不同程度的紫移,羟基峰、糖苷峰等峰宽略增,说明菌体吸附,主要是表面基团的作用所致.用原子力显微镜对吸附前后的嗜铅菌检测可见,吸附后菌体的弹性变小、粘性变大、部分茵体有一定的收缩,说明以表面吸附为主的吸附过程,对菌细胞的聚合度有影响,菌体内部对铅也有一定的生物积累.     

聚乙烯亚胺-磁性羧甲基纤维素复合物对铜离子和镉离子的吸附

制备了聚乙烯亚胺修饰的磁性羧甲基纤维素纳米复合材料(PEI-MCMC),对其结构进行了表征分析,探究了该材料在不同p H和时间、不同离子浓度下对铜离子(Cu~(2+))和镉离子(Cd~(2+))的吸附量。结果表明,PEI-CMC对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学模型,为化学吸附的过程。该材料在pH 5～6条件下,Cu~(2+)和Cd~(2+)分别在10和25 min时达到吸附平衡,平衡时的理论吸附量分别为32.24和83.33 mg/g。该吸附材料对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附速度快,适用条件广,便于分离,为含Cu、Cd的废液处理提供了一定的参考。     

Ni^2＋／TiO2介孔材料光催化降解造纸废水影响因素的研究

溶胶-凝胶法合成了不同Ni掺杂量的Ni2 /TiO2介孔复合材料.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外(FT - IR)光谱和N2吸附脱附等对产物结构进行了表征.考察了Ni掺杂量、催化剂的用量、初始pH、外加氧化剂等因素对光催化降解造纸废水的影响.结果表明: Ni2 /TiO2介孔复合材料光催化降解造纸废水的最佳反应条件为:Ni掺杂量为2%、催化剂用量1.5g/L、初始pH=4、通氧;光照4 h后,废水色度去除率达100%; 12 h后,废水CODCr去除率达到83.4%.     

改性腐植酸对稀土离子La~(3+),Ce~(3+)吸附性能研究

以腐植酸(HA)为原料,经两步酯化制备了改性腐植酸(HAE)吸附材料,用IR,SEM对HAE进行了表征,并考察了pH值、温度、离子浓度和时间等因素对其吸附行为的影响。实验结果表明:HAE对稀土离子的吸附在30 min左右即可达到平衡,pH值和离子浓度对La~(3+)和Ce~(3+)吸附量有较大影响,但温度对Ce~(3+)吸附量的影响较小。La~(3+)和Ce~(3+)在pH=5.5,T=35℃条件下的饱和吸附容量分别为124.75和583.82mg·g-1,HAE材料对Ce~(3+)的吸附量更大。HAE对La~(3+)和Ce~(3+)吸附过程都适于Freundlich模型,符合拟二级速率方程,重复使用4次,其吸附量变化不大。在模拟稀土废水中,经HAE材料吸附后稀土离子的浓度小于30 mg·L~(-1),达到国家稀土废水排放标准,该材料可用于处理低浓度的稀土废水。     

TP207树脂吸附La~(3+), Ca~(2+)及La~(3+)/Ca~(2+)分离系数测定研究

通过静态吸附和解吸试验系统研究了氯化体系中TP207树脂吸附La~(3+)和Ca~(2+)的规律,考察了吸附时间、吸附温度、吸附浓度和pH值对树脂吸附容量的影响,以及HCl浓度对负载树脂解吸率的影响,并得出了优化条件下的La~(3+)/Ca~(2+)分离系数。结果表明:在吸附时间5 h,吸附温度25℃和pH值为4.10的条件下, TP207树脂对La~(3+)和Ca~(2+)吸附容量分别为1.25和0.23 mmol·g~(-1)。在此条件下, La~(3+)/Ca~(2+)分离系数超过13,树脂循环利用20次后吸附容量下降10%,为工业生产中提La~(3+)除Ca~(2+)工艺提供了新的技术支持。     

O-羧甲基壳聚糖纳米微粒制备及对Ni~(2+)吸附研究

将壳聚糖与氯乙酸反应,通过控制反应条件制备了取代度为0.71的O-羧甲基壳聚糖,将改性后的O-羧甲基壳聚糖与多聚磷酸钠反应,制备了粒径分布在370-710nm的O-羧甲基壳聚糖纳米微粒,透射电镜观察表明该微粒呈球状,平均粒径为450nm.在此基础上研究了O-羧甲基壳聚糖纳米微粒对工业电镀镍废水Ni~(2+)吸附性能,考察了溶液pH、Ni~(2+)起始浓度、平衡吸附时间、粒径等因素的影响,结果表明:O-羧甲基壳聚糖微粒最佳吸附条件是Ni~(2+)溶液pH为8.0、Ni~(2+)溶液起始浓度为33.28mg/ml、平衡吸附时间为0.5h、粒径较小的O-羧甲基壳聚糖纳米微粒对Ni~(2+)的吸附量要大于粒径较大的吸附量.     

膨润土-硅藻土复合陶粒制备及去除Cr(Ⅵ)的研究

以膨润土,硅藻土和竹粉为原料,通过埋烧法制备膨润土-硅藻土复合陶粒,通过XRD和IR分析了陶粒的组成特征,研究了pH,陶粒添加量,铬液初始浓度,时间和温度等条件对吸附率的影响,并进行了动力学分析,对实际废水处理进行了初步探讨。结果表明:烧结的陶粒具有吸附Cr(VI)离子能力,吸附最佳条件是pH值为1,复合陶粒用量2g,100mLCr(VI)浓度为100mg·L~(-1)的含铬溶液吸附时间为10h,去除率可达99.52%,吸附过程符合准二级动力学模型。对某实际废水进行处理后,吸附率为99.37%,效果明显。     

膜吸附反应器处理含Cu~(2+)废水的小试实验研究

以热改性粉煤灰(TFA)为吸附剂,在膜吸附反应器(MAR)中进行了二级逆流吸附(CTA)工艺和常规吸附工艺小试试验处理含Cu~(2+)废水。结果表明,当TFA投加量为0.5g/L,吸附时间为20min时,CTA工艺在出水效果及膜通量方面均优于常规吸附工艺。采用CTA工艺时,出水Cu~(2+)浓度随运行时间的增加可保持恒定且与稀释因数相关。受曝气作用和进水过程对混合液的影响,CTA工艺可保证反应器中有更多的起吸附作用的悬浮态TFA存在。     

响应曲面优化MIEX去除水中腐殖酸的工艺研究

根据Box-Behnken的中心组合实验设计原理,在单因素试验的基础上,采用五因素三水平的响应曲面分析法,建立了MIEX吸附去除HA的二次多项数学模型,并以HA去除率为响应值作响应面和等高线,考察了MIEX用量、pH值、温度、吸附时间和HA初始浓度对HA去除率的影响。结果表明,HA去除的优化工艺条件为:MIEX用量0.5m L,p H值8、温度30℃、吸附时间30min;在此工艺条件下,HA初始浓度为5mg/L时的去除率达到90.78%。