超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附特性研究

借助拟合吸附动力学和等温热力学方程, 研究了湿生超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附性能. 考察了pH值、吸附时间等多种因素对吸附性能的影响; 利用扫描电镜(SEM), X射线能谱(EDS)对李氏禾干粉表面形貌及元素分布进行了表征. 结果表明, 该吸附是单分子吸附的伪二级动力学过程, 吸附过程包含两个步骤: Cr(VI)离子通过静电作用富集在干粉材料表面, 随后干粉表面存在的功能配位官能团会与Cr(VI)发生化学作用. 结合红外光谱图发现对铬起吸附作用的主要是含O, N功能原子的配位官能团, 并且不同功能原子与Cr(VI)的作用方式不同.     

超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

借助拟合吸附动力学和等温热力学方程,研究了湿生超积累植物李氏禾叶细胞干粉对Cr(VI)的吸附性能.考察了pH值、吸附时间等多种因素对吸附性能的影响;利用扫捕电镜(SEM),X射线能谱(EDS)对李氏禾干粉表面形貌及元素分布进行了表征,结果表明,该吸附是单分子吸附的伪二级动力学过程,吸附过程包含两个步骤:Cr(VI)离子通过静电作用富集在十粉材料表面,随后干粉表面存在的功能配位官能团会与Cr(VI)发生化学作用.结合红外光谱图发现对铬起吸附作用的主要是含O,N功能原子的配位官能团,并且不同功能原子与Cr(VI)的作用方式不同.     

麦草制吸附剂对水体中不同阴离子的吸附性能

采用环氧氯丙烷、乙二胺和三乙胺对麦草秸秆进行化学改性,研究改性麦草秸秆的性能指标并重点考察其对水体中的NO3-,PO43-和Cr2O72-的吸附性能及效果.研究结果表明,改性麦草秸秆引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对阴离子的吸附性能;改性麦草投加量、pH值、吸附时间和温度对吸附性能影响较大,吸附过程符合伪二级动力学方程和Langmuir等温吸附模式;改性麦草秸秆对NO3-、PO43-(P)和Cr2O72-(Cr)的最大吸附量分别为53.5、62.4和386.2mg·g-1.     

改性蔗髓重金属吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)的动力学研究

对甘蔗渣预处理后以Na OH和二硫化碳改性转型合成重金属吸附剂。实验结果表明,改性后蔗髓纤维(MSCB)投加量为4 g/L,对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量为9.8 mg/g,平衡时间为30~60 min,去除率达98.05%,出水浓度0.78 mg/L,比改性前蔗髓纤维对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。MSCB对Cr(Ⅵ)的吸附进行Langmuir与Freundlich等温吸附方程拟合,更符合Langmuir单分子化学吸附;对吸附动力学拟合模型分析,吸附过程更符合准二级速率方程;吸附热力学模型显示该吸附为自发进行的吸热反应且是熵增过程。     

活性炭纤维电吸附重金属及磺胺甲恶唑性能研究

使用盐酸对吸附剂活性炭纤维（activated carbon fiber,ACF）进行改性,通过SEM、BET和FTIR对改性前后的ACF形貌及结构进行系统表征发现,改性后ACF较改性前表面杂质减少且沟壑更加明显,比表面积提高22%,微孔体积增加5%,含氧官能团（C-O和C=O）明显增多. 以水中重金属离子（Zn(II)及Cr(VI)）和抗生素磺胺甲恶唑（Sulfamethoxazole,SMX）为目标污染物,研究改性后ACF对目标污染物的吸附（静吸附和电吸附）性能,考察了浓度、pH、外加电压对吸附的影响. 结果表明,ACF用量为5 g,电压为1.2 V,Zn(II)、Cr(VI)及SMX浓度均为10 mg·L^-1,Zn(II)溶液pH为5时,ACF吸附水中Zn(II)的最大吸附量为9.25 mg·g^-1,是静吸附条件的2.15倍;Cr(VI)溶液pH为4时,ACF吸附Cr(VI)的最大吸附量为8.86 mg·g^-1,是静吸附条件的1.96倍;SMX溶液pH为6时,ACF吸附SMX的最大吸附量为8.32 mg·g^-1,是静吸附条件的1.84倍. ACF吸附Zn(II)、Cr(VI)及SMX的动力学曲线均符合准二级动力学模型,吸附过程为化学吸附. Freundlich等温模型能更好地描述ACF对Zn(II)、Cr(VI)及SMX的吸附特性,其吸附形式为多分子层吸附. ACF通过电极反接方式进行循环再生,脱附速率快且脱附效果明显,经4次循环再生后,ACF对Zn(II)、Cr(VI)及SMX的去除率均在90%以上.     

还原态氧化石墨烯对Zn(Ⅱ)的吸附动力学与热力学

以乙二胺(EDA)还原氧化石墨烯(GO)制得一种吸附材料,即还原态氧化石墨烯(RGO)。 采用批量平衡法研究了RGO对Zn(Ⅱ)的吸附动力学与热力学,利用Lagergren准一级及准二级动力学方程、Langmuir和Freundlich等温方程对实验数据进行了拟合分析。 研究结果表明,Lagergren准二级吸附动力学模型能够较好地描述实验结果,表明该吸附过程以化学吸附为主。 RGO的吸附在所研究的Zn(Ⅱ)浓度范围内更符合Langmuir等温吸附经验式,ΔH0=-21.60 kJ/mol,吸附焓变小于零,表明该吸附为放热过程;吸附吉布斯自由能变化ΔG0为正值,表明该吸附是一个非自发的过程。     

Cr(VI)在Mg-Al型类水滑石上的吸附-脱附性研究I.吸附性

研究了Cr(VI)在带结构正电荷的Mg-Al型类水滑石(HTlc)上的吸附性能,考察了pH、无机电解质添加剂NaCl,NaNO3,Na2SO4和Na3PO4及有机添加剂EDTA和柠檬酸等因素的影响,并结合红外光谱和XRD实验结果探讨了吸附机理.研究表明,Mg-Al型HTlc对Cr(VI)有很强的吸附能力,其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级速率方程和Langmuir方程,饱和吸附量达105mg/g,有望成为一种优良的含Cr(VI)污水处理剂和Cr(VI)污染土壤修复剂.初始pH增大,吸附量降低.无机电解质和有机添加剂均能明显抑制Cr(VI)在HTlc上的吸附,其抑制吸附作用的强弱顺序分别为Na3PO4≥Na2SO4≥NaCl>>NaNO3和柠檬酸>EDTA.Cr(VI)在HTlc上的吸附可分为层间的离子交换吸附和外表面的吸附,其中外表面的吸附层在微观上又可分为因化学键合作用而形成的内络合层和因静电作用而形成的外络合层.     

四乙烯五胺功能化纳米高分子材料对Cr(VI)与磷酸盐共存体系的吸附机理

合成了四乙烯五胺功能化纳米高分子材料(TEPA-NP),采用傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)、有机元素分析(EA)、X射线光电子能谱分析(XPS)等手段对其进行了表征,重点考察了其对水中Cr(VI)与磷酸根离子共存时的吸附机理.结果表明,溶液p H对TEPA-NP的吸附性能影响较大.对于Cr(VI)或磷酸盐单一体系,p H 2.5时TEPA-NP的吸附效果最佳;吸附热力学均符合Langmuir模型,吸附动力学均符合准二级速率方程.TEPA-NP对Cr(VI)的饱和吸附量为123.5 mg/g;吸附过程为吸热熵增的自发过程,ΔH为16.06 k J/mol,ΔS为59.02 J/(mol K),308 K时ΔG为-2.10 k J/mol;吸附活化能为30.28 k J/mol.TEPA-NP对磷酸盐的饱和吸附量为149.2 mg/g;吸附过程为放热熵增的自发过程,ΔH为-1.74 k J/mol,ΔS为1.91J/(mol K),308 K时ΔG为-2.32 k J/mol;吸附活化能为18.85 k J/mol.当磷酸盐的共存浓度小于100 mg/L时,磷酸盐对TEPA-NP吸附Cr(VI)几乎没有影响;而当Cr(VI)的共存浓度大于5 mg/L时,Cr(VI)对TEPA-NP吸附磷酸盐的影响已较为明显,可使TEPA-NP吸附磷酸盐的饱和吸附量减小17.3%;结合红外和XPS表征可以推测TEPA-NP对Cr(VI)的吸附涉及静电与配位相互作用,而对磷酸盐以静电吸附为主;Cr(VI)与磷酸盐共存时,TEPA-NP优先吸附Cr(VI).Cr(VI)可以通过竞争取代吸附在TEPA-NP上的磷酸根,且随着Cr(VI)初始浓度增大,TEPA-NP上吸附的总磷脱附的比例增大;而磷酸根对Cr(VI)的竞争吸附较难实现.     

谷壳对水中Cr(Ⅵ)离子的生物吸附研究

以间歇吸附的方式考察农业副产物谷壳对模拟废水中Cr(Ⅵ)离子的生物吸附过程,用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FTIR)分析谷壳的表面形态和表面官能团结构及其变化,探讨其吸附机理。结果表明,吸附反应符合Langmuir和Freunlich等温吸附模式、遵循拟二级动力学模型,Cr(VI)离子的最大去除率几乎可以达到100%,吸附过程包括物理吸附和化学吸附。用0.2mol/L的NaOH溶液解吸再生的谷壳,吸附能力增加,可以循环使用。     

三元复合水凝胶珠对水中Cr(VI)的高效去除特性与机制

以海藻酸钠(SA)、纤维素纳米纤维(CNF)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,制备了三元复合水凝胶珠SCP@PEI,扫描电镜、红外光谱及X射线光电子能谱的测试结果均表明其已被成功制备。pH值为3时,其对Cr(VI)的吸附效果最佳,这主要与Cr(VI)的赋存形态有关。Freundlich等温吸附模型可较好地拟合其吸附等温线,对Cr(VI)的最大吸附量为6.49mmol/g,热力学参数表明,吸附为自发、吸热、熵增的过程。吸附动力学曲线遵循拟二级动力学模型,6h可达到吸附平衡。主导作用机制包括质子化胺基参与的静电吸附、羟基参与的Cr(VI)还原以及羟基和羧基参与的Cr(III)配位作用。此外,SCP@PEI易于再生,5次循环使用后其对Cr(VI)的吸附量仅下降了4.31%,结果进一步证明其性能稳定,未来应用前景广阔。     

花生壳吸附水中Cr6+的研究

研究了花生壳对Cr6+吸附的动力学特点,探讨了Cr6+,初始浓度、溶液的pH值及温度对Cr6+吸附效果的影响.结果表明,在Cr6+初始浓度＜100mg/L,溶液的pH值≤2.0,温度＜40℃的操作条件下,该方法具有实际应用的可能性.此吸附过程符合Lagergren准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir和Freundlich模式.     

用玫瑰茎制备多孔炭及其水溶液中对铬(Ⅵ)的吸附研究

以玫瑰茎为原料,制备了多孔炭材料,并将其应用于含Cr(VI)的污染水净化。研究结果表明,用玫瑰茎制备的炭材料具有多孔结构,且具有较高的比表面积。应用EDS分析和傅立叶红外光谱分析进一步证明了该炭材料具有含氧官能团活性位点,是一种潜在的吸附材料。将其应用于含Cr(VI)污染水净化研究结果表明,净化过程符合准二级动力学,最大吸附量可达344.83 mg/g,明显高于市售污水净化用炭材料Norit CGP(最大吸附量305.81 mg/g)。这种炭材料有望成为性能优异的含Cr(VI)污水的净化剂。     

氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(VI)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应, 对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰, 得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料. 通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征, 着重研究了其作为吸附剂对Cr(VI)的吸附性能. 结果表明: 该吸附剂对Cr(VI)的吸附能在10 min内达到平衡; 废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(VI)的吸附效果, pH为2.5时效果最佳. 废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响. 结合相应pH值下Cr(VI)的形态分布, 探讨了这种新型材料对Cr(VI)的吸附机理. 结果表明: 其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(VI)的离子形式有关; 吸附过程以离子交换与静电引力为主. 等温吸附数据符合Langmuir模型, T＝308 K, pH＝2.5, V＝40 mL时, 吸附剂的饱和吸附容量qm＝25.58 mg/g. 吸附为吸热过程, 焓变ΔH＝8.64 kJ/mol.     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO).通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能.表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36 mmol·g^-1.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低.阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO^3- >Cl^-.XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果.经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用.     

Cr(VI)在Mg-Al型类水滑石上的吸附-脱附性研究I. 吸附性

研究了Cr(VI)在带结构正电荷的Mg-Al型类水滑石(HTlc)上的吸附性能, 考察了pH、无机电解质添加剂NaCl, NaNO₃, Na₂SO₄和Na₃PO₄及有机添加剂EDTA和柠檬酸等因素的影响, 并结合红外光谱和XRD实验结果探讨了吸附机理. 研究表明, Mg-Al型HTlc对Cr(VI)有很强的吸附能力, 其吸附动力学和吸附等温线分别符合准二级速率方程和Langmuir方程, 饱和吸附量达105 mg/g, 有望成为一种优良的含Cr(VI)污水处理剂和Cr(VI)污染土壤修复剂. 初始pH增大, 吸附量降低. 无机电解质和有机添加剂均能明显抑制Cr(VI)在HTlc上的吸附, 其抑制吸附作用的强弱顺序分别为Na₃PO₄≥Na₂SO₄≥NaCl>>NaNO₃和柠檬酸＞EDTA. Cr(VI)在HTlc上的吸附可分为层间的离子交换吸附和外表面的吸附, 其中外表面的吸附层在微观上又可分为因化学键合作用而形成的内络合层和因静电作用而形成的外络合层.     

交联羧甲基魔芋葡甘聚糖对Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的吸附行为研究

研究了交联羧甲基魔芋葡甘聚糖(Crosslinked carboxymethyl konjac glucomannan,CCMKGM)对Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的吸附行为。用FTIR和RAMAN对吸附产物进行表征。结果表明,CCMKGM主要以配位的形式吸附Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ);吸附在60min内达到平衡,遵从二级动力学方程,其中Cr(Ⅲ)较好地符合粒子内扩散模型;pH对吸附量影响较大,适宜范围为3.0～7.0;CCMKGM对Fe(Ⅲ)的吸附行为符合Langmuir方程,而对Cr(Ⅲ)的吸附行为符合Freundlich方程,其最大吸附量分别为2.7mmol/g和2.2mmol/g(298K);吸附为自发的、吸热的、熵增加过程。CCMKGM对Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的吸附具有吸附容量大、适宜pH范围宽、再生性好等特点,有望将其作为吸附剂用于污水处理及铁和铬的形态分析。     

不同尺寸ZIF-8对U(VI)的吸附性能

以经典的金属有机骨架(MOFs)材料ZIF-8为吸附剂,研究尺寸效应对铀吸附性能的影响。 通过3种方法合成不同粒径的ZIF-8,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、表面积与孔隙度分析仪等对其进行了表征,测试了相同条件下不同尺寸的ZIF-8对硝酸铀酰溶液中U(VI)吸附,分别对其吸附过程的动力学和吸附等温线进行了考察,并测试了材料的可重复利用性。 结果表明,成功制备了高结晶性、高纯度的ZIF-8,产物形貌呈菱形十二面体,颗粒均匀,粒径分别为约50 nm、150 nm及2 μm;3种ZIF-8具有单一均匀的微孔结构和与粒径高度相关的比表面积;不同尺寸的ZIF-8均能快速吸附溶液中的U(VI),在室温pH=3下,在70 min左右时即可吸附初始质量浓度为200 mg/L的U(VI)溶液中90%以上U(VI);其中较小尺寸(约50 nm)的ZIF-8吸附性能最好,单位质量ZIF-8吸附U(VI)的饱和吸附量达到520.26 mg/g;ZIF-8对U的吸附动力学上符合二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir模型,说明ZIF-8对U(VI)的捕获属于化学单层吸附;经过4个吸附-解吸循环后,3种尺寸的ZIF-8均依然保持了70%以上的去除率。     

磁性碳纳米管对水中孔雀绿的吸附性能研究

以磁性碳纳米管吸附处理孔雀绿溶液,考察了吸附剂用量、孔雀绿浓度以及温度等对吸附平衡的影响。结果表明,该吸附不受溶液p H的影响,符合准二级动力学方程(R20.999)。不同温度下,该吸附过程满足Langmuir方程(R20.97)和Freundlich方程(R20.98),qmax、KF随温度升高而变大。D-R等温方程拟合结果表明该吸附的机理是以化学吸附为主。热力学参数计算结果表明,该吸附是一个熵增的自发吸热过程,温度越高越利于吸附的进行。     

胶原纤维固化黑荆树单宁吸附V(V)的研究

研究了胶原纤维固化黑荆树单宁对V(V)的吸附。采用不同温度、pH值等条件进行吸附研究,并进一步探讨了固化黑荆树单宁的吸附动力学和吸附柱动力学及其吸附机理。结果表明,该材料对V(V)的吸附平衡符合Freund lich方程,温度对吸附平衡的影响不明显;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,该材料同时具有良好的柱动力学特性;V(V)的吸附过程可能存在三个反应,即V(V)与吸附剂之间发生氧化还原反应生成V(IV),V(IV)和-COOH之间发生离子交换反应,以及V(IV)与单宁的邻位羟基发生螯合。     

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。