低成本吸附剂稻壳灰对Cr(Ⅵ)去除机制的谱学表征

以低成本稻壳灰作为吸附剂,使用FTIR,SEM,XPS,XRD,XRF等分析手段,研究稻壳灰对Cr(Ⅵ)的去除机制。FTIR研究表明酰胺Ⅱ带,Si—O—Si,O—Si—O等在Cr(Ⅵ)去除过程中有一定贡献。由SEM图片清晰可见：吸附Cr(Ⅵ)后,稻壳灰表面分布有众多的光亮沉积物。XPS图谱证明：稻壳灰的主要组成元素为C,N,O,P和Si;C元素的存在状态以醛酮类为主,含C官能团与Cr(Ⅵ)发生了配位反应;N元素以—NH₂形态为主,Cr(Ⅵ)可能以静电作用与含N基团结合,并以物理吸附为主;Si的存在以Si—O为主,含Si官能团可能与Cr(Ⅵ)发生了配位反应。XRD分析结果表明：谱图中出现的峰是典型的SiO2特征峰;稻壳灰的结晶度增加,表明稻壳灰与Cr(Ⅵ)形成了具有晶体结构的金属化合物。XRF研究发现,K,Na,Mg和Ca的元素含量在吸附前后有所变化,另有两种新元素出现,这说明吸附过程存在离子交换机制。所有这些皆表明：各种官能团在Cr(Ⅵ)去除过程中的角色各不相同,无机微沉淀机制、氧化还原机制、表面络合机制、离子交换机制等是稻壳灰去除Cr(Ⅵ)的主要途径。这可以为吸附技术的实际应用提供理论支持。     

FTIR和XPS对沸石合成特性及Cr(Ⅲ)去除机制的谱学表征

以粉煤灰为原料,采用优化的水热晶化法合成沸石,使用XRD,SEM和ζ电位分析沸石产品的组成特性,借助FTIR和XPS等揭示废水中Cr(Ⅲ)的去除机制。合成产品主要为NaP1型沸石,在pH值8～12区间内,ζ电位由-8.72mV降到-24.46mV。准二级方程和Langmuir等温线对试验的拟合效果更好,理论饱和吸附量为33.557 0mg.g-1。FTIR图谱表明—OH和Si—O类官能团在反应过程中有重要贡献。XPS全谱发现:结合能576.45eV为Cr(2p3/2)的特征峰,揭示了吸附过程的有效性。吸附Cr(Ⅲ)后,沸石中Si—Si和Si—O对应的结合能增加了0.25和0.60eV,含Si官能团可能与Cr(Ⅲ)发生了配位反应。O(1s)的结合能在反应后变得更低。这些证据表明:沸石对Cr(Ⅲ)的去除过程是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。     

原子吸收光谱法研究纳米纤维膜对Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用静电纺丝技术制备了醋酸纤维素和聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜.此纤维膜材料经水和NaOH处理后,除去了聚乙烯吡咯烷酮,脱乙酰化后进一步在表面接枝氨基(-NH2).用红外光谱图和扫描电镜图表征了合成的功能化纳米纤维膜,然后将胺基化纳米纤维膜用于Cr(Ⅵ)离子的吸附研究,重点用火焰原子吸收光谱法分析了溶液酸度和吸附时间对吸附容量的影响;同时通过Langmuir、弗兰德列希等吸附模型和一级、二级动力学方程对吸附行为进行线性拟合,发现改性后的纳米纤维膜材料对Cr(Ⅵ)离子的最大吸附量为55.55mg/g;符合二级动力学模型,化学吸附是主要的吸附方式.     

原子吸收光谱法比较研究3种不同改性吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附

从吸附时间、pH值、吸附剂加入量、铬离子初始浓度4个方面,通过原子吸收光谱法比较了改性甘蔗渣、改性花生壳和改性梨渣的吸附特性.在铬离子浓度100mg·L-1、吸附剂投量15g·L-1、最佳pH值、吸附时间120min的实验条件下,三者吸附率不同,改性甘蔗渣的吸附率达86.7％以上,改性花生壳吸附率达64.8％,改性梨渣的吸附率达60.8％.3种改性吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附均符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力分别为23.92、22.09、20.47mg·g-1.准一级反应动力学方程可描述3种改性吸附剂对Cr(Ⅵ)离子的吸附过程.     

原子吸收光谱法测定磷酸酯化梨渣吸附的Cr（Ⅵ）离子

通过原子吸收光谱法研究了在不同pH值、吸附剂量、吸附质浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣吸附Cr（Ⅵ）离子的效果。溶液初始pH 4.5时,Cr（Ⅵ）离子的吸附达到最大值;酯化梨渣≥10g.L-1能除去Cr（Ⅵ）为100μg.L-1溶液中的86.5%的Cr（Ⅵ）离子。酯化梨渣对Cr（Ⅵ）离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为67.56μg.g-1。Cr（Ⅵ）离子达到吸附平衡的时间为90min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cr（Ⅵ）离子的吸附过程。     

碳纳米管吸附去除工业废水中亚甲基蓝的研究

研究了碳纳米管作为一种新型吸附剂去除水中亚甲基蓝。考察了溶液pH值、振荡时间、温度等对亚甲基蓝吸附的影响。溶液pH对亚甲基蓝吸附影响较大,动力学数据显示吸附在8h达到平衡。通过对吸附数据拟合,发现在温度为298—338K和浓度为2.5—12.5mg/L的范围内,碳纳米管对亚甲基蓝的吸附等温线均符合弗仑德里希（Feundlich）兰缪儿（Langmuir）吸附等温式。     

少根紫萍对水中U(Ⅵ)的吸附和矿化行为研究

采用室内水培和静态吸附实验,研究了水生植物少根紫萍(Landoltia punctata)活体和干粉对水体中U(Ⅵ)的吸附能力,并对作用过程和机理进行了初步分析。结果表明：常温下少根紫萍2.5 g·L-1(FW)活体和1.25 g·L-1(DW)干粉在pH 5下对5 mg·L-1U(Ⅵ)溶液的去除率分别可达78.70%和95.55%。活体和干粉对U(Ⅵ)的吸附率随pH升高先增大后减小,在pH 4～5时达到最大,并随投加量的增加而增大;随U(Ⅵ)初始浓度增加先增大后减小;在作用5 min时,活体和干粉对水体中U(Ⅵ)的吸附率分别为13.90%和79.97%,在24 h时吸附率均达90%以上,吸附逐渐趋于平衡。当U(Ⅵ)初始浓度增加至250 mg·L-1,活体和干粉对U(Ⅵ)的吸附量分别达到4.05 mg·g-1(FW)和131.76 mg·g-1(DW),相比Langmuir模型,Freundlich吸附等温方程能较好地描述少根紫萍对U(Ⅵ)的吸附行为,吸附过程符合准二级吸附动力学方程,r均在0.99以上。FTIR分析结果表明：少根紫萍表面含有羟基、羧基、氨基、磷酸基等多种活性基团;SEM-EDS表明少根紫萍活体与水体中U(Ⅵ)作用48 h后,大量片状无机磷酸铀晶体在其根系表面生成,结晶主要由P, O, U元素组成,不含C,其中P和U的质量百分比分别为8.76%和82.53%,原子百分比分别为25.19%和30.89%,而对照组P的质量百分比和原子百分比仅为0.24%和0.11%,干粉未观察到类似晶体存在。XPS分析结果表明：活体吸附后,部分U(Ⅵ)被还原为U(Ⅳ),而干粉吸附的铀主要以U(Ⅵ)形式存在。由此推断,少根紫萍干粉对U(Ⅵ)的吸附主要通过静电吸引,离子交换,络合配位等方式实现;活体对U(Ⅵ)吸附的同时还存在还原和矿化的过程,在U(Ⅵ)胁迫下活体根系表面会分解释放出无机磷酸根,与吸附的U(Ⅵ)及部分被还原的U(Ⅳ)结合矿化为难溶的氢铀云母。     

ICP-MS研究黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附-解吸特性

表层沉积物易于富集和释放水中重金属,是污染水体中重金属的源和汇,研究表明黄河河曲段水体中Pb和Cr重金属污染严重。以电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)为检测手段,研究了在优化实验条件下,黄河河曲段表层沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附特性和解吸特性。结果表明：黄河河曲段沉积物对Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)具有较强的吸附作用,在吸附初始5 min时吸附率均达到98%以上,且是自发的吸热过程(ΔG<0,ΔH>0)。动力学实验显示,两种离子的吸附过程均符合准二级吸附动力学。等温吸附方程拟合发现,Pb(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich模型。解吸过程符合Elovich方程,且受pH的影响较大。Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)二元体系竞争效应研究表明,Pb(Ⅱ)的吸附率大于Cr(Ⅵ),且均低于单离子吸附率。扫描电子显微镜(SEM)和孔径及比表面积分析显示,黄河河曲段表层沉积物表面结构不规则,且具有相对较高比表面积。该研究揭示了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在黄河河曲段沉积物上的吸附-解吸行为,对评估沉积物污染风险和污染修复、掌握重金属离子与沉积物之间的作用机理具有一定指导意义。     

原子吸收光谱法研究巯基改性膨润土对Pb2+的吸附解吸

通过红外光谱(FTIR)法和扫描电镜(SEM)对钙基和巯基改性膨润土的官能团和表面结构进行了比较分析,以火焰原子吸收光谱法(FAAS)为检测手段,研究了巯基改性膨润土对Pb2+吸附的影响因素并优化了吸附条件,讨论了模拟酸雨解吸Pb2+的条件。比较了钙基和巯基改性膨润土作为吸附剂对水溶液中Pb2+的吸附、固定能力。研究表明：25 ℃下,吸附时间为60 min、离子强度为0.1 mol·L-1的KNO₃、pH 6.0时,5.0 g·L-1巯基改性膨润土对100 mg·L-1的Pb2+的吸附率达到98%以上,平衡吸附量达到67.27 mg·g-1,吸附能力明显优于钙基膨润土(9.667 mg·g-1),吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温线方程。用pH 3.50的极限酸度模拟酸雨进行解吸,解吸率为0。表明该巯基改性膨润土对Pb2+具有很强的吸附、固定能力,适于重金属铅污染土壤中铅的吸附固定修复之用。     

生物吸附剂ZL5-2对六价铬离子吸附作用的红外光谱分析

研究了Agrobacterium.sp产生的具有吸附作用的蛋白聚糖类物质ZL5-2对Cr(Ⅵ)的吸附作用,并对吸附Cr(Ⅵ)前后及解吸附后的ZL5-2进行了红外光谱分析。结果表明,ZL5-2对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为0.5～1.5,随着pH增大,吸附作用减弱。60 min时吸附达到平衡,80 min后所有的Cr(Ⅵ)都被吸附。被吸附的Cr(Ⅵ)可以被解吸附,解吸率为13.6%～67.9%。通过红外光谱分析,发现吸附后ZL5-2在3 400 cm-1附近OH,NH伸缩振动峰强度减弱,并发生了约8 cm-1的位移,2 900 cm-1附近C—H伸缩振动减弱,1 600 cm-1处的酰胺Ⅰ带伸缩振动的相对强度减弱,并发生约13 cm-1的位移。解吸附后,OH,C—H伸缩振动又恢复到原来水平,而NH、酰胺Ⅰ带的伸缩振动未恢复到原来水平,推测该吸附过程存在可逆吸附和不可逆吸附,以可逆吸附为主。     

施氏矿物Schwertmannite的微生物法合成、鉴定及其对重金属的吸附性能

在K+缺乏的FeSO4-H2O体系(pH 2.5)中,利用氧化亚铁硫杆菌对亚铁的生物氧化作用,合成了一种新型羟基硫酸高铁矿物Schwertmannite(施氏矿物)。借助扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FTIR)、电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法对其组成和结构进行了分析与表征,同时还对其重金属吸附性能进行了研究。结果表明,A.ferrooxidans LX5休止细胞可在2 d内将在FeSO4-H2O体系中0.2 mol·L-1 Fe2+全部氧化成Fe3+,溶液pH由起始的2.5下降至2.10,约有15%的Fe2+被转化成红棕色沉淀,余下85%的Fe2+氧化后以Fe3+形式存在于溶液中。鉴定结果表明合成的红棕色羟基硫酸高铁沉淀为施氏矿物。吸附试验表明,施氏矿物对重金属阳离子Cu2+,Zn2+与 Cr3+的吸附受pH的控制,吸附率随pH的升高而增加,约在6.0～7.0时达到最大吸附率。当溶液中三种金属离子浓度为50 mg·L-1时,最大吸持率分别为99.3%,99.4%与87.6%。     

纳米TiO2预分离/富集FAAS法同时测定Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的研究

纳米材料是近年来受到广泛重视的一种新兴功能材料,具有一系列新异的物理化学特性和一些优于传统材料的特殊性能.其中一点是随着粒径的减小,表面原子数迅速增大,表面原子周围缺少相邻的原子,具有不饱和性,易与其他原子相结合而稳定下来,因而具有很大的化学活性.纳米材料对许多金属离子具有很强的吸附能力,是痕量元素分析较为理想的分离富集材料.文章利用火焰原子吸收法(FAAS)研究了纳米TiO2(金红石型)对Cr(Ⅵ)/Cr(Ⅲ)的吸附性能,并应用于水样中铬的形态分析.吸附体系中pH对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附有很大影响,当pH＞6时,纳米TiO2对Cr(Ⅲ)的吸附率大于90%,而对Cr(Ⅵ)基本不吸附,从而达到二者的分离.pH 6.5微酸性条件下,纳米TiO2吸附Cr(Ⅲ),然后以2mol.L-1HCl洗脱,得到Cr(Ⅲ)的含量,剩余水溶液中测定Cr(Ⅵ)含量.该法测定Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的检出限分别为57和41 ng·mL-1,RSD分别为2.6%和3.4%(2.0μg·mL-1Cr,n=6),Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的线性范围分别为0～9.0和0.1～10μg·mL-1.该法选择性好,大多数共存离子不干扰测定.该法简便快速,用于工业废水、地表水中铬的形态分析,结果较满意.     

紫外光谱法研究黄药在黄铜矿表面的吸附热力学与动力学

在紫外吸收光谱范围内对黄药溶液进行扫描,发现在波长226.5和300 nm处有两个明显吸收峰,且300 nm处的吸收峰强于226.5 nm处的。采用标准曲线法对不同浓度的标准样品进行浓度测量,对所得数据进行线性拟合,结果表明：在波长226.5和300 nm处的线性相关性均较好,但在波长300 nm处的相关性更佳,在226.5 nm处进行高浓度黄药溶液测量,可在300 nm处进行低浓度黄药溶液测量。在300 nm下对不同浓度黄药溶液进行定量分析,结果表明,最大吸光度为1.672,最小吸光度为0.032时,黄药溶液标准曲线的线性相关性仍很好,吸光度继续增大时,相关系数降低,在进行定量分析时,黄药浓度最好不要超过20 mg·L-1。在不同pH条件下,在300 nm处对黄药溶液进行浓度测量,发现pH为3时,吸光度下降,黄药开始分解,当溶液pH为2时,所测吸光度为0,黄药已完全分解,pH值在5~10范围内,黄铜矿对黄药吸附较好,溶液最佳吸附pH值为9。在300 nm处测量黄药在黄铜矿表面吸附量,分别采用Freundlich和Langmuir等温吸附模型方程、准一级和准二级动力学方程模型对所得实验数据进行拟合,研究其在黄铜矿表面的吸附动力学和热力学。结果表明：在288～303 K范围内,温度变化对吸附量多少影响不大,黄药在黄铜矿表面的吸附等温线更符合Langmuir等温线模型,黄铜矿对黄药的实际平衡吸附量Q_e均小于或接近理论单层饱和吸附量,Q_m值均与实验值极为接近,说明黄药在黄铜矿表面的吸附以单层化学吸附为主。随着温度升高,吸附量增加,说明升高温度有利于吸附过程进行,黄铜矿对黄药的吸附为吸热过程,但吸附量增加幅度很小,说明黄药在黄铜矿表面吸附受温度影响较小。该吸附过程是一个熵增、吸热、自发进行的过程,热力学参数可通过范特霍夫方程计算得到,吸附焓变ΔH为48.703 41 kJ·mol-1,熵变ΔS为219.403 88 J·(mol·K)-1,吸附自由能变ΔG为-16.054 93 kJ·mol-1,推测该吸附过程属于化学吸附;黄铜矿对黄药的吸附更符合准二级动力学方程模型,Q_t值随着温度升高而增大,且变化幅度很小,表明黄药在黄铜矿表的吸附过程为吸热过程,但受温度变化较小,这与热力学分析的结论一致,对方程拟合所得Q_e值均与实验值极为接近。     

耐辐射奇球菌对放射性核素铀的吸附行为研究

采用耐辐射奇球菌活体为生物吸附剂,进行了对水溶液中放射性核素铀的批量吸附实验。主要研究了溶液pH、初始铀浓度对吸附放射性核素铀效果的影响,并通过红外光谱(FTIR)和扫描电镜/能谱仪(SEM/EDS)等手段分析了其吸附机理。结果表明：在pH 5,c₀=100 mg·L-1时其吸附效果最佳,而最大饱和吸附量q_max为240 mgU·g-1。结合扫描电镜与能谱分析结果认为,耐辐射奇球菌表面附着了大量的含铀片状结晶物,并且其吸附过程主要以离子交换或表面络合的方式吸附铀。比较吸附铀前后菌体红外光谱图和红外分峰图发现,耐辐射奇球菌吸附铀后的整体谱形有了一定的变化,特别是蛋白质中酰胺基团、羟基、羧基以及磷酸基团等活性基团可能参与了吸附过程,并且在906 cm-1处出现了一个新的峰,此峰为UO2+₂的伸缩振动峰。可见,利用具有抗辐射特性的耐辐射奇球菌为生物吸附剂,以期在放射性环境中对放射性核素铀的吸附具有一定的潜在途径。     

磷酸酯化改性梨渣吸附污染水体中锌离子的研究

以砀山梨渣为原料,经磷酸酯化改性,制备一种酯化梨渣阳离子吸附剂,用批次实验法研究了其在不同实验条件下（pH值、吸附剂量、吸附质浓度和吸附时间）对金属锌离子的吸附性能。结果表明,溶液pH=3.5时,锌离子吸附达到最大值;酯化梨渣≥5g.L-1能除去锌离子为100mg.L-1溶液中的96%锌离子。改性梨渣对锌离子的吸附符合Langmuir吸附等温线模型,最大吸附能力为28.986mg.g-1。锌离子达到吸附平衡的时间为30min;准一级反应动力学方程y=-0.0615x＋2.4437（r2=0.9921）描述锌离子在改性梨渣上的吸附过程。     

赤铁矿和三羟铝石吸附Cu~(2+)的红外光谱研究

应用红外光谱法,研究了不同pH值和Cu2+浓度条件下,合成赤铁矿和三羟铝石吸附Cu2+后表面羟基结构及其特征吸收峰的变化。结果表明:(1)随Cu2+浓度增加,赤铁矿表面H—O—H和OH的变形振动参与了吸附反应,Cu2+强烈地缔结在Fe—O上,形成了Fe—O—(Cu)结构。(2)酸性条件下,H+破坏了赤铁矿表面的O—H结构,NO3-促使弱峰1 131 cm-1的产生。随pH值增大,赤铁矿表面OH-逐渐由伸缩振动转变为变形振动,Fe—OH和Fe3+—O2-结构不断发生改变。(3)三羟铝石对Cu2+的吸附发生在高波位,随Cu2+浓度增大,其表面游离羟基的O—H弯曲振动、水分子的OH-伸缩振动和H—O—H弯曲振动均参与了吸附反应,Al—O基中的Al3+渐被Cu2+取代从而加强了较低波位的振动强度。(4)随pH值增加,三羟铝石Al—OH的弯曲振动和Al—O的伸缩振动逐渐发生着改变,表明吸附Cu2+后,在其表面形成了AlOCu+与AlOCuOH结构。     

ICP-OES研究活性炭无纺布对镉的吸附

重金属污染是一个相当严重的环境问题。镉具有很强的生物毒性和不可降解性,对生态环境和人体健康有极大威胁,被列为优先控制污染物。环境中镉的主要污染源是电镀、采矿和化学工业等部门的废水,如何简单高效去除水中的镉,有重要的社会意义和经济意义。目前,水中重金属的去除方法有化学沉淀、膜分离、离子交换、吸附、电解等,其中吸附法因简单高效而广泛应用。活性炭纤维是一种新型活性炭,孔径小且均匀,表面官能团发达,吸附性能好,逐步应用于水处理领域。以电感耦合等离子体光谱为检测手段,佐以比表面积分析,X射线衍射,元素分析和傅里叶变换红外光谱,研究比较了三种活性炭纤维(纤维炭网、活性炭无纺布、活性炭纤维毡)的结构特点及其对水中镉的吸附性能。三种活性炭纤维结构基本类似,具有较发达的孔隙结构。活性炭无纺布极性较强,表面有丰富的羟基、羧基、醛基等含氧官能团,对水中镉的吸附作用最大。因此,选择活性炭无纺布为吸附剂进行后续实验。研究了活性炭无纺布吸附镉的影响因素,如溶液pH,吸附时间等。溶液pH影响吸附剂表面电荷及水中镉的存在状态。水中镉的去除效率随溶液初始pH的增大而增大,在较低pH时,吸附剂与Cd2+间存在静电斥力,同时H+和Cd2+存在竞争吸附,pH>9时,镉的去除是吸附与沉淀协同作用的结果,选择pH为6～7。在吸附的初始阶段,活性炭无纺布对Cd2+的吸附量迅速增加,10 min时,吸附率达到72%。随着吸附位点逐渐被Cd2+所填充,吸附速率逐渐变慢,300 min时,吸附容量基本无变化,吸附趋于平衡。优化了镉的吸附条件后,进行等温吸附实验和动力学实验。结果表明,25 ℃时,吸附时间为300 min,pH 6.0条件下,当镉的平衡浓度在20.00 mg·L-1时,活性炭无纺布对镉的单位质量吸附量和单位比表面积吸附量分别是3.04 mg·g-1和0.035 mg·m-2。用Langmuir方程(R2=0.997, K_L =1.796 L·mg-1)和Freundich方程(R2=0.895, K_F=0.918 L·mg-1, n=2.12)拟合活性炭无纺布对镉的等温吸附数据,Langmuir方程计算的理论吸附量为3.07 mg·g-1,与实验值相当,并且线性系数更高,说明该体系的吸附符合Langmuir方程,主要为单分子层吸附。Langmuir分离因子介于0和1之间,表明活性炭无纺布对镉的吸附容易进行。用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散方程和Elovich方程四种动力学模型拟合吸附过程。在吸附的前5 min,镉在活性炭无纺布上的吸附符合颗粒内扩散方程(R2=0.985),吸附主要受颗粒内扩散控制。在吸附的5～300 min,颗粒内扩散方程拟合较差。整个吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.999,k₂=0.367 g·mg-1·min-1),Elovich方程(R2=0.981,a=0.271 mg·g-1, b=0.083 mg·g-1·(lg min)-1)和准一级动力学方程(R2=0.927,k₁=0.008 8 min-1)次之,颗粒内扩散方程(R2=0.785)最差。活性炭无纺布对镉的吸附过程是一种化学作用为主的吸附过程。对5.00 mg·L-1含镉水样,活性炭无纺布投放量为10 g·L-1时,吸附后水中镉的浓度小于0.10 mg·L-1,符合《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)。活性炭无纺布可同时吸附镉,铜,铅,铬等重金属离子,选择性较差。但在电镀、采矿等实际废水中重金属种类复杂,适当提高吸附剂投放量,可同时去除多种重金属。利用活性炭无纺布吸附处理含镉水样,处理效果好、操作简单,可以作为去除水中镉的吸附剂,为含镉废水的处理提供了技术支持和理论基础。     

油菜秸秆对水溶液中Pb(Ⅱ)吸附条件优化与机理的研究

探究油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附能力及其吸附机理。以水溶液中Pb(Ⅱ)最大去除率为评价指标,采用响应面法Box-Behnken Design实验来分析溶液pH、Pb(Ⅱ)初始浓度、粒径大小、油菜秸秆各部位投加量和时间因素对油菜秸秆吸附Pb(Ⅱ)的影响程度并建立多元回归模型,优化出最佳吸附条件参数组合;应用吸附动力学、等温吸附线模型来拟合油菜秸秆各部位对Pb(Ⅱ)吸附过程,评价其吸附行为;用红外光谱对吸附水溶液中Pb(Ⅱ)前后的油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚进行表征,探讨其基团变化情况。结果表明： 水溶液pH与油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚的投加量两个因素是影响油菜秸秆对水溶液中Pb(Ⅱ)去除的关键因素。模型回归决定系数分别是R2_髓芯=0.9664,R2_外壳=0.970 1,R2_籽荚=0.964 9,方程拟合较好,模型可用。油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚对Pb(Ⅱ)的吸附行为符合二阶动力学方程与Langmuir等温线模型,对水溶液中Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为135.14,78.74和90.09 mg·g-1。通过比较油菜秸秆髓芯、外壳、籽荚吸附水溶液中Pb(Ⅱ)前后红外光谱图发现,油菜秸秆各部位基团(羟基、羧基、酰胺等基团)发生了峰波数位移、强度降低的变化,提示这些基团在吸附水溶液Pb(Ⅱ)过程中发挥重要作用。     

SiO2微球表面吸附PDADMAC的研究

研究了SiO2 微球表面吸附聚阳离子电解质聚二烯丙基二甲基氯化铵PDADMAC的吸附等温线分别随溶液NaCl浓度、pH值和温度的变化趋势 ,以及不同 pH值下的Zeta电位 .测试结果表明 ,聚电解质在SiO2 微球表面的吸附分别随盐浓度和pH值的增加而增加 ,该吸附属于Langmuir型 .随着PDADMAC吸附量的增加 ,SiO2微球的等电点逐渐向碱性范围移动 .在碱性条件下 ,吸附PDADMAC的SiO2 微球显示良好的分散稳定性 .XPS分析显示 ,SiO2 微球表面吸附PDADMAC后含氮 ,其N1s结合能为 4 0 1.7eV .O1s谱含两个峰 ,分别对应低结合能的SiO2 结构氧和高结合能的吸附氧 .当SiO2 微球表面吸附PDADMAC后吸附氧部分的O1s峰增加 .     

表面增强喇曼散射(SERS)光谱中影响增强效应因素的实验研究(Ⅲ)

本文研究了苯甲酸水溶液的pH值,电极外加电位对银电极表面吸附苯甲酸SERS光谱表面增强效应的影响。实验结果表明,苯甲酸以—COO~-根负离子吸附于银电极表面。通过改变溶液的pH值,使苯甲酸吸附于粗糙银电极表面,溶液pH值影响电极表面吸附苯甲酸的面密度,电极外加电位影响—COO~-根离子与银电极间的电荷迁移,电极外加电位也影响苯甲酸在粗糙银电极表面的吸附。