荞麦皮生物吸附去除水中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机理

农业废弃物荞麦皮作为生物吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除动力学以及溶液pH、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响;通过FT-IR,XPS,SEM-EDX对荞麦皮表面组成和结构进行表征,探索荞麦皮去除Cr(Ⅵ)的机理.结果显示:荞麦皮对Cr(Ⅵ)有很高的去除效率.常温下5.0 g·L-1的荞麦皮在pH=2.0下对100 mg·L-1 Cr(Ⅵ)溶液的去除率可达99.87%.荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH=2.0时达到最大;随吸附剂用量增加而增大;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小.单位质量荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除量随吸附剂用量增加而减小;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.在20℃,pH=2.0,吸附用量为5.0 g·L-1时,荞麦皮对Cr(Ⅵ)的最大去除容量约为36.4 mg·g-1.荞麦皮吸附去除Cr(Ⅵ)的过程符合准二级吸附动力学.FT-IR,XPS和SEM-EDX分析结果表明:荞麦皮是一个多孔材料,表面存在羧基、氨基、羟基等活性基团;荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除是一个吸附-还原耦合的过程,包括Cr(Ⅵ)在荞麦皮表面上的静电吸附,以及此后的固相还原和对还原态的Cr(Ⅲ)再吸附;Cr(Ⅲ)的吸附主要是通过与荞麦皮表面的羧基、氨基的配位,以及与其中的阳离子发生离子交换作用实现的.     

生物吸附剂菹草干粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

开发了高效去除重金属Cr(Ⅵ)污染的生物吸附剂,菹草(Potamogeton crispus)干粉吸附剂,通过单因素分析考察了吸附时间、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值、吸附剂用量、Cr(Ⅵ)初始浓度以及离子强度等对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。 结果表明,对吸附效果影响显著的因素有Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值和离子强度;其吸附行为符合准二级动力学方程,相关系数为0.9998;菹草对Cr(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir方程。     

交联化羟丙基壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附与结构分析

研究了交联化羟丙基壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附作用,探讨了溶液的pH值、反应时间、温度、初始浓度等因素对其吸附性能的影响,并且用FTIR、XRD和SEM对吸附前后物质进行了表征与结构分析。实验表明,pH是交联羟丙基壳聚糖吸附Cr(Ⅵ)的主要影响因素。在pH=5时,对Cr(Ⅵ)初始浓度为15mg/L的溶液,可控制温度在20℃左右吸附2h,吸附剂交联羟丙基壳聚糖用量为1g/100mL溶液即能达到满意的吸附效果。吸附后由于交联羟丙基壳聚糖与Cr(Ⅵ)的配位作用使得交联羟丙基壳聚糖的结晶性明显降低;Cr(Ⅵ)的配位使得交联羟丙基壳聚糖的表面形貌发生了改变。     

猪骨基多孔炭对六价铬吸附性能的分析

以废弃的猪骨为原料制备的多孔炭作为吸附剂,分析了其对含Cr工业废水的净化作用,并对其吸附机理进行探讨。结果表明,吸附体系的pH、吸附时间、Cr(Ⅵ)初始浓度对多孔炭吸附Cr(Ⅵ)的能力影响较大,多孔炭材料的比表面积对其吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)起决定性作用。该吸附过程符合二级动力学吸附模型,并且可用Langmuir吸附等温线来描述。所以猪骨基多孔炭有望成为含Cr(Ⅵ)废水的良好净化剂。     

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△H=8.64 kJ/mol.     

不同类型阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过静态吸附实验、动力学实验,从3种吸附去除Cr(Ⅵ)的离子交换树脂中优选出DEX-Cr树脂,研究了pH、温度对其交换性能的影响,进一步对树脂的动态吸附-再生性能和重复使用稳定性进行了考察。结果表明DEX-Cr树脂对Cr(Ⅵ)的吸附去除效果好,且重复使用稳定性高,可以作为分离去除Cr(Ⅵ)的高效吸附剂。     

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。     

磁性壳聚糖微球的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

用壳聚糖包埋磁流体,用戊二醛交联制成磁性壳聚糖微球,并用红外光谱表征其结构。用制备的磁性壳聚糖微球吸附Cr(Ⅵ)离子,考察了其对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能;探讨了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、温度、Cr(Ⅵ)起始浓度以及其他离子存在对Cr(Ⅵ)离子去除率的影响。实验结果表明,磁性壳聚糖微球吸附Cr(Ⅵ)离子的最佳条件为:吸附平衡时间40 min,最佳吸附pH值6左右,磁性壳聚糖微球用量10 mg,温度升高有利于提高磁性壳聚糖微球的吸附效率,Cr(Ⅵ)离子起始质量浓度为12μg/mL,无机盐的存在引起磁性壳聚糖微球的吸附性能降低。并且考察了吸附剂的再生性能,实验结果表明磁性壳聚糖微球具有良好的重复使用性。     

凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4吸附剂的制备及Cr(Ⅵ)的脱除

采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO_2和Fe_3O_4的凹凸棒黏土(TiO_2-Fe_3O_4-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3∶4时吸附效果最佳。当吸附剂质量为0. 6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0. 8 mg/L时,pH=6,温度20℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79. 8%。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。在20～40℃条件下,吸附过程ΔG 0、ΔS=-43. 55 J/(mol·K)、ΔH=-14. 36 k J/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。     

异氛围炭化核桃壳对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

将粒径为1.0~1.6mm的新疆核桃壳在普通氛围、真空氛围下分别进行炭化,选取粒径为0.5~1.0mm的核桃壳作为吸附剂来吸附含Cr(Ⅵ)废水,探讨了水样初始p H值、吸附剂用量、吸附时间、转速和水样初始浓度等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,并采用SEM和FT-IR现代技术对吸附剂的表面结构进行表征。实验结果表明,普通氛围、真空氛围下的炭化核桃壳对Cr(Ⅵ)的去除率分别为98.7%、94.8%,其最大吸附量依次为8.731mg/g、8.480mg/g。吸附等温线及其模型的拟合结果显示,Langmuir模型能较好地反映吸附过程特征;吸附动力学分析结果表明,该动态吸附平衡遵循拟二级动力学方程。     

改性咖啡渣对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

分别采用沸水浸泡、磷酸浸泡的方法对咖啡渣进行改性处理,制备了咖啡渣基质吸附剂,利用FT-IR、SEM和XRD对其进行表征,并考察咖啡渣基质吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,咖啡渣基质吸附剂的吸附性能优良,相同条件下,磷酸浸泡改性后吸附效果明显优于沸水浸泡,孔隙结构更完善。模拟废水初始浓度为20mg/L,不调节pH值,温度为25℃,ACCG10投加量为12g/L,吸附60min时Cr(Ⅵ)的去除率可达99.59%,吸附过程符合Freundlich吸附等温模型,最大理论吸附量为16.74mg/g。咖啡渣为非晶型结构,改性前后基本框架并未改变。     

米曲霉菌体吸附没食子酸的机制研究

用米曲霉CGMCC5992活菌体作为生物吸附剂,吸附含没食子酸的废水。研究了菌体量、初始pH值、时间、起始浓度对吸附效果的影响。通过吸附动力学、热力学模型拟合,并结合扫描电镜(SEM)分析,初步探讨其吸附机理。结果表明,在菌体量8g/L,初始pH=3,起始浓度100mg/L,吸附6h条件下,去除率达到93.40%。米曲霉对没食子酸的吸附符合Langmuir模型,其最大吸附量可达20.24mg/g。吸附动力学可用准二级动力学方程描述。SEM显示,吸附后,米曲霉菌丝球形态以及菌体表面结构发生了改变。     

氨基改性核桃壳对废水中Cr(Ⅵ)的静态吸附研究

对1.0~1.6mm的新疆核桃壳进行改性,在其表面引入氨基基团,以此作为吸附剂,研究其对含Cr(VI)模拟废水的静态吸附性能。实验结果表明,改性核桃壳对Cr(VI)有很好的吸附作用,对于50m L浓度为20mg/L模拟水样,当温度为25℃,水样初始p H值为5.89,吸附剂用量为0.50g,吸附时间为180min时,Cr(VI)的去除率可以达到98.6%,并且随着体系温度的升高,改性核桃壳对Cr(VI)的吸附量逐渐增加。吸附等温线拟合结果表明,Langmuir吸附等温模型能更好地描述上述吸附过程。     

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.     

载Fe活性炭纤维除As(Ⅴ)的动力学及机理

研究了铁改性活性炭纤维(Fe-ACF)吸附地表水中砷离子的吸附特性。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积和孔径变化等探讨了Fe-ACF表面物质形貌、组成和吸附机理,考察了不同pH值和吸附剂投加量对As(Ⅴ)去除效果的影响,讨论了303K、313K、323K等条件下的吸附动力学及热力学。实验结果表明,Fe-ACF表面生成的氧化物为Fe2O3和Fe3O4,改性前后比表面积和孔容显著减小,吸附机理为Fe(OH)3(s)絮凝除As(Ⅴ)和活性炭纤维吸附除As(Ⅴ)。当pH=7,吸附剂投加量为2.0g/L时,出水As(Ⅴ)浓度可以达到国家地表水环境质量标准(<0.05mg/L)。Fe-ACF对As(Ⅴ)的吸附动力学及等温吸附的实验结果与准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型相吻合;吸附速率及吸附容量都随着温度的增加而增加;吸附速率k2从0.0372g/mg min增加到0.0434g/mg min,由Langmuir等温吸附拟合得到的吸附容量从11.31mg/g增加到18.34mg/g。根据标准吉布斯自由能变ΔG0<0、标准反应焓变ΔH0>0判断,Fe-ACF对As(Ⅴ)的吸附为自发的吸热过程。     

2种羟基氧化铁对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过水解方法制备了α-FeO(OH)和β-FeO(OH),研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能及影响因素。结果表明,2种形式的FeO(OH)在弱酸性环境中对Cr(Ⅵ)均表现出很好的去除效果,吸附过程能够用Langmuir模型较好地描述,α-FeO(OH)和β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分别为50.25和42.02mg/g。对初始质量浓度达10mg/LCr(Ⅵ)的水样,通过α-FeO(OH)和β-FeO(OH)的吸附作用,可以将水中Cr(Ⅵ)控制在饮用水安全标准之下。200mg/LCl-、SO42-,100mg/LF-作为共存离子时,对2种吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的效果无明显影响;但100mg/L的H2PO4-和HCO3-共存,可使α-FeO(OH)、β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的去除效果降低15%～20%。离子强度增加使吸附能力降低。     

污泥/钛铁矿复合吸附剂的制备及其吸附Cr(Ⅵ)研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,添加微量钛铁矿,采用氯化锌活化法制备复合吸附剂,并考察了其对含Cr(Ⅵ)废水的处理效果。研究表明:钛铁矿添加量1.5%、氯化锌浓度3 mol/L、固液比1∶2、活化温度550℃和活化时间40 min时,复合吸附剂碘吸附值可达523.24mg/g,比表面积为285.003 m2/g,相对于不添加钛铁矿的纯污泥吸附剂分别提高了27.95%和43.08%;吸附Cr(Ⅵ)废水研究表明,当pH为1.5、吸附剂用量为4 g/L、吸附时间为120 min时,吸附率可达99.17%,吸附量为12.4 mg/g。     

Fe3O4/菹草磁性材料的制备及对刚果红吸附研究

本研究以菹草为原料,采用化学共沉淀方法制备Fe_3O_4/菹草磁性纳米材料并应用于刚果红染料的吸附实验中。探究了pH、吸附时间、吸附剂用量、温度四个因素对吸附效果的影响。研究结果表明:该材料吸附刚果红的最佳条件为初始浓度为20 mg·L~(-1)时,pH值为5,吸附剂投加量0.2 g,吸附时间4 h及温度为30℃;在最佳吸附条件下,其对刚果红去除效率远远高于商业活性炭,吸附率达到96.8%,吸附量为4.84 mg·g~(-1),为商业活性炭的1.91倍。该新型材料原料易得、制备简单、绿色高效、易于回收,在有机废水的治理中将具有潜在的应用前景。     

镁铝类水滑石在Cr(Ⅵ)和对甲基苯酚复合污染中的吸附

以Cr(Ⅵ)、对甲基苯酚为代表污染物,用实验室模拟法研究了镁铝类水滑石（Mg-Al HTlc）对Cr(Ⅵ)的吸附行为。 结果表明,在Mg-Al HTlc/Cr(Ⅵ)/对甲基苯酚体系中,吸附动力学和热力学分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温式;溶液中共存的对甲基苯酚会延缓Mg-Al HTlc对Cr(Ⅵ)的吸附速率,但会增加其对Cr(Ⅵ)的吸附量。 一方面,Cr(Ⅵ)与对甲基苯酚产生竞争吸附,竞争作用的大小和溶液中对甲基苯酚与Cr(Ⅵ)的浓度比有关;另一方面,Mg-Al HTlc对对甲基苯酚的吸附可降低体系pH值,增加Cr(Ⅵ)的吸附量,随Cr(Ⅵ)初始浓度的增加,酚离子的竞争能力相对减弱,当Cr(Ⅵ)与对甲基苯酚的质量浓度比大于3时,Cr(Ⅵ)的吸附量增加显著,去除率增强。体系温度升高使Cr(Ⅵ)的吸附量降低。     

Characteristic and Mechanism of Cr（VI） Biosorption by Buckwheat Hull from Aqueous Solutions

农业废弃物荞麦皮作为生物吸附剂去除水中Cr（VI）,研究了荞麦皮对Cr（VI）的去除动力学以及溶液pH、吸附剂用量和Cr（VI）初始浓度对去除效率的影响;通过FT-IR,XPS,SEM．EDX对荞麦皮表面组成和结构进行表征,探索荞麦皮去除Cr（VI）的机理．结果显示：荞麦皮对Cr（VI）有很高的去除效率．常温下5．0g·L^-1的荞麦皮在pH=2.0下对100mg·L^-1Cr（V0溶液的去除率可达99．87％．荞麦皮对Cr（VI）的去除率随溶液pH降低而升高,在pH=2.0时达到最大;随吸附剂用量增加而增大;随Cr（VI）初始浓度增加而减小．单位质量荞麦皮对Cr（V1）的去除量随吸附剂用量增加而减小;随Cr（VI）初始浓度增加而增加,最后趋于稳定．在20℃,pH=2．0,吸附用量为5．0g·L^-1时,荞麦皮对Cr（W）的最大去除容量约为36．4mg·g^-1．荞麦皮吸附去除Cr（Vb的过程符合准二级吸附动力学．FT-IR,XPS和SEM-EDX分析结果表明：荞麦皮是一个多孔材料,表面存在羧基、氨基、羟基等活性基团;荞麦皮对Cr（VI）的去除是一个吸附一还原耦合的过程,包括Cr（VI）在荞麦皮表面上的静电吸附,以及此后的固相还原和对还原态的Cr（Ⅲ）再吸附;Cr（Ⅲ）的吸附主要是通过与荞麦皮表面的羧基、氨基的配位,以及与其中的阳离子发生离子交换作用实现的．