镁铝层状超分子化合物去除废水中的六价铬

实验比较了Na_2CO_3/Na OH、Na OH和NH4OH沉淀法制备的镁铝层状化合物对模拟废水中Cr(Ⅵ)的去除效果,并通过X射线衍射和Brunauer-Emmett-Teller(BET)方法分析了材料的结构特征。结果表明,以Na_2CO_3/Na OH为沉淀剂制备的镁铝层状化合物结晶度高、层状结构完整、比表面积较大、孔径适宜、吸附Cr(Ⅵ)的效果最佳,其优化吸附工艺为:固液比为1 g/500 m L,体系pH值为7~9,室温下震荡9 h。在最佳吸附条件下,镁铝层状化合物对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量达到199.4 mg/g。镁铝层状化合物通过与含铬阴离子形成层状超分子化合物的方式实现了废水中铬的去除,对含Cr(Ⅵ)226.1 mg/L的实验室废水经6次工艺处理后,残余量小于0.5 mg/L,低于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)指标。镁铝层状化合物是一种处理实验室废水中Cr(Ⅵ)的优良吸附剂。     

PPS基叔胺离子交换纤维对Cr(Ⅵ)选择性吸附研究

首次报道通过氯甲基化聚苯硫醚纤维的胺化反应制得一种叔胺型离子交换纤维,研究了Cr2O72-和SO42-共存体系中该纤维对Cr(Ⅵ)的选择性吸附性能。结果表明,该离子交换纤维具有很高吸附容量,SO42-的存在并不影响该纤维对Cr(Ⅵ)的选择性吸附。在溶液pH值为2,Cr(Ⅵ)和SO42-浓度分别为65mg/L和480mg/L条件下,OH-型和SO42-型叔胺离子交换纤维对Cr(Ⅵ)的吸附容量分别为308.09mg/g和335.56mg/g。NaOH溶液可将CrO42-有效洗脱,纤维经过5次吸附-再生循环后,其吸附性能基本保持不变。     

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。     

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.     

Cr(Ⅵ)-氯代苯酚共存污染体系中的光反应与光催化反应研究

Cr(Ⅵ)-4CP(4-氯苯酚)共存污染体系中Cr(Ⅵ)离子的紫外光致还原主要是由于Cr(Ⅵ)与4CP光解产物之间的氧化还原反应而引起的。Cr(Ⅵ)离子还原受光强和体系酸度影响较大,还原速率呈零级反应。随体系pH值增大,Cr(Ⅵ)离子还原速率下降。中性条件下,光反应结束后有沉淀产物生成,这对于采用光化学方法消除环境污染提供了很有意义的结果。4CP存在对Cr(Ⅵ)离子在TiO₂表面的暗态吸附没有影响。Cr(Ⅵ)-4CP-TiO₂体系中Cr(Ⅵ)离子的紫外光致还原主要包括了两种反应:Cr(Ⅵ)与4CP之间的均相反应以及Cr(Ⅵ)离子在TiO₂表面的光催化还原反应。一定波长紫外光下,排除Cr(Ⅵ)-4CP-TiO₂体系中的均相反应,使得4CP对Cr(Ⅵ)离子光催化还原反应的促进作用得以证实。     

交联羧甲基淀粉预富集-悬浮体进样-石墨炉原子吸收法测定水样中铬(Ⅲ)和铬(Ⅵ)

以交联羧甲基淀粉(CCMS)为吸附剂,悬浮体进样-石墨炉原子吸收法(GFAAS)测定环境水样中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)形态。研究了溶液pH值、吸附时间、溶液体积、共存离子等对CCMS吸附Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在pH=6.0时,吸附15 min,CCMS可以选择性地吸附Cr(Ⅲ),对Cr(Ⅵ)不吸附,从而实现Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的分离。将吸附Cr?的CCMS加0.1%的琼脂制成悬浮体直接进石墨炉检测,用1 mL 1%盐酸羟胺将Cr(Ⅲ)还原成Cr(Ⅵ),测总铬。方法对Cr(Ⅲ)的检出限为0.044μg/L,相对标准偏差(RSD)为10.4%(初始浓度CCr(Ⅲ)=1.0μg/L,n=11),富集倍数为50倍。将本方法应用于环境标准样品的测定,测得结果与标准值相符。     

碳掺杂六方氮化硼/二硫化钼吸附还原六价铬和助催化降解有机污染物

针对二硫化钼(MoS₂)因易团聚导致去除六价铬[Cr(Ⅵ)]容量低的问题, 利用六方氮化硼(BN)良好的吸附性和化学稳定性, 以多巴胺作为BN改性剂, 通过煅烧法和水热法制得碳掺杂六方氮化硼(c-BN)负载MoS₂纳米复合材料(c-BN@MoS₂). 研究了室温条件下c-BN@MoS₂对Cr(Ⅵ)的吸附还原和助催化降解有机污染物的性能. 实验结果表明, c-BN@MoS₂在40 min内对50 mg/L的Cr(Ⅵ)吸附还原去除率高达95%以上, 且以将 Cr(Ⅵ)还原至Cr(Ⅲ)为主, 在pH值为2、 温度为25 ℃条件下去除Cr(Ⅵ)最大容量可达401 mg/g, 显著高于 MoS₂(98 mg/g). 分析显示, c-BN不仅提高了MoS₂的平均孔径, 还可促进MoS₂生成金属特性的1T相, 有利于吸附Cr(Ⅵ)和加快氧化还原过程中的电子转移. 在Fe²⁺/PMS(过一硫酸氢盐)催化体系加入c-BN@MoS₂, 该体系对磺胺甲恶唑的降解性能明显增强, 其反应速率常数提高3倍, 这主要归因于c-BN@MoS₂明显加快了Fe³⁺到Fe²⁺的转变, 导致更多?OH产生, 达到增强降解污染物的目标.     

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。     

环糊精修饰SiO_2萃取-原子吸收测定Cr(Ⅵ)

合成了改性β-环糊精修饰的氧化硅复合材料(SiO_2@CD),并将其作为固相萃取材料,研究了该材料在重金属离子Cr(Ⅵ)的形态分析中的应用。结果表明,在pH 2.5的缓冲溶液中,材料能定量吸附Cr(Ⅵ),而几乎不吸附Cr(Ⅲ)。在优化条件下,材料对Cr(Ⅵ)的富集倍数为25,饱和吸附容量为16.8 mg/g。建立了SiO_2@CD固相萃取-火焰原子吸收联用测定Cr(Ⅵ)形态的新方法,方法的检出限为0.75μg/L。该方法用于检测汽水和茶水样品中Cr(Ⅵ),加标回收率为97.8%~106.3%,结果满意。     

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。     

油茶果壳活性炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的去除

利用磷酸活化法制备油茶果壳活性炭,并将其作为吸附剂用于去除水溶液中的Cr(Ⅵ),同时探讨了不同参数(Cr(Ⅵ)的初始浓度、吸附剂的用量、pH、温度等)对油茶果壳活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:当温度为293 K,Cr(Ⅵ)初始浓度为250 mg/L,pH为2.0时,Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达165.0 mg/L。根据吸附动力学原理,发现其吸附过程遵循拟二级动力学模型。Cr(Ⅵ)的去除程度随Cr(Ⅵ)初始浓度的升高而增加,且其平衡数据与Freundlich模型拟合良好。     

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。     

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。     

Al/Fe多核羟基阳离子柱撑膨润土的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附

以云南砚山膨润土为原料,Al~(3+)和Fe~(3+)为柱化剂,采用水热离子交换法,在不同B值(OH-/M~(3+)物质的量之比)和不同Al/Fe条件下制备Al/Fe多核羟基阳离子柱撑膨润土,并用其作为吸附剂吸附Cr(Ⅵ)离子含量为100 mg/L的模拟废水。结果表明,原土的吸附率较低,柱撑后的膨润土有很好吸附效果,吸附率均在90%以上,其中B值为2.5,Al/Fe为1∶10条件下,Cr(Ⅵ)的吸附率达到99.81%。     

纳米氧化镁对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用乳液法制备不同形貌的花状和片状MgO纳米粒子并研究其对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。运用静态吸附实验考察吸附时间和吸附剂MgO用量对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的去除率影响,探讨MgO纳米粒子的微观机构对其吸附性能的影响机制。结果表明,花状MgO和片状MgO对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子表现出优异的吸附性能,对金属离子的去除效果是Cu(Ⅱ)Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ),5min基本达到吸附平衡;花状MgO对金属离子Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能明显优于片状MgO,这归因于比表面积大、多孔结构的花状MgO为金属离子提供更多的吸附活性位。与Temkin模型和Freundlich模型相比,Langmuir等温吸附模型更符合MgO样品在含Cu(Ⅱ)离子溶液体系中对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子的吸附过程,这意味着Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子在MgO纳米粒子表面的吸附属于单分子层吸附。花状和片状MgO对金属铬离子的吸附行为符合伪一级动力学模型。     

锆基金属有机框架与Fe2O3复合材料对砷的吸附及机理研究

利用水热法制备Ui O-66(OH)@Fe₂O₃复合材料，并将其用于As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附。结果表明，Ui O-66(OH)@Fe₂O₃去除As(Ⅲ)的最佳p H=11，平衡吸附时间为180 min，最大吸附量为140.0 mg/g，此时去除As(Ⅲ)的主要形态为H₂As O₃^-；Ui O-66(OH)@Fe₂O₃去除As(Ⅴ)的最佳p H=9，平衡吸附时间为90 min，最大吸附量为260.0 mg/g，在该p H值下去除As(Ⅴ)的主要形态为HAs O₄^2-。进一步探究了此吸附剂对砷的吸附动力学和热力学行为，考察了共存离子对吸附的影响，并评价了吸附剂的重复使用效果。结果表明，此吸附剂对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的去除均满足拟二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，并且在不同温度下的ΔG⁰均小于零，表明整个吸附过程属...     

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.     

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。     

共沉淀法辅助分离-离子色谱与电感耦合等离子体质谱联用测定玩具材料中三价铬及超痕量六价铬

采用0.07 mol/L盐酸萃取样品,取一部分萃取液用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定可迁移总铬含量,另一部分萃取液通过Al(NO3)3共沉淀法去除高含量干扰阳离子后用离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用法(IC-ICP-MS)测定六价铬(Cr(Ⅵ))含量,用可迁移总铬量减去Cr(Ⅵ)含量求得Cr(Ⅲ)含量,可迁移总铭及Cr(Ⅵ)的方法定量下限分别达0.01 mg/kg和0.003 mg/kg。选取2009/48/EC玩具新指令涉及的玩具材料进行加标及阳性样品验证,可迁移总铭及Cr(Ⅵ)的加标回收率分别为90.2%~101.5%和96.7%~106.7%,实验室间相对标准偏差分别不高于7.4%和7.9%。方法准确可靠,可实现玩具新指令所涉及的3类玩具材料中Cr(Ⅲ)及Cr(Ⅵ)的检测。