微波改性废酵母茵吸附废水中铜（Ⅱ）离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜（Ⅱ）离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明：在PH值为7．0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2＋初始浓度为40mg／L、微波改性废酵母菌投加量为4g／L时,微波改性酵母茵的最大吸附容量为41．84mg／g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0,分别为-6．12kJ／mol、9．2kJ／mol和48．19kJ／mol。说明废酵母菌对Cu2＋的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2＋的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

竹炭对水溶液中Ni(Ⅱ)的吸附

在NaAc-HAc缓冲体系中研究竹炭对Ni(Ⅱ)的吸附规律.结果表明:介质pH、粒径大小、初始浓度、反应时间、反应温度对吸附存有影响,在298 K、pH =3.0、初始浓度C0=0.113 mg·mL-1、反应时间为24 h、竹炭粒径为0.2 ～0.4 mm等条件下,每克竹炭的静态饱和吸附量为55.57 mg;与一级动力学相比,竹炭的动态吸附过程更符合二级吸附动力学方程,吸附平衡时间为100 min;竹炭对Ni(Ⅱ)的吸附更好地符合Langmuir吸附等温线,竹炭粒径越小,吸附量越大.吸附热力学参数为:△H =8.19 kJ·mol-1,△S =78.12 J·mol-1K-1,△G298k=-15.08 kJ·mo1-1.此外,还采用红外光谱方法探讨了吸附前后相关化学官能团的变化.研究表明,竹炭可用于去除废水中Ni(Ⅱ)离子.     

二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵的合成及性能研究

以麦草碱木质素为原料通过Mannich和磺化反应合成了二甲基-正丁基-磺化木质素基氯化铵(DBSLAC)两性表面活性剂,表征了其结构,考察其在不同pH值溶液中溶解性,并以铜离子为模拟废水考察了其吸附性能,以酸性黑(ATT)和亚甲基蓝为模拟染料废水考察了其絮凝性能。结果表明:傅里叶红外光谱(FT-IR)证明产物中含有季铵根和磺酸根的化学结构,DBSLAC含氮量2.34%。DBSLAC两性表面活性剂对Cu2+的吸附平衡符合Freundlich等温方程,并且在20 mL Cu2+溶液的初始质量浓度为100 mg/L,投加量0.002 g、pH值5.5和吸附时间2 h的条件下对Cu2+的吸附效果最佳,吸附量达262.34 mg/g;在20 mL染料溶液中,对酸性黑ATT(阴离子染料)的絮凝效果在投加量0.03 g、pH值2和染料质量浓度为0.1 g/L时最佳,最大脱色率75.41%;对亚甲基蓝(阳离子染料)的絮凝效果在投加量0.3 g、pH值9和染料质量浓度为0.1 g/L时最佳,最大脱色率97.87%,结果表明DBSLAC可用作重金属离子吸附剂和染料絮凝剂。     

改性玉米芯活性炭对镉的吸附性能研究

利用农业固体废物玉米芯作原料制备了活性炭,通过吸附热力学和吸附动力学过程,探讨了改性玉米芯活性炭对Cd²⁺模拟废水的吸附性能研究,以及考察了溶液pH值、活性炭投加量和温度对活性炭吸附Cd²⁺的影响。研究结果表明:磷酸改性600℃下裂解的活性炭吸附能力最好;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附等温线更符合Freundlich模型;改性玉米芯活性炭对Cd²⁺的吸附动力学过程用准二级动力学模型能更好地拟合;经过单因素影响试验的研究表明,溶液初始pH值为6、活性炭投加量为0.01g、吸附温度为40℃时,活性炭的吸附效果最好。     

复合型吸附剂黑曲霉菌丝体-壳聚糖的制备及对Cu~(2+)吸附的作用机制

以废弃黑曲霉菌丝体、壳聚糖为原料,用环氧氯丙烷进行交联,三聚磷酸钠进行固化,制备成黑曲霉菌丝体-壳聚糖,以此作为吸附剂对Cu~(2+)进行吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度、Cu~(2+)的初始质量浓度以及复合型吸附剂的投加量对吸附效率的影响,探讨了吸附的动力学和热力学规律。结果显示:提高吸附温度、吸附时间以及pH值均能使吸附率升高;在黑曲霉菌丝体-壳聚糖复合型吸附剂0.4 g,吸附时间180 min、pH值6、吸附温度为50℃、Cu~(2+)质量浓度为20 mg/L的条件下,对Cu~(2+)的吸附率达到99.42%。动力学数据分析表明吸附剂对Cu~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,粒子内扩散不是唯一的吸附速率控制步骤;吸附过程符合Freundlich等温线模型,说明吸附Cu~(2+)为非均相体系的表面吸附;ΔG0,ΔH和ΔS分别为6.104 2 kJ/mol和45.258 1 J/(mol·K),即该吸附是一个自发进行的吸热过程。     

杉木树皮吸附重金属离子性能和动力学研究

通过间歇吸附的方法研究了杉木树皮粉对水溶液中Cu2+、Cd2+和Pb2+重金属离子的吸附性能,研究了树皮粉粒径大小、重金属离子水溶液的pH值、吸附时间和溶液的初始浓度对杉木树皮吸附重金属离子吸附量的影响,并对吸附过程的等温吸附方程和吸附动力学模型进行了模拟拟合。结果表明:杉木树皮粉可以有效地吸附水溶液中的重金属离子,树皮粒径大小以250~830μm为宜,吸附适宜的水溶液pH值为5,吸附时间为30 min,此时0.6 g树皮粉对100 mL初始质量浓度为150 mg/L的重金属离子溶液Cu2+、Cd2+和Pb2+的吸附量分别为6.83、13.56和23.17 mg/g。45℃下等温吸附过程符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,但Langmuir等温吸附模型拟合相关性更高;吸附动力学符合Lagergren准二级动力学模型,拟合相关性R2大于0.997。说明杉木树皮粉可作为水溶液中重金属离子的有效吸附剂,其吸附主要为单分子层的化学吸附。     

三维电催化氧化处理苯胺废水

为研究三维电催化氧化对苯胺有机污染物的处理效果,在反应槽中投加柱状活性炭后,运用三维电催化氧化反应器,探讨了外加电压、初始pH、粒子电极投加量及Cl-浓度对苯胺去除效果的影响。结果表明:在电压5V,初始pH=4,粒子电极投加质量为100g,c(Cl-)为0.08mol/L,反应时间达到150min的条件下,苯胺的去除率最高,为98.2%。对降解过程中各时刻的浓度进行拟合,近似符合一级动力学方程。     

玉米芯改性吸附剂对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

高浓度的Cr(Ⅵ)已成为生态环境的主要污染源,为探索廉价高效的Cr(Ⅵ)处理技术,使用磷酸对玉米芯进行热改性处理,研究pH、投加量、振荡时间和Cr(Ⅵ)初始浓度等因素对于吸附效果的影响,并对改性前后的吸附性能进行对比分析。结果表明:较低的pH有利于吸附的进行,pH=1条件下,改性玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附效果最佳,去除率达到89.6%;随着投加量增加,吸附效果逐渐提高。吸附过程在80min左右基本达到平衡,满足准二级吸附动力学模型;吸附等温线满足Freundlich与Langmuir方程,相关系数均达到0.999;吸附过程为吸热过程,随着温度的上升,吸附容量逐渐增大。相同实验条件下,对于10mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,投加20g/L的玉米芯,改性处理将去除率提高22.8%,改性处理后玉米芯对Cr(Ⅵ)的吸附性能得到明显提升。     

纳米级Fe_3O_4对水中氟的吸附性能研究

采用共沉淀法制备纳米级Fe_3O_4,并研究了其对水中氟的吸附性能。通过透射电镜、X射线衍射等手段对其进行表征,研究了初始氟离子浓度、溶液pH值、吸附剂用量、反应时间等因素对Fe_3O_4吸附水中的氟性能的影响。结果表明:制备的纳米级Fe_3O_4平均粒径为20 nm;当氟离子初始浓度为5 mg/L,溶液pH值为3,吸附剂用量为40 g/L,反应时间为150 min时,氟去除率达到最高为80.03%;纳米级Fe_3O_4材料对氟的吸附等温线符合Freundlich方程,并且吸附动力学符合假二级动力学方程。     

金属离子催化臭氧降解甲基蓝染料的试验研究

以甲基蓝为目标污染物,在常规臭氧氧化体系中引入了废水中常见的金属离子,如Fe2+、Cu2+、Mn2+,形成均相臭氧催化体系进行试验,结果表明:能提高臭氧的氧化降解效率。在初始甲基蓝浓度为40mg/L,pH值为4～6的条件下,Fe2+、Mn2+和Cu2+3种离子的最佳投加量分别为0.1mg/L、0.5mg/L和1.0mg/L,3种离子的催化能力顺序为Fe2+≈Mn2+﹥Cu2+。     

天然膨润土吸附Cu2+的动力学、等温线及热力学研究

文章讨论了不同影响因素如接触时间、振荡速度、膨润土用量、初始离子浓度、初始pH、温度等对膨润土吸附性能的影响,研究了Cu2+在天然膨润土上吸附的动力学、等温线和热力学理论。动力学研究数据表明,吸附满足准二级动力学模型,吸附初始阶段受界面扩散控制,45 min后受粒子内扩散控制;吸附满足Freundlich等温线模型;吸附是一个自发的、吸热的过程,而且反应不可逆。     

的吸附

以胶原纤维为基质,通过醛交联剂将杨梅单宁固化在胶原纤维上,制备固化杨梅单宁(IMT)吸附材料.研究该吸附材料对Pb2+、Cd2+ 和Hg2+的吸附性能.实验表明该吸附材料对这3种金属离子的吸附容量大小顺序为Hg2+>Pb2+ >Cd2+.吸附容量与pH值有关,pH值7时,对Hg2+的吸附容量最大;pH值3时,对Pb2+和Cd2+的吸附容量最大.在上述pH值条件下,当吸附剂用量为0.1 g,金属离子初始浓度为200 mg/L、体积为100 mL时,IMT对Hg2+、Pb2+、Cd2+的平衡吸附容量分别为198、87和24 mg/g.通过研究温度对吸附平衡的影响以及吸附动力学,发现IMT对Hg2+的吸附主要为化学吸附,对Pb2+的吸附可能包含物理吸附和化学吸附,对Cd2+的吸附以物理吸附为主,这与金属离子在水溶液中的状态有关.当水体中同时存在Hg2+和Pb2+时,IMT对每种金属离子的平衡吸附容量几乎不受其它金属离子的影响,即可以用于同时吸附除去这些金属离子.     

Lindetype F（K）沸石对Cd2＋的吸附性能研究

利用粉煤灰合成了Linde type F（K）沸石吸附重金属Cd2＋,考察了吸附剂量、初始pH值、反应温度以及反应时间对C d2＋吸附效果的影响,同时进行了吸附动力学数据模拟。结果表明：吸附剂量、初始p H值、反应温度以及反应时间均对C d2＋的去除率影响显著。随着吸附剂投加量的不断增大,C d2＋去除效果不断提高,饱和吸附量逐渐减小。初始pH值为7时沸石吸附Cd2＋的去除率为100％。反应温度越高,沸石吸附Cd2＋达到平衡的时间越短。Linde type F（K）沸石对Cd2＋的吸附行为符合准二级反应动力学方程。     

竹炭对苯胺的吸附特性

研究竹炭对水溶液中苯胺的吸附特性,包括接触时间、pH值、吸附剂质量、吸附温度及溶液中苯胺的初始浓度对吸附的影响.结果表明;吸附平衡时间为360 min;在pH值4.0～6.4的Hae-NaAc缓冲体系中,竹炭对苯胺有较高的吸附能力,其中最佳吸附酸度为pH=5.90;当苯胺的初始浓度为0.060 mg·mL-1时,平衡吸附量为44.5mg·g-1,竹炭能有效地除去水相中的苯胺;随着温度的升高,吸附量增大,说明吸附过程是一个放热过程;竹炭对苯胺的吸附行为服从Freundlich吸附等温方程式;在0.8 mol·L-1H2SO4中,对使用过的竹炭采用微波加热处理法进行再生,竹炭的吸附能力恢复到原来的97%.竹炭有望成为除废水中苯胺的吸附材料.     

Study of Cr(VI) adsorption onto nitrogen-containing activated carbon preparation from bamboo processing residues

Nitrogen-containing bamboo charcoals were prepared using bamboo processing residues, and modified by melamine or urea. The iodine value of the products we obtained was analyzed, and two samples were chosen for the Cr(VI) adsorption. The experimental results show that under the KOH and carbon ratio of 3:1 (w₁/w₂), activation temperature 800 °C and activation time 1 h, the activated carbons modified by melamine boasted the iodine value of 1144 mg/g and the activated carbons modified by urea boasted the iodine value of 1263 mg/g. In addition, the equilibrium adsorption capacity is 95.3 mg/g for the activated carbons modified by melamine with the adsorbent dosage of 1.0 g/L at an initial pH 2 in the presence of 100 mg/L K₂Cr₂O₇ at 30 °C for 180 min and it is 94.2 mg/g for the activated carbons modified by urea in the same reaction condition. The pseudo-second-order kinetic model can better reflect the two kinds of nitrogen-containing activated carbons adsorption kinetic process of Cr(VI). The adsorption process conforms to the Langmuir model, indicating that the process is single molecular layer adsorption.     

的吸附

以胶原纤维为基质,通过交联剂将黑荆树单宁、落叶松单宁和毛杨梅单宁固化在胶原纤维上制备吸附材料.实验表明,3种固化单宁对Cu2+的吸附平衡均符合Freundlich方程,其吸附容量大小顺序为固化毛杨梅单宁>固化黑荆树单宁>固化落叶松单宁.进一步研究了固化黑荆树单宁的吸附动力学、吸附柱动力学,以及温度、pH值等对吸附平衡的影响.结果表明,温度对吸附平衡的影响不明显,但pH值对吸附平衡有较大影响,在适当范围内提高pH值,会增加平衡吸附量;吸附动力学可用拟二级速度方程来描述,当吸附温度≥318 K时,由拟二级速度方程计算所得到的平衡吸附量与实测的平衡吸附量非常吻合.固化单宁具有良好的柱动力学特性,吸附柱极易再生并且能循环使用,吸附过程极有可能是在材料的表面进行.     

竹炭对苯胺吸附的热力学与动力学研究

从热力学和动力学角度，研究了竹炭对水中苯胺的吸附行为。动力学研究表明：竹炭对苯胺的吸附拟用准一级动力学描述，动力学方程可表示为-In（1-F）=kt。表观吸附速率常数与温度的关系符合Arrhenius经验公式，测得其表观活化能约为29．4kJ／mol。热力学研究表明：温度升高，吸附平衡常数减小，吸附量减小。竹炭对苯胺吸附的焓变为负值，说明竹炭吸附过程为放热过程，且AH〈40kJ／mol，表明吸附过程主要为物理吸附。测得吉布斯自由能AG〈0，表明吸附质从溶液到吸附刺表面的吸附过程是自发过程。     

煤焦油加工废水的酸化—芬顿法预处理

采用酸化-芬顿法对成分复杂、有机污染物浓度高、色度大及难生化降解的煤焦油废水进行了预处理实验研究,主要考察了反应时间、pH值、温度、FeSO4及H2O2投加量等不同反应条件对煤焦油废水中COD去除率的影响。结果表明:Fe2+质量浓度为20.g/L的FeSO4溶液用量为2mL/100mL废水,质量分数为15%的H2O2用量为4mL/100mL废水,pH值为5.0,反应时间为3h时,CODcr从4.58g/L降至1.20g/L以下,去除率达85%以上,处理后的水质可满足后续生物处理的要求。     

和稀盐酸联合催化下的水解动力学研究

以微晶纤维素为原料,在1 g/L的FeCl3存在下和2%的盐酸溶液体系中进行水解,根据水解属于串联反应的特点,研究了微晶纤维素在H+和Fe3+共同作用下的水解动力学规律。研究采用目标物产率与模型函数值残差(S)为最小确定模型函数,对实验数据进行了处理。结果表明:H+和Fe3+共同作用能显著降低纤维素水解和葡萄糖降解的活化能。其中,纤维素水解成为葡萄糖的活化能为81.70 kJ/mol,葡萄糖降解成为小分子的活化能为43.85 kJ/mol,在温度为130、140和150℃时,纤维素水解速率常数分别为0.041 4、0.073 2和0.115 3 h-1,相应温度下葡萄糖降解速率常数分别为0.205 3、0.242 4和0.356 5 h-1。