盐酸改性膨润土对铜离子的吸附性能

[目的]筛选盐酸改性膨润土对Cu（Ⅱ）吸附的最适吸附条件及最佳吸附性能,以期改性粘土矿物材料在重金属污染治理领域的应用提供理论基础.[方法]通过单因素与多因素相结合的方法,以贵州六盘水某地区膨润土为原料,利用盐酸对膨润土进行改性,探讨盐酸改性膨润土投加量、Cu（Ⅱ）初始浓度、溶液初始pH和反应温度等因素对Cu（Ⅱ）吸附程度的影响,并采用正交试验筛选出盐酸改性膨润土对Cu（Ⅱ）吸附的最佳吸附条件.[结果]Cu（Ⅱ）的去除率随着投加量、pH和温度的提高而增大;Cu（Ⅱ）的初始浓度增大,改性膨润土的吸附量也随之增加.最佳吸附条件为：Cu（Ⅱ）初始浓度100 mg/L,改性膨润土投加量1.0g,pH 7.0,温度40℃,吸附时间140m in时,该吸附条件下Cu（Ⅱ）的去除率可达98.2％.[结论]利用盐酸改性的膨润土吸附铜离子具有制作过程简单、价格低廉的特点,是解决重金属污染的有效途径.     

钡改性膨润土吸附水中Cr(VI)的研究

以河南信阳膨润土为原料,制备钠化土.用氯化钡对钠改型膨润土进行改性,并用制备的改性土对六价铬模拟废水进行吸附试验.结果表明:在改性剂用量与膨润土的用量比为0.25,pH为5.0～9.0,温度为25℃,改性土的投加量为8g/L,吸附时间为60min的条件下,改性土对19mg/L的含铬废水的去除率达到了83.77%.     

新型粉煤灰陶粒对水中Cu(Ⅱ)的去除特性及吸附等温模拟

以粉煤灰、膨润土等制备新型粉煤灰陶粒,考察粉煤灰陶粒对溶液中Cu(Ⅱ)的去除特性并进行吸附等温线拟合.结果表明,粉煤灰陶粒对Cu(Ⅱ)的去除主要为吸附过程,对Cu(Ⅱ)的吸附效果与陶粒用量、温度及振荡速度有关,较大的粉煤灰陶粒用量、适宜的温度及振荡有较好的Cu(Ⅱ)去除效果.当温度为25℃、pH4.5及振荡速度150 r/min时,2.00 g粉煤灰陶粒对50 mL溶液中浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)去除率为100％,而同等条件下两种普通市售陶粒的Cu(Ⅱ)去除率分别只有14.6％、6.3％.陶粒吸附柱可连续4次对250 mL浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)去除率达90％以上.25℃时粉煤灰陶粒对Cu(Ⅱ)的最大吸附量为2.78 mg/g,其吸附过程符合Langmuir等温式,以Freundlich吸附等温式拟合则相关性较差.     

钡改性膨润土吸附水中Cr（VI）的研究

以河南信阳膨润土为原料,制备钠化土。用氯化钡对钠改型膨润土进行改性,并用制备的改性土对六价铬模拟废水进行吸附试验。结果表明：在改性剂用量与膨润土的用量比为0．25,pH为5．0～9．0,温度为25℃,改性土的投加量为8g／L,吸附时间为60min的条件下,改性土对19mg／L的含铬废水的去除率达到了83．77％。     

灵芝菌糠对水中重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过改变投加量、pH、Cu(Ⅱ)浓度、吸附时长和温度等因素,研究灵芝菌糠对水中重金属Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,灵芝菌糠对水中重金属Cu(Ⅱ)具有较好的吸附性能,具有用于实际处理含Cu(Ⅱ)废水的应用前景。灵芝菌糠对Cu(Ⅱ)吸附的最佳条件是投加量30 g/L、pH=6、吸附时长90 min、温度35℃。吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型。     

不同体系中不同土壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附能力的比较

用等比例和不等比例2种方式比较了长江三角洲和珠江三角洲地区4种水稻土和1种红壤对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的单一吸附和竞争吸附情况。结果表明,在不等比例下(Cu∶Pb∶Cd=10∶10∶1),无论是在单一体系还是在竞争条件下,4种水稻土对Pb(Ⅱ)的吸附量均大于其对Cu(Ⅱ)的。在等比例下(Cu∶Pb∶Cd=1∶1∶1)水稻土对3种重金属的亲和力的相对大小为:Pb>Cu>Cd。在红壤体系中,低pH(pH4.2)时土壤对3种重金属离子的吸附亲和力的大小顺序与水稻土相同,但在较高pH时(pH5.2)其顺序为Cu>Pb>Cd。这一变化与红壤对Cu的吸附量随pH的增加幅度大于对Pb的有关。竞争条件下土壤对重金属离子的吸附量均比单一体系中的低,在等比例竞争条件下土壤对Cu和Pb的吸附量的减小幅度比不等比例条件下更大。红壤在pH4.2时对3种重金属离子的吸附量比水稻土中的低得多,但在pH5.2时红壤对重金属离子吸附量的增幅又比水稻土中的大得多。表明土壤无机矿物在重金属吸附中起主导作用,土壤的粘土矿物组成和CEC的大小对重金属吸附有重要影响。     

Cu(Ⅱ)对红壤吸附Cr(Ⅵ)的影响

选择3种红壤研究了Cu(Ⅱ)对土壤吸附CrO42-的影响,结果表明Cu(Ⅱ)显著增加了土壤对CrO42-的吸附量,Cu(Ⅱ)对CrO42-吸附的影响程度随着Cu(Ⅱ)加入量的增加和体系pH的升高而增加.3种土壤对CrO42-的吸附量及Cu(Ⅱ)对土壤吸附CrO42-影响的大小顺序为:广西红壤>湖南红壤>江西红壤,这与这些土壤游离氧化铁和游离氧化铝含量的大小顺序基本一致.Cu(Ⅱ)不仅增加土壤对CrO42-的吸附量,在铜存在下土壤吸附的CrO42-的解吸量也高于对照体系中的,但解吸增量(加铜体系与对照体系之间解吸量的差值)比吸附增量(加铜体系与对照体系之间吸附量的差值)低得多,说明Cu(Ⅱ)对OrO42-在土壤中吸附的促进作用机制涉及静电作用、专性吸附和表面共沉淀.不同土壤中,不同机制对Cu(Ⅱ)促进CrO42-吸附的相对贡献不同,广西红壤中静电吸附的贡献很小;而在江西红壤和湖南红壤中.由于铜的吸附导致土壤表面正电荷增加使土壤对CrO42-静电吸附量增加是铜增加CrO42-吸附的重要原因之一.铜的促进作用增加了红壤对CrO42-的吸附量,降低了CrO42-在土壤中的活动性.     

改性膨润土对废水中Cu2+、Zn2+去除效果的研究

在对钙基膨润土原土进行钠化的基础上,用阴离子表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)改性制得了有机改性膨润土.通过对含Cu2+、Zn2+废水处理试验,发现Na-膨润土及有机改性膨润土对Cu2+、Zn2+的吸附符合Langmuir方程,有机改性膨润土比Na-膨润土具有更大的吸附容量.试验对影响Cu2+、Zn2+去除的吸附时间、pH、膨润土用量、温度等因素进行了优化研究.当改性膨润土用量为5.0 g·L-1时,对实际电镀废水中Cu2+、Zn2+去除率分别为97.8%和87.6%.     

有机酸对Cu Pb Cd在土壤表面竞争吸附的影响

选择一种红壤和一种水稻土,研究低分子量有机酸对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)在这2种土壤中竞争吸附的影响,并与单一体系中的结果进行比较。结果表明,由于柠檬酸和酒石酸与Cd(Ⅱ)形成络合物的稳定常数较小,2种有机酸对2种土壤中Cd(Ⅱ)的吸附均表现出促进作用,而且这种促进作用随有机酸初始浓度的增加而增大。酒石酸促进了红壤对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附,而且低pH下的促进作用大于高pH下的作用。pH4.2时酒石酸对水稻土吸附Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有一定的促进作用;在pH5.2时酒石酸使水稻土对Cu(Ⅱ)的吸附量减小,但对Pb的吸附基本无影响。柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附的影响表现为峰形曲线,即吸附量随有机酸浓度的增加而增大,在某一浓度时达最大,然后逐渐减小。在较高浓度和较高pH下,柠檬酸对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表现出一定程度的抑制作用,特别在水稻土中。由于红壤游离氧化铁的含量比水稻土高得多,有机酸对红壤吸附重金属离子的促进作用大于水稻土中的作用,相反有机酸对水稻土吸附重金属离子的抑制作用大于红壤中的作用。虽然在竞争条件下有机酸对某一重金属离子吸附的促进作用小于单一体系中的,但竞争条件下所有重金属离子吸附增量的总和大于单一体系中单个离子的吸附增量。在柠檬酸体系中,低pH下Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)在单一体系中的吸附量高于竞争体系中的,但在高pH下结果相反,这主要与柠檬酸在不同pH下对重金属离子吸附的影响机理不同有关。     

膨润土改性及对水中Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

【目的】提高膨润土对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。【方法】采用氢氧化钠和壳聚糖对膨润土进行改性,分别得到碱改性膨润土(B-NaOH)、壳化膨润土(B-CS)和壳化碱改性膨润土(B-NaOH-CS)。以钠基膨润土(B)为对照,利用红外光谱仪、扫描电镜和比表面积分析仪表征3种改性膨润土的理化性质,研究其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。【结果】B-NaOH-CS中出现了强N—H吸收峰以及增强的C—H对称弯曲峰,同时B-NaOH-CS表面片状结构卷曲分散,层间孔隙增多,比表面积是其他膨润土的1.2倍以上。当Cr(Ⅵ)质量浓度为50 mg·L~(-1)时,B-NaOHCS对Cr(Ⅵ)的平衡吸附量为1.03 mg·g~(-1),分别是B-CS、B-NaOH的1.26、1.84倍。描述膨润土吸附Cr(Ⅵ)的动力学过程,准二级动力学模型优于准一级动力学模型;描述膨润土吸附Cr(Ⅵ)的热力学过程,Langmuir等温模型优于Freundlich等温模型。热力学参数△H0、△G0、△S0,表明膨润土吸附Cr(Ⅵ)为吸热、自发、无序反应。B-NaOH在pH=7.0时对Cr(Ⅵ)的吸附量最大,B-CS、B-NaOH-CS在pH=3.0时对Cr(Ⅵ)的吸附量最大。【结论】B-NaOH-CS对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好,改性膨润土对去除Cr(Ⅵ)污染有重要作用。     

氨基改性猪热解炭化物及对水中微量Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的去除研究

采用一步合成法制备氨基功能化改性猪热解炭化物(PCM@SiO_2-NH_2)来去除水中微量离子态铜和络合态铜。通过SEM、EDX、FTIR、XPS等分析手段对改性前后猪热解炭化物复合材料进行表征,了解其形貌、结构、化学组成等,考察其对水中微量Cu(Ⅱ)和柠檬酸铜(Cu(Ⅱ)-Cit)的吸附去除能力以及去除效果的影响因素,深入探讨其对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的吸附去除机理。结果表明,PCM@SiO_2-NH_2对水体中微量Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的去除有促进作用,去除效率随着复合材料投加量的增加而增大;吸附材料对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的最大吸附容量分别为25.3 mg·g~(-1)和5.6 mg·g~(-1),吸附过程符合Langmuir模型;溶液pH值对材料吸附去除Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit均有显著的影响,两重金属溶液最佳初始pH为6.0。PCM@SiO_2-NH_2对Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Cit的去除机理主要包括络合反应、静电吸附以及离子交换,FTIR和XPS分析结果显示,吸附过程中-NH_2基团和重金属之间的络合吸附占主导作用。     

向日葵秸杆对铜离子的吸附特征研究

[目的]以寻求廉价而高效的生物吸附材料为目的,研究向日葵秸杆对铜离子的吸附性能。[方法]以向日葵秸杆为主要原料,对含Cu2＋的模拟废水进行了吸附试验。[结果]吸附作用受pH值影响明显,在pH值为6.00时,吸附量最大;向日葵秸杆吸附量随温度的升高而增大,Freundlich方程更适合描述Cu2＋在向日葵秸杆上的吸附行为;对吸附热力学参数ΔG、ΔS、ΔH的计算表明,吸附反应具有自发性、吸热特性。[结论]向日葵秸杆是一种优良的处理铜离子废水的生物材料。     

石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体对铜离子的吸附特性及机理研究

[目的]研究pH、初始铜离子浓度和吸附时间对石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的影响。[方法]利用等温吸附模型和动力学模型拟合试验数据,通过测定复合体吸附铜离子前后的Zeta电位、扫描电子显微镜-能谱(SEM-EDS)和傅里叶红外光谱(FTIR),研究吸附剂对铜离子的吸附特性及机理。[结果]pH是影响吸附能力的主要因素,静电作用可使复合体表面负电荷增多,提高吸附量。在最适pH(5.0)下,复合体对铜离子的最大吸附量为13.08 mg/g。复合体对铜离子的吸附过程符合化学单分子吸附的Langmuir模型和二级动力学模型。[结论]该研究认为静电作用和单分子化学吸附是石英砂-腐殖酸-Cupriavidus gilardii CR3复合体吸附铜离子的主要机制。     

6种海南商品有机肥对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的复合吸附及解吸

为研究几种不同原料制备的商品有机肥对水溶液中的Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)吸附及解吸差异和机理,采用等温吸附Langmuir和Freundlich模型拟合及连续解吸方法研究了吸附解吸差异;利用元素分析仪等方法测定了有机肥的元素组成、有机质含量和CEC值等,研究了其基本理化性质.结果表明6种不同原料制备的商品有机肥对Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型;6种商品有机肥对水液中Pb(Ⅱ)的最大吸附量qm最高是烟叶,最低是羊粪,分别为282.70和48.95mg·g~(-1);6种商品有机肥对水溶液中Cu(Ⅱ)的最大吸附量qm最高是海藻,最低是豆粕,分别为35.01和5.49 mg·g~(-1).铅离子抢夺有机肥吸附结合位点的能力比铜强.豆粕、烟叶和氨基酸是对铅吸附能力较强且吸附稳定性较好的3种有机肥,其残差态铅含量分别为63.92%、71.22%和69.15%;海藻、氨基酸和烟叶是对铜吸附能力较强且吸附稳定性较好的3种有机肥,其残差态铜含量分别为32.25%、31.34%和38.37%.不同原材料制备的有机肥有机质含量、CEC值以及灰分等基本理化性质相差很大,对水溶液中铅、铜离子的吸附和解吸差异很大.     

一株变形假单胞菌吸附模拟废水中Cd(Ⅱ)的条件

本文研究了理化因素对变形假单胞菌(Pseudomonas plecoglossicida)C-18吸附Cd(Ⅱ)的影响,并通过正交实验确定了最佳吸附条件。结果表明:在吸附剂浓度1.2 g/L、Cd(Ⅱ)初始浓度100 mg/L、pH7.0、温度30℃、转速200 r/min的条件下,吸附12 h,菌株C-18对Cd(Ⅱ)的吸附率和吸附量分别达到88.8%和74 mg/g。在金属离子Zn(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ag(Ⅰ)共存的条件下,菌株C-18对Cd(Ⅱ)的吸附效果明显受到影响,4种金属离子对菌株C-18吸附Cd(Ⅱ)的影响顺序为Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Pb(Ⅱ)Ag(Ⅰ)。     

BS-12和β-环糊精复配修饰膨润土及其对苯酚吸附性能的初步研究

【目的】研究两性表面修饰剂十二烷基甜菜碱(BS-12)和复配修饰剂β-环糊精(β-CD)复配修饰膨润土对苯酚的吸附性能,为有机物污染土壤的修复提供理论依据。【方法】在25℃下,采用批处理法,研究了膨润土原土对浓度为修饰比例25%CEC、50%CEC、75%CEC、100%CEC、125%CEC和150%CEC的BS-12,以及100%CEC的BS-12修饰膨润土对浓度为修饰比例25%CEC至150%CEC的β-CD的吸附特性;在此基础上,研究了膨润土原土、BS-12修饰膨润土、BS-12+β-CD复配修饰膨润土对苯酚的吸附量和吸附率。【结果】在25℃条件下,膨润土原土对BS-12的吸附率较高,在修饰比例为125%CEC时,BS-12吸附率达到96.97%;BS-12修饰膨润土对β-CD的吸附量随β-CD平衡浓度的增加先升高后降低,吸附率在100%CEC时最高,为30.37%。在苯酚平衡浓度相同时,不同修饰膨润土对苯酚的吸附量表现为BS-12修饰膨润土BS-12+β-CD复配修饰膨润土膨润土原土。【结论】两性表面修饰剂BS-12修饰膨润土对苯酚的吸附能力优于其他膨润土。     

改性粉煤灰处理高质量浓度氟离子废水的初步研究

【目的】针对目前排放废水中含氟量严重超标问题,研究粉煤灰粒径、改性方式对废水中氟离子吸附效果的影响,为高质量浓度氟离子废水的处理提供理论依据。【方法】以粉煤灰为吸附材料,1mol/L盐酸或1mol/L氢氧化钠为改性剂,采用单因素试验和L25(56)正交试验,研究不同因素对废水中氟离子去除率的影响。【结果】当粉煤灰粒径<0.15mm时,其对废水中氟离子去除效果最佳;用1mol/L盐酸改性粉煤灰对含氟废水的处理效果比1mol/L氢氧化钠好;正交试验结果表明,当改性粉煤灰添加量为15.0g,吸附时间为90min,聚丙烯酰胺(PAM)(质量分数1%)用量为0.05mL,pH为4.0,吸附温度为45℃时,去除废水中氟离子效果最佳,对含1 000mg/L氟离子废水的去除率可达86.7%。【结论】得到了改性粉煤灰处理高质量浓度氟离子废水的最佳条件,改性粉煤灰有望成为一种良好的含氟废水处理剂。     

苏云金芽胞杆菌原毒素在蒙脱石上的吸附特性研究

采用河南信阳产钠型蒙脱石为实验材料,研究了苏云金芽胞杆菌(Bt)工程菌株WG-001原毒素蛋白(130kDa)在粒径为0～0.2μm和0～2μm的蒙脱石上的吸附特性。结果表明,蒙脱石在碳酸盐缓冲体系(pH9)对Bt原毒素蛋白的等温吸附曲线符合Langmuir方程(r2>0.99),当原毒素与蒙脱石的质量比例相同时,蒙脱石的平均粒径越小,单位质量吸附量越高。在磷酸盐体系(pH6～8)pH7时单位质量吸附量最大,在碳酸盐体系(pH9～11)单位质量吸附量随pH的增加而下降。Bt原毒素在蒙脱石上的吸附0.5～1.0h就能达到平衡。随着蒙脱石质量比例的增加,蒙脱石对原毒素的单位质量吸附量减小,但吸附百分率增加。在10℃～50℃范围内,温度对单位质量吸附量影响不大。透射电镜分析表明,吸附原毒素前后蒙脱石的粒径没有明显改变。XRD分析证实,吸附原毒素后蒙脱石层间距没有发生变化。     

赤泥对废水中镍离子的吸附处理研究

[目的]研究赤泥吸附废水中镍离子的特性.[方法]采用静态吸附方法对赤泥吸附废水中镍离子的影响因素和特性进行研究.[结果]在反应温度为25℃,振荡时间为1.5h条件下,向pH =6.7,50 mg/L含镍废水中投加2 g/L赤泥,镍离子去除率近90％.随着赤泥投加量、振荡时间以及pH增加,镍离子去除率逐渐增大.700℃焙烧赤泥较未经处理赤泥(原赤泥)的吸附能力略高.二级动力学方程可拟合赤泥吸附镍离子的过程,Langmuir模型较好地描述赤泥对镍离子的吸附热力学特性,最大饱和吸附量可达192.308 mg/g.赤泥吸附镍离子为吸热反应,并且为自发行为.[结论]该研究可为资源的可持续利用和重金属废水的处理提供思路和依据.     

重金属阳离子对可变电荷土壤吸附Cl-的诱导效应

选择3种代表性可变电荷土壤(红壤、砖红壤和黄壤)用一次平衡法研究了3种重金属离子(Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ))对土壤吸附Cl-的影响.结果表明,与含钠离子的对照体系相比,重金属离子促进了土壤对Cl-的吸附,3种重金属离子影响Cl-吸附的大小顺序为:Pb(Ⅱ)＞Cu(Ⅱ)＜ Cd(Ⅱ),这与土壤对这3种重金属离子吸附量的大小顺序一致.重金属离子对3种土壤中Cl-吸附促进作用的大小顺序为:砖红壤＞黄壤＞红壤,也与土壤对重金属吸附量的大小一致.Cl在土壤表面主要以静电吸附为主,重金属离子可以通过3种机制促进可变电荷土壤对Cl-的吸附:(1)重金属离子在可变电荷土壤表面的专性吸附增加土壤的表面正电荷,从而增加土壤对Cl-的静电吸附量;(2)重金属阳离子降低了体系的pH,导致土壤表面正电荷增加,对Cl-的静电吸附量增加;(3)重金属阳离子与Cl-形成MCl 型络合物,当这种络合物被土壤吸附时,土壤对Cl-的吸附量增加.但3种机制中以前2种为主.