竹炭负载壳聚糖对Zn2+吸附动力学及其机制分析

以竹炭粉和壳聚糖为原料,制备竹炭/壳聚糖复合吸附剂,进行扫描电镜(吸收光谱SEM)、红外吸收(FTIR)、X-射线衍射(XRD)等图谱表征,并进行Zn2+吸附试验.结果表明:①壳聚糖较好地负载在竹炭上,凸凹不平明显,蜂窝增强;复合吸附剂对Zn2+的吸附率在80 min后达到93%.②竹炭/壳聚糖复合吸附剂对Zn2+吸附过程的动力学表明,吸附过程符合多孔结构的吸附特征,方程拟合结果更符合二级动力学模型.③Zn2+吸附前后的红外吸收图谱表明,与竹炭/壳聚糖复合吸附剂吸附配位主要发生在-NH2中的氮原子、-OH和C＝O中氧原子上.     

吸附动力学及其机制分析

以竹炭粉和壳聚糖为原料，制备竹炭/壳聚糖复合吸附剂，进行扫描电镜（吸收光谱SEM）、红外吸收（FTIR）、X-射线衍射（XRD）等图谱表征，并进行Zn²⁺吸附试验。结果表明：①壳聚糖较好地负载在竹炭上，凸凹不平明显，蜂窝增强；复合吸附剂对Zn²⁺的吸附率在80 min后达到93%。②竹炭/壳聚糖复合吸附剂对Zn²⁺吸附过程的动力学表明，吸附过程符合多孔结构的吸附特征，方程拟合结果更符合二级动力学模型。③Zn²⁺吸附前后的红外吸收图谱表明，与竹炭/壳聚糖复合吸附剂吸附配位主要发生在—NH2中的氮原子、—OH和C＝O中氧原子上。图9参11     

壳聚糖/活性炭复合吸附剂的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

[目的]研究壳聚糖/活性炭复合吸附剂的制备及其对染料亚甲基蓝的吸附性能。[方法]将粉末活性炭(PAC)与交联壳聚糖(C-CTS)复配,制成一种复合吸附剂用于吸附染料亚甲基蓝,并进行了吸附过程的动力学和等温线研究。[结果]制备复合吸附剂的最佳条件:壳聚糖/活性炭的复配比为1∶3,交联剂戊二醛(50%)的加入量是5 ml/g(壳聚糖),温度是70℃,交联时间是2 h;壳聚糖/活性炭复合吸附剂对亚甲基蓝的最佳吸附条件为:吸附温度为50℃,吸附剂的投入量为0.5 g/100 ml(20 mg/L亚甲基蓝溶液),吸附时间为2 h。此时,亚甲基蓝的去除率可达97%以上,以NaOH对吸附剂再生的效果良好。对该吸附过程的动力学研究表明,该吸附过程符合二级动力学方程;吸附等温线研究表明,该吸附过程符合Freundlich模型。[结论]该研究可为含亚甲基蓝染料废水的处理提供参考,具有一定的现实与理论意义。     

炭化水竹吸附废水中Cu2+的性能

以炭化处理后的水竹为吸附剂,研究了竹炭对水中Cu2+的吸附性能。探讨了溶液pH值、吸附剂用量、初始Cu2+浓度、温度、接触时间对吸附过程的影响,并对其吸附热力学和动力学进行了数值拟合。结果表明,在溶液pH值为5,竹炭用量6 g/L,初始Cu2+浓度120 mg/L时,吸附基本达到饱和,饱和吸附量为6.24 mg/g;在温度为20~35℃时,竹炭对Cu2+的去除率随温度升高而增加。采用Langmuir、Freundlich等温式对吸附平衡数据进行拟合,结果表明竹炭对Cu2+的吸附更符合Langmuir等温吸附模式,吸附反应过程遵循二级动力学模型。     

竹炭—壳聚糖复合吸附剂的制备及其性能

以竹炭为载体,使壳聚糖和海藻酸钠两者通过静电作用在竹炭表面形成聚电解质膜,制得竹炭—壳聚糖复合型吸附剂.用SEM、FT-IR对其进行形貌观察和结构表征,并研究了该吸附剂对酸性红B溶液的吸附性能.结果表明:竹炭、壳聚糖和海藻酸钠三者的相容性较好,竹炭—壳聚糖复合吸附剂具有良好的韧性;在温度为4-15℃,pH值为3.5时,吸附效果较好;当复合吸附剂中竹炭∶壳聚糖∶海藻酸钠的配比为4∶0.54∶0.06时,复合吸附剂对酸性红B(其质量浓度为400 mg.L-1)的饱和吸附量约为397 mg.L-1.     

磁性壳聚糖/多壁碳纳米管复合吸附剂吸附甲基橙的性能研究

以壳聚糖、多壁碳纳米管和磁性γ-Fe2O3粒子为原料,通过微乳化法制备出磁性壳聚糖/多壁碳纳米管复合吸附剂。运用XRD和VSM等手段对复合吸附剂进行了表征,并研究了吸附剂配比、吸附剂投加量、甲基橙初始浓度、pH、无机阴离子、温度等因素对甲基橙脱色效果的影响。结果表明,γ-Fe2O3磁性粒子和多壁碳纳米管被壳聚糖包裹;引入多壁碳纳米管显著提高了吸附容量;吸附剂的最佳投加量为0.6 g/L;甲基橙初始浓度增大,去除率下降,吸附量上升;酸性环境有利于吸附;降低温度有利于吸附;吸附动力学较好地符合拟二级动力学模型,分子内扩散模型是吸附控制机制之一;吸附等温线更符合Langmuir模型,最大单分子层吸附量为62.97 mg/g。     

锌硼复合对酸性紫色土钙吸附和动力学的影响

酸性紫色土对钙的等温吸附--解吸和动力学试验表明:钙的等温吸附符合Langmuir方程,最大吸附量为152.0 mg/kg土.Ca与Zn复合,降低土壤钙的最大吸附量及结合常数,而Ca与B复合则使钙的最大吸附量增加.钙的解吸率以Ca+B＞Ca+Zn+B＞Ca+Zn＞Ca.土壤吸附钙的动力学以抛物线扩散方程(Ct=a+bt1/2)描述最佳,其过程受扩散机制的制约,吸附速率以Ca+B＞Ca+B+Zn＞Ca＞Ca+Zn.     

Zn-Al类水滑石吸附污泥脱水液中磷的研究

为了开发一种新型除磷吸附剂,将二价金属离子（Mg2+、Zn2+、Cu 2+、Ni2+、Co2+）和三价金属离子（Al3+、Fe3+）分别组合,用共沉淀法制备了不同金属组成的类水滑石,研究了类水滑石及其焙烧产物的磷吸附效果。结果表明:Zn/Al摩尔投料比为2∶1的类水滑石300℃焙烧4 h,得到的吸附剂对城市污水处理厂污泥脱水液中磷的吸附容量最高,约4077 mg/g;在pH中性和弱碱性条件下,Zn-Al-2-300对水中磷的吸附效果较好,吸附动力学符合假二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;5%NaOH+10%Na2CO3溶液对载磷类水滑石的磷解吸效果最好,其解吸率约为91.17%。      

活性炭负载壳聚糖吸附Hg2+的研究

将脱乙酰度94.2％的壳聚糖溶解于0.5％醋酸溶液中,配制成0.5％的壳聚糖溶液,然后按照壳聚糖与活性炭质量比1∶50使壳聚糖负载在活性炭上,制成固体复合吸附剂,用于去除污水中汞离子(Hg2+).试验表明,水中Hg2+含量100 mg/L、pH 3.7、吸附时间25 min、吸附剂用量为2.5 g/L时,水样中Hg2+的去除率为99.56％,与只用活性炭吸附相比提高了17.22个百分点.     

烧烤竹炭表面结构特征及其对水体中铵氮的吸附行为

在运用 X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜与能谱仪（SEM\|EDS）和傅立叶红外光谱议（FTIR）等仪器分析烧烤竹炭表面结构特性基础上,研究其对水体中铵氮的静态吸附行为。结果表明,以微孔为主的烧烤竹炭表面含有多种含氧官能团,如羟基、羧基等,同时还含有亚甲基、反异烯烃、芳香族和脂肪族结构;烧烤竹炭对铵氮的吸附在80 min内基本达到吸附平衡,其吸附量随着水溶液中铵氮的增加而增加,Freundlich方程能够更好地描述铵氮在烧烤竹炭上的等温吸附行为;系统的ΔG ＜0,ΔH ＞0,烧烤竹炭对铵氮的吸附作用是一个自发的吸热过程;铵氮在烧烤竹炭上的吸附动力学数据符合准二级方程,吸附过程受外部液膜扩散、表面吸附和颗粒内扩散过程的影响。     

外源竹炭对土壤硝酸根离子的吸附效应

生物质炭巨大的活性表面, 可吸附土壤中的硝酸根等阴离子养分。采用竹炭作为试验材料, 以自然土壤和人为耕作土壤为试验土壤, 用硝酸钾溶液浇施模拟施肥, 通过离子色谱测定浇施后所得滤液中硝酸根离子的含量, 分析竹炭对土壤中硝酸根离子的吸附效果。试验设计如下:自然土壤加入的竹炭百分比为0, 1%, 2%, 3%, 4%(竹炭直径 < 1 mm), 耕作土壤加入的竹炭百分比为0, 1%, 3%, 5%(竹炭直径为1~2 mm), 2种竹炭颗粒(1~2 mm和 < 1 mm)比较试验时加入的竹炭量为3%。结果表明:土壤中加入竹炭对硝酸根离子的吸附有一定的作用, 前2次淋洗表现为吸附作用随着竹炭比例的增加而增强, 但只有加入的竹炭量超过3%后, 吸附效果没有显著提高(P>0.05)。在加入等量(3%)竹炭时, 前2次淋洗时颗粒直径为1~2 mm的竹炭吸附效果好于 < 1 mm的竹炭, 细粒与对照没有差异, 第3次淋洗时竹炭处理与对照差异显著(P < 0.05), 但不同颗粒之间差异消失。竹炭的施入比例和颗粒直径均能影响其对土壤中阴离子的吸附效果。建议生产上采用3%比例、颗粒直径为1~2 mm的竹炭, 以减少硝酸根离子的淋失。     

竹炭的红外辐射特性

为了更深入了解竹炭产生远红外线特性．利用傅立叶变换红外光谱仪和红外辐射测量仪,对竹炭红外辐射特性进行了测试与分析。结果表明：①竹炭具有较高的法向比辐射率,在8．00～25．00μm范围内,测试温度25℃时,竹炭法向比辐射率为0．888-0．904。（参竹炭红外吸收与维恩定律具有很好的对应关系．在室温下红外吸收峰主要集中在8．00-14．00μm,处于人体极为有利的远红外线波长范围。③在炭化温度为700～1100℃时竹炭的红外辐射率基本相同：不同竹龄的竹炭红外发射率有差异．这主要与竹炭本身的化学组成成分有关。竹炭在保暖、保健等领域的应用具有较大的实际意义。图2表1参18     

椽竹各器官生物量模型

 对耐寒丛生竹种椽竹Bambusa textilis var. tasca 种群的生物量结构进行了研究,并对其各器官生物量与胸径和平均壁厚的相关模型进行了拟合。结果表明：椽竹各器官生物量的分配中,竹秆所占比例最大,为总生物量的74.62%,远超过毛竹Phyllostachys pubescens等竹种的相应值。椽竹的胸径和平均壁厚与各器官生物量之间均呈极显著相关性,其中竹枝生物量干质量（B_t）,竹叶生物量干质量（B_f）,竹秆生物量干质量（B_s）,地上部分生物量干质量（B_a）,全竹生物量干质量（W_bt）与胸径（D）和平均壁厚（A）间相关关系的拟合模型分别B_t ＝－2 672.765 + 1 299.919D + 59.298D² －36.222D³,B_f ＝－2 756.615 + 1 290.910D + 95.822D² －34.991D³,B_s ＝－4 016.535 + 2 161.650D + 21.755D² －45.453D³,B_a ＝－7 445.916 + 3 952.480D + 45.439D² －96.666D³,W_bt ＝－7 360.122 + 3 933.155D + 41.158D² －93.171D³,B_t ＝－1 914.129 + 739.465A + 30.261A² －61.285A³,B_f ＝－3 342.800 + 1 228.745A －1.165A² －104.356A³,B_s ＝－6 103.838 + 1 790.994A + 44.430A² －13.674A³,B_a ＝－9 770.036 + 2 464.708A + 19.688A² － 23.782A³,W_bt ＝－9 914.842 + 2 912.175A + 25.624A² －23.513A³。根据以上公式估算出椽竹林单株平均秆生物量为1.52 kg·株^－1,单株平均全竹生物量2.31 kg·株^－1,单位面积秆生物量3.28 kg·m^－2;单位面积全竹生物量4.96 kg·m^－2。表8参29     

Cd在吉林省3种典型土壤上的吸附及其影响因素研究

为了解Cd在不同土壤类型中的吸附特性,通过批量平衡吸附试验,探究了重金属Cd在吉林省盐碱土、黑土和白浆土3种典型土壤中的吸附行为及不同影响因素对Cd吸附特性的影响。结果表明:Cd在3种土壤中的吸附过程用Langmuir模型拟合最优,且对Cd的最大吸附量顺序为盐碱土黑土白浆土;与准一级动力学方程相比,准二级动力学方程对3种土壤吸附Cd的拟合效果更好,说明3种土壤对Cd的吸附过程是多重吸附共同作用的结果;Cd在3种土壤中的吸附均为自发、吸热和无序反应;在试验pH范围内(3.0～11.0),3种土壤对Cd的吸附量呈现先增加后趋于平衡的趋势;Al~(3+)和Ca~(2+)浓度的增加均使3种土壤对Cd的吸附量减少;添加生物质炭后3种土壤对Cd的吸附量增加。     

改性壳聚糖对铅的吸附性能研究

[目的]研究壳聚糖及Fe3O4磁改性壳聚糖对Pb2+的吸附性能的影响。[方法]通过未改性壳聚糖用量、吸附时间及磁改性壳聚糖吸附pH、温度等不同因素对壳聚糖去除废水中Pb2+的效果进行研究。[结果]吸附时间为80 min,pH值为4.5,温度为298 K时,废水中Pb2+去除率可达99.5%。[结论]改性壳聚糖磁性微粒对Pb2+的吸附能力有很大增加,提高了去除率,为减少污水中铅对环境的污染提供参考。     

壳聚糖、铁锰改性稻壳生物炭的表征及其Cd2+吸附性能研究

为改善稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，分别选用壳聚糖、硝酸铁与高锰酸钾对稻壳生物炭进行改性，成功制备了壳聚糖改性稻壳炭（C-BC）和铁锰改性稻壳炭（FM-BC），表征了各稻壳炭的基础理化性质，包括比表面积分析（BET）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射表征（XRD），进行了动力学吸附实验和等温吸附实验，并在不同pH和投加量条件下，研究了改性生物炭对Cd²⁺的吸附量和去除率。结果表明：两种改性方式均减小了稻壳炭的比表面积和总孔隙体积； FM-BC含有Mn-O、Fe-O的特征官能团，此外改性前后稻壳炭的官能团类型基本不变；两种改性方式均使稻壳炭产生了对应的晶体结构变化。两种改性炭对Cd²⁺动力学吸附特征均符合准二级动力学模型，颗粒内扩散模型均分为3个阶段，对Cd²⁺等温吸附特征均符合Langmuir模型； C-BC和FM-BC的最大吸附量分别为25.51 mg·g^-1和16.25 mg·g^-1，是BC （14.97 mg·g^-1）的1.7倍和1.08倍。随着溶液pH增加，C-BC和FMBC的吸附量和去除率逐渐增加，且始终高于BC；随着投加量的增加，C-BC和FM-BC的Cd²⁺去除率逐渐增加，而吸附量逐渐降低。两种改性方式均能够在一定程度上提高稻壳炭对Cd²⁺的吸附能力，均以单分子层化学吸附占主导，C-BC的最大吸附量明显高于FM-BC，适度调整溶液pH和投加量可改善改性稻壳炭的Cd²⁺吸附效果。