贝壳粉对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

为了研究贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能及最佳吸附条件,采用静态吸附实验研究了Cd~(2+)初始浓度、吸附剂用量、温度、pH、吸附时间以及离子强度对贝壳粉吸附Cd~(2+)性能的影响。结果表明:在不同Cd~(2+)初始浓度下,随着吸附剂用量的增加,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附量呈现出先强烈吸附后逐渐缓和的趋势,符合准一级动力学模型和准二级动力学方程。Temkin和Langmuir模型均能较好地描述贝壳粉对Cd~(2+)的等温吸附过程,约30 min达到平衡,为自发的吸热反应,最大饱和吸附量为161.75 mg·g~(-1)。随着溶液pH值增加,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能也随之增大,当pH≥5时趋于稳定。随着Ca~(2+)和Mg~(2+)浓度增大,贝壳粉对Cd~(2+)的吸附性能逐渐减弱,最大降幅分别达到15.19%和14.44%。     

紫苏基活性炭对铅镉二元离子的吸附研究

以磷酸法制备紫苏基活性炭,通过对其进行磁性改性后用作吸附剂,考察活性炭投加量、吸附时间、初始溶液pH和重金属离子浓度等影响因素对二元溶液中Pb~(2+)和Cd~(2+)去除效果的影响。采用红外光谱(FTIR)对吸附剂的表面结构进行表征。结果表明,在50 mL pH=5的水溶液中,加入0.05 g活性炭吸附30 min后,其对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量达到最大值,分别为141.805和46.083 mg/g,去除率分别高达99.77%和99.80%。吸附动力学分析结果表明,该活性炭对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附满足准二级动力学模型。上述结果表明紫苏有望成为制备金属离子吸附剂的潜在材料。     

2种浮萍干粉对Cd~(2+)的吸附性能

以多根紫萍(Spirodela polyrhiza)、少根紫萍(Landoltia punctata)干粉为生物质吸附剂,考察2种浮萍干粉对水环境中镉离子(Cd~(2+))的吸附作用,探索处理含镉废水的新途径。结果表明,浮萍干粉投量、溶液初始pH值、吸附时间、溶液初始Cd~(2+)浓度是影响吸附效果的主要因素;2种浮萍干粉对Cd~(2+)的吸附在反应开始10 min后达到平衡,且吸附容量均可达50 mg/g;当浮萍干粉投加量为0.2 g、溶液初始pH值为6.8、处理溶液初始Cd~(2+)浓度为50 mg/L时,2种浮萍干粉对镉的去除率分别达到83.15%(少根紫萍)、95.72%(多根紫萍);两者的吸附动力学过程均可用二级速率方程进行描述,决定系数r2均达到0.999以上;在5~500 mg/L浓度范围内,2种浮萍干粉的等温吸附曲线与Langmuir、Freundlich、Tempkin等温吸附模型的拟合性均较好,线性拟合的r2均在0.9以上,且通过分析模型相关参数发现,2种浮萍干粉对Cd~(2+)具有较好的吸附效果,是一种潜在的新型生物吸附剂;此外,扫描电镜及红外光谱分析结果表明,浮萍干粉所含糖类中的羟基及酰胺中的氨基可能参与了对Cd~(2+)的吸附。     

耐镉芽孢杆菌对Cd2+的吸附机制

从攀枝花矿区淤泥样品中通过逐级提高Cd~(2+)浓度进行驯化,获得1株高耐镉菌株PFYN01,经16S rDNA PCR鉴定为芽孢杆菌(Bacillus sp),最大耐Cd~(2+)浓度为3 900 mg/L。研究初始Cd~(2+)浓度、pH值、菌量对菌株吸附Cd~(2+)的影响,利用扫描电镜(SEM)和傅叶里红外光谱(FTIR)探究菌株吸附机制。结果表明,PFYN01在初始Cd~(2+)浓度为75 mg/L、菌量为1.0 g/L、pH值为5.0时,对Cd~(2+)的吸附率达到34.98%;吸附符合Langmuir模型,最大吸附量为1.974 mg/g。对比分析Cd~(2+)吸附前后的细胞形态和红外光谱变化,证实了"细胞成分羟基(O—H)、酰胺基(N—H)、烃基(C—H)、羧基■、羰基(—COOH)参与了Cd~(2+)与PFYN01的相互作用"的结论。PFYN01是一株对Cd~(2+)有较强吸附能力的细菌菌株,对其吸附Cd~(2+)影响因素及吸附机制研究的结果将为重金属污染微生物修复提供指导。     

银中杨、玉簪落叶生物质炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)吸附的影响因素

为探讨银中杨、玉簪落叶所制备生物质炭对水体Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)吸附规律的差异及影响因素,采用限氧裂解法将银中杨及玉簪落叶制成生物质炭,并以此为吸附载体研究其在不同初始离子质量浓度、pH值、Na+浓度及接触时间等因素影响下对Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)的吸附。结果表明:随着初始Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)质量浓度的增加(0~800 mg·L~(-1)),落叶生物质炭对相应重金属离子的吸附量也增加。将初始质量浓度设置在0~200 mg·L~(-1),生物质炭对3种金属离子的吸附量由大到小表现为Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+),然而,将初始离子质量浓度提升至300~800 mg·L~(-1),吸附量由大到小表现为Pb~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+);溶液pH值由2增至8,可使Pb~(2+)和Cd~(2+)在生物质炭表面的吸附率得到迅速提升,然而,生物质炭对Cr~(6+)的吸附率在整个pH值变化范围则呈渐趋降低的趋势;随着Na+浓度增加(0~0.6 mol·L~(-1)),落叶生物质炭对3种金属离子所表现的吸附规律各不相同,其中,对Pb~(2+)的吸附量先下降而后渐趋升高,对Cd~(2+)的吸附量逐渐下降,而对Cr~(6+)的吸附量则表现为先增加而后下降。Na+离子浓度由0 mol·L~(-1)提升至0.6 mol·L~(-1)可使生物质炭对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分别降低16.8%和97.1%,相反,对Cr~(6+)吸附量却有所促进,使其增加55.6%;生物质炭对初始质量浓度为400 mg·L~(-1)的Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cr~(6+)吸附的数量随接触时间延长(0~1 440min)而逐渐增加,相同条件下由大到小表现为Pb~(2+)、Cr~(6+)、Cd~(2+);生物质炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附主要以电性吸附为主,而专性吸附则为生物质炭吸附Cr~(6+)的主要机制。     

风化煤提取的胡敏酸对镉的吸附性能及其应用潜力

以碱溶酸析"法从新疆风化煤中提取的胡敏酸为研究对象,对其理化性质和表面形态进行表征,并通过吸附试验探究反应时间、溶液pH、镉离子(Cd~(2+))质量浓度对胡敏酸吸附Cd~(2+)的影响.结果表明:风化煤提取的胡敏酸碳元素质量分数高达58.68%,羧基的质量摩尔浓度为5.81mol/kg,等电点为2.7;该胡敏酸含Cd量为0.15mg/kg,符合国家土壤环境质量标准.胡敏酸对Cd~(2+)的吸附在8h内达到平衡,吸附量随Cd~(2+)质量浓度(0~100mg/L)和溶液pH升高而增加,到pH=6.0时最大,之后胡敏酸开始溶解导致吸附量降低.Langmuir方程比Freundlich方程能更好地拟合胡敏酸对Cd~(2+)的吸附等温线,显示出单分子层吸附的特点.在pH=5.0时,胡敏酸对Cd~(2+)的饱和吸附量达137.37mg/g,相当于用去了酸度系数(pKa)为3的羧基含量的71%.在pH=4.3、Cd~(2+)初始质量浓度为80mg/L的同等条件下,新疆风化煤提取的胡敏酸对Cd~(2+)的吸附量为86.97mg/g,高于国际腐殖质协会胡敏酸标样1R106H对Cd~(2+)的吸附量(73.49mg/g).风化煤来源广、储量大、价格低,以它为原料制备获得的胡敏酸产量高、吸附能力强、环境友好、施用安全,有望作为吸附剂用于含重金属废水处理,以及作为钝化剂和土壤调理剂用于重金属污染土壤的修复.     

合成沸石对重金属离子Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附性能

利用合成沸石吸附混合重金属Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+),考察吸附剂量、初始pH、反应时间对其竞争吸附效果的影响,探讨沸石吸附等温线和吸附动力学。结果表明,吸附剂量、初始pH、反应时间对沸石吸附Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附效果影响较大。随着沸石投加量增大,其对Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除率逐渐上升,而单位质量吸附剂对3种重金属饱和吸附量呈下降趋势。沸石对3种重金属离子的竞争吸附去除顺序为PbCuNi。初始pH为强酸性环境不利于Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)吸附,其吸附去除率均低于20%;不同初始pH,沸石对Pb~(2+)吸附效果最好。随着反应时间延长,沸石对Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)吸附去除率逐步提高;不同反应时间下,沸石对3种重金属的吸附去除顺序不变。沸石吸附Ni~(2+)与Cu~(2+)的过程符合Freundlich吸附等温式,对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir吸附等温式。准二级吸附动力学方程能够描述沸石对Ni~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附行为。     

加拿大一枝黄花生物炭对Cd2+的吸附特性及机理

以外来入侵种加拿大一枝黄花为原料,探究不同成分在不同热解温度下制得的生物炭的基本性质及其对水中Cd~(2+)的吸附能力、最优吸附工艺条件和吸附机制,以提高其资源化利用效率。结果表明:以茎叶混合作为原料在450℃下热解制得的加拿大一枝黄花生物炭(SCBC450)对Cd~(2+)吸附能力最优。正交结果显示,3种所选因素对生物炭吸附Cd~(2+)的影响程度依次为吸附质起始浓度pH温度;当pH=6、温度35℃、吸附质起始浓度50 mg·L~(-1)时,Cd~(2+)的吸附效率最高,可达(95.6±0.38)%。SCBC450对Cd~(2+)的吸附过程符合二级动力学模型,以化学吸附为主,且符合Langmuir等温吸附模型,最大理论吸附量达107.03 mg·g~(-1)。通过对生物炭吸附前后的XPS、FTIR和SEM-EDS分析可知,其对Cd~(2+)的吸附机制包括离子交换、络合反应、沉淀作用和物理吸附。因此,加拿大一枝黄花生物炭对Cd~(2+)的吸附具有极大的应用潜力。     

天然矿物对重金属Pb2+的吸附性能研究

利用天然矿物吸附重金属Pb~(2+),研究吸附剂量、pH、反应时间对吸附效果的影响,对其吸附过程进行吸附等温线和吸附动力学拟合。结果表明,随着吸附剂量的不断提高,初始浓度为50 mg/L与100 mg/L的重金属Pb~(2+)的吸附去除率均不断提高,而其饱和吸附量逐渐下降,天然矿物对重金属Pb~(2+)的最大饱和吸附量为87.67 mg/g。酸性条件下天然矿物对重金属Pb~(2+)的吸附效果较低,而偏酸性环境吸附处理效果较好。天然矿物对Pb~(2+)的吸附去除率随反应时间的增加而不断增加。天然矿物对Pb~(2+)的吸附过程符合Freundlich吸附等温模型,且Pb~(2+)的吸附过程拟合结果更加符合准二级动力学模型。     

香菇菌糠对重金属离子的吸附作用

为了探讨和研究治理环境中重金属污染的有效途径,以香菇菌糠为吸附剂吸附混合重金属(Cr~(3+)、Cd~(2+)和Pb~(2+))溶液中的重金属离子,通过单因素试验研究吸附时间、p H值、投料量、重金属溶液初始浓度和菌糠粒径对吸附效果的影响。结果显示,对于混合的重金属离子溶液,在固定试验温度25℃和振摇速率200 r/min条件下,综合最佳吸附条件为:吸附时间60 min,p H4.0,投料量5 g/L,菌糠粒径小于0.5 mm。混合重金属溶液中,重金属离子之间存在竞争吸附。菌糠对3种重金属离子的吸附作用符合Lagergern准二级动力学模型;等温吸附模型中Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型,Cr~(3+)和Pb~(2+)符合Freundlich吸附模型。在适当吸附条件下,香菇菌糠对混合重金属溶液中Cr~(3+)、Cd~(2+)和Pb~(2+)都有较强的去除能力。     

γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能

以γ-聚谷氨酸(γ-PGA)为原料,乙二醇缩水甘油醚为交联剂,采用溶液聚合法合成了新型γ-PGA水凝胶重金属吸附剂(γ-PGA-GDE),并研究γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。采用傅里叶红外光谱及扫描电镜对吸附材料进行表征,同时研究pH值、温度、吸附时间和重金属离子初始浓度对γ-聚谷氨酸水凝胶吸附特性的影响。结果表明,pH值为5利于γ-聚谷氨酸水凝胶对重金属离子的吸附,温度对其吸附重金属离子影响不大。γ-聚谷氨酸水凝胶对Cd~(2+)、Pb~(2+)重金属离子的吸附速率非常快,符合准二级动力学方程。其对重金属的吸附符合langmuir等温式,对Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附量分别为526.22、255.54 mg/g,与试验值非常接近。γ-聚谷氨酸水凝胶经盐酸洗脱可再生,再生后可循环使用至少6次。     

二甲基二烯丙基氯化铵-镁盐改性甘蔗渣对染料废水脱色研究

为研究改性甘蔗渣在处理印染废水脱色中的实际效果,以刚果红和亚甲基蓝模拟废水为研究对象,探讨了二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)-镁盐改性甘蔗渣在吸附剂不同投加量、pH值、反应时间、初始染料浓度、温度等实验条件下对刚果红和亚甲基蓝的吸附脱色效果。结果表明,DMDAAC-Mg~(2+)改性甘蔗渣对溶液中刚果红和亚甲基蓝均具有良好的脱色作用。吸附剂投加量、pH、反应时间是影响改性甘蔗渣脱色性能的主要因素。正交实验结果显示,DMDAAC-Mg~(2+)改性甘蔗渣对刚果红和亚甲基蓝脱色率分别达到97.96%和91.89%,在相同脱色条件下,与单因素改性甘蔗渣及原材料相比,DMDAAC-Mg~(2+)改性甘蔗渣脱色效果最佳。     

Fe(Ⅲ)负载改性核桃壳对Cu2+吸附研究

该研究采用农林废弃物核桃壳以及Fe(Ⅲ)改性的核桃壳作为吸附剂,对模拟废水中的Cu~(2+)进行吸附去除,并且考察了水样初始p H、吸附剂投加量、Cu~(2+)初始浓度、吸附时间等因素对Cu~(2+)吸附效果的影响,确定最佳吸附参数,并进行了吸附动力学和吸附等温线的分析。结果表明:当水样初始p H 5.0、吸附剂投加量0.05g,Cu~(2+)初始质量浓度200mg/L,吸附时间120min,在此条件下50m L水样在180r/min、25℃条件下核桃壳和改性核桃壳对Cu~(2+)的去除率分别达57.6%和93.2%以上,吸附量分别约为120mg/g和195mg/g;采用伪二级动力学方程的拟合结果更为理想,R2均在0.99以上;Langmuir方程可以较好地描述核桃壳和Fe(Ⅲ)改性核桃壳吸附剂对Cu~(2+)的吸附过程,此吸附过程是单分子层的吸附;核桃壳及改性核桃壳对Cu~(2+)的吸附是放热反应。     

丝瓜络的化学改性及其对铜离子吸附性能研究

以丝瓜络为基础原料,经皂化和柠檬酸化后制备成化学改性的丝瓜络生物吸附剂,研究其对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明,在pH为6.0、Cu~(2+)初始质量浓度为50 mg/L、吸附时间为2 h的条件下,该生物吸附剂对Cu~(2+)吸附率最高,为76.4%。吸附过程遵循准二级动力学模型,符合Langmuir方程。     

改性大蒜茎叶对含Pb(Ⅱ)废水吸附的研究

采用大蒜茎叶为原料,经异丙醇、氢氧化钠和草酸处理,制备出改性吸附剂并用于吸附Pb(Ⅱ)。考察了溶液初始pH、吸附平衡时间、溶液初始浓度、固液比等因素对金属离子吸附平衡的影响。结果表明,改性剂草酸最佳浓度为0.9 mol/L,最佳的制备温度是80℃。改性后大蒜茎叶吸附剂对Pb~(2+)的吸附最佳条件是pH 6,在120 min内建立了反应平衡,对Pb~(2+)的最大吸附量是122.25 mg/g,与未改性的大蒜茎叶相比,吸附量增加了56%。     

固定化梅尼小环藻处理含Cd废水的研究

采用水藻固定化技术对含Cd废水进行了吸附研究。结果表明:在pH值、温度、初始重金属浓度、吸附时间等影响因素中,pH值对固定藻吸附重金属的影响最大,其次是初始重金属浓度,吸附时间的影响最小。梅尼小环藻吸附Cd~(2+)的最佳条件是:pH值为7,Cd2+的初始浓度20 mg/L,吸附温度30℃,吸附时间40 min。当采用固定吸附柱吸附原废水时,对Cd、Hg、Cr的去除率分别达到56.44%、49.10%和43.49%。     

环氧氯丙烷改性橙皮对含Pb~(2+)废水的吸附研究

为了将橙皮加以资源化利用,使用氢氧化钠和环氧氯丙烷对橙皮进行改性制备改性橙皮吸附剂,通过SEM分析了改性前后橙皮表面形貌,通过单因素试验考察了改性橙皮对废水中Pb~(2+)的吸附效果,并通过正交试验对吸附条件进行优化。SEM分析表明,改性后橙皮表面发生了显著变化。极差分析结果表明,在影响吸附效果的因素中,Pb~(2+)初始浓度对吸附效果影响最为显著,其次分别是溶液pH值、吸附剂投加量和环氧氯丙烷加入量。最佳吸附条件为:Pb~(2+)溶液初始浓度为350mg/L,pH值为6,吸附剂投加量为6g/L,环氧氯丙烷加入量为5ml,对Pb~(2+)的吸附量为25.13mg/g。该研究为橙皮的综合利用和含Pb~(2+)废水的处理研究提供了理论参考。     

响应面优化玉米芯对Cu2+的吸附

以农业废弃物玉米芯作为吸附剂,研究其对水产养殖废水中重金属铜的吸附效果。通过单因素实验研究了pH、水温及废水初始Cu~(2+)质量浓度对铜离子去除率的影响。在此基础上对上述3种因素采用Box-Behnken响应面优化设计和实验,以期获得最佳去除条件。单因素实验结果表明,3个因素均对玉米芯去除Cu~(2+)产生较大影响,影响主次顺序:初始Cu~(2+)质量浓度温度pH。响应面设计分析得到玉米芯吸附养殖废水中铜离子的最佳条件为pH=7、温度18.8℃、初始质量浓度0.4 mg/L,在此条件下铜离子去除率为86.65%,接近于理论值(88.11%)。回归模型的P0.000 1,失拟项的P为0.583 8,说明回归方程极显著,可用以分析玉米芯吸附养殖废水中的铜离子。     

电气石对溶液中Sr~(2+)的吸附行为研究

采用静态吸附法研究电气石对水溶液中Sr~(2+)的吸附行为,考察溶液初始pH、电气石投加量、吸附时间和Sr~(2+)初始浓度对吸附的影响,并分析吸附过程中反应动力学和等温吸附规律。结果表明,电气石能够有效去除水体中的Sr~(2+),最大吸附容量为2.87 mg/g。电气石粉体对Sr~(2+)的吸附平衡时间为40 min、吸附剂投加量增大、溶液p H 8.5时有利于Sr~(2+)的去除;电气石对Sr~(2+)的吸附动力学行为可用准二级动力学模型来描述,吸附过程存在化学作用且步骤可控;吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。电气石对Sr~(2+)的吸附既存在物理吸附,又存在化学吸附。     

木薯渣基生物质炭对水中Cd2+ Cu2+的吸附行为研究

以木薯渣为原料,制备不同温度(350、450、550℃)的生物质炭(BC350、BC450、BC550),对其性质进行表征,探究吸附时间、溶液初始浓度、温度、p H对生物质炭吸附Cd~(2+)、Cu~(2+)作用的影响。结果表明:生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附平衡时间随着生物质炭热解温度的升高而缩短,伪二级动力学模型能较好地描述吸附动力学特性(R20.983)。吸附等温线符合Freundlich模型和Langmuir模型,但Freundlich模型拟合的线性更好,R2分别在0.951~0.998和0.992~0.998之间,说明生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附为多层吸附。lg KF值表示吸附能力,随生物质炭热解温度的升高而增大,说明BC550吸附效果最好,对Cd~(2+)、Cu~(2+)的最大吸附量分别为15.55和5.44 mg·g-1。生物质炭对Cd~(2+)、Cu~(2+)的吸附具有自发的特性,吸附量随p H的增加先增加后下降,最适p H分别为5.5和6.5。