丙烯酰胺型高吸水树脂对重金属离子的吸附及解吸附性能

以自制和市售的3种丙烯酰胺型高吸水树脂为试样,通过静态吸附法,就树脂对Cd2＋、Cu2＋和Ni2＋等3种重金属离子的吸附行为以及树脂吸附Cu2＋后在1 mol/L的HCl溶液中的解吸附性能进行了研究.结果表明,离子浓度越大,丙烯酰胺型高吸水树脂对Cd2＋、Cu2＋和Ni2＋的吸附量也越大,最大吸附量分别达到1.66 mmol/g、3.42 mmol/g和1.31 mmol/g.树脂在3种重金属离子的混合溶液中呈现一定的选择性吸附,吸附量大小依次为Cu2＋〉Cd2＋〉Ni2＋.3种树脂吸附Cu2＋后在1 mol/L的HCl溶液中解吸附3 min时,解吸附率分别达到98.62%、98.45%和83.87%.     

聚丙稀酰胺高吸附树脂与重金属离子的相互作用

为探究高吸附树脂对重金属离子的吸附能力,用聚丙烯酰胺高吸附树脂对Cu(NO3)2、Pb(NO3)2标准溶液进行吸附,研究高吸附树脂与Cu2+、Pb2+的相互作用关系。结果表明:高吸附树脂吸水倍率随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著减小,两者之间存在显著幂函数关系。离子吸附量随Cu2+、Pb2+浓度增大而显著增大,吸附平衡时Cu2+、Pb2+的最大吸附量分别为131.72、242.68 mg/g,高吸附树脂吸附过程符合Freundlich等温吸附方程。高吸附树脂对Cu2+、Pb2+的吸附量随时间增加而增大,吸附速率逐渐减小,吸附动力学可用准二级动力学方程描述。相同质量浓度下,高吸附树脂对Pb2+的吸附量和吸附速率均大于Cu2+。吸水凝胶在去离子水中和硝酸溶液中解吸很快,大约1 h后达到平衡,高吸附树脂在去离子水中解吸率不高,但在1 mol/L HNO3溶液中Cu2+、Pb2+解吸率均大于85%。高吸附树脂3次重复吸附后,Cu2+、Pb2+平衡吸附量分别为第1次吸附量的75.36%和78.12%,重复吸附性能良好。研究结果可为高吸附树脂应用于含有重金属的污水处理和土壤修复提供参考。      

栓皮栎树皮对溶液中重金属离子吸附性能的研究

[目的]开发研制出高容量、低成本的重金属离子生物吸附剂。[方法]以连云港本土的栓皮栎树皮为原料,对树皮进行改性,研究其对重金属离子的吸附性能,对水中Cr6+、Mg2+、Cu2+进行了吸附试验,探讨了吸附时间、pH、吸附温度、原溶液的浓度、吸附剂用量等因素对改性吸附剂吸附Cr6+、Mg2+、Cu2+的影响。[结果]试验表明,以栓皮栎树皮制得的吸附剂具有较强的螯合和吸附作用,能有效吸附Cr6+、Mg2+、Cu2+离子,且价格低廉,应用前景广阔。同时,为解决原位固化栓皮栎树皮对Cu2+等离子吸附容量小的问题,进一步对原位固化栓皮栎树皮氧化改性,考察其对金属离子,特别是Cu2+的吸附容量以及影响吸附的因素。[结论]以栓皮栎树皮为原料可研制出对溶液中重金属离子吸附性能较好的生物吸附剂。     

3种常见海藻对废水中铜的生物吸附性能

研究了3种常见海藻——海带(Laminaria japonica、裙带菜(Undaria pinnatifida)和条斑紫菜(Porphyra yezoensis)对废水溶液中Cu2的吸附性能.试验结果表明:pH值是影响生物吸附的重要因素;在20～40℃范围内,3种海藻对Cu2+的生物吸附非常快,30 min达到吸附平衡,动力学数据符合准二级动力学模型;Langmuir和Freundlich模型成功地拟合了平衡数据.热力学分析表明吸附能够自发进行.红外光谱分析表明,羧基是海带和裙带菜吸附Cu2+的主要官能团.用这3种海藻为吸附剂对废水溶液中的Cu2+具有较好的吸附性能,海带和裙带菜的吸附容量相近,优于紫菜.     

不同改良材料对铜的吸附-解吸特性研究

用一次平衡实验法进行腐植酸、草炭、绿化植物废弃物、活化绿化植物废弃物和上海灰潮土对Cu2+吸附解吸特性的研究。结果表明:在相同pH条件下,所有材料对Cu2+的吸附量随平衡液中Cu2+浓度的增加而增大,其等温吸附曲线均能较好地用Langmuir方程和Freundlich方程进行拟合。Cu2+初始浓度较小时,绿化植物废弃物、活化绿化植物废弃物和草炭对Cu2+的吸附量不受pH的影响;Cu2+初始浓度较大时,供试材料对Cu2+吸附量具有随pH值增加而增加的趋势,但随着pH的增加,供试材料对Cu2+的解吸率呈逐渐降低的趋势。腐植酸和灰潮土对Cu2+的吸附量随pH的增加有逐渐增大的现象,其解吸率则随pH增加先增大后减小。各供试材料中,绿化植物废弃物、活化绿化植物废弃物和草炭对重金属铜的吸持固定能力最强,环境调节控制能力最佳,对Cu2+的吸附容量大小顺序为绿化植物废弃物>活化绿化植物废弃物>草炭>腐植酸>灰潮土。绿化植物废弃物可以替代草炭用于城市土壤铜污染修复。     

Cu~(2+)和Cd~(2+)对活性污泥吸附Pb~(2+)的竞争吸附影响效果研究

[目的]通过批量吸附试验,研究Cu2+和Cd2+对活性污泥吸附Pb2+的竞争吸附影响效果。[方法]在单金属、双金属和三金属体系中,不同的pH和不同的初始浓度条件下,对比了活性污泥对Pb2+的生物吸附性能。[结果]吸附时间、pH和初始重金属离子浓度对活性污泥吸附Pb2+具有显著影响。分别采用Langmuir和Freundlich吸附模型,拟合了单金属Pb2+的吸附曲线,其中,Langmuir吸附模型可较好地表征污泥对Pb2+的吸附特性。在单一金属吸附情况下,活性污泥对Pb2+的最大比吸附量(Qe)为186.81 mg/g。在双金属吸附体系中,当添加30 mg/L Cu2+时,Qe减少为138.94 mg/g,相反,当添加30 mg/L Cd2+时,Qe上升为214.58 mg/g。在偏好吸附试验中,在初始吸附量基本相同的情况下,加入第二种金属后,Pb2+的解吸附量为0.089 mmol/L,而Cu2+的解吸附量为0.300 mmol/L。[结论]在多金属吸附体系中,低浓度Cd2+对污泥吸附Pb2+有促进作用,但高浓度会抑制吸附过程;Cu2+不论低浓度还是高浓度,都对污泥吸附Pb2+有抑制作用,且抑制作用大于Cd2+。相对于Cu2+,活性污泥对Pb2+有更好和更稳定的吸附能力。     

糠醛渣木质素接枝聚丙烯酸水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附性能研究

以糠醛渣木质素和丙烯酸为原料,制备了可有效去除水中Pb2+、Cu2+和Cd2+离子的糠醛渣木质素-g-聚丙烯酸水凝胶(FRL-g-PAA水凝胶);研究了pH值、温度和离子强度对FRL-g-PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+性能的影响;分析了FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+和Cd2+的吸附动力学、吸附等温线及吸附热力学的相关数据;采用XPS谱图进一步分析了FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的吸附机制。结果表明:在PAA水凝胶结构中引入糠醛渣木质素提高了水凝胶对重金属离子的平衡吸附容量,吸附体系pH值为5,降低温度有利于FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+重金属离子的快速、高效吸附;在K+的干扰下,FRL-g-PAA水凝胶对重金属离子的平衡吸附量顺序是Pb2+>Cu2+>Cd2+;FRL-g-PAA水凝胶和PAA水凝胶吸附Pb2+、Cu2+、Cd2+均遵循准二级动力学方程和弗兰德里希模型的自发放热反应;XPS谱图证明了FRL-g-PAA水凝胶的羟基和羧基与重金属离子之间存在络合作用,FRL-g-PAA水凝胶对Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附过程兼具物理吸附和化学吸附的特点。      

大薸生物炭对水中铜离子的吸附特征

以大薸(Pistia Stratiotes L.)为原料,在不同温度下烧制成大薸生物炭(BC),采用磁改性方法制得改性生物炭(MBC),研究两者对铜离子(Cu2+)的吸附性能,并采用准一级动力学、准二级动力学模型及Langmuir与Freundlich等温吸附模型对试验数据拟合.结果表明:未改性与改性大薸生物炭对Cu2+的平衡吸附浓度分别从55.49mg/g增加到74.01mg/g,58.87mg/g增加到75.20mg/g;随着烧制温度升高,生物炭比表面积增大,孔径变小,孔隙结构增加;生物炭吸附Cu2+过程更符合Langmuir模型与二级动力学模型,拟合系数R2均大于0.9;热解温度为500℃时,生物炭对Cu2+的吸附效果最佳,改性生物炭对Cu2+的吸附速率大于未改性生物炭.     

芹菜源生物炭对重金属离子的吸附性能

[目的]寻找高效低成本的吸附重金属污染物的材料。[方法]以农业剩余物芹菜为原料,研究芹菜源生物炭对一些典型重金属离子[Cu2+、Cd2+、Cr(VI)]的吸附性能。[结果]中温(350、500℃)限氧热解制备的芹菜源生物炭对Cu2+的吸附量可超过50 mg/g,对Cd2+、Cr(VI)等重金属离子也表现出良好的吸附性能。Freundlich和Langmuir吸附方程能较好地描述吸附过程。结合红外光谱、扫描电镜与能谱等表征手段,证明芹菜源生物炭对重金属离子的高吸附性能与其表面沉淀作用、表面络合和离子交换反应有关。[结论]芹菜源生物炭对重金属离子有较强的吸附性能,应用前景广阔。     

黑土和黑钙土对Cu~(2+)的吸附作用及影响因素

以黑土和黑钙土为供试土壤,采用批量平衡法,研究了pH、离子强度、温度和反应时间对土壤吸附Cu2+的影响。结果表明:随着pH增加,两类土壤对Cu2+的吸附量均增大,pH7时吸附量达到饱和,黑钙土对Cu2+的吸附量高于黑土;随着反应体系离子强度的增大,两类土壤对Cu2+的吸附率均有所降低,其中在硝酸钠浓度为0~0.2 mol/L时降幅较大;随着温度和溶液中初始Cu2+浓度的升高,两类土壤对Cu2+的吸附量亦有所增加,黑土和黑钙土对Cu2+的吸附等温线分别用Freundlich方程和Langmuir方程描述较为精确,表观热力学参数的计算结果表明两类土壤对Cu2+的吸附均为自发、吸热和熵增加的过程;在描述黑土和黑钙土吸附Cu2+的动力学过程中,Elovich方程和抛物线扩散方程的拟合效果最佳。     

盐酸改性凹凸棒土对铜离子的吸附性能

采用不同浓度盐酸对凹凸棒土进行改性,研究其对Cu2+的吸附性能,同时研究了水样中Cu2+的初始浓度、水样pH、吸附振荡时间及投加量对其吸附性能的影响.结果表明,6 mol/L盐酸处理的凹凸棒土对Cu2+吸附能力最佳;Cu2+的初始浓度越高吸附率越低;在Cu2+初始浓度20 mg/L、水样pH 8、改性凹凸棒土加入量为50 g/L、振荡时间50 min时Cu2+的吸附率为93.85％;盐酸改性凹凸棒土对Cu2+的吸附行为符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量约为20.0 mg/g.     

外源重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附

以黄河包头段上游清洁河段的沉积物为吸附剂,采用吸附竞争系数对Pb2+、Cu2+、Zn2+、Cd2+等4种外源重金属离子在黄河沉积物中的竞争吸附进行了探讨。结果表明,当外源重金属离子浓度或体系的离子强度增加时,Pb2+、Cu2+的吸附竞争系数增大,Zn2+、Cd2+的吸附竞争系数减小;不同离子间的竞争吸附有显著的拮抗或协同效应,且此效应的显著程度随体系中离子总量的增加而减弱;黄河沉积物对4种重金属离子的吸附能力排序为:Pb2+≥Cu2+>Zn2+≈Cd2+;温度对外源重金属离子间竞争吸附的影响较为复杂。     

氧化腐殖酸对Ni2+、Cu2+、Zn2+的吸附性能

主要采用吸附法,用氧化腐殖酸作为吸附剂处理重金属。氧化腐殖酸结构中含有羧基、羟基、羰基、甲氧基等活性官能团,能与金属离子进行交换、吸附、络合、螯合等。本试验用含重金属离子Ni2+、Cu2+、Zn2+的标准溶液进行试验,分别进行腐殖酸吸附Ni2+、Cu2+、Zn2+时pH值、反应时间、初始浓度、反应温度对吸附性能的影响的研究。     

农田黑土铜、锌吸附解吸特性分析

研究了铜、锌在双城、海伦、方正农田黑土中的吸附解吸行为.3地土壤吸附Cu2+、Zn2+的量均随着平衡液中Cu2+、Zn2+质量浓度的增加而增大.双城、海伦、方正农田黑土对Cu2+的吸附解吸行为用Freundlich方程拟合最佳,吸附态Cu2+的解吸有明显滞后现象,而且3地土壤吸附态Cu2+的解吸率均较低.供试土壤对Zn2+的吸附行为用Freundlich方程拟合最佳,而对Zn2+的解吸行为用Langmuir方程拟合最佳.     

钝化剂对重金属的吸附及其吸附机理的研究

试验探讨了静态条件下沸石和草炭对重金属离子的吸附特性和吸附热力学性质。结果表明,重金属钝化剂沸石和草炭中加入重金属溶液(Cu2+、Mn2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+)的浓度越大,钝化剂对重金属离子的吸附量越多;不同钝化剂对重金属离子的吸附能力略有不同,草炭>沸石;草炭对重金属的吸附亲和力顺序为Zn2+>Mn2+>Cu2+>Cd2+>Pb2+;沸石的为Zn2+>Cu2+>Mn2+>Cd2+>Pb2+;两种钝化剂对重金属的吸附等温线与Freundlich和Temkin方程均有较好的拟合性,Langmuir方程不适宜描述两种钝化剂对重金属的等温吸附过程,其等温线符合Freundlich吸附等温模型。     

板栗壳对水中Cu2＋吸附性能的研究

【目的】研究食品加工剩余物板栗壳对水中Cu2+的吸附性能,为其用于含铜废水的处理提供理论依据。【方法】研究吸附质溶液pH、Cu2+质量浓度、吸附剂用量、粒径、吸附温度和时间对板栗壳吸附Cu2+效果的影响,探讨吸剂和吸附剂循环利用次数对解吸和再生的影响;并采用穿透曲线和洗脱曲线对动态吸附进行了分析。【结果】吸附质溶液pH值为6、Cu2+起始质量浓度为20 mg/L、吸附剂粒径为0.25 mm时的吸附效果较好,该吸附为放热过程,升高温度虽然可以加快吸附进程,但却降低了吸附量和去除率。Na+和Ca2+对Cu2+的解吸置换能力较弱,0.1mol/L HCl可使96.1%的Cu2+得以解吸回收。通过Thomas模型预测,在固定床柱吸附条件下饱和吸附量为10.94mg/g。【结论】板栗壳对水中Cu2+的吸附性能较好,因而具有很好的应用前景。     

负载Cu^2＋和Pb^2＋的蒙脱石对结晶紫吸附的研究

研究了振荡时间、吸附温度、溶液初始浓度、离子强度等因素对蒙脱石及负载Cu2+和Pb2+的蒙脱石吸附水溶液中结晶紫的影响.结果表明三种吸附剂对结晶紫染料吸附过程用准二级动力学模型拟合较好;蒙脱石对结晶紫的吸附采用Freundlich和Langmuir等温方程拟合效果均较好;染料的吸附量均随初始浓度和温度升高而增大,随离子强度的增大而减小;三种吸附剂对结晶紫的吸附是一个吸热、熵增、自发反应的过程.     

改性沸石对铜吸附性能的研究

通过硝酸铵改性天然斜发沸石,探讨沸石投加量、温度、时间对铜的吸附效果、吸附特性及作用机理.结果表明:沸石改性后对铜的吸附效率显著提高,用量为100g/L时效益最好,最大吸附量为4 170.9mg/kg;Lang-muir和Freundlich都能较好地描述改性沸石对Cu2+的等温吸附过程,改性沸石对Cu2+的吸附反应是自发的化学吸附过程,吸附行为符合准二级动力学模型;Elovich方程模型拟合结果表明改性沸石对Cu2+的吸附过程近似非均相扩散过程;颗粒内扩散模型拟合结果表明颗粒内扩散在吸附过程中不是唯一的控速阶段.     

粘土矿物吸附重金属的研究

采用蒙脱石和高岭石为吸附剂,研究了其对水中的Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附选择性。结果表明:蒙脱石的吸附容量大于高岭石。粘土矿物对重金属的吸附量随着pH值的增大而增大。在pH4,25℃的条件下,蒙脱石和高岭石对不同重金属离子的吸附容量大小顺序均为:Pb2+>Cu2+>Zn2+。通过吸附等温线的拟合,证实了蒙脱石对重金属离子具有良好的吸附选择性。     

猪粪及蚓粪对Cu和Zn吸附行为的比较研究

采用室内试验方法,比较研究了猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附、解吸规律及吸附动力学行为.结果表明,在试验浓度范围内,猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附量均随着Cu2+、Zn2+呻农度的增加而增加,蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附固定能力明显高于猪粪.猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附等温线与Freundlich和Henry方程均有较好的拟合性.猪粪和蚓粪中Cu2+、Zn2+的解吸量随着吸附量的增大而增加,在相同初始浓度条件下,猪粪吸附的Cu2+更易被解吸,而猪粪和蚓炎对Zn2+的解吸能力相近.猪粪和蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附速率均较快,10～30 min之内可以达到平衡后吸附总量的90%以上;一级动力学方程是描述Cu2+、Zn2+在猪粪和蚓粪中吸附动力学过程的最优模型,且蚓粪对Cu2+、Zn2+的吸附速率明显高于猪粪.