木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附性能

以木质纤维素和蒙脱土为原材料,采用插层复合方式制备木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT)吸附剂,研究其对Hg(Ⅱ)离子的吸附和解吸性能。结果表明:该吸附剂对Hg(Ⅱ)有较好的吸附能力,在Hg(Ⅱ)溶液初始浓度为0.8mmol·L~(-1),吸附时间为120min,吸附温度为50℃,pH值为4时,吸附量达到最大79.32mg·g-1;在研究的浓度范围内,吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附平衡符合Langmuir模型。采用0.3mol·L~(-1)的HNO3作为解吸剂,在解吸时间为30min、解吸温度为30℃时解吸量达到最大66mg·g-1。循环再生试验证明所制备吸附剂的重复使用性能良好。进一步结合SEM、EDX和FTIR分析了该吸附剂对Hg(Ⅱ)的吸附和解吸的机理。     

木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料吸附水中Cd(Ⅱ)的研究

采用木质纤维素与蒙脱土经插层复合反应,成功的合成了一种新型吸附剂木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料(LNC/MMT),研究了其对水中Cd(Ⅱ)的吸附行为以及影响吸附效果的重要因素,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析方法对纳米复合材料的结构进行表征,通过动力学、热力学模型拟合探讨其吸附机理。结果表明,木质纤维素/蒙脱土纳米复合材料对水中Cd(Ⅱ)具有很好的吸附效果,在Cd(Ⅱ)溶液初始浓度0.005 mol/L、p H值5.6、吸附温度55℃、吸附时间80 min时,吸附容量达到最大值118.45 mg/g。吸附动力学可以用准二级动力学方程描述;等温吸附模型符合Langmuir方程,木质纤维素/蒙脱土吸附Cd(Ⅱ)主要是单分子层化学吸附。     

蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb(Ⅱ)吸附特性研究

采用静态吸附实验,研究蒙脱土-稻壳炭复合材料对Pb~(2+)的吸附动力学和热力学特性,并考察吸附剂用量、共存离子及pH等因素对该复合材料吸附Pb~(2+)的影响。结果表明,复合材料对Pb~(2+)的吸附特性符合准二级动力学模型,等温吸附过程能较好地以Freundlich模型进行拟合,且是以物理吸附为主的自发的吸热反应。复合材料对Pb~(2+)的吸附量随吸附时间的延长先快速增加,后缓慢增加最终达到吸附平衡,且随着复合材料投加量的增加,Pb~(2+)的去除率增大。复合材料对水溶液中Pb~(2+)的吸附性能在pH为5时较好,吸附量达52.79 mg·g~(-1);不同浓度Ca~(2+)、Mg~(2+)均会对Pb~(2+)的吸附反应产生抑制作用,且Mg~(2+)的抑制作用更强。     

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%。     

硝酸改性龙眼壳活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

以龙眼(Dimocarpus longan Lour.)壳为原料,硝酸为改性剂,制备硝酸改性龙眼壳活性炭(LCN),并吸附水溶液中的Pb(Ⅱ),研究了pH、吸附温度、Pb(Ⅱ)质量浓度、吸附时间对Pb(Ⅱ)吸附量的影响。结果表明,硝酸改性能显著提高龙眼壳活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力,当溶液pH 5、吸附温度298K、Pb(Ⅱ)质量浓度100mg/L、吸附时间40min时,LCN对Pb(Ⅱ)的吸附量为192.72mg/g。准二级动力学模型更符合LCN对Pb(Ⅱ)的吸附过程。与Freundlich等温吸附方程相比,Langmuir等温吸附方程更符合LCN对Pb(Ⅱ)的吸附行为,说明LCN对Pb(Ⅱ)的吸附是以单分子层吸附为主。     

蒙脱土对重金属离子吸附的研究进展

简要介绍了目前国内采用蒙脱土吸附处理废水中重金属离子的研究状况,探讨了pH值、温度、吸附时间、溶液初始浓度、有机物质和改性等因素对蒙脱土吸附重金属离子的影响,最后展望了蒙脱土吸附重金属离子的发展趋势和应用前景。     

柚子皮对水中Pb(Ⅱ)吸附性能的试验研究

对柚子皮吸附去除水中Pb(Ⅱ)的模拟试验研究结果表明,pH、吸附时间、柚皮粉用量和Pb(Ⅱ)初始浓度、温度等因素对柚皮粉吸附水中Pb(Ⅱ)有显著影响.适宜的吸附条件为:pH 5.3～6.0,吸附时间1.5 h,柚皮粉用量8 g/L,Pb(Ⅱ)初始浓度50 mg/L,温度30℃.在该条件下,Pb(Ⅱ)的去除率可达到90％以上.柚皮粉对水中Pb(Ⅱ)的吸附符合动力学二级反应,等温吸附规律可用Freundlich、Langmuir和Temkin模式较好地描述.     

玉米衣对水溶液中重金属Pb(Ⅱ)的吸附研究

以农业废弃物玉米(Zea mays L.)衣为吸附剂,研究其对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附作用,采用扫描电镜、红外光谱仪等对玉米衣的表面多孔性、吸附作用基团进行分析,并探究玉米衣的最佳吸附条件、吸附等温线、动力学模型。结果表明,当溶液Pb(Ⅱ)浓度为20 mg/L,p H为6.0,吸附剂投加量为0.10 g时,吸附率最高,达到94.77%;玉米衣对Pb(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程,以化学吸附为主;其吸附等温线符合Langmuir模型,为单分子层吸附;扫描电镜结果表明玉米衣表面覆盖大量绒毛,断裂形成小孔,有利于增加比表面积;红外光谱分析表明吸附过程中起主要作用的官能团有羧基、羟基等;当溶液中含有Ca2+、Mg2+等阳离子时,一定程度影响Pb(Ⅱ)的吸附。利用0.2 mol/L HCl解吸9.5 h解吸效果更好,其解吸率可达到48%。在众多吸附剂中,玉米衣最大吸附量可达32.468 mg/g,处于较好的吸附水平,因此,利用玉米衣作为吸附剂去除溶液中Pb(Ⅱ)具有潜在的应用前景。     

不同热解温度生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附研究

以稻壳(RH)和棉花秸秆(CS)为原料,在300、400、500、600、700℃下制备了生物炭,研究不同添加量、不同初始pH、吸附时间对生物炭吸附水溶液中Pb~(2+)的影响。结果表明:生物炭添加量越大对Pb~(2+)的去除效果越好;热解温度越高,达到同样去除效果所需生物炭的量越少;吸附效果与溶液的pH呈正相关,pH在4~7的范围内,高温生物炭去除Pb~(2+)的效果更好。生物炭对Pb~(2+)的吸附更符合拟二级动力学模型(R~2≥0.992),热解温度越高,吸附速率越快,同时中温(500℃)和高温(600、700℃)生物炭对Pb~(2+)的平衡吸附量不低于49.0 mg·g~(-1)。制备稻壳和棉花秸秆生物炭较合适的温度是500℃。     

大豆蛋白基多孔凝胶球对Pb(Ⅱ)的吸附研究

为了解决工业废水铅Pb(Ⅱ)污染问题,以海藻酸钠和大豆蛋白为原料,制备了具有多孔结构的大豆蛋白基多孔凝胶球,并用于对模拟废水Pb(Ⅱ)的去除研究。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔隙分析仪、Zeta电位仪和X射线光电子能谱(XPS)对多孔凝胶球的形貌、多孔结构、表面电荷和元素组成进行了表征,并探讨了溶液pH、吸附时间、吸附剂用量、铅离子初始浓度等因素对大豆蛋白基多孔凝胶球吸附Pb(Ⅱ)的吸附容量和脱除效率的影响。结果表明,在pH>2.9的条件下,大豆蛋白基多孔凝胶球表面带负电,能够通过凝胶球内部的多孔通道上的吸附位点有效地吸附带正电的Pb(Ⅱ)离子,最高脱除效率可达99%,能循环使用。通过对吸附数据进行3种动力学模型(准一级动力学、准二级动力学和颗粒内扩散模型)和两种等温模型(Langmuir和Freundlich模型)的拟合分析,发现吸附过程符合准二级动力学模型,且遵循Langmuir单分子层吸附机制,最大吸附容量为264.01 mg·g^-1。表明,大豆蛋白基多孔凝胶球能对模拟废水中的Pb(Ⅱ)进行高效吸附。     

高锰酸钾改性山棕丝对Pb（Ⅱ）吸附性能的研究

以山棕丝为原料,采用高锰酸钾回流氧化法对其改性,通过单因素实验及正交实验优化确定最优改性工艺,制备对Pb(Ⅱ)具有良好吸附能力的生物吸附材料。结果表明,高锰酸钾改性山棕丝最优工艺为:反应温度60℃,反应时间4h,高锰酸钾溶液浓度0.08mol/L,p H值3;吸附性能研究表明,由最优工艺制备的改性山棕丝在常温下对400mg/LPb(Ⅱ)溶液的最大吸附量为85.85mg/g,为未改性山棕丝的8.42倍;吸附动力学研究表明,改性山棕丝对Pb(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学方程,为速率受限过程。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)对改性前后山棕丝结构进行表征,结果表明:高锰酸钾的强氧化性使得山棕丝纤维表面产生了较多的羧基,增加了其表面的吸附位点,从而使改性山棕丝对Pb(Ⅱ)的吸附能力大幅提高。     

蒙脱土/聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液改性木材的力学性能

【目的】木材化学改性是提高人工林速生材力学性能,延长其使用寿命,扩大其应用范围的有效途径。使用有机蒙脱土(OMMT)对木材进行改性处理具有较好的前景。但由于有机蒙脱土在水中不易分散,且粒径较大,难以进入到木材细胞壁中而限制了其应用。因此,提高OMMT在水中的分散性,增大其层间距可为其进入木材细胞壁内创造条件,是改性增强木材的有效手段。【方法】本研究采用一种水性的聚乙二醇/超支化聚丙烯酸酯乳液(PEG/HBPA)作为载体使OMMT在水中稳定分散。将改性剂通过浸渍处理改性木材,测试了改性材的力学性能,并探讨了不同层间离子的OMMT对改性效果的影响。【结果】4种OMMT均能够稳定分散进入到PEG/HBPA中,经过24 h静置后无明显的分层和沉淀,乳液粒径和黏度无明显变化。木材经过PEG/HBPA处理后,除端面硬度外,力学性能有所提高,加入OMMT后力学性能进一步提高,并增加了改性材的端面硬度。OMMT层间离子中含有氨基、羟基、羧基等官能团,能使OMMT更好地进入到木材细胞壁中,其中层间离子含有氨基的OMMT改性效果较好,改性后木材顺纹抗压强度为82.2 MPa,抗弯强度为98.2 MPa,端...     

棉花秸秆生物炭对重金属Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

以南疆农业废弃物棉花秸秆为原料,采用限氧控温裂解法制备不同温度(200、400和600℃)下的棉花秸秆生物质炭(CSBC200、CSBC400和CSBC600),研究棉花秸秆生物质炭对重金属Pb(Ⅱ)的吸附性能及影响因素,探讨pH、温度、初始浓度和吸附剂投加量对棉花秸秆生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响。研究结果表明:随着热解温度的升高生物炭的pH、比表面积及芳香性增强;不同热解温度制备的棉花秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的快速吸附过程发生在2 h内,吸附在10 h以后逐渐达到平衡状态,准二级动力学吸附模型能较好地描述棉花秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的动力学吸附过程;不同热解温度制备的棉花秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附能力不同CSBC600 CSBC400 CSBC200,且CSBC600远高于其他;CSBC400和CSBC600的吸附过程更符合Freundlich模型,吸附体系既有物理吸附又有化学吸附;棉花秸秆生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附最佳pH为5. 00,其饱和吸附量随着体系温度的升高而增加,吸附是自发进行的吸热过程,溶液体系温度升高更有利于吸附的进行。     

改性水稻秸秆对Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用琥珀酸溶液活化法制备改性水稻秸秆,利用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,简称SEM)和傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,简称FT-IR)对改性前后样品的组成、形貌进行表征,对比了秸秆改性前后的结构和成分变化。采用静态吸附试验,研究初始pH值、吸附剂添加量和吸附时间对二价镉Cd(Ⅱ)吸附性能的影响。结果表明,改性后水稻秸秆形貌无明显变化,但组成成分有一定变化,其中羧基数量增加。在一定范围内增大改性水稻秸秆用量、溶液pH值和吸附时间有助于提高改性水稻秸秆对Cd(Ⅱ)的吸附量,吸附动力学可用拟二级动力学方程描述,等温吸附模型符合Langmuir方程。     

不同生物质来源生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附特性

以水稻秸秆、小麦秸秆、荔枝树枝为原料,在300、400、500、600℃下制备生物炭,并表征其理化性质,考察热解温度、初始p H、矿物组分等因素对生物炭吸附Pb(Ⅱ)的影响。结果表明,不同热解温度对水稻和小麦秸秆炭吸附Pb(Ⅱ)的影响很小,而荔枝树枝生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附量随热解温度升高而显著增大。在p H3.0~6.0的范围内,三种生物炭对溶液中Pb(Ⅱ)的吸附量呈上升趋势;在25℃时,三种生物炭的等温吸附曲线符合Freundlich吸附模型,荔枝树枝生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附效果最佳。三种生物炭吸附Pb(Ⅱ)的主导机制可能是其与矿物组分的共沉淀作用,而荔枝树枝生物炭还可能存在Pb(Ⅱ)与-OH、-COOH之间的离子交换作用,C=C键中的π电子在吸附过程中也有一定的贡献。     

蒙脱土/木材复合材料的结晶性能

为了考察蒙脱土/木材复合材料的结晶性能,利用X射线衍射仪检测了以处理木材试样和蒙脱土为原材料、借助酚醛树脂制备的蒙脱土/木材复合材料,并将未处理试材、处理试材及复合材料进行比较后发现,试材经氢氧化钠、微波、氢氧化钠-微波、氢氧化钠-超声波处理后,相对结晶度降低;超声波处理后,相对结晶度增大。除氢氧化钠处理试材外,其他处理试材与蒙脱土形成的复合材料的结晶度均进一步降低。未处理材、处理材及复合材料结晶区晶层间距变化不明显。研究还发现,蒙脱土在复合材料中主要以插层型结构存在。      

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。     

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.     

铅离子印迹磁性材料的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附去除研究

[目的]制备铅离子印迹和非印迹磁性材料,研究两种材料对Pb(Ⅱ)的吸附去除行为,考察两种材料对Pb(Ⅱ)的吸附选择性,探索其脱附和循环利用性.[方法]采用透射电镜、红外光谱、X射线衍射光谱和能量色散谱等方法对两种材料的形貌和结构进行表征;采用静态吸附法,以原子吸收为检测手段,探讨了pH值、反应时间及Pb(Ⅱ)初始浓度等因素对Pb(Ⅱ)吸附能力的影响;采用Langmuir等温吸附模型和Ho准二级动力学方程对其进行热力学和动力学模拟研究;以Cd(Ⅱ)为竞争离子,研究两种材料对Pb(Ⅱ)吸附选择性;以硝酸为脱附试剂,考察其脱附和循环利用性.[结果]1)与Fe3O4 10 nm的粒径相比,铅离子印迹磁性材料粒径增至80～90 nm;两种材料红外光谱图中557 cm-1处出现强吸收峰,证实Fe-O键存在,2 940 cm-1和1 084 cm-1处的吸收峰证实C-H和Si-O键存在;X射线衍射光谱图显示,它们都具有Fe3O4晶型及SiO2壳层;能量色散谱结果显示,它们主要构成元素为C、O、Si、S和Fe,说明Fe3O4磁核已被SiO2包覆,且巯基已成功键合至两种材料的表面.2)在低酸度时Pb(Ⅱ)基本不被两种材料吸附;当pH值从3增至7时,吸附率不断增大并达到最大,且非印迹材料对Pb(Ⅱ)的吸附率低于印迹材料对Pb(Ⅱ)的吸附率.3)铅印迹磁性材料对Pb(Ⅱ)的吸附量随时间的增加而升高,最后达到平衡吸附.4)随着溶液中Pb(Ⅱ)初始浓度的增加,铅印迹磁性材料对Pb(Ⅱ)的吸附量先是急剧上升,然后达到饱和吸附.5)铅印迹磁性材料对Pb(Ⅱ)的吸附动力学和热力学分别符合准二级吸附模型和Langmuir等温吸附模型.6)铅印迹磁性材料对Pb(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)选择吸附系数K为29.75,对Pb(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)的相对选择系数是非印迹磁性材料的5.86倍,说明该材料对Pb(Ⅱ)具有良好的吸附选择性.7)研究了HNO3对保留在铅印迹磁性材料上Pb(Ⅱ)的脱附影响,结果显示0.5 mol·L-1 HNO3可定量脱附Pb(Ⅱ),且材料可重复使用5次而脱附率无变化.[结论]在pH 7、反应时间为60 min及Pb(Ⅱ)初始质量浓度为10 mg·L-1时铅印迹磁性材料对Pb(Ⅱ)的最大吸附容量可达38 mg·g-1,可有效去除水中Pb(Ⅱ);该材料对Pb(Ⅱ)具有一定的选择性且具有很好的再生性.     

杉树木质纤维素对酯型儿茶素类选择性吸附的研究

以杉木屑为原料制备木质纤维素,采用静态吸附、蒸馏水和80%乙醇分段洗脱等实验,研究其对茶儿茶素类及咖啡因选择性吸附作用.结果表明,木质纤维素对茶叶儿茶素没食子酸酯类(酯型儿茶素类)的吸附量明显大于咖啡因,经木质纤维素吸附后,大部分的咖啡因保留在溶液中,只有少量被木质纤维素吸附,达到初步脱咖啡因的效果;吸附的木质纤维素经水和80%乙醇分段洗脱,水洗脱液中咖啡因、酯型儿茶素类分别与儿茶素类总量的比例为0.08,0.36;而80%乙醇洗脱液中上述比例分别为0.02,1,通过分段洗脱可以进一步脱除咖啡因,得到脱咖啡因的高酯型儿茶素类产品.