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。     

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。     

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。     

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。     

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℃。     

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。     

玉米秸秆改性生物炭对铜、铅离子的吸附特性

探究改性生物炭对重金属的吸附性能,为不同改性生物炭对铜、铅离子的有效去除提供理论依据。以玉米秸秆为原料,经500℃限氧热解制备生物炭(BC),再分别经KOH和聚乙烯亚胺(PEI)改性得到碱改性生物炭(KBC)和PEI改性生物炭(PBC),探讨3种生物炭对Cu~(2+)和Pb~(2+)的单一吸附效果及对复合体系中Cu~(2+)和Pb~(2+)的竞争吸附。3种生物炭对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附动力学均符合准二级动力学方程,改性后生物炭的吸附速率均高于BC;吸附等温线均符合Langmuir模型,最大吸附量表现为:PBCKBCBC。3种生物炭的饱和吸附量和吸附容量遵循Pb~(2+)Cu~(2+);通过竞争吸附试验发现,Pb~(2+)在3种生物炭上的竞争吸附能力均高于Cu~(2+)。结果表明:KBC和PBC对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附能力明显优于BC,有成为新型重金属吸附剂的潜力。     

模拟胃环境下柚子黄皮纤维素对Pb2+的吸附性能

【目的】研究柚子黄皮纤维素在模拟人体胃环境下对Pb~(2+)的吸附效果,为开发廉价的功能性排铅产品提供理论参考。【方法】以柚子黄皮为原料,提取柚子黄皮纤维素,在模拟人体胃环境下,以Pb~(2+)吸附量和去除率为考察指标,分析人工胃液pH、吸附时间、柚子黄皮纤维素添加量、Pb~(2+)初始质量浓度对Pb~(2+)吸附效果的影响,探索最佳的吸附条件,并研究柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)的吸附平衡及吸附动力学特性,通过红外光谱分析柚子黄皮纤维素与Pb~(2+)作用的基团。【结果】柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)的最佳吸附条件为:柚子黄皮纤维素添加量1.0g/L,Pb~(2+)初始质量浓度20mg/L,胃液pH为5,吸附240min达到吸附平衡,在此条件下Pb~(2+)的最大吸附量为(0.662±0.013)mg/g,去除率为(94.83±0.705)%;用准二级动力学模型可以较好地拟合柚子黄皮纤维素的吸附过程,表明其对Pb~(2+)的吸附以化学吸附为主。红外光谱分析表明,-OH是影响柚子黄皮纤维素吸附Pb~(2+)的主要基团。【结论】柚子黄皮纤维素对Pb~(2+)具有一定的吸附作用,可用来开发人体排铅产品。     

Mg-Al层状双金属氢氧化物及其焙烧产物对Pb2+的吸附研究

本文采用共沉淀法合成了层状双金属氢氧化物并用X-射线粉末衍射、红外光谱等进行了表征。研究了浓度、溶液pH值以及时间等因素对层状双金属氢氧化物(Layered Double Hydroxides,LDH)及焙烧产物(calcined product,CLDH)去除水溶液中Pb~(2+)行为的影响,并结合X-射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)手段探讨了对Pb~(2+)的吸附机理。实验结果表明:LDH、CLDH对Pb~(2+)有很强的吸附作用,CLDH的吸附能力远大于未焙烧的LDH。吸附Pb~(2+)后LDH的Al_(2p)、Mg_(2p)的电子结合能变化不大,差别在误差范围内,说明LDH对铅的吸附属非特定吸附;CLDH吸附Pb~(2+)后导致CLDH表面主要元素的电子结合能发生了较大的变化,即发生了化学位移,说明CLDH对铅产生了化学吸附。     

铁锰氧化物改性铝污泥对Pb2+和Cu2+的吸附性能

【目的】以陕西杨凌某自来水厂铝污泥(Al-WTRs)为原料,对其进行改性,研究改性后铝污泥对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能,以期为Al-WTRs的利用提供途径。【方法】采用KMnO_4和FeCl_2·4H_2O对Al-WTRs进行改性,制备铁锰氧化物改性铝污泥(M-Al-WTRs),采用比表面(BET-N2)、扫描电镜(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)等方法对改性前后Al-WTRs进行表征分析,并探讨不同pH、吸附时间、重金属初始质量浓度、温度和离子强度等条件下M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能。【结果】与Al-WTRs(9.10m~2/g)相比,M-Al-WTRs比表面积显著增大到100.8m~2/g;SEM-EDS、XRD、FTIR分析结果显示,M-Al-WTRs表面粗糙,且负载许多颗粒,并保持无定形态。M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量随着pH的增加逐渐增大,最终趋于稳定,其中当pH=5时,M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量分别为67.18和20.81mg/g,分别比Al-WTRs提高了109.1%和68.64%。M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温模型。热力学分析表明,M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附是自发、吸热、增熵的过程。M-Al-WTRs对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附几乎不受离子强度的影响,属于专性吸附。【结论】成功制备了对Pb~(2+)和Cu~(2+)具有良好吸附效果的M-Al-WTRs。     

Cu2+和Pb2+对石蚕蛾幼虫的急毒性研究

[目的]研究Cu~(2+)和Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的急毒性效应和安全浓度。[方法]从广西十万大山保护区采集石蚕蛾(Stenopsyche marmorata)幼虫,采用静水生物毒性试验法进行重金属离子Cu~(2+)和Pb~(2+)对其的急毒性试验。采用概率单位法分别计算Cu~(2+)和Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的半致死浓度和安全浓度。[结果]Cu~(2+)对石蚕蛾幼虫的24、48、72、96 h的半致死浓度(LC50)分别为123.651、112.975、84.536和70.509 mg/L,Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的24、48、72、96 h的半致死浓度(LC50)分别为49.138、41.878、30.735和29.245 mg/L。Cu~(2+)和Pb~(2+)对石蚕蛾幼虫的安全浓度分别为7.051和2.925 mg/L。[结论]研究结果可为将石蚕蛾幼虫用作水体重金属污染指示生物提供科学依据。     

Cu2+、Zn2+、Pb2+对雨生红球藻生长的影响

以MAV为基本培养基,研究了重金属离子Cu2+、Zn2+、Pb2+对雨生红球藻生长的影响,同时用正交实验研究了各金属的交互作用.结果发现与其它藻相比,雨生红球藻对三种重金属离子尤其是Pb2+的忍耐力较大,促进其生长的适宜Cu2+、Zn2+、Pb2+浓度相对较高,分别为10-3～10-5mg·L-1,10-1～10-3mg·L-1,5～10mg·L-1.正交实验结果表明,三种金属的共同作用可降低对藻的毒性,表现在其最优水平组合(A3B2C4)较单因子实验结果有所提高,分别为Cu2+10-4mg·L-1,Zn2+10-1mg·L-1,Pb2+20mg·L-1.     

胡敏酸吸附重金属Cu2+ Pb2+ Cd2+的特征及影响因素

采用碱溶酸沉淀法提取腐殖质中的胡敏酸,研究了胡敏酸对Cu2+Pb2+Cd2+的吸附特征及作用机理.结果表明,在相同初始浓度下,胡敏酸对Cu2+的吸附强度要大于对Pb2+和对Cd2+的吸附.吸附强度顺序为Cu2+＞pb2+＞＞Cd2+.Langmuir、Freundlich和Temkin方程对Pb2+Cd2+的吸附呈显著关系,但其中Freundlich方程为最佳拟合方程;对Cu2+的吸附,Langmuir等温式拟合程度最高,Freundlieh方程其次,Temkin方程则不适合.pH是影响胡敏酸对Cd2+和Cu2+吸附的主要因素,而对Pb2+吸附的影响较小.总体上低pH值均不利于吸附剂对重金属离子的吸附,随着pH值的增加(pH=2～8),不论吸附量还是吸附率都呈上升趋势.通过红外光谱表征反应物,结果表明,胡敏酸与Pb2+Cd2+的结合点主要发生在羧基和酚羟基之间,而Cu2+与胡敏酸的结合除了在羧基和酚羟基之间外,更多地发生在羧基和羧基之间.     

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。     

改性柿子废渣对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能研究

以实验室酿酒后得到的柿子废渣为原料,利用其主要成分纤维素和单宁制备生物吸附剂,并通过对生物吸附剂进行化学改性增加其吸附效率,对溶液中重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)进行吸附行为研究。结果表明:烘干的柿子废渣对重金属中Pb~(2+)和Cd~(2+)存在吸附作用,并对其进行吸附等温线研究,得到吸附剂对Pb~(2+)与Cd~(2+)的饱和吸附容量为46.08和25.00mg/g,而经NaOH改性后的柿子废渣附剂对Pb~(2+)与Cd~(2+)的饱和吸附容量为106.75和46.54mg/g,改性后吸附容量约是改性前吸附容量的2倍多,说明改性后效果显著。研究表明,经改性后的生物吸附剂成本较低、绿色环保,具有很大的潜在开发价值,并实现废渣的二次利用,为柿子产品的综合开发利用提供了新的途径。     

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。     

Cu2+、Pb2+对高体鳑幼鱼的急性毒性研究

采用静水生物测试法,研究Cu2+、Pb2+对高体鳑幼鱼的急性毒性,结果表明:Cu2+对高体鳑幼鱼24 h、48 h、96 h的LC50分别为1.057 8、0.874 0和0.723 8 mg/L;Pb2+对高体鳑幼鱼24 h、48 h、96 h的LC50分别为14.018 5、13.677 3和13.228 2 mg/L;Cu2+、Pb2+对高体鳑幼鱼的安全浓度分别为0.179 0和3.905 9 mg/L.     

Pb2+、Cd2+复合胁迫对桑树光合作用的影响

目的土壤重金属污染日益严重,重金属对植物的影响备受关注。目前,研究多限于重金属单一胁迫对植物的影响,但土壤重金属污染存在形式并不是只有一种重金属,而是由多种重金属复合而成,研究重金属单一胁迫与复合胁迫对植物生长及光合作用的影响与差异很有必要。方法本研究以桑树幼苗为实验材料,通过添加不同质量分数的Pb2+和Cd2+进行桑树幼苗土培实验,分析单一胁迫与复合胁迫对桑树幼苗生长指标、光合色素含量和光合作用指标的影响与差异。结果Pb2+单一胁迫降低了桑树叶绿素含量和类胡萝卜素含量,Cd2+单一胁迫对叶绿素含量是“低促高抑”,对类胡萝卜素而是随Cd2+含量的增加抑制作用增强。复合胁迫对桑树光合色素含量起到抑制作用,且程度强于单一胁迫。桑树叶片的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(P_nmax)、暗呼吸速率(R_d)及表观量子效率(φ)均受到重金属胁迫的抑制作用,且随含量增大,抑制作用增强。单一胁迫和复合胁迫对桑树叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)以及蒸腾速率(T_r)均起到抑制作用,从而显著地限制了桑树的生长。结论重金属单一胁迫及复合胁迫对桑树幼苗的生长指标、光合色素含量以及光合作用均有抑制作用,且重金属含量越高,桑树幼苗受到的抑制作用越强,复合胁迫对桑树幼苗的抑制作用存在协同效应,毒害程度强于单一胁迫;在重金属胁迫条件下,桑树表现出了较强的耐重金属性。      

黑碳吸附汞砷铅镉离子的研究

由玉米秸秆燃烧物提取黑碳,测定了黑碳阳离子交换量,研究了黑碳对汞（Hg^2＋、砷（As^3＋）、铅（Pb^2＋）和镉（Cd^2＋）离子的等温吸附、吸附及解吸动力学特征。结果表明,黑碳阳离子交换量为0．15cmol·kg^-1,远低于矿物和腐植酸。黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋的等温吸附是非线性表面吸附,可用Langmiur方程拟合;黑碳对Pb^2＋最大吸附量远大于对Hg^2＋、As^2＋和Cd^2＋的;黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋吸附约5h达平衡;吸附动力学过程包括吸附快反应阶段和慢反应阶段,可用动力学一级方程和双常数速率方程描述：黑碳对Hg^2＋、As^3＋、Pb^2＋和Cd^2＋吸附速率、吸附亲和力和最大吸附量有：Pb^2＋〉As^3＋〉Hg^2＋〉Cd^2＋;黑碳吸附的Hg^2＋、As^3＋、pb^2＋和Cd^2＋易解吸,30min内洗脱率高达85％以上。