Cu2＋和Zn2＋在太湖沉积物上的吸附及竞争吸附研究

利用等温吸附法研究了太湖沉积物对Cu2＋、Zn2＋的平衡吸附量、吸附动力学,以及在沉积物上的竞争吸附行为,分析了竞争条件下Cu2＋、Zn2＋在沉积物上的吸附特征。研究表明,Lmgmuir型吸附模式能很好地描述Cu2＋、Zn2＋在太湖沉积物上的吸附过程．其线性回归系数高达0．99,但拟合参数反映的土壤对重金属的吸附规律不适合沉积物;吸附动力学试验研究表明,伪二级动力学方程可较好地描述二者在沉积物上的吸附动力学过程;竞争吸附研究证明了沉积物对Cu2＋的吸附性比Zn2＋强,且Cu2＋能置换出沉积物本底值中的Zn2＋．     

大肠杆菌对铜离子的吸附行为研究

为阐明大肠杆菌Escherichia coli对Cu^2＋的吸附特性,本文利用批量平衡吸附实验法研究了大肠杆菌对Cu^2＋的吸附动力学及影响细菌吸附Cu^2＋的主要影响因子,包括溶液pH、Cu^2＋始浓度、细菌初始浓度。结果表明,大肠杆菌的Zeta电位随着溶液中离子强度和Cu^2＋浓度的增加而降低,说明大肠杆菌对Cu^2＋的吸附主要是通过静电引力作用;在Cu^2＋初始浓度为0．01mmol·L^-1的背景溶液中,吸附开始很快,到1h时即达到最大;pH值显著影响大肠杆菌对Cu^2＋的吸附,在pH值为6时,其吸附量达最大;大肠杆菌对Cu^2＋吸附量随着菌体浓度、Cu^2＋浓度增加而增加,用Langmuir吸附等温模型能很好模拟该吸附过程,吸附比率随着Cu^2＋浓度增加而降低。通过对细菌吸附重金属的特性研究,为环境中重金属污染的生物去除提供一定的理论依据。     

生物膜载体吸附剂对Cu2+的吸附研究

利用恒温冷冻摇床,测定了生物膜填料吸附剂对废水溶液中Cu2 的吸附操作曲线、pH值、温度和生物膜量的影响,并将实际吸附过程与准一级吸附动力学方程、准二级动力学方程和Elovich模型进行拟合。结果表明,准二级动力学方程和Elovich模型能与吸附过程达到较好的吻合;溶液pH值一般选择在5～6范围进行吸附处理;温度考虑在室温20℃左右下进行;由于单位质量生物膜的吸附量下降,因此欲提高溶液的吸附率不能单纯靠生物膜量(WW)的增加。     

Fe-Zr双金属有机框架材料吸附去除水中磷酸盐

用溶剂热法合成Fe-Zr双金属有机框架(metal organic framework, MOF)材料并研究了其吸附水中磷酸盐的性能,考察了溶液pH值和吸附剂用量对吸附的影响.结果表明, pH值为中性时Fe-Zr MOF吸附磷的效果最佳; Fe-Zr MOF对磷酸盐的吸附在24 h时达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程;吸附等温曲线可用Langmuir方程描述,最大吸附量为285.7 mg/g; Fe-Zr MOF材料重复利用10次后,对磷酸盐的吸附量为最初吸附量的80.6%,显示出良好的重复利用性能.     

菲和Cu2+在黑垆土上的吸附及其交互影响

采用批平衡法,研究了菲和Cu2+在黑垆土上的吸附及其交互影响。结果表明,菲和Cu2+在黑垆土上的吸附动力学曲线较好符合一级动力学方程,菲在黑垆土上的吸附主要通过分配作用,其吸附等温曲线符合线性Henry方程,Cu2+的存在抑制菲在黑垆土上的吸附;而Cu2+在黑垆土上的吸附主要通过表面吸附和专性吸附作用,其吸附等温曲线符合Freundlich方程,菲的存在促进了Cu2+的吸附;对菲和Cu2+来说,pH均是影响黑垆土吸附的主要因素,黑垆土对Cu2+的吸附量随着土壤溶液pH值的增加而增加,而对菲的吸附量随着pH增加而降低。     

柠檬酸修饰油菜秸秆对Pb2＋的吸附行为研究

选用柠檬酸对油菜秸秆进行化学修饰,制备了一种新型吸附剂,研究了该吸附剂对水溶液中Pb2＋的吸附行为,并对吸附的最佳条件（吸附剂投加量、Pb2＋溶液浓度、pH值、吸附时间、温度）进行了探讨在吸附剂投加量为1．2g／L,Pb2＋溶液浓度为200mg／L、pH值为5．3、吸附时间为4h的条件下,柠檬酸修饰油菜秸秆对Pb2＋的吸附效率可达98％;温度对于修饰后秸秆对去除Pb2＋无明显影响。吸附动力学研究表明,该吸附行为符合准二级动力学方程;吸附等温模型拟合结果显示,以单分子层吸附的Lang-miur模型能更好地描     

氯化锌改性稻草秸秆吸附Cu2＋的研究

[目的]对氮化锌改性稻草秸秆吸附Cu2进行研究.[方法]选用ZnCl2作为活化剂,用640W的微波照射稻草秸秆4min,对其进行改性.研究了不同吸附剂投加量、pH、吸附时间条件下,改性稻草秸秆对水溶液中Cu2＋吸附的效果,并对其等温吸附特征、吸附动力学和热力学进行了系统地分析.[结果]当吸附剂投加量为0.2g,pH为6时,氯化锌改性稻草秸秆对Cu2＋的吸附效果最好,吸附达到平衡的时间为8h.改性稻草秸秆对Cu2＋的吸附过程符合Langmuir、Freundlich等温吸附模型以及准二级动力学方程.热力学分析表明,△G＜0,该吸附反应属于自发反应.[结论]该研究为改性稻草秸秆在含铜废水处理中的应用提供了理论依据.     

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。     

黄泥土对铜的吸附解吸及其pH变化

用平衡液吸附法和CaCl2与HCl溶液的连续解吸法研究了太湖地区黄泥土（水稻土）对重金属Cu^2＋的吸附和解吸特征以及吸附和解吸过程中平衡液pH的变化。结果表明,黄泥土对Cu^2＋附以Langmuir方程拟合为佳,模拟的最大吸附量达1600mg．kg^-1以上。在最大吸附量以下,土壤对Cu^2＋的吸附容量随着外加Cu^2＋度的递增而升高,外加Cu^2＋浓度在100mg·kg^-1下时,Cu^2＋吸附以专性吸附为主,而高浓度下非专性吸附占主要地位。外加Cu^2＋沈度在10—160mg·kg^-1范围内,观察到外加Cu^2＋吸附过程中平衡液pH的下降,其大小值依吸附量而变;同样,用CaCl2溶液解吸所吸附的外加Cu^2＋过程中平衡液pH也呈下降趋势,其大小依解吸量而变。不过,用HCl溶液解吸时观察到平衡液pH略有上升。可见,污染土壤中铜土壤吸附和解吸涉及土壤溶液pH的变化,因而土壤中Cu、Zn等金属污染也可能是导致土壤酸化的因素。     

生物炭对Cu2＋的吸附特性及其影响因素

[目的]研究生物炭对溶液中Cu2＋的吸附特性及其影响因素。[方法]采用玉米秸在不同温度（200、350、700℃）下制备的生物炭（BC200、BC350、BC700）吸附Cu2＋,探讨在不同初始浓度、吸附时间、pH、Zn2＋强度条件下对Cu2＋的吸附特性。[结果]随着热解温度的升高,生物炭的pH和灰分含量增加。BC350具有最大的CEC和有机碳含量。3种生物炭对Cu2＋的吸附能力大小为：BC350〉BC700〉BC200;拟合得到的BC200、BC350、BC700的最大吸附量分别为17．1、30．6、27．2mg／g。可以用准一级动力学模型较好地描述吸附动力学结果,BC200、BC350、BC700拟合得到的平衡吸附量与实测值接近。生物炭的铜吸附量随着溶液初始pH的增加而增大;较高的陪伴Zn2＋浓度可以显著降低生物炭对Cu2＋的吸附。[结论]该研究可为生物炭在环境科学中合理应用提供科学依据。     

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。     

废菌体对水体中重金属的吸附特性研究

[目的]研究废菌体对水中重金属的吸附特性。[方法]以某药物生产的副产物废菌体作为吸附剂,进行了废水中Zn2+、Cu2+、Cd2+等金属的吸附去除试验。采用间歇吸附方式考查了不同的化学改性方法、pH值、反应时间以及离子初始浓度等因素对上述金属离子去除率的影响。[结果]与NaOH改性废菌体相比,微波改性废菌体效果更好,且在30 min之内吸附基本达到平衡;当微波改性废菌体投加量为4 g/L,溶液pH值分别在6、6、7时,废菌体对Zn2+、Cu2+、Cd2+的最大吸附量分别为2.503、2.329、4.653 mg/g,而且其吸附过程完全符合Langmuir吸附等温模型。微波改性废菌体吸附重金属离子前后的能谱图表明,废菌体吸附金属离子其机理主要是离子交换。[结论]在废物利用的同时净化重金属污染是可行的,为微生物吸附技术广泛应用于处理重金属污染和回收贵重金属提供了依据。     

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。     

沸石-纳米零价铁的制备及其对溶液中Cu2+的吸附研究

采用液相还原法制备沸石-纳米零价铁复合材料,并通过添加不同质量的沸石得到不同铁与沸石比例的沸石-纳米零价铁复合材料(Z-nZVI),考查了不同比例复合材料对Cu~(2+)的吸附效果,确定最佳铁与沸石比例为1∶6,并对该比例材料、纳米零价铁与沸石进行了性状表征(包括:TEM、XRD及BET)。该比例复合材料对Cu~(2+)的吸附动力学实验结果表明,其吸附平衡时间约为1 h;动力学方程拟合结果表明,该材料的动力学过程更符合准二级动力学方程,且平衡吸附量达到515.46 mg·g~(-1)Fe0;对等温吸附实验数据进行Langmuir和Freundlich拟合结果表明,Langmuir方程更适用于描述沸石-纳米零价铁对Cu~(2+)的吸附。比较而言,沸石-纳米零价铁(1∶6)对于Cu~(2+)的吸附效果要优于纳米零价铁并远高于沸石。三因素三水平正交试验(溶液温度:25、35、45℃;pH:3、4、5;ZnZVI添加量:0.1、0.14、0.21 g·40 m L~(-1))结果表明,铁沸石比为1∶6的沸石-纳米零价铁对Cu~(2+)的最优吸附条件为:温度45℃,pH 3,Z-nZVI添加量0.21 g·40 m L~(-1)。上述结果表明沸石-纳米零价铁可应用于水体中Cu~(2+)的去除。     

诺氟沙星对胡敏酸吸附铜的影响

根据OECD Guideline 106批平衡试验,研究了诺氟沙星对胡敏酸吸附铜的动力学、吸附等温线以及热力学的影响。结果表明,铜单独存在以及铜与诺氟沙星共存时,伪二级动力学方程均能较好地描述铜在胡敏酸上的吸附动力学曲线,相关系数都超过了0.99,而诺氟沙星的存在降低了铜的吸附速率。在pH 3.0~5.5范围内,铜在胡敏酸上的吸附均符合Langmuir方程,诺氟沙星的存在抑制了胡敏酸对铜的吸附,一个原因是铜与诺氟沙星形成带正电的络合物,胡敏酸对该络合物的亲和力比铜低,另一个原因是带正电的诺氟沙星阳离子与铜在胡敏酸上产生了竞争吸附,导致铜在胡敏酸上的吸附量降低。pH从3.0升高至5.5时,铜单独存在以及铜与诺氟沙星共存时,铜在胡敏酸上的吸附量均随pH的升高而增加,表明铜离子及带正电的铜与诺氟沙星的络合物是通过阳离子交换作用和静电作用力吸附到胡敏酸上。热力学实验结果表明,诺氟沙星存在时铜在胡敏酸上的吸附是一个吸附热及混乱度增加的过程。     

四种有机物料对Pb2+的吸附特性

为研究不同有机物料的性质特征以及对重金属离子的吸附能力,选用四种农林废弃物或其加工产物(锯末生物炭、玉米秸秆、鸡粪、食用菌菌渣),利用SEM、FTIR等方法对其形态和官能团进行表征,并通过对Pb~(2+)的批量吸附试验,考察了pH、时间、溶液初始浓度对吸附量的影响。结果表明,四种材料均能够有效吸附Pb~(2+),但吸附特性有一定差异。生物炭、秸秆、鸡粪最佳pH为5,且受pH影响较大;菌渣最佳pH为2,受pH影响不大。25℃、pH 5时四种材料均能较快地达到吸附平衡,且吸附量随时间的变化数据均符合准二级动力学模型,吸附量随初始浓度的变化数据均能较好地拟合Langmuir等温方程,其中生物炭的饱和吸附量远高于其他三种材料,达到411.52 mg·g~(-1),秸秆、鸡粪、菌渣的饱和吸附量分别为40.90、41.82、115.65 mg·g~(-1)。     

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。      

固定化啤酒酵母废菌体吸附Ni^2＋的研究

为了开发新型生物吸附剂,研究了啤酒酵母废菌体制备的生物吸附剂对水中重金属Ni^2＋的吸附作用;为了增强啤酒酵母废菌体吸附Ni^2＋的能力,对其进行了固定化,研究包括了pH值、吸附时间、吸附温度、酵母添加量、Ni^2＋起始浓度这5个条件对酵母菌吸附Ni^2＋的影响。试验结果表明,经过固定化,啤酒酵母吸附Ni^2＋的能力有所提高。pH值对啤酒酵母菌吸附Ni^2＋的影响较大,最适pH值为6。在20-40℃,温度对吸附的影响不大。     

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%。