油茶果壳对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附性能研究

探讨油茶果壳对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附性能,为果壳的资源化利用及林地施肥提供理论依据。利用果壳吸附溶液中的Al~(3+)和Ca~(2+),通过红外光谱分析和模型拟合,对其吸附特性进行了初步探讨。结果表明:1)果壳结构中含有大量的羧基和羟基等官能团,这些官能团能够提供与Al~(3+)和Ca~(2+)进行离子交换的H+;2)果壳对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附符合Freundlich模型,对Al~(3+)和Ca~(2+)的理论最大吸附量分别为11.39、11.04 mg/g;3)吸附过程符合准二级动力学模型,对Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附过程主要受化学作用的控制,膜扩散和颗粒内扩散共同决定果壳吸附Al~(3+)和Ca~(2+)的速率;4)Al~(3+)和Ca~(2+)共存情况下,果壳对Al~(3+)的吸附高于Ca~(2+),且果壳对混合溶液中Al~(3+)和Ca~(2+)的吸附比单一溶液中的减少,二者之间存在竞争;5)油茶果壳是一种对Al~(3+)和Ca~(2+)有较好吸附性能的廉价吸附材料。     

油茶果壳提取物的改性及对Cr(Ⅵ)与Cu(Ⅱ)的吸附

采用油茶果壳提取物与戊二醛交联的方法,制备油茶果壳提取物改性吸附剂;探讨溶液pH、吸附时间等因素对改性吸附剂吸附铬离子、铜离子的影响,并采用吸附动力学模型进行模拟。结果表明,油茶多酚吸附剂对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量分别达到99.6 mg·g~(-1)、71.7 mg·g~(-1);且具有较好的再生吸附性能,当吸附剂使用3次后,吸附剂对Cr(Ⅵ)离子再生饱和吸附量可达83.2 mg·g~(-1)。吸附动力学模型模拟结果表明:该改性吸附剂对Cr(VI)离子吸附的动力学过程可用准一级模型进行模拟,对Cu(Ⅱ)离子吸附的动力学过程可用准二级模型进行模拟。     

硅藻土对重金属离子Mn2+的吸附研究

以硅藻土为吸附剂,采用静态吸附试验考查了吸附剂浓度、离子初始浓度、吸附质溶液温度、吸附质溶液初始pH值、时间等因素对硅藻土吸附模拟废水中Mn2+的影响.研究表明,硅藻土对Mn2+的最大吸附量可达到4.0486 mg·g-1,效果较好,可被用于去除重金属锰.适当增加吸附剂用量、离子初始浓度、控制吸附温度(＜50)、pH值(＜6)、延长吸附时间都能提高硅藻土对Mn2+的吸附效果.Langmuir吸附等温式相比Freundlich吸附等温式能更好的描述硅藻土对Mn2+的吸附过程.硅藻土吸附M2+的吸附动力学则符合二级动力学方程.     

酯化改性铁杉木屑制备重金属吸附剂及其吸附性能

木屑是一种常见的农林废弃物,来源广泛、价格低廉。木屑作为一种天然的生物质材料对水中的重金属离子有一定的吸附能力,但吸附效率较低。为提高木屑的吸附效率,实现农林废弃物的资源化利用,以铁杉木屑、2-氨基对苯二甲酸(2-ATP)、2-巯基丙酸(2-MPA)为原料,制备2-氨基对苯二甲酸改性铁杉木屑(AmS)和2-巯基丙酸改性铁杉木屑(MmS)两种酯化改性的新型吸附剂,并研究它们对溶液中Hg~(2+)的吸附性能。考察Hg~(2+)初始浓度、溶液p H、干扰离子以及吸附时间等对吸附性能的影响,结果表明:两种吸附剂在pH 4～8时具有较高的吸附性能,在pH 5时,AmS和MmS吸附剂的最佳吸附效率分别为93.3%和95.5%;当溶液中存在0.2 mol/L的干扰离子Ca~(2+)时,AmS和MmS吸附剂的吸附效率仍能维持在70.4%和73.4%;吸附剂的动态吸附行为均符合伪二级动力学模型,速率控制步骤为化学吸附过程,能够在60 min内快速到达吸附平衡;吸附剂的等温吸附曲线均符合Langmuir模型,为单分子层吸附。吸附试验表明,298 K时AmS和MmS吸附剂对Hg~(2+)的最大吸附容量分别为121.8和149.1 mg/g,远高于改性前的铁杉木屑(5.6 mg/g),具有良好的应用前景。     

微波改性废酵母菌吸附废水中铜(Ⅱ)离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜(Ⅱ)离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明:在pH值为7.0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2+初始浓度为40mg/L、微波改性废酵母菌投加量为4g/L时,微波改性酵母菌的最大吸附容量为41.84mg/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0分别为-6.12kJ/mol、9.2kJ/mol和48.19kJ/mol。说明废酵母菌对Cu2+的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2+的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

微波改性废酵母茵吸附废水中铜（Ⅱ）离子热力学动力学研究

通过大量的实验研究了应用低成本吸附剂废酵母菌在微波改性后去除废水中重金属铜（Ⅱ）离子,并通过改变反应过程中的pH值、反应时间、初始浓度、废酵母菌投加量、反应温度等因素来影响吸附效果。研究结果表明：在PH值为7．0、反应时间为90min、温度为55℃、Cu2＋初始浓度为40mg／L、微波改性废酵母菌投加量为4g／L时,微波改性酵母茵的最大吸附容量为41．84mg／g。吸附过程符合Langmuir吸附等温模式。吸附过程的热力学常数△G0、△H0和△S0,分别为-6．12kJ／mol、9．2kJ／mol和48．19kJ／mol。说明废酵母菌对Cu2＋的吸附是自发的吸热反应。微波改性废酵母菌对Cu2＋的吸附动力学模型能够较好地符合准二级动力学方程。     

氧化镁负载的油茶壳基生物炭的制备及其吸附镉性能研究

重金属污染,尤其是废水中的镉污染,是环境和人类关注的重点,吸附是解决水体镉污染的有效手段。本文以油茶壳为碳源,氯化镁为活化剂,在500~700℃氮气气氛下制备了负载氧化镁的油茶壳基生物炭(MgO@AC-x,x为炭化温度),通过静态吸附实验研究了其对水中Cd^2+的最佳吸附条件。结果表明:室温下,pH为6时,初始Cd2+质量浓度为100mg·L^-1,吸附剂加入量为1g·L^-1,吸附时间为180min时,MgO@AC-500对Cd^2+的去除率98.78%。根据Langmuir热力学模型拟合,MgO@AC-500对Cd^2+的最大吸附量为913mg·g^-1。经6次循环后,MgO@AC-500对Cd^2+的吸附量下降了16.53%,生物炭具有良好的循环再生性能。该研究为农林废弃物资源化用于废水中重金属处理提供理论依据和技术支撑。     

NaOH/KOH改性柠檬渣吸附Pb~(2+)的动力学和热力学研究

分别利用10%的KOH和10%NaOH对柠檬渣进行化学改性,考查了改性后的柠檬渣的吸附性能,并研究了初始pH值、吸附时间及初始浓度对改性后柠檬渣吸附Pb~(2+)的效果,同时,研究了其吸附动力学和热力学,并利用紫外光谱(UV)、X射线衍射仪(XRD)和能谱(EDS)对柠檬渣进行了表征。结果显示:KOH与NaOH改性柠檬渣对Pb~(2+)的吸附平衡时间分别为60和90 min;KOH改性柠檬渣对Pb~(2+)的吸附符合准二级动力学方程,而NaOH改性柠檬渣对Pb~(2+)的吸附更符合准一级动力学方程,KOH与NaOH改性柠檬渣对Pb~(2+)的吸附均符合Langmuir吸附模型;KOH和NaOH改性柠檬渣分别在280和191 nm处有最大紫外吸收波长;柠檬渣为无定型结构,主要由碳组成;吸附Pb~(2+)的改性柠檬渣中均含有Pb元素,但吸附量不大。     

复合型吸附剂黑曲霉菌丝体-壳聚糖的制备及对Cu~(2+)吸附的作用机制

以废弃黑曲霉菌丝体、壳聚糖为原料,用环氧氯丙烷进行交联,三聚磷酸钠进行固化,制备成黑曲霉菌丝体-壳聚糖,以此作为吸附剂对Cu~(2+)进行吸附研究,考察了吸附时间、pH值、温度、Cu~(2+)的初始质量浓度以及复合型吸附剂的投加量对吸附效率的影响,探讨了吸附的动力学和热力学规律。结果显示:提高吸附温度、吸附时间以及pH值均能使吸附率升高;在黑曲霉菌丝体-壳聚糖复合型吸附剂0.4 g,吸附时间180 min、pH值6、吸附温度为50℃、Cu~(2+)质量浓度为20 mg/L的条件下,对Cu~(2+)的吸附率达到99.42%。动力学数据分析表明吸附剂对Cu~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,以化学吸附为主,粒子内扩散不是唯一的吸附速率控制步骤;吸附过程符合Freundlich等温线模型,说明吸附Cu~(2+)为非均相体系的表面吸附;ΔG0,ΔH和ΔS分别为6.104 2 kJ/mol和45.258 1 J/(mol·K),即该吸附是一个自发进行的吸热过程。     

板栗壳对废水中 Pb2＋吸附性能的研究

以板栗壳作为吸附剂吸附废水中的P b2＋,实验研究了吸附时间、吸附剂用量、P b2＋初始浓度以及废水pH值对吸附过程的影响;采用扫描电镜（SEM ）分析吸附剂的主要物理特性,对Pb2＋吸附过程进行了动力学分析,通过等温吸附模型对实验结果进行了拟合,探讨了废水中P b2＋的吸附性能。研究结果显示：板栗壳吸附Pb2＋吸附平衡时间为80min ,Pb2＋初始浓度为50mg／L时,吸附剂最佳投加量为3g／L ,最佳pH值为6,吸附平衡时Pb2＋去除率可达到94．65％;吸附过程以准二级动力学方程拟合效果最好,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。     

文冠果子壳活性炭对Pb~(2+)的吸附及解吸

以废弃的文冠果子壳为原料,通过Zn;Cl2活化法制备活性炭。利用SEM-EDX技术,对文冠果子壳活性炭吸附前后元素组成进行分析。探讨吸附时间、吸附温度、p;H以及Pb~(2+)初始浓度对吸附的影响,考察时间、温度、稀硝酸浓度对解吸的影响,分析其吸附热力学性质和动力学特性,初步探讨吸附机理。研究结果表明:在吸附温度30℃,Pb~(2+)初始浓度0.003;2;mol/L,p;H;5.0,吸附40;min,吸附量最大可达656.54;mg/g;当稀HNO_3浓度0.06mol/L,温度60℃,解吸40;min,解吸率最大可达96.13%;活性炭对Pb~(2+)吸附等温线符合Langmuir模型,其吸附动力学过程以准二级动力学方程拟合效果最好;在303~323;K温度范围内,活性炭吸附Pb~(2+)的吉布斯自由能ΔGo0、焓变ΔHo0、熵变ΔSo0,表明活性炭对Pb~(2+)吸附是一个自发的放热过程。     

微波-NaOH改性生物质电厂灰对Cd(Ⅱ)的吸附

以生物质电厂灰为原料,NaOH为改性药剂,采用微波加热的方法对电厂灰进行改性,并利用BET方法对改性前后电厂灰进行表征。考察了微波强度、吸附时间等对改性电厂灰吸附Cd~(2+)的影响。实验结果表明:改性后电厂灰对Cd~(2+)的吸附性能明显优于未改性电厂灰,微波-NaOH改性提高了电厂灰的比表面积;在微波功率为500W、辐照时间为5min、NaOH浓度为1mol/L条件下吸附Cd~(2+)效果最佳。Fruandlich吸附模型比Langmuir吸附模型能更好地模拟改性电厂灰对Cd~(2+)的吸附过程,吸附动力学方程以准二级动力学方程拟合效果最优。     

绿色木霉和草酸青霉对Hg~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)的耐性和吸附特征

【目的】通过对已筛选出的耐较高浓度重金属的绿色木霉和草酸青霉菌株进行Hg~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)耐受性和吸附性试验,为其应用于土壤修复提供科学参考。【方法】通过测定重金属离子对菌株的生长抑制率和半致死浓度(EC_(50))评价真菌重金属耐性;将一定质量的菌丝球添加到已知浓度的重金属离子溶液中,测试菌株对重金属的吸附速率和吸附量,并对吸附过程进行函数拟合,分析其重金属吸附特征。【结果】2株菌株生物量随重金属浓度增加而降低,其过程分2个阶段,在金属离子浓度较低(0~200 mg·L~(-1))时,生物量下降不明显或略有上升,当重金属离子浓度大于某个临界值(400 mg·L~(-1)左右)时,生物量下降迅速;Hg~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)对菌株lys2015f1的EC_(50)值分别是158.07、464.02、229.33和209.59 mg·L~(-1),对菌株lys2015f5的EC_(50)值分别是580.47、572.88、231.85、2 284.01 mg·L~(-1),因此,菌株lys2015f1对重金属耐受程度为Zn~(2+)Cu~(2+)Pb~(2+)Hg~(2+),菌株lys2015f5对重金属耐受程度为Pb~(2+)Hg~(2+)Zn~(2+)Cu~(2+)。菌株的吸附过程更加拟合准二级吸附动力学模型,由模型速率常数k_2可知,2株菌株吸附重金属速率排序变化一致,均为Pb~(2+)Hg~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+),菌株lys2015f1通过模型得到的理论Hg~(2+)、Zn~(2+)、Cu~(2+)和Pb~(2+)最大吸附量分别是37.12、14.63、16.62和107.31 mg·g~(-1),菌株lys2015f5理论最大吸附量47.12、16.50、25.78和201.22 mg·g~(-1);吸附的限速步骤是由化学反应控制的,在同等条件下,2株菌株对4种重金属吸附速率排序均为Hg~(2+)Cu~(2+)Zn~(2+)Pb~(2+)。【结论】绿色木霉和草酸青霉菌株具有较高的重金属耐性和较好的吸附性,现有研究也表明其在生物防治、植物促生、土壤有机物降解等方面具有较好效果,因此2株菌株具有较好的重金属修复应用潜力。     

高锰酸钾改性汉麻秆芯对亚甲基蓝吸附性能的研究

以汉麻秆芯(HP)为原料,通过高锰酸钾对其进行氧化改性制备高锰酸改性汉麻秆芯(K-HP),并研究改性前后汉麻秆芯对亚甲基蓝染料的吸附性能,探讨了溶液初始质量浓度、吸附时间、吸附温度和溶液pH值对其吸附性能的影响。结果表明:经高锰酸钾改性后,汉麻秆芯中引入了新的Mn—O键,部分羟基被氧化成羧基,但汉麻秆芯的颗粒尺寸结构没有变化;汉麻秆芯的吸附量随亚甲基蓝溶液初始质量浓度的增加而升高,但染料去除率随之降低;当吸附温度为25℃,pH值为5,在10 m L亚甲基蓝溶液中添加0.010 0 g吸附剂时,HP的最大吸附量达71 mg/g,吸附平衡时间为30 min,K-HP最大吸附量增加到199 mg/g,吸附平衡时间为60 min; HP和K-HP对亚甲基蓝的吸附性能在25～45℃范围内不受影响,最优pH值为5;等温吸附模型拟合结果表明:HP和K-HP的吸附过程符合Langmuir模型,说明吸附过程为理想的单分子层吸附;动力学吸附模型拟合结果表明:HP和K-HP的吸附过程符合准二级动力学模型,说明吸附速率主要受化学吸附机理控制。     

CTMAB改性凹凸棒土对磺胺嘧啶的吸附研究

以江苏盱眙和甘肃白银两地出产的凹凸棒土(ATP)为基底物质,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对两种凹凸棒土进行改性,分别制备了10倍阳离子交换容量的CTMAB-江苏凹土和5倍阳离子交换容量的CTMAB-白银凹土两种改性吸附剂。通过批量平衡吸附实验研究了两种吸附剂对磺胺嘧啶(SD)的吸附效果,由动力学实验可知CTMAB-江苏凹土对SD有更好的吸附效果,吸附过程符合拟二级动力学模型。CTMAB-江苏凹土对SD的吸附过程可用Langmuir模型拟合,最大吸附容量为12.440 mg/g。SD浓度越高,越有利于CTMAB-江苏凹土对SD的吸附。pH值为弱酸性和中性时有利于CTMAB-江苏凹土对SD的吸附。腐殖酸浓度大于10 mg/L时会严重影响CTMAB-江苏凹土对SD的吸附。     

N掺杂炭气凝胶的水热制备及其金属离子吸附性能

以微晶纤维素为原料,卵清蛋白(OVA)为N源,采用水热炭化法制备N掺杂炭气凝胶(NCA)。利用SEM、氮气的吸附脱附、XRD、FT-IR和XPS对NCA表面形貌、孔径结构、晶相结构和表面化学组成进行表征,并以Pb~(2+)和Cr~(6+)为模型物评价NCA对重金属离子的吸附性能。结果表明:所制备的NCA是由无定形炭组成的三维网状立体结构,BET比表面积为134.48 m2/g,平均孔径为12.28 nm,总孔容为0.413 0 m3/g;NCA由C、N、O组成,XPS表明其表面存在CO,—COOH以及C—N等官能团,其中N元素以亚硝酰、氨基、吡啶N和季铵N的形式存在。NCA对Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附过程更符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型,25℃时NCA对Pb~(2+)和Cr~(6+)的最大吸附量分别为223.98 mg/g和35.12 mg/g,而CA对Pb~(2+)和Cr~(6+)的最大吸附量分别为65.78 mg/g和16.65 mg/g。NCA对重金属离子的吸附效果明显优于未掺杂N的炭气凝胶(CA)。     

向日葵秸秆对U(VI)和Pb(Ⅱ)的选择吸附性能及机理研究

以含有单一的U(VI)、Pb(Ⅱ)溶液以及U(VI)和Pb(Ⅱ)混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、吸附时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、粒内扩散模型、Langmuir和Freundlich等温吸附方程对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明:吸附20 mg/L的U(VI)-Pb(Ⅱ)溶液的最佳pH值为4.0、吸附剂量为2.0 g/L、吸附时间为720 min,U(VI)和Pb(Ⅱ)的去除率分别为77.55%、87.44%;U(VI)和Pb(Ⅱ)的吸附动力学在单离子和复配体系下均符合准二级动力学模型;吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型,单离子最大吸附量分别为327.0和67.59 mg/g,且当U(VI)高于200 mg/L时Pb(Ⅱ)的吸附过程也能用Freundlich模型描述。当离子初始浓度较低时向日葵秸秆对Pb(Ⅱ)具有更高的吸附选择性,而较高时则相反。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U(VI)和Pb(Ⅱ)的主要方式为络合和离子交换。     

一株耐Cd罗尔斯通氏菌的分离、鉴定及其对Cd~(2+)的吸附特性研究

【目的】水体镉(Cd)污染日益加剧,严重威胁生态安全和居民身体健康,而微生物吸附法被认为是一种行之有效的Cd污染修复方法,本研究从Cd污染土壤中分离出了一株耐Cd菌株,探究其吸附能力,以期为微生物修复提供技术支持和理论依据。【方法】利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定。采用单因素试验研究了菌粉吸附Cd~(2+)的影响因素及规律,用正交试验优化了菌粉吸附Cd~(2+)的最佳条件,通过吸附等温线的拟合与SEM、EDX、FTIR表征研究了菌粉吸附Cd~(2+)的机理。【结果】菌株LC经测序分析后鉴定为罗尔斯通氏菌Ralstonia spp.,Cd~(2+)的耐受阈值为850 mg/L。随着溶液温度的升高,LC菌粉对Cd~(2+)的吸附量先增大后减小;随着溶液初始pH值的增大,其吸附量先增大后减小;随着时间的延长,其吸附量先上升而后略微下降;随着Cd~(2+)初始浓度的增加,其吸附量先增大后基本稳定;随着投加量的增多,其吸附量先减少后趋于平衡。菌粉对Cd~(2+)的最佳吸附条件为:投加量0.1 mg/L,吸附时间2 h,pH值6.0,温度30℃,此时菌粉对Cd~(2+)的吸附量可达198 mg/g。LC菌粉对Cd~(2+)的等温吸附更符合Langmuir,其饱和吸附量为221 mg/g。LC菌粉对Cd~(2+)的吸附主要是Cd~(2+)与Na+、Mg~(2+)发生离子交换,以及菌粉表面的羟基、羰基、酰胺基、磷酸基等基团与Cd~(2+)发生络合作用。【结论】从Cd污染土壤中分离出来的LC,是一株耐性较强且吸附能力较好的细菌菌株。     

超声辅助改性玉米秆吸附刚果红性能研究

为了将废弃生物质应用于染料污水的治理,以玉米秆为原料,氢氧化钠为改性剂,探究了超声辅助条件下,改性玉米秆对刚果红的吸附情况。实验结果表明：玉米秆1.0 g、吸附温度55℃、超声时间30 min、染料刚果红200 mg/L、超声功率50%吸附效果最佳。正交试验表明：吸附效果影响因素的主次顺序是吸附剂用量>吸附温度>吸附时间,其中改性玉米秆投加量对吸附效果的影响最为显著。通过动力学模型和吸附等温线分析,该吸附过程符合准二级吸附动力学方程(R²=0.9946),属于化学吸附;拟合等温Langmuir方程能更好地描述该吸附过程(R²=0.9932),表明是在其表面进行的均匀的单分子层吸附。     

β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+的吸附动力学和热力学研究

以柠檬酸为交联剂,利用酯化交联工艺将功能主体分子β-环糊精接枝到杨木木粉表面制备β-环糊精/木粉(β-CD/WF)接枝共聚物,并用红外光谱仪、热重分析仪和酚酞探针分子技术进行表征.以Pb2+为吸附质,β-环糊精/木粉接枝共聚物为吸附剂,系统探讨接触时间、pH值、Pb2+初始浓度对吸附效果的影响.采用准一级动力学方程、准二级动力学方程、颗粒内扩散模型、Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温线方程对试验数据进行拟合.结果表明:β-环糊精不仅被接枝于木粉表面而且可以体现出包合活性;在298 K时,β-环糊精/木粉接枝共聚物对Pb2+吸附平衡的接触时间为30 min,适宜pH值范围为4～8,平衡吸附量随Pb2+的初始质量浓度增加而增加;Pb2+的吸附过程符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主,颗粒内扩散不是唯一的吸附速率控制步骤;吸附符合Langmuir吸附等温模型,说明Pb2+的吸附属于单分子层吸附;吸附的吉布斯自由能变为负值,熵变和焓变分别为54.45 J/(mol·K)和13.75 k J/mol,即该吸附是能自发进行的吸热过程.