Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附性能研究

采用盐熔融法,将Zn2+交换丝光沸石分子筛制备Zn2+改性丝光沸石吸附材料。通过该材料对甲基橙的吸附动力学和吸附热力学研究,了解其吸附机理。研究结果表明:Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述,计算值与试验值吻合较好,相关系数达到0.99;Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附等温线均符合Langmuir和Freundlich方程,室温下相关系数均大于0.9。根据不同温度下的热力学平衡常数,推算出Zn2+改性丝光沸石对甲基橙的吸附吉布斯自由能变ΔG0<0,吸附焓变ΔH0>0,表明吸附为自发的吸附过程,升温有利于吸附的进行,且吸附过程主要是物理吸附。     

腐植酸改性强化磁铁矿吸附水体中铅镉的实验研究

磁铁矿是一种绿色廉价的矿物材料,对水体中重金属离子具有良好的吸附性,但吸附容量低,选择性差,易团聚,通过改性可以克服该缺点并提高其吸附性能。本文以腐植酸为改性剂,采用常温水相反应制备了腐植酸改性磁铁矿吸附材料。通过傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)表征研究其表面形貌和微观结构。采用静态平衡实验考察了pH、吸附时间等因素对铅、镉吸附性能的影响,探讨了吸附动力学规律,拟合了吸附等温线。结果表明:腐植酸上的羧基、羟基被成功地接枝到了磁铁矿表面。在室温下,溶液初始pH对Pb~(2+)的吸附率几乎无影响,对Cd~(2+)的影响较大,当pH=7时,Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附率均达到了95%。对初始质量浓度为10mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)最佳吸附平衡时间为360min,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附等温线实验得到的竞争吸附顺序为Pb~(2+)Cd~(2+),由Langmuir等温吸附模型得到Pb~(2+)、Cd~(2+)饱和吸附容量分别为39.27mg/g、28.95mg/g,显著大于磁铁矿的饱和吸附容量,表明磁铁矿经腐植酸改性后增强了对水中铅镉的吸附能力。     

绿沸石基复合材料对河道水中氨氮去除效果研究

以绿沸石、硅藻土、膨润土、牡蛎壳为主要原材料,包衣机制粒后马弗炉焙烧制成绿沸石-硅藻土(GZD)、绿沸石-膨润土(GZB)、绿沸石-牡蛎壳(GZO)等3款球状氨氮吸附材料。探究造孔剂-粘结剂配比、物料配比、焙烧温度、焙烧时间对污水中氨氮的吸附量和材料散失率的影响,通过吸附动力学、吸附等温线、氨氮去除率、材料散失率试验探讨其吸附机理。并设计了简易装置,用实际河道水样对比分析了3款复合材料与块状绿沸石原矿对氨氮的吸附效果和重复利用次数,对处理效果最佳的GZD中的主要材料绿沸石和硅藻土进行了SEM和XRF表征。结果表明:GZD的氨氮吸附效果最佳,制备条件为造孔剂、粘结剂、绿沸石、硅藻土的质量比为1.2﹕5﹕9﹕1;在500℃下焙烧3 h;GZD对氨氮的吸附符合准二级动力学,用Freundlich等温线比Langmuir等温线更适合描述其吸附过程;GZD对实际河道水样进行5次吸附再生后仍具有明显效果。     

去除废水中重金属的低成本吸附剂:生物质和地质材料的环境利用

经济、有效、易获得的生物质和地质材料 (及二者的废弃物 )可用来取代传统的活性炭或离子交换树脂用于去除废水中的重金属。已经公开发表的低成本吸附剂主要可分为两类 :(1)生物质 (包括林业和农业的废弃物 ) :树皮 /富含丹宁酸的物质 ,木质素 ,几丁质 /甲壳质 ,死的生物体 ,苔藓 ,海草 /海藻 /褐藻酸 ,废弃的茶叶 ,稻壳 ,羊毛 ,棉花等 ;(2 )地质材料 (包括矿物利用后的工业废弃物 ) :沸石 ,粘土 ,泥炭 ,有铁氧化物包壳的砂 ,粉煤灰等。其中 ,对于重金属具有强吸附能力的吸附剂有甲壳质、沸石和木质素 ,例如 ,它们对一些重金属的最大吸附能力分别为 :甲壳质对Cd ,Hg ,Pb分别为 5 5 8,112 3 ,796mg/g ,沸石对Pb为 15 5 4mg/g ,木质素对Pb为 15 87mg/g。地质材料的环境利用值得引起地学界和环境工程界更广泛的重视。基于地质材料和水岩相互作用机理的环境污染控制技术有望成为 2 1世纪重要的环保替代技术。由于缺少连续的可比性强的成本信息 ,要比较不同的生物质和地质材料的成本和吸附性能仍较困难。尽管已对低成本吸附剂领域进行了很多研究 ,但要更好地了解低成本吸附剂的作用机理及其实用性 ,仍需要做大量的室内和现场工作。     

天然丝光沸石表面重构改性及其在水中去除重金属的应用

天然丝光沸石作为一种绿色廉价多孔材料广泛应用于环境治理中去除重金属,目前报道的天然沸石对重金属的去除率多在60%～90%,提升其去除效率已成为研究热点。本文采用正硅酸乙酯对天然丝光沸石进行表面重构改性,通过TEM、XRD、BET等手段表征其形貌和结构。结果表明:正硅酸乙酯水解生成的SiO_2可与天然丝光沸石复合形成新颖的"SiO_2/丝光沸石",原沸石表面包覆了新生纳米SiO_2孔结构,同时没有损坏原始沸石的多孔结构,使改性沸石材料兼具了天然丝光沸石和纳米SiO_2孔结构优点,增强了对重金属离子的吸附能力。该改性材料对水中Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)和Mn~(2+)的最高吸附率为99. 3%、97. 1%、98. 3%和97. 0%,且极少解吸,性能稳定。考虑经济成本并保证合适吸附率的情况下选择吸附效率最佳的投加量,得到改性材料对初始浓度10 mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)溶液的最佳投加量分别为0. 5 g/L、2 g/L、2 g/L、5 g/L,可为中试和规模应用提供参考。较之焙烧、酸、碱、盐和有机改性,本改性方式对多种重金属均有高的吸附率,并显现出操作简便、成本低和环境友好等优势,具有较好应用前景。     

改性红辉沸石的制备及去除水中CODcr的性能研究

天然红辉沸石经过氯化铝及氯化镁共同改性后,制备出改性红辉沸石。研究了改性红辉沸石和天然红辉沸石对生活污水中CODcr的吸附效果,表明改性红辉沸石的吸附效果明显优于红辉沸石,并通过X射线粉末衍射、热重分析、红外光谱对改性红辉沸石表面结构进行了表征。     

改性沸石对重金属离子竞争吸附特性研究

以钠型改性沸石为吸附剂,以含有单一的镉、锌、铅溶液以及镉、锌、铅的混合溶液为吸附质,开展了改性沸石中重金属离子的竞争吸附及其影响因素等实验研究。结果表明,当溶液中有多种二价重金属离子存在时,各离子之间存在竞争吸附,竞争能力为Pb2+>Cd2+>Zn2+;Zn2+-Cd2+表现出显著的协同吸附效应,而Zn2+-Pb2+、Cd2+-Pb2+表现出拮抗吸附。     

沉水植物黑藻对沉积物磷吸附动力学的影响

在室内模拟条件下,通过吸附动力学实验,研究了沉水植物黑藻对沉积物吸附磷动力学模型拟合和吸附速度的影响,并从有机质和铁铝氧化物含量的角度,讨论了沉水植物黑藻对沉积物吸附磷动力学的影响机理。初步得出如下结论:(1)一级反应动力学模型虽然从模型拟合的角度达到了极显著水平,但不能真实地反映沉水植物对沉积物吸附磷动力学过程的影响。其余三个模型均能很好地反映,其中抛物线扩散模型的拟合效果最好,修正的Elovich模型和双常数速率模型的拟合效果较好。种植沉水植物与否并不影响这一趋势;(2)沉水植物黑藻提高了沉积物吸附磷的强度和速度,特别是提高了0～0.5h内的吸附速度,沉水植物影响有机质和铁铝氧化物含量是增强沉积物吸附磷强度和速度的重要机理。     

沸石对放射性核素Cs+,Sr2+的吸附阻滞作用

通过对新疆乌鲁木齐浅水河地区沸石的物化性质和工程特性(包括阳离子交换容量、孔结构、粒度组成、击实密度、渗透系数等)、活化处理以及对放射性核素C s ,S r2 吸附性能的研究,结果表明:该沸石的阳离子交换容量(CEC)达到97.9 m eq/100 g,在中性条件下最高为195.4 m eq/100 g;击实后的渗透系数为8.7×10-4m/s。沸石对溶液中的C s ,S r2 吸附量分别达到162.6×1-0 3和74.9×1-0 3,吸附效果优于内蒙高庙子膨润土矿。经过钠改性和铵改性处理后的沸石,对C s 的吸附量有不同程度的提高,最高达234.5×1-0 3;但对S r2 的吸附效果影响不大。溶液pH值对C s ,S r2 的吸附量有明显影响,中性和碱性环境更有利于沸石吸附作用的进行。     

天然斜发沸石吸附去除水中氨氮机理研究

采用天然斜发沸石吸附去除水中氨氮,利用X射线衍射(XRD)和X荧光光谱(XRF)分析沸石的物相组成和化学成分。通过批试验考察p H、氨氮初始浓度和温度对沸石吸附氨氮的影响,通过吸附等温线、吸附热力学和吸附动力学的研究探讨天然斜发沸石吸附氨氮的机理。溶液p H=8时沸石对氨氮的吸附效果最佳。Freundlich吸附等温线较Langmuir能更准确描述天然斜发沸石吸附氨氮的过程,该吸附过程属优惠吸附。对吸附热力学参数计算得到吉布斯自由能变ΔG~00,熵变ΔH~00,说明天然斜发沸石吸附氨氮是自发的吸热过程;熵变ΔS~00说明氨氮在沸石上的分布较在水溶液中的分布倾向无序。吸附动力学符合准二级动力学方程,且随着氨氮初始浓度的增大,吸附反应的优惠程度降低。运用颗粒内扩散模型对实验数据的拟合结果表明吸附过程分为两个阶段:前30分钟主要是外表面吸附,30分钟后主要是颗粒内扩散。