Fe/Al交联改性膨润土(MB)对偶氮染料的脱色研究

以铁铝双金属离子低聚物为交联剂,制备了Fe/Al交联改性膨润土(MB),用于处理含偶氮染料的废水。通过改变吸附时间、pH和甲基橙废水浓度及掺加共存无机阴离子等因素,研究了MB对甲基橙的脱色效果。结果表明,改性后的膨润土吸附能力显著增强,对甲基橙有较好的吸附脱色性能。当材料用量0.0200 g,处理甲基橙废水20 mL,废水pH值小于4,处理时间2 h,甲基橙的脱色率可达95%。其吸附甲基橙的过程符合Fre-undlich等温吸附模式,对甲基橙的最大饱和吸附容量为384 mg/g。我国膨润土储量大、价格低,以Fe/Al交联剂为改性剂对天然膨润土进行了改性,得到的MB材料是一类很好的环境友好型吸附剂。     

埃洛石对阳离子型和阴离子型染料的吸附研究

为研究不同产地埃洛石对阴、阳离子型染料的吸附性能差异,以产自山西临汾、四川广元、湖北丹江口的天然管状埃洛石作为阳离子型染料亚甲基蓝,以及有机硅烷接枝改性的湖北埃洛石作为阴离子型染料酸性橙Ⅱ的吸附剂进行实验研究。结果表明,天然埃洛石带有负电荷,适合作为阳离子型染料亚甲基蓝的吸附剂,其最大吸附量约为90 mg/g,吸附符合准二级动力学模型。埃洛石的微结构(零电荷点pH、表面位密度、孔结构等)对其吸附性能产生直接制约作用。有机硅烷接枝改性将埃洛石表面电荷调控为正电荷,将其开发为阴离子型染料酸性橙Ⅱ的吸附剂(需调节溶液pH=2),其最大吸附量为80 mg/g。     

羟基铁聚合阳离子插层蒙脱石对盐酸四环素的吸附特性研究

成功制备了羟基铁聚合阳离子插层蒙脱石(Fe-Mt),采用XRD、FT-IR、TEM和BET比表面积测定等方法对其结构进行表征,并以盐酸四环素(TC)作为目标污染物,系统开展了Fe-Mt对TC的吸附性能研究,最后考察了溶液pH值、阴离子种类及其浓度对TC吸附的影响。研究结果表明,采用Langmuir和Freundlich两种等温吸附模型均可很好描述pH=3.0时Fe-Mt对TC的吸附,但前者(R20.98)相对优于后者(R20.98)。酸性条件有利于TC的吸附,同时Fe-Mt对TC的吸附随着背景电解质浓度的升高而增强,这种现象正好与蒙脱石的情况相反。在优化反应条件下(吸附剂投加量为1.0 g/L),阴离子类型显著影响Fe-Mt对TC的吸附,对TC的理论最大吸附量的增大顺序为:SO2-4NO3-Cl-,分别对应500.0、339.0和316.5 mg/g。在酸性条件下Fe-Mt对TC的吸附机理表现为多种吸附模式并存,其中以表面配位和阴离子静电作用为主。     

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。     

阴-阳离子有机膨润土制备及其吸附Cr(Ⅵ)的影响因素研究

本文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)对辽宁黑山膨润土进行不同工艺的阴-阳离子有机膨润土制备,探讨了阴-阳离子有机膨润土对Cr(Ⅵ)的吸附机理,并利用正交实验分析了各实验因子对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,为污染地下水修复技术PRB提供一种新的反应介质和技术参数。研究结果表明:阴-阳离子有机膨润土(Na-R-ACOMMT)吸附Cr(Ⅵ)是物理吸附和化学吸附联合作用的结果;pH值和投加量是影响Na-R-ACOMMT对Cr(Ⅵ)吸附效果的2个最主要的因素,尤其是pH值;Na-R-ACOMMT吸附Cr(Ⅵ)的最佳条件是投加10g/l 60~80目的样品,在40℃、pH值等于2、150r/min的环境下振荡60min,Cr(Ⅵ)去除率高达93.55%,且吸附等温线符合Langmuir和Freundlich方程。     

镍钛改性膨润土对铬的吸附性能研究

以钠基膨润土为原料,制备镍钛交联改性膨润土、镍钛有机复合改性膨润土,并应用于含铬模拟废水的处理。探讨了改性膨润土的用量、pH值、吸附时间等最佳使用条件,比较了原土、交联改性土、有机复合改性土对铬的吸附效果。结果表明改性土的吸附效果明显优于原土,在最佳实验条件下,交联改性土、有机复合改性土对Cr(Ⅵ)的去除率分别达到了87%和96%。两种改性土对铬吸附行为均符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量和Lang-muir常数分别为3.1827mg/g、8.5543mg/g和3.5007、1.2738。     

硅藻土-无定形碳-氧化铁三元复合体系降解三硝基甲苯的研究

煤系共伴生非金属矿产开发及综合利用难度大。本文针对先锋褐煤共伴生硅藻土高有机质、高铁的特点,提出硅藻土原矿经提纯处理后,在N2作为保护气氛下,高温煅烧形成硅藻土-无定形碳-氧化铁三元复合材料,在类Fenton体系下,去除TNT污染物的开发利用技术路线。本文考察了硅藻土处理条件、反应时间、H2O2浓度、三元复合硅藻土投加量、pH值等因素对TNT降解效能的影响。研究表明三元复合硅藻土对TNT吸附降解的最佳工艺条件为:硅藻土用量为2 g/L,H2O2(30%)4 m L/L,pH值1,反应时间2.5 h。该工艺条件下,50 mg/L TNT去除率为98%。     

基于镉吸附的花生壳酶改性研究

利用农林废弃物中的花生壳,对其进行生物改性以便获得一种吸附镉的价廉易得的材料。以漆酶为改性试剂,通过正交实验确定吸附镉的最优改性条件。结果表明在30℃,pH为5时,以100mL固定酶活的漆酶溶液对1g花生壳改性5d效果最佳。相对于改性之前,改性材料的吸附量增加了32%,2h后即趋近吸附平衡。通过红外、XRD、SEM等表征分析,发现改性材料表面更加粗糙,更多的自由羟基和羧基得以暴露,这为吸附量的增加提供了依据。在材料投加量为2g/L、溶液浓度为50mg/L时基本达到吸附饱和。实际废水的浓度大都低于50mg/L,因而该改性材料具有一定的实用价值。     

水滑石对水溶性染料活性深蓝ST-2GLN脱色性能研究

研究了水滑石(LDH)及其焙烧产物(LDO)吸附脱除水溶液中活性深蓝ST-2GLN的性能。考察了pH值、吸附剂投加量、时间等因素对吸附的影响。结果表明:LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN染料具有良好的脱除效果,室温下,1 g/L的LDH和0.5 g/L的LDO对浓度为100 mg/L的染料的脱色率分别达到96.11%和98.58%。pH值是影响吸附能力的关键因素,吸附剂对溶液pH值有一定缓冲作用。LDH及LDO对活性深蓝ST-2GLN吸附结果均符合Langmuir吸附等温式。饱和吸附后的LDH用高温热解法再生,再生产物吸附性能良好,随再生次数增多,脱色率下降。     

两类矿物前体对As(Ⅲ)阴离子吸附机制的实验研究

通过两类矿物前体对A s(Ⅲ)阴离子的吸附反应的实验研究发现:这两类矿物前体在吸附反应过程中pH值均发生了明显变化,它们对A s(Ⅲ)的吸附均属于化学吸附。M g-A l-LDO从环境中获取阴离子以恢复重建LDH的结晶结构,并释放OH-使溶液pH升高;F e(OH)3凝胶改变了A s(Ⅲ)的络合配位数,同时产生H+离子,使溶液pH降低;M g-F e-LDO兼有二者的特点。在室温条件下,M g-A l-LDO和M g-F e-LDO对A s(Ⅲ)的吸附容量分别为83.2×1-0 3和87.45×1-0 3,而F e(OH)3凝胶为204.9×1-0 3。矿物前体对溶液中阴离子污染物的吸附能力大大高于对应的矿物,主要原因是它们的吸附机理不同,前者为化学吸附,而后者以物理吸附为主。     

13X沸石对Ni2+吸附性能的实验研究

在静态条件下，实验研究了13X沸石的用量、温度、时间、溶液pH值、初始Ni^2 质量浓度对Ni^2 吸附性能的。结果表明：在室温下，13X沸石对Ni^2 的吸附平衡时间为15min，对Ni^2 的最大吸附量为49.7mg/g沸石；静态等温吸附过程符合Langmiur吸附等温方程式；13X沸石对Ni^2 的吸附机理为离子交换吸附和表面络合吸附。     

磁赤铁矿对有机染料吸附行为的特征研究

利用标准地质样品磁赤铁矿,运用XRD,BET对其进行晶型及比表面积的表征。采用动态吸附实验,研究了磁赤铁矿对浓度为1.0×10-5 mol/L的酸性桃红(Sulforhodamine,SRB),结晶紫(Crystal violet,CV)的吸附特性。考察了溶液离子浓度、pH、吸附时间以及吸附剂投加量对其吸附特性的影响。结果表明,在相同实验条件下,SRB在100min达到吸附平衡,CV在20min达到吸附平衡。溶液pH和离子强度对其吸附都有很大的影响,磁赤铁矿对CV及SRB的最大吸附量分别为3.27×10-3及0.587×10-3。利用Langmuir和Freundlich等温吸附模型对吸附过程进行描述,结果表明,磁赤铁矿对SRB的吸附符合Freundlich模型,对CV的吸附属于Langmuir模型。用准一级和准二级吸附动力学方程对实验数据进行了线性回归分析,结果表明SRB属于准一级动力学方程,CV属于准二级动力学方程。热力学研究表明,磁赤铁矿吸附CV及SRB的过程都是自发进行的吸热反应。     

强碱性阴离子树脂去除水体中邻苯二甲酸酯类

采用强碱性阴离子交换树脂处理水中的邻苯二甲酸酯类有机污染物,根据其理化性质建立高效液相色谱法(HPLC)对邻苯二甲酸酯类物质的含量进行分析检测。根据邻苯二甲酸酯类理化性质考察不同类型的树脂、树脂投加量、溶液初始浓度、溶液反应温度等因素对水中邻苯二甲酸酯类(PAEs)的去除效果的影响。实验表明,在近中性条件下,树脂投加量为0.4g、邻苯二甲酸二甲酯(DMP)初始浓度为21.524mg/L、反应温度30℃、反应5h时,DMP去除率达99%以上。应用强碱性阴离子交换树脂,使邻苯二甲酸酯类有机污染物降解速率得到大幅度提高,并符合经济和环保要求,能够较迅速降解大部分邻苯二甲酸酯,使水中残留邻苯二甲酸酯的含量,达到国标规定以下值。     

铁锰氧化物/硅藻土复合物的制备及其对磷的吸附性能研究

采用氧化还原共沉淀法制备铁锰氧化物/硅藻土复合物,考察原料配比、反应温度、焙烧温度及溶液pH值、离子强度对该复合物吸附磷性能的影响,同时开展吸附等温线、XRD和IR等分析。结果表明,2. 5 g硅藻土与1. 0 mmol锰、3. 0 mmol二价铁、3. 0 mmol三价铁制备的复合物在20℃、pH值为6时对磷的吸附量为10. 84 mg/g,较硅藻土提高约3. 6倍;沉淀反应温度对复合物吸附性能影响很小,焙烧温度400～500℃有利于复合物对磷的吸附;吸附量随溶液pH值的增大而减小,pH值较低时吸附作用主要是静电吸引和内层络合,pH值较高时减弱的静电吸引和内层络合与有利于吸附的内层络合共吸附综合作用,表现为吸附量减小;吸附等温线符合Langmuir方程,饱和吸附量34～37 mg/g,与D-R方程、R-P方程有较好相关性,平均吸附能9. 9～11. 3 kJ/mol,复合物具有微孔结构,有单层也有多层吸附。     

零价铁吸附-还原溶液中U(VI)的实验研究

研究零价铁(Zero-valent iron,ZVI)去除溶液中的U(VI),分析了pH值、反应时间、ZVI投加量、铀溶液初始浓度、其它离子(Mg2+、Mn2+、Cl-、NO-3、CO2-3和Cu2+)等条件因素对U(VI)去除效果的影响,并讨论其去除机理。结果表明:ZVI对溶液中U(VI)有较好的去除作用,在pH=4,振荡时间为120min,ZVI投加量为1.6g/L,铀溶液初始浓度为10mg/L,铀去除量为4mg/g时,U(VI)的去除率可达到63.7%。其它离子实验结果表明:Mg2+、Mn2+、Cl-、NO-3对ZVI去除U(VI)影响不超过3%,CO2-3和Cu2+影响相对较大。ZVI去除溶液中U(VI)以还原沉淀和吸附作用为主,吸附-还原反应遵循一级化学反应动力学方程。     

粤西徐闻九亩硅藻土对水体中Zn2+的吸附实验研究

粤西徐闻九亩硅藻土表面多孔,除含有蛋白石外,还含有少量的蒙脱石等粘土矿物;其对水体中的Zn^2＋具有修复能力,且对Zn^2＋的吸附效率较高;宜在弱酸性-中性的pH值条件下修复Zn^2＋;在低Zn^2＋浓度下,硅藻土可以有效地去除Zn^2＋,而对硅藻土进行改性后将有利于对较高浓度的Zn^2＋进行修复;评价硅藻土对水体中Zn^2＋的修复效果应该综合考虑去除率与负载量,在Zn^2＋初始浓度为20mg/L时,徐闻九亩硅藻土吸附剂的用量应以10g/L为宜。     

改性硅藻土对水中DDTs的吸附机理

采用阳离子表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)对硅藻土进行改性, 并以优选的改性方案为基础, 研究了该有机硅藻土对水中有机氯农药DDTs(p, p'-DDT、p, p'-DDE和p, p'-DDD)的吸附过程及增强机理.结果表明, 十六烷基三甲基溴化铵能有效改变硅藻土的Zeta电位、比表面积和表面疏水性质, 从而提高硅藻土吸附有机氯农药的能力.改性硅藻土对水中3种有机氯农药的吸附能力依次为: p, p'-DDT>p, p'-DDE>p, p'-DDD.基于模型的准确性(R2值)考虑, Redlich-Peterson方程能更好地用于拟合DDTs在改性硅藻土上的等温吸附曲线.      

铁锰氧化物在碱性条件下对镉的吸附特征研究

实验研究了不同的pH值、初始离子浓度、矿物用量、温度以及时间等因素对针铁矿和软锰矿吸附镉的影响。结果表明:在pH值从酸性到近中性的范围内,两种氧化矿物对镉的吸附量增加较快,然后在碱性条件下吸附量保持着最大值;反应前后两种氧化矿物溶液的pH值均有不同程度的变化,其中针铁矿和软锰矿的临界pH值分别为8和6.5;两种矿物对镉的吸附在6 h左右达到了吸附平衡,吸附等温线都较好地符合Freundlich等温方程式;随着两种氧化物用量的增加,其吸附量也有增加;室温下,针铁矿和软锰矿对镉的吸附效果较好。     

硫化纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)的过程与机制

以连二亚硫酸钠为硫源,七水合硫酸亚铁为铁源,利用一步硫化法制备硫化纳米零价铁(S-nZVI),并用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等,研究S-nZVI表面形貌及元素化学形态等关键特性;以Cr(Ⅵ)为目标污染物,考察溶液初始pH值、材料投加量和Cr(Ⅵ)的初始浓度对去除效果的影响,分析S-nZVI去除Cr(Ⅵ)的机理。表征结果表明,S-nZVI是Fe(0)和FeS共存的材料,且以Fe(0)为主,其饱和磁场强度为83.5 emu/g。溶液初始pH值、材料投加量能影响S-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除。当投加量为0.5 g/L、pH值为2、Cr(Ⅵ)初始浓度为20 mg/L时,在5 min内可以达到反应平衡,去除率可达98%。S-nZVI对Cr(Ⅵ)的去除符合准二级动力学方程,去除机理包括吸附、还原与共沉淀等作用。     

焙烧水滑石吸附脱除水中硫酸根离子的研究

利用焙烧水滑石对水中硫酸根离子进行吸附性能研究,考查了初始pH值、吸附时间、吸附剂用量等条件对吸附的影响。结果表明,焙烧水滑石对水中硫酸根离子具有良好的吸附能力。X射线衍射分析结果表明,水滑石及其焙烧产物对硫酸根的吸附机理不同。pH值对吸附的影响较大,pH值较低时吸附效果较好。吸附平衡符合Langmuir方程,室温下饱和吸附量为32.895 mg/g。