玉米秸秆生物炭对水中氨氮的吸附特性

采集农林废弃物玉米秸秆制备生物炭,以批平衡试验法研究了溶液pH、粒径、投加量、温度和共存阳离子等因素对玉米秸秆生物炭吸附氨氮的影响.结果表明:在共存离子Na+、Ca2+浓度相同条件下对氨氮吸附影响大小顺序为Na+>Ca2+;玉米秸秆生物炭对氨氮吸附的最佳pH范围为5~8;吸附动力学数据拟合结果发现准二级动力学方程能更好地拟合吸附过程,颗粒内扩散方程拟合结果表明玉米秸秆生物炭对氨氮的吸附速率由表面吸附和颗粒内扩散两个过程综合控制.Langmuir-Freundlich方程能很好地描述氨氮在玉米秸秆生物炭上的吸附行为,由Langmuir拟合所得的氨氮理论最大吸附量为3.484 9 mg·g-1.吉布斯自由能变化(ΔGθ)、焓变(ΔHθ)和熵变(ΔSθ)的计算结果表明,玉米秸秆生物炭对氨氮的吸附是自发的放热过程.     

Fe3O4改性生物质炭对As的吸附特征研究

为研究Fe3O4改性生物质炭对溶液中As去除效果和吸附机理,以小麦秸秆为原料,制备得到生物质炭(BC),用共沉淀法合成了2种Fe3O4改性生物质炭MBC-1、MBC-2 (MFe3O4∶M生物质炭=1∶4、1∶2);采用SEM、BET、FT-IR和XRD对BC、MBC-1和MBC-2的表面形貌、比表面积、官能团、晶体结构进行了测定表征;采用XPS和EDS对分析了MBC-1的元素形态等理化性质;考察了生物质炭投加量、溶液pH值对吸附效果的影响;开展吸附动力学、等温吸附实验,研究了BC、MBC-1和MBC-2对As的吸附特性;探讨了Fe3O4改性生物质炭对As的吸附机理.结果 表明:Fe3O4能成功负载到生物质炭上;MBC-1、MBC-2的比表面积分别是BC的1.69、2.26倍;BC、MBC-1和MBC-2对As的去除率随生物质炭投加量的增加而增大,随溶液pH值的升高而降低;BC、MBC-1和MBC-2对As的吸附符合准Ⅱ级动力学模型,吸附等温曲线符合Freundlich吸附模型;Langmuir拟合的MBC-1、MBC-2对As最大吸附量分别比BC提高了141、184倍,Fe3O4负载越多,吸附效果越好;MBC-1和MBC-2对As的吸附包括静电引力、配位反应和离子交换;负载在生物质炭上的Fe3O4参与了As的氧化还原反应,改变了As的赋存形态,影响着As的吸附固定.     

核桃壳对废水中Cr(Ⅵ)的静态吸附特性研究

采用废弃核桃壳对Cr(Ⅵ)浓度为20mg·L-1的模拟水样进行了静态吸附实验研究.实验结果表明,对于Cr(Ⅵ)浓度为20mg·L-1的50mL水样,当温度为25℃,采用粒径为1.0-1.6mm新疆核桃壳1.0 g、介质pH值为1.0、吸附时间为180min处理废水时,Cr(Ⅵ)的去除率可以达到99.3%.吸附后的水中C...     

核桃壳对模拟废水中Cr(Ⅵ)的动态吸附特性研究

采用废弃核桃壳对Cr(Ⅵ)浓度为20 mg·L-1的模拟废水进行了动态吸附实验.实验结果表明,在室温条件下用粒径为1.0～1.6 mm的核桃壳吸附剂用量为5.0 g、介质pH值为1.0、水样流速为3mL· min-1吸附100mL,Cr(Ⅵ)浓度为20 mg·L-1的模拟污水时,吸附后的废水中Cr(Ⅵ)浓度为0.224 mg·L-1,符合《污水综合排放标准》GB8978-1996的标准.Cr(Ⅵ)的去除率达到98.88％.同时对模型的拟合进行了实验说明,Thomas模型能较好地反映吸附过程特征.从活性穿透曲线中可见,吸附时间为142 min达到吸附穿透点,810 min达到吸附衰竭点.     

改性沸石吸附废水中苯胺的实验研究

研究了以溴化十六烷基三甲胺(HDTMAB)为改性剂制备的改性沸石对水中苯胺吸附性能和影响因素.结果表明,改性沸石对苯胺的吸附效果显著,吸附时间为120 min 时吸附率约为85%;实验条件下改性沸石的最佳用量为50 g/L;并且改性沸石对苯胺的吸附率随温度的升高有所增大,而随pH值的增大明显减小;改性沸石对水中苯胺的吸附规律较好的符合Freundlich吸附等温式.     

多种生物材料吸附重金属的效果对比

对橘子皮、壳聚糖和空心微珠进行改性,将它们作为吸附材料处理Pb~(2+)、Cr~(6+)溶液.研究了溶液pH值、吸附时间、以及吸附材料的用量等因素对这三种材料的作用影响,并得出每种材料的最佳吸附条件.通过动力学分析比较了三种材料的吸附性能.结果表明,改性空心微珠的吸附量和吸附率最大;三种材料对处理Pb~(2+)、Cr~(6+)的吸附动力学都可以用准二级动力学方程很好地描述,化学吸附在吸附过程中占主导地位.     

磁性壳聚糖纳米材料对水中Cu(Ⅱ)吸附性能的研究

利用壳聚糖制成的纳米零价铁磁性壳聚糖(nZVI-MCS)材料。通过磁滞回线分析了该材料的超顺磁特性,运用透射电子显微镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对其理化性质进行表征,同时探讨了溶液pH值、反应时间和初始Cu(Ⅱ)质量浓度等因素对吸附效果的影响以及nZVI-MCS对水溶液中Cu(Ⅱ)的吸附动力学分析。表征结果显示,纳米粒子的饱和磁化强度是59.50 emu/g;nZVI-MCS成功负载了α-Fe,且颗粒近似球形,呈团聚状。实验结果表明,nZVI-MCS)在pH为5时表现出较好的吸附性能。nZVI-MCS对Cu(Ⅱ)的吸附与二级动力学模型拟合度较好。吸附符合Langmuir和Freundlic吸附等温线模型,且在25℃下吸附58.80 mg/g。利用磁铁对溶液中磁性壳聚糖纳米粒子进行回收,回收率达到78.9%。因此,nZVI-MCS作为吸附剂能用于去除水中Cu(Ⅱ)。     

腐殖酸对六价铬在砂土中吸附行为的影响研究

研究了腐殖酸对六价铬在砂土介质中吸附作用的影响.进行了反应接触时间、pH、HA投加量等对反应的影响研究,确定了最佳反应条件.并阐述了腐殖酸、铬离子和砂土之间相互作用的机理.结果表明:砂土对六价铬的吸附随着溶液pH值的升高而减弱,pH3时去除率仅有22%;但当溶液中存在腐殖酸时,砂土对六价铬吸附能力明显增强,增强了30%,作用机理主要是由于酸性条件下腐殖酸易与铬络合,其络合物与砂土颗粒有较强的结合能力,增强了砂土对六价铬的吸附能力.     

高分子重金属絮凝剂PEX捕集Cr^3＋性能研究

为提高含铬废水的处理效率及简化处理流程,以聚乙烯亚胺、NaOH、CS2为原料,在一定条件下用化学方法合成了一种新型高分子重金属絮凝剂PEX.通过絮凝实验研究了PEX捕集Cr3+的性能,并对几个影响因素作了考察.实验结果表明:1)该絮凝剂对Cr3+有一定的捕集功能,但需要与硫酸铝复配才能表现出较高的去除效率,且Cr3+的去除率随着硫酸铝浓度的增加而增大.2)pH值对PEX/硫酸铝复配去除Cr3+有一定的影响,pH值较低时Cr3+的去除率较小,当pH值升高后,Cr3+的去除率明显增大.3)Cr3+和致浊物质共存时,会相互促进彼此的去除,pH=5.0时,Cr3+和浊度的最高去除率均在99%以上.     

负载Ti/Fe腐植酸吸附P(Ⅴ)的性能研究

实验制备了负载Ti/Fe腐植酸吸附剂,采用SEM、XRD等分析方法对负载后的吸附剂结构进行了表征,并对P(Ⅴ)进行了吸附性能的研究.结果表明:负载Ti/Fe腐植酸吸附剂较负载前的腐植酸对P(Ⅴ)的吸附能力明显提高.在温度25℃,pH值为5,吸附平衡时间为120min时,吸附率最大可达93.8%,负载Ti/Fe腐植酸吸附剂对P(Ⅴ)的吸附符合Freundich吸附模型.在25~45℃条件下,△G0、△S=-0.27kJ·mol-1、△H=-0.62kJ·mol-1,为自发放热熵减的过程,吸附类型主要是物理吸附,其吸附过程符合准二级动力学模型.     

氨水改性活性炭的制备及其对苯酚吸附性能的研究

以活性炭为载体,10%的氨水溶液为改性剂,采用浸渍法对其进行改性.利用比表面积测定法、SEM及Boehm滴定法表征了氨水改性活性炭的表面理化性质.以苯酚废水为处理对象,分别考察了吸附时间、pH值、活性炭投加量及苯酚废水的初始浓度对改性活性炭去除苯酚效果的影响.结果表明:活性炭经氨水改性后,表面多处塌陷,比表面积是未改性活性炭的1.057倍,表面酸性官能团含量降低,是未改性活性炭的0.421倍.在吸附时间为6h时,活性炭对苯酚的吸附均已达到平衡,改性活性炭对苯酚的吸附量为152.763mg/g,比未改性活性炭的吸附量提高了66%;氨水改性活性炭对苯酚的去除率随着pH值升高而降低,在pH值为6～7时,去除率达到61%;随着活性炭投加量的增加,溶液中的苯酚含量越来越少;随着苯酚废水初始浓度的提高,氨水改性活性炭对苯酚的去除率逐渐降低;Freundlich和Langmuir二种等温线模型均能较好的反应活性炭对苯酚的吸附行为,其中Freundlich模型更为理想.     

CPC协同膨润土处理模拟双酚A废水的研究

为了提高双酚A废水的处理效率,采用有机膨润土的制备和模拟废水处理同时进行的方法,即将阳离子表面活性剂(氯代十六烷基吡啶-CPC)和膨润土直接混合,协同处理模拟双酚A废水。通过吸附实验研究了CPC投加量、反应时间、p H值等因素对双酚A去除率的影响;采用等温吸附和动力学方程分析协同吸附过程。实验表明:CPC的加入提高了膨润土对双酚A的吸附量,当CPC投加量为600 mg/L时,膨润土对双酚A的最大吸附量达到38.3 mg/g;协同作用使膨润土吸附双酚A的平衡时间变短,吸附速率提高,10 min基本达到平衡吸附;协同作用随p H值的升高而加强,碱性条件有利于双酚A的吸附。研究表明:CPC和膨润土的协同作用,不仅提高了双酚A的吸附量,而且避免有机膨润土制备过程,提高了废水处理的效率。     

核桃壳对水中Pb2+和Ni2+吸附研究

以1.6~2.5 mm的新疆核桃壳作为吸附剂,研究其对模拟废水中Pb2+和Ni2+的吸附性能。实验表明：25℃,pH值为5.5,吸附剂用量1.2 g时Pb2+的吸附量最大;pH值为6.0,吸附剂用量2.0 g时Ni2+的吸附量最大,Pb2+的吸附容量为Ni2+的3倍。Pb2+, Ni2+竞争及偏好吸附表明,Ni2+的干扰使Pb2+的吸附容量下降14.8%,Pb2+的干扰使Ni2+的吸附容量下降66.5%,吸附剂对Pb2+的选择性更高。     

东北黑土有机质含量和组分对免耕秸秆还田覆盖的响应

土壤微生物周转是有机质形成的重要驱动力,然而众多学者对植物源组分和微生物源组分对农田土壤有机质形成的贡献存在不同意见.免耕秸秆还田覆盖这一保护性耕作措施对保护农田土壤有积极作用.基于吉林省梨树县中国科学院保护性耕作示范基地长期秸秆覆盖还田定位试验,研究了免耕秸秆还田覆盖1年和5年后,不同秸秆覆盖量对土壤有机质的影响,以及利用热裂解-色谱质谱技术(Py-GC/MS)研究了表层土壤(0～5 cm)有机质组分的变化.结果表明:土壤有机质在免耕秸秆还田覆盖1年后,不同秸秆覆盖量对其影响不显著,还田覆盖5年后,随秸秆覆盖量呈增加趋势;秸秆还田覆盖1年后,各处理间土壤有机质分子结构无显著差异,5年后,秸秆还田覆盖量的增加有利于酚类化合物组分和木质素类组分的积累,且酚类化合物相对含量随秸秆还田量增加而增加,芳香族化合物组分相对含量随还田覆盖量增加而减少.     

植物炭材料的柴油吸附性能

对炭化玉米秆、炭化油菜杆和炭化竹子杆对柴油的吸附性能进行了试验研究．试验发现，3种植物炭材料都具有一定的吸油能力，其中炭化玉米秆吸油性能最佳．用扫描电镜、压汞和N2吸附方法，检测了3种植物炭材料的孔径大小、分布和比表面积．中大孔径（500-7500nm）的植物炭材料改善了毛细作用，对柴油的吸附性能较好．吸油率与比表面积之间没有明显的相关性．对于液相吸附，比表面积的影响可以忽略．     

粒状活性炭去除二氧化氯主要影响因素的研究

就水力负荷，炭层厚度，ＰＨ值等因素对粒状活性炭吸附二氧化氯性能的影响进行了小试试验研究，并运用正交试验确定了这些因素的影响顺序和最优水平组合。最优水平组合为ＰＨ值为５．５，炭层厚度为２００ｍｍ，水力负荷为１．０Ｌ／ｈ．ｃｍ＾２。     

Sasobit对SBS改性沥青性能影响分析

为研究Sasobit温拌型SBS改性沥青性能,采用三大指标、布氏粘度基础试验分析不同Sasobit含量下SBS沥青性能的变化。结果表明:当掺量3%Sasobit时改性沥青的针入度取值从SBSI—C类变为SBSI—D类,此时针入度指数值最大,温敏感性最低,软化点升高了10℃,但延度值随掺量递增持续降低,当掺3%Sasobit时SBS改性沥青的延度值降至22 cm不满足规范要求。随掺量变化90℃时改性沥青的粘度提升了47.5%,对夏季抗车辙性能有利;135~165℃粘度显著下降有利于施工。     

高效产纤维素酶曲霉生物转化纤维素乙醇

为了提高纤维素乙醇的生产效率，对高效产纤维素酶曲霉W-10的产酶条件进行优化，利用其发酵所得的粗酶液对预处理后的水稻秸秆粉进行酶解，并用酿酒酵母通过同步糖化发酵（simultaneous saccharification and fermentation， SSF）工艺生物转化纤维素乙醇. 首先通过定时取样测定还原糖量，研究不同底物浓度、不同表面活性剂添加量、纤维二糖酶的协同作用等因素对酶解过程的影响. 然后利用所得优化后的酶解条件进行同步糖化实验，研究不同的发酵温度、发酵时间、初始pH值等影响因素对同步糖化发酵乙醇的影响. 结果表明，当底物浓度为80 g/L、表面活性剂吐温-80添加浓度为5 g/L、酶解体系外纤维二糖酶补加量为166.67 nkat/g时，粗酶液的酶解率最高；在35 ℃的培养温度、初始pH值为5的条件下发酵4 d时，发酵液中乙醇含量最高，乙醇得率可达0.43 g/g（底物干重）. 优化高效产纤维素酶曲霉W-10酶解水稻秸秆的反应条件，可促进纤维素乙醇生物转化技术的发展，有利于可再生的清洁能源生物乙醇的商业化生产和应用.      

氢氧化镁对废水中镉(Ⅱ)吸附性能的研究

采用氢氧化镁对含镉废水进行处理．实验考察了氢氧化镁用量、搅拌时间、温度及pH对处理效果的影响，探讨了吸附作用机理．结果表明：氢氧化镁对镉(Ⅱ)离子具有较强的吸附性能，去除率可达99％以上．氢氧化镁吸附镉(Ⅱ)离子的最初速率与浓度成一级反应，在镉(Ⅱ)离子浓度低于80mg／L时，吸附等温线符合Langrnuir模式，饱和吸附量为26．02mg／g．     

盐酸改性凹凸棒粘土对Al3+的吸附研究

为了降低饮用水原水中的残余铝含量,使用盐酸改性过的凹凸棒做静态吸附实验.考察了盐酸浓度、改性凹凸棒用量、pH值和吸附时间对吸附性能的影响.结果表明:用6 mol/L的盐酸改性的凹凸棒的吸附性能最好;水样pH值为7.0时,使用0.8 g凹凸棒吸附3 h的效果最好,残余铝含量为0.118 mg/L.