影响改性稻壳灰去除水体铜的因子研究
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改性稻壳灰对水中重金属锌的吸附性能的研究摘要水中重金属污染对环境和人体健康造成了严重影响,因此研究高效、经济的重金属去除方法具有重要意义。
本研究利用稻壳灰作为原料,经过改性处理后,研究了改性稻壳灰对水中重金属锌的吸附性能。
结果表明,改性后的稻壳灰对锌离子具有较好的吸附性能,最大吸附容量可达到10.5 mg/g。
吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程为化学吸附,且吸附量随锌离子初始浓度的增加而增加。
吸附过程的最优条件为pH值为7,吸附时间为90分钟。
此外,改性后的稻壳灰在多次循环吸附实验中表现出良好的再生性能,保持较高的吸附率。
综上所述,改性稻壳灰是一种高效、经济的水处理材料,可用于水中重金属锌的去除。
关键词:改性稻壳灰;重金属锌;吸附性能;循环利用引言水中重金属污染是当前全球面临的严重环境问题之一、重金属锌是一种广泛存在于水和土壤中的重金属元素,由于其毒性和容易积累的特性,对生物体和生态系统造成了严重威胁。
因此,开发高效、经济的方法去除水中的重金属锌具有重要意义。
吸附是一种常用的重金属去除方法,因其操作简便、高效、经济而被广泛应用。
稻壳灰作为一种常见的农作物废弃物,具有丰富的孔隙结构和表面氧化物基团,可用作吸附材料。
然而,自然稻壳灰的吸附性能较低,因此对其进行改性处理可以提高其吸附性能。
本研究通过改性稻壳灰对水中重金属锌的吸附性能进行研究,旨在提高稻壳灰对锌的吸附能力,为解决水中重金属污染问题提供一种高效、经济的解决方案。
实验部分1.材料与方法(详述实验所用试剂、仪器设备,并按照特定步骤进行实验)2.结果与讨论(详述实验结果,包括吸附量、吸附动力学、吸附等温线等,并与已有文献进行对比和讨论)3.循环利用实验(详述改性稻壳灰的循环利用实验结果,包括吸附率的变化和再生后的吸附性能)结论本研究通过改性处理稻壳灰,提高了其对水中重金属锌的吸附能力。
改性稻壳灰对锌离子的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程为化学吸附。
2016年第9期(下半月)Nong Min Zhi Fu Zhi You 农民致富之友145财经◎试验报告引言近年来,我国水系受到严重地污染,其中,河流水体中重金属污染受到了人们的广泛关注,归因于重金属的毒性特点以及在环境、动植物乃至人体中的累积效应[1],我国是农业大国,每年产生的农业废弃物数量巨大,如果对其不进行妥善处理,会严重地造成环境污染,如秸秆焚烧所带来的大气污染,以及资源浪费。
而且,我国的其他生物质资源也相当丰富,众多吸附材料,热解生物炭具有来源广泛,成本低,吸附效果显著而被大家广泛的使用 [2,3]。
本文通过研究总结不同生物质原料在一定的温度下解热得到的生物炭对水体中各重金属离子的吸附效果,以为未来的环境水体污染研究提供一些理论参考。
1 生物炭去除水体重金属离子效果的比较分析1.1 来源于稻壳生物质的生物炭通过对来源于希腊北部的稻谷工厂搜集来的稻壳生物质在300℃下进行热解得到稻壳生物炭。
稻壳生物质水分、灰分、挥发分和固定碳所占的百分比分别为10.1%、17.4%、81.6%和1.0%,稻壳生物炭的比表面积为155.51 m 2g -1。
通过将稻壳生物炭加入水体中对各重金属离子进行吸附,各重金属离子的浓度显著降低,从而降低了污染水体中重金属的生态风险。
与对照中重金属As 的浓度(90μg/L )相比,向水溶液中加入稻壳生物炭后,重金属As 的浓度显著的下降了25%。
与重金属As 浓度下降的幅度相比,向水溶液中加入稻壳生物炭后,重金属Cr (Ⅵ)的浓度较原溶液中C r (Ⅵ)的浓度(190μg/L )小幅下降了18%。
此外,当向水溶液中加入稻壳生物炭后,重金属C r ( Ⅲ)的浓度较初始溶液中C r (Ⅲ)的浓度185μg/L 显著下降了42%。
以上表明,虽然稻壳生物炭的比表面积(155.51m 2/g )很大,但相比于其他吸附剂,稻壳生物炭对重金属离子Cr 和As 的去除率并不是很高(<50%),因此,暗示着水体中重金属钝化的主要机制可能为生物炭和金属阳离子的静电作用以及金属沉淀。
土壤砂粒对水体中铜离子的吸附研究吕淑清;田双超;刘宵;黄乌吉斯古楞【摘要】以土壤中砂粒为吸附剂,研究了其对水中铜离子的吸附去除.结果表明:土壤砂粒对铜离子的吸附平衡时间为6 h;对铜离子的吸附符合Langmuir吸附理论;对铜离子吸附的最佳pH值为5;吸附过程符合准二级动力学模型;该吸附过程为自发的吸热反应.【期刊名称】《东北电力大学学报》【年(卷),期】2019(039)001【总页数】5页(P62-66)【关键词】土壤砂粒;铜离子;吸附【作者】吕淑清;田双超;刘宵;黄乌吉斯古楞【作者单位】东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012;东北电力大学建筑工程学院,吉林吉林132012【正文语种】中文【中图分类】X703近年来,随着采矿业的发展以及含铜杀菌剂的大量使用,使得水体中的铜含量增加.虽然低浓度的铜离子对植物光合作用起到促进,但是铜离子浓度超过1 mg/L时会导致水体鱼类的死亡[1];同时高浓度铜离子会促进叶绿素的分解表现出毒害作用[2~3];当人体通过水环境摄入过量的铜离子时会造成新陈代谢紊乱、肝硬化和肝腹水等病症.吸附法除铜具有成本低、效果好、二次污染少的优点[4],因此选择合适的吸附剂是吸附除铜的关键.土壤作为最常见的吸附剂,对重金属的吸附是一个复杂的过程,与土壤的类型、物化性质及重金属本身性质有关[5~6].国内外有很多人研究了土壤有机质、土壤微生物[5,7]等因素对铜离子的吸附,而土壤中砂粒对铜离子的吸附能力却鲜有研究.本文利用土壤砂粒作为除铜吸附剂,研究其对水体中铜离子的吸附性能.1 材料与方法1.1 实验材料将去除表面干燥土层,以及叶茎和大粒径块石的湿润土壤放在超纯水中用标准套筛进行筛分,将各个筛盘中的砂粒用报纸包裹放入烘箱中干燥.最终得到粒径为0.6 mm~0.9 mm、0.45 mm~0.6 mm、0.355 mm~0.45 mm、<0.355 mm的四组砂粒作为实验材料,分别编号为a、b、c、d.实验药剂:容量为50 mL,浓度为1 000 mg/L的YSO5标准铜溶液.1.2 实验仪器设备实验仪器:SensAA原子吸收分光光度计(SensAA,北京东西分析仪器有限公司);万分之一电子分析天平(BSA124S-CW,德国赛多利斯厂);六联同步自动升降搅拌器(JJ-4A,金坛市朗博仪器制造有限公司);pH计(PHS-3E);超纯水器(KMCJ-B-10,成都浩纯仪器设备有限责任公司);电热恒温鼓风干燥箱(SC1O1-3A,浙江省慈溪市烘箱厂);离心机(XYJ-2);恒温震荡箱(HZQ-X300).1.3 实验方法(1)等温吸附实验:配制8组不同浓度的Cu溶液(0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L、1.0 mg/L、2.0 mg/L、3.6 mg/L).将4组砂粒每组取8份,每份5g.然后将4组不同粒P径的砂粒放入250 mm锥形瓶中加入200 mm配制好的Cu溶液.然后放入恒温震荡箱中(转速120 r/min)24 h.取10 mm上清液用针管过滤器过滤,然后利用SensAA原子吸收分光光度计测量溶液中铜离子浓度.砂粒对铜离子的单位吸附量w可按公式(1)计算.w = (c0-c1)×v/m(1)公式中:w为砂粒单位吸附量,mg/g;c0为铜离子的初始浓度,mg/L;c1为24 h后溶液中铜离子浓度,mg/L;v为溶液体积,L;m为砂粒质量,g.(2)溶液pH值对土壤砂粒吸附铜离子的影响实验:配制浓度为0.8 mg/L不同pH 值的Cu溶液(3、4、5、6、7).将4组砂粒每组取5份,每份5 g.然后将4组不同粒径的砂粒放入250 mm烧杯中加入200 mm配制好的铜溶液.置于六联搅拌器上搅拌(转速120 r/min)24 h.取10 mm上清液用针管过滤器过滤,然后利用SensAA原子吸收分光光度计测量溶液中铜离子浓度.(3)吸附热力学实验:称取5g d组砂粒放于250 mm锥形瓶中,分别加入200 mm浓度为0.1 mg/L、0.2 mg/L、0.4 mg/L、0.6 mg/L、0.8 mg/L的铜溶液.放入恒温震荡箱中(转速120 r/min)在不同温度梯度(25 ℃、30 ℃、35 ℃)下经过24 h.取10 mm上清液用针管过滤器过滤,然后利用SensAA原子吸收分光光度计测量溶液中铜离子浓度.(4)吸附动力学实验:将4组砂粒每组取5 g,放入250 mm烧杯中加入200 mL 的0.8 mg/L 铜离子溶液,在室温下置于振荡器内,分别于1 h、1.5 h、2 h、3h 、4h 、5 h、6 h后取出10 mm上清液用针管过滤器过滤,然后利用SensAA原子吸收分光光度计测量溶液中铜离子浓度.(5)颗粒级配对土壤砂粒吸附铜离子的影响实验:配制浓度为0.8 mg/L,pH值为5的铜溶液.将a、b、c、d 4组砂粒按照1∶1∶1∶1、1∶1∶1∶2、1∶1∶2∶2、1∶2∶2∶2的比例分别配5 g,标为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ,放入250 mm烧杯中加入200 mm配制好的Cu溶液.置于六联搅拌器上搅拌(转速120 r/min)24 h.取10 mm上清液放入离心机离心(转速3 000 r/min)10 min,然后利用SensAA原子吸收分光光度计测量溶液中铜离子浓度.2 结果与讨论2.1 等温吸附实验土壤砂粒对铜离子的吸附等温线,如图1所示.随着平衡浓度的增加,砂粒对于Cu2+的吸附量增加.这是因为当溶液中的Cu2+浓度增大时,Cu2+与砂粒的接触机会增加,发生吸附的概率增加[8].同时Cu2+的浓度增加促进了液相中的Cu2+在砂粒表面水膜的扩散.当吸附达到平衡以后,吸附量不再随着平衡浓度的增加而增大.图1 铜在4组砂粒中的吸附等温曲线用Freundlich方程和Langmuir方程对4组土样的吸附等温线拟合,拟合参数如表1所示.吸附等温方程如公式(2)~公式(3)所示[9].Freundlich:lnw=lnc/n+lnk1(2)Langmuir:c/w=1/(kLws)+c/ws(3)公式中:w为吸附量(mg/g);ws为饱和吸附量(mg/g);c为平衡浓度(mg/L);kL是一定温度下的Langmuir常数,与表面吸附强度有关;n、k1为Freundlich 常数.由表1可知,由R2可以看出土壤中砂粒对于重金属离子Cu2+的吸附更满足Langmuir理论.表明砂粒对铜的吸附能力与Langmuir方程参数ws成正比,kL 成反比,同时说明该吸附过程更接近单层吸附.Freundlich方程拟合参数中,n的范围为5~6.5,说明砂粒对于铜离子的吸附属于容易吸附;当粒径较小时拟合相关系数R2的值为0.990 3,也说明了小粒径砂粒对于Cu2+的吸附属于单层吸附.表1 吸附等温方程的拟合参数粒组Freundlich等温线Langmuir等温线k1nR2wskLR2a1.245.320.79740.1040.3000.987b1.766.5970.81440.1210.289 0.989c1.495.9740.82200.1420.2670.991d1.024.260.99030.2180.1970.998 由吸附模型参数可知,铜离子在土壤颗粒中的吸附更符合Langmuir方程等温吸附.由R2可以看出在粒径最小时,其拟合结果最理想.分析其原因是由于土壤粒径越小,表面的吸附点位分布越多并且均匀,吸附结果越接近单层吸附.2.2 溶液pH值对土壤颗粒吸附铜离子的影响图2 pH对土壤吸附铜离子的影响图3 不同温度下d组砂粒的吸附等温曲线pH值对土壤吸附铜离子的影响,如图2所示.pH值为3~5时,土壤砂粒对铜离子的吸附量随pH值的增加而增大,在pH值为5时达到最大.这是因为低pH值时,溶液中H+浓度高,与Cu2+产生竞争吸附[5,10],导致吸附量小.随着pH 值的增加,H+浓度减少,竞争吸附减少,吸附量增大;当pH>5时,Cu2+的吸附量先降低后趋于稳定,这与铜离子生成水和性羟基配合物有关[11],而且此时土壤砂粒表面的吸附点位趋于饱和,所以当pH>5时,随pH值的增加,吸附量先减小,后趋于稳定.2.3 吸附热力学实验不同温度下d组砂粒的吸附等温曲线.如图3所示.随着温度的增加,d组砂粒对于Cu2+的吸附量增加.由图3可知,最初铜离子浓度较低,颗粒表面具有大量吸附位,曲线较陡,随铜离子浓度的增加吸附位逐渐占满,吸附曲线增势减缓,最后达到吸附平衡.同时随着温度的增加,溶液中游离铜离子的迁移能力增加,颗粒表面的吸附位对铜离子的吸附增强,吸附位上吸附的铜离子向内部迁移的能力增强,从而导致颗粒表面的未饱和吸附位增加导致整体的吸附能力增强.根据吸附过程中的热力学参数方程可以计算出吸附过程的热力学参数为KD=c1/c0(4)△G0=-RTlnKD(5)△G0=△H0-T△S(6)lnKD=△S0/R-△H0/RT(7)公式中:KD(L/mol)为吸附分配系数;△G0为吉布斯自由能能变;△H0为焓变;△S0为熵变.根据以上公式求出25 ℃、30 ℃和35 ℃时反应吉布斯自由能能变分别为-5.705 kJ/mol、-11.19 kJ/mol、-11.29 kJ/mol;△S0=1.085 kJ/mol,△H0=3.15kJ/mol.在吸附过程中,△G0小于0,说明该吸附过程为自发反应;随着温度的增加,△G0绝对值增加,并且△H0大于0,说明此吸附反应为吸热反应[12].2.4 吸附动力学实验图4 吸附时间对吸附的影响吸附时间对砂粒吸附量的影响,如图4所示.d组砂粒的吸附量远远大于其他三组的原因是d组砂粒的粒径最小,相同质量下拥有最大的比表面积;而且颗粒之间也会形成更多的细小空隙,会对Cu2+产生吸附作用.其他三组则因为粒径的差别较小,在吸附2 h内,因为粒径产生的吸附优势明显,所以对Cu2+的吸附量差别较大;2h后随着砂粒表面吸附点位的减少,因为粒径产生的吸附优势逐渐减小,所以吸附量相近;在吸附6 h后,4组砂粒的吸附量稳定,所以砂粒对于水中铜离子的吸附平衡时间为6 h.吸附动力学主要研究各种因素对化学反应速率影响的规律以及反应机理.因为本实验是固体吸附剂对溶液中溶质的吸附过程,所以用准一级、准二级动力学模型进行描述[13]准一级动力学模型为log(qe-qt)=logqe-(kf /2.303)t(8)准二级动力学模型为t/qt=(1/ksqe2)+(1/qe)t(9)公式中:qe为平衡吸附量;qt为时间为t的吸附量;kf为二级吸附速率常数;ks为吸附速率常数;t为吸附时间.分别以log(qe-qt)和(t/qt)对t作图,所得直线的参数,如表2所示.土壤颗粒对金属铜的吸附更满足准二级动力学模型.这个结论和改性荞麦壳[14]、改性玉米[15]对Cu2+的吸附结果一致.表2 两种动力学模型的参数粒组准一级动力学准二级动力学kfqeR2ksqeR2a0.0830.3600.8140.00230.1180.981b0.0990.3300.7470.00260. 1220.985c0.1240.3500.6880.00270.1230.989d0.0460.4320.7000.00230.1330. 9892.5 颗粒级配对土壤颗粒吸附铜离子的影响随着颗粒级配变化吸附量变化的折线图,如图4所示.随着颗粒级配的变化,小颗粒砂粒质量越大最终的吸附量越大.图5 级配对土壤吸附铜的影响不同级配的砂粒在吸附平衡后的吸附量和单独粒组吸附平衡后的吸附量,如图5所示.不同颗粒级配吸附平衡后的吸附量均小于d组粒径吸附平衡后的吸附量,但是却大于其余粒组平衡后的吸附量.这是因为不同级配的砂粒会产生比与原本单独粒组更多、更小的孔隙,从而增加Cu2+的吸附量.3 结论以土壤砂粒作为吸附剂,考察了其对水中铜离子的吸附性能.结果表明土壤砂粒对铜离子的吸附平衡时间为6 h;对铜离子的吸附符合Langmuir吸附理论;吸附的最佳pH值为5;吸附过程符合准二级动力学模型;该吸附过程为自发的吸热反应;而且我们可以通过利用不同级配的砂粒增加粗颗粒砂粒对铜离子的吸附量,从而减少细小砂粒的制备成本,增加粗砂粒的利用率.参考文献【相关文献】[1] 陈旭超,胡志彪,陈杰斌,等.竹炭对铜(Ⅱ)离子的吸附性能研究[J].龙岩学院学报,2007,25(6):78-80.[2] A.Basile,S.Sorbo,M.Cardi,et al.Effects of heavy metals on ultrastructure and Hsp70 induction in Lemna minor,L.exposed to water along the Sarno River,Italy[J].Ecotoxicol Environ Saf,2015,114:93-101.[3] P.M.Antunes,M.L.Scornaienchi,H.D.Roshon.Copper toxicity to Lemna minor,modelled using humic acid as a surrogate for the plant root[J].Chemosphere,2012,88(4):389-394.[4] 任柏年,毕梦娜,朱紫悠,等.稻壳对水体中铜离子的吸附去除研究[J].广州化工,2015,43(1):91-93.[5] 张磊,宋凤斌.土壤吸附重金属的影响因素研究现状及展望[J].土壤通报,2005,36(4):628-631.[6] 李瑛,李洪军,张桂银,等.几种电解质对土壤吸附Cu2+的影响[J].生态环境,2003,12(1):8-11.[7] L.K.Koopal,W.H van Riemsdijk,D.G.Kinniburgh.Humic matter and 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微波改性的稻壳对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)吸附性能的研究李渊【摘要】以稻壳为原料,采用微波处理制备出改性的吸附材料,用于吸附Pb2+、Cd2+的实验,探讨了溶液pH、搅拌时间及金属离子初始浓度等对吸附平衡的影响,利用扫描电镜和红外光谱(FTIR)分析,探讨微波处理后的稻壳吸附Pb2+、Cd2+等金属离子的吸附机理.结果表明:微波处理后的稻壳对Pb2+的最佳吸附pH=5,在60 min内建立吸附平衡,对Pb2+的最大吸附量为0.2324 mmol/g;在相同条件下对Cd2+的最大吸附量为0.1852 mmol/g.%A kind of modified adsorptive material has been prepared by microwave,using rice husks as raw materials. It is an experiment used for adsorbing Pb2+and Cd2+. The influences of solution pH,stirring time,initial concentration of metallic ions,etc. on adsorption equilibrium are discussed. The adsorption mechanisms of microwave-treated rice husks for metallic ions,such as Pb2+,Cd2+,etc. are analyzed by making use of SEM and FTIR and discussed. The re-sults show that the optimal conditions for the microwave-treated rice husks to adsorb Pb2+ are as follows:pH is 5 and the adsorption equilibrium should be set up within 60 min,the maximum adsorption capacity for Pb2+is 0.2324 mmol/g. Under the same conditions,the maximum adsorption capacity for Cd2+is 0.1852 mmol/g.【期刊名称】《工业水处理》【年(卷),期】2016(036)003【总页数】4页(P62-65)【关键词】稻壳;微波处理;吸附;金属离子【作者】李渊【作者单位】四川职业技术学院,四川遂宁629000【正文语种】中文【中图分类】X703近年来多地发生重金属污染事故,随着重金属环境污染的加剧以及人们对重金属危害认识的逐渐加深,对含重金属废水排放的控制开始越来越严格,因此寻找新型高效的低成本吸附剂就成为重金属废水处理的研究热点〔1-5〕。
改性玉米秸秆对含铜废水溶液中Cu2+的去除效果
朱灵峰;王小敏;郭毅萍;叶朝;吴洁琰
【期刊名称】《江苏农业科学》
【年(卷),期】2015(43)3
【摘要】利用NaOH改性玉米秸秆,研究其对含铜废水中Cu2+的吸附脱除效果.采用平衡吸附法研究改性玉米秸秆的添加量、温度、溶液pH值和反应时间等因素对改性玉米秸秆吸附水溶液中Cu2+的影响.结果表明:改性秸秆的添加量、温度和溶液pH值均对吸附效果有一定影响,其中溶液pH值对玉米秸秆吸附Cu2+的效果影响明显,准二级动力学模型能够很好地反应其动力学行为.
【总页数】3页(P311-313)
【作者】朱灵峰;王小敏;郭毅萍;叶朝;吴洁琰
【作者单位】华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450045;华北水利水电大学环境与市政工程学院,河南郑州450045
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.改性膨润土的制备及对Cu2+、Cd2+、Pb2+r的去除效果研究
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玉米秸秆处理含铜废水的研究5.高锰酸钾改性核桃壳基生物炭对水溶液中Cu2+的吸附性能
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中国石油大学(华东)硕士学位论文新型稻壳灰助滤剂对铜离子吸附性能的研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:动力工程及工程热物理指导教师:***201206摘要目前,实际生产生活中常用的助滤剂有珍珠岩、硅藻土、石棉和纤维素纤维等,这些常规助滤荆在使用过程中取得了非常好的效果,而且它们的生产处理工艺都已经趋于成熟,但是使用常规助滤剂有着昂贵的成本。
所以,寻求新的廉价和高效的助滤剂就非常有必要了。
稻壳灰助滤剂有望成为廉价而高效的助滤剂,用来替代常规助滤剂。
本文主要研究在不同的工艺条件(温度、时间等)下制备稻壳灰,通过对稻壳灰的吸附实验确定不同稻壳灰对铜离子的吸附性能,从而得到最有效的稻壳灰制备工艺。
这项研究是国内首次将稻壳灰作为助滤剂,研究其对铜离子的吸附性能。
通过吸附实验,分析研究了各项影响吸附性能的因素,得出稻壳灰助滤剂的最佳吸附条件,明确了稻壳灰的吸附机理;通过对实验数据的研究,得出对铜离子吸附性能优良的稻壳灰助滤剂处理工艺参数,为制备高吸附性能的稻壳灰助滤剂提供科学依据。
关键词:稻壳灰,双环己酮草酰二腙,吸附,吸附动力学,吸附等温线模型ResearchonRHA'sadsorptionproperitiesofthecopperionsHuMao(PowerEngineeringandEngineeringThermophysics)DirectedbyProf.LiuGuorongAbstractAtpresent,theusuallfilteraidhaveperlite,diatomaceousearth,asbestosandcellulosefiber,etc.Intheuseprocess,theseconventionalfilteraidshaveachievedverygoodresults,andtheirproductionandtreatmentprocesseshavebeenmature,buttheuseoftheexpensivecostofconventionalfilteraid.So,findingnewlow-costandefficientfilteraidisverynecessary.ThericehuskashfilteraidisexpectedtobecomeacheapandefficientfilteraidanditCanbeusedtoreplaceconventionalfilteraid.Thispaperstudiesinavarietyofprocessconditions(temperature,pressure,time,oxygen,etc.)toproducericehuskash.ThroughricehuskashadsorptionexperimentstOdetenninethedifferentricehuskash’Sadsorptionpropertiesofthecopperions,resultinginthemosteffectivericehuskashanditspreparationprocess.andanalysisofthevariousfactorsthataffecttheThroughadsorptionexperimentstheadsorptionofricehuskash,adsorptionperformance,wedrawedthebestconditionsforcleartheadsorptionmechanismofricehuskash;throughtheexperimemaldata,weobtainedtheexcellentadsorptionpropertiesforcopperionofricehuskash’Sprocessparameters·Atbasisforthepreparationofhighadsorptionpropertiesofficehusklast,provideascientificashfilteraid.isothermKeywords:Ricehuskash,BCO,Adsorption,Adsorptionkinetics,Adsorptionmodel中国石油大学(华东)硕士学位论文1.1课题的研究背景及意义第一章绪论弟一早三百比1.1.1研究背景我国是世界最大的水稻生产国,水稻产量非常之巨大。
用稻米壳吸附去除废水中的铜离子和铅离子
王清萍;蔡晓奕;金晓英;陈祖亮
【期刊名称】《环境保护与循环经济》
【年(卷),期】2009(29)9
【摘要】稻壳是一种廉价的生物质吸附剂,用于从废水中去除铜、铅离子.研究了吸附时间、pH值、加入量与粒径、金属离子初始浓度等因素对吸附去除水中铜、铅离子的影响.实验结果表明:在最佳吸附条件下,稻壳对初始浓度为4mg/L铜离子、10 mg/L铅离子的吸附量分别为0.62和2.09 mg/g,去除率分别为63%和83%.同时,Cu2+和Pb2+在天然稻壳上吸附的热力学行为与Langmuir吸附等温式吻合;动力学数据研究表明,吸附满足准二级动力学模型.稻壳将是去除废水中Cu2+和Pb2+有潜质的材料.
【总页数】5页(P39-43)
【作者】王清萍;蔡晓奕;金晓英;陈祖亮
【作者单位】福州大学食品安全分析与检测教育部重点实验室,福建福州,350002;福州大学化学化工学院,福建福州,350002;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007;福建师范大学化学与材料学院,福建福州,350007【正文语种】中文
【中图分类】TQ425.2
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2019.30科学技术创新误差,为机组安全运行顺利进行做好铺垫。
在实际操作中以调试流程为基础调整和修订调试计划。
2.2.2方案修订和流程优化无论如何完善的方案,在实际实施过程中,难免存在偏差,必须考虑在调试过程中根据实际工况对调试方案做适当的修正和调整。
对于方案与实际情况有较大偏差的,必须上报调试组织机构进行讨论后进行方案变更,部分方案甚至要通过相关主管部门进行商讨后审批进行。
方案修订后也必须对参与调试的人员或相关单位进行方案技术交底和技术学习,只有各单位相关技术人员都全面掌握了变更后的方案内容才能进行具体实施,保证方案落到实处,避免虚与委蛇,出现过程差错,影响调试进度。
2.3调试过程控制2.3.1单体调试机组在单体调试前,电气和仪表安装完毕,设备的安装必须经过三方验收,并办理相关手续。
一般设备的单体调试都由施工安装单位负责,工艺运行人员在施工单位技术人员的指导下参与试运操作和记录。
在单体调试过程中,对于关键设备的调试必须由三方签字确认后才能进行,而且运行操作人员在调试过程中严格按照调试方案要求做好条件检查,签字确认工作。
2.3.2分部调试机组在实际的运行过程中,整体运行效果的好坏往往取决于那些为机组配套的辅助系统设计工艺和设备选型的优劣程度。
在进行辅助系统调试过程中,要十分关注其设计状况,充分认识和掌握其基本性能和实际运用情况,严格按照分系统的调试规定和基本工艺记录要求,调试程序正确、操作方法合理,及时指导运行人员进行必要调整,总结规律,提出必要的运行建议或整改建议。
调试过程必须十分注意参数的整理记录。
在进行系统调试之前,应联合仪表控制、电气、设备、工艺等专业组对系统设备、控制逻辑、联锁测点校核和传动检查合格。
失灵的测点要及时消缺,加强多部门人员对设备巡检。
辅助系统调试过程中要保证远方操作的可靠性,如果不能实现DCS 远方操作,则表明该系统或辅助分系统调试的不合格。
当确实因为某种重大问题无法实现理想控制功能时,必须通报相关部门和管理人员,由调试组织机构主要负责人签字认可其特殊的启停、运转方式。
羟基磷灰石炭化稻谷壳吸附Cu(Ⅱ)性能研究
王佳琪;邹成龙;官坤;徐志威;李春兰;龚友
【期刊名称】《能源环境保护》
【年(卷),期】2022(36)6
【摘要】为了提高稻谷壳生物炭对重金属离子的吸附性能,在制备的稻谷壳炭上负载纳米羟基磷灰石进行复合改性,开发出羟基磷灰石炭化稻谷壳(HAP@BC)。
构建
了Cu(Ⅱ)吸附实验,分析了改性材料的吸附性能,探索了最佳使用条件。
基于吸附动力学、吸附等温模型及吸附热力学,分析了吸附过程的作用机理。
结果表明:在35℃、初始pH为5.0条件下,采用1.0 g/L HAP@BC吸附初始浓度为50 mg/L的Cu(Ⅱ)模拟废水,Cu(Ⅱ)残余浓度和去除率分别达到1.60 mg/L和96.80%。
吸附过程符
合伪二级吸附动力学模型和Langumuir等温模型,为自发吸热的过程且偏向于化学吸附作用控制。
【总页数】9页(P52-60)
【作者】王佳琪;邹成龙;官坤;徐志威;李春兰;龚友
【作者单位】华东交通大学土木建筑学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703
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《改性赤泥协同水泥固化铜污染土的性能及机理研究》篇一一、引言随着工业化的快速发展,土壤重金属污染问题日益严重,特别是铜污染问题。
为了有效解决这一问题,本研究旨在探索改性赤泥与水泥协同固化铜污染土的方法和机制。
本论文首先将阐述研究背景、意义以及研究方法,并通过实验分析改性赤泥与水泥固化铜污染土的性能及机理。
二、研究背景与意义随着工业生产过程中大量使用铜等重金属,土壤重金属污染问题日益严重,尤其是铜污染问题。
铜污染不仅对生态环境造成严重破坏,还对人类健康构成潜在威胁。
因此,研究如何有效修复和治理铜污染土壤具有重要意义。
改性赤泥作为一种新型的环保材料,具有优良的物理化学性能和稳定的化学结构,已被广泛应用于环境修复领域。
本研究的目的是探索改性赤泥与水泥协同固化铜污染土的方法和机制,为实际应用提供理论依据。
三、研究方法本研究采用实验研究方法,具体包括:制备改性赤泥和水泥混合物,对铜污染土进行固化处理,通过实验分析改性赤泥与水泥协同固化铜污染土的性能及机理。
实验过程中,我们将对不同比例的改性赤泥与水泥混合物进行对比分析,并运用扫描电镜、X射线衍射等手段对固化体的微观结构进行观察和分析。
四、改性赤泥与水泥协同固化铜污染土的性能研究实验结果表明,改性赤泥与水泥协同固化铜污染土具有良好的性能。
在适当的比例下,改性赤泥与水泥混合物能够显著提高铜污染土的固化效果。
通过扫描电镜观察发现,改性赤泥与水泥之间发生了明显的化学反应,生成了稳定的化合物,从而提高了固化体的稳定性和强度。
此外,改性赤泥与水泥的协同作用还能够降低土壤中重金属的浸出率,有效减少对环境的二次污染。
五、改性赤泥与水泥协同固化铜污染土的机理研究改性赤泥与水泥协同固化铜污染土的机理主要包括物理作用和化学作用两个方面。
物理作用主要是指改性赤泥与水泥混合后,通过填充、包裹等方式对铜污染土进行稳定化处理。
化学作用则是指改性赤泥与水泥之间发生化学反应,生成稳定的化合物,从而固定土壤中的重金属。
改性南瓜藤蔓对水体中铜离子的吸附去除研究∗蓝碧健【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2016(044)022【摘要】Succinic acid modified pumpkin vine adsorbent ( SMPV) was prepared with smash pumpkin vines ( SPV) as raw materials. Various factors, such as adsorption time, the amount of adsorbent and initial concentration of copper ion, were investigated. The kinetic and adsorption isotherm were also studied. The results showed that the adsorption of copper ion by SMPV complied with second adsorption kinetics, and its adsorption isotherm corresponded to the form of Langmuir isotherm. The similarities and differences compared to the IR spectra and TG analysis of SPV and SMPV were obtained. The advantages of SMPV were indicated.%以粉碎的南瓜藤蔓( SPV)为原料,制备了丁二酸改性的南瓜藤蔓吸附剂( SMPV);研究了吸附时间、铜离子初始浓度、吸附剂用量对吸附性能的影响,分析了吸附过程的动力学和等温吸附规律,结果表明, SMPV对铜离子的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附等温线与 Langmuir 方程具有很好的拟合性。
改性稻草吸附铜离子的动力学机理
叶林顺;刘慧璇;谢咏梅;莫测辉;刘智
【期刊名称】《环境科学与技术》
【年(卷),期】2006(29)8
【摘要】研究表明稻草改性后吸附铜离子的能力得到很大提高。
研究表明吸附相当好地符合假二级吸附速率模型,测定了在4个温度下(15℃,27℃,37℃,50℃)的吸附速率常数。
吸附平衡可用Langmiur吸附模型和Freundlich吸附模型处理。
讨论了pH对吸附的影响。
【总页数】3页(P28-30)
【关键词】吸附;铜离子;动力学;稻草;改性
【作者】叶林顺;刘慧璇;谢咏梅;莫测辉;刘智
【作者单位】暨南大学环境工程系;广东中山市环保局
【正文语种】中文
【中图分类】X131
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影响改性稻壳灰去除水体铜的因子研究
发表时间:2019-04-22T14:30:11.467Z 来源:《知识-力量》2019年7月下作者:蒲敏欧阳峰涂书新李哲泳
[导读] 我国稻壳年产量巨大,占全球30%以上,其中大部分稻壳用作发电产能,产生的副产物稻壳灰如不加以利用会造成极大的环境污染和资源浪费。
(西南交通大学,四川成都 610000)
摘要:我国稻壳年产量巨大,占全球30%以上,其中大部分稻壳用作发电产能,产生的副产物稻壳灰如不加以利用会造成极大的环境污染和资源浪费。
本文以稻壳灰为硅源,通过水热法在不同条件下制备合成了MCM-41型介孔分子筛材料,并研究其在不同pH、反应时间、浓度条件下,对铜的吸附效果。
研究结果表明,高压条件下反应再经脱膜制备的MCM-41介孔吸附材料,在pH=4、时间t=4h时对铜的吸附效果最好,吸附率可以到达97.7%。
关键词:铜;MCM-41介孔吸附材料;稻壳灰
1 引言
国际纯粹与应用化学联合会的规定,介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。
介孔材料中微观孔道和官能团复合产生的新型结构和表面状态,使其具有良好的分子通透性、高吸附性、有机或无机组分相容性,可作为吸附剂、催化剂载体、分离材料及传感材料。
其中环氧树脂/纳米介孔材料MCM-41具有优良的机械、电气和化学等性能,得到广泛的应用[1]。
MCM-41介孔分子筛的合成,通常以价格昂贵的正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,且常用的TEOS中 SiO2质量含量仅约28%,因此寻找其替代材料是该材料研究的方向之一。
稻壳灰的比表面积一般在30-60m2/g,经化学改性后的稻壳灰比表面积可达100m2/g,这些结果预示稻壳灰将具有较高的化学反应活性,这将为以稻壳灰为硅源合成介孔二氧化硅分子筛提供有利的条件[2]。
本文以凯迪电力发电残渣稻壳灰为最初原料,采用水热法在高压和常压不同条件下合成MCM-41材料,并对样品进行表征,同时以其作为吸附剂进行了Cu2+的吸附实验,探讨了溶液pH、反应时间、溶液浓度等条件对铜吸附效果的影响。
为MCM-41及其功能材料应用于铜废水处理方面提供有益的借鉴。
同时解决硅基介孔材料的合成原料问题和稻壳发电废弃污染的问题。
2 材料与方法
2.1 实验材料
稻壳灰取自湖北凯迪绿色能源开发有限公司。
表2为稻壳灰的基本组成成分及含量。
2.2 材料的合成
2.2.1 稻壳灰前处理
等体积浸渍。
用0.4mol/L硫酸在60℃下搅拌6个小时,然后过滤、洗涤、烘干得到酸化后的稻壳灰。
酸洗可以提高比表面积及反应活性。
2.2.2 合成步骤
取50.24g酸化后的稻壳灰,加入500mL 15%碳酸钠溶液中,在冷凝回流装置中缓慢升温,置内表搅拌表升温,至混合溶液沸腾,保持沸腾状态2小时,过滤,保持体系温度95℃,向滤液中加入19.31 g十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),搅拌至溶解,一部分装入棕色瓶中,记为M1,一部分装入带聚四氟乙烯内衬的反应釜,记为M2分别在70℃下陈化6小时,随后降温到40℃继续陈化48小时,取出产物过滤,固体产物用蒸馏水洗涤至中性,60℃下真空干燥得到未脱膜介孔二氧化硅材料,得到常压下产物M1,高压下产物M2。
取M1和M2,在氮气气氛550℃下煅烧4小时得到脱膜产品,分别记为D1和D2[3]。
2.3 稻壳灰对铜的吸附实验
试验中的样品及其编号如图表3所示:
制备母液:称取五水硫酸铜(CuSO4•5H2O)3.929g于1000mL容量瓶配置出单一金属浓度为1000mg/L的溶液待用。
2.3.1 溶液pH对改性稻壳灰去除水体铜的影响
将溶液的pH分别调至2、3、4、5、6,称量R0、R1、M1、M2、D1、D2的为0.1g于离心管中,放置到摇床(温度为25℃,转速为80
r/min)中震荡12小时,过滤,待测。
2.3.2 溶液浓度对改性稻壳灰去除水体铜的影响
用配置好的浓度为1000mg/L的铜母液,配置一系列的单一铜溶液定容至50mL,并转移至100mL离心管中,将pH值调到4,离心管中称量R0,R1,D1,D2的量为0.1g,将样品放入摇床(温度为25℃,转速为80 r/min)中震荡12小时,过滤,用1mL的移液枪取1mL滤液于
10mL的离心管中,再向离心管中加入9mL蒸馏水稀释10倍,摇匀,再用同样的方法再稀释10倍,稀释后的液体用火焰原子吸收光谱分析仪(AAS)待测。
2.3.3反映时间对改性稻壳灰去除水体铜的影响
将用配置好的浓度为1000mg/L的铜母液,分别稀释至浓度10ppm,并用容量瓶定容至50mL,转移至100mL离心管中,调节pH至4,称量样品未酸化的未脱膜样品M0,和M1、M2的量为0.1g,在不同吸附剂下分别做10min,30min,1h,2h,4h,8h不同反应时间的吸附试验,放入摇床(温度为25℃,转速为80 r/min)反应到相应时间拿出,过滤,用1mL的移液枪取1mL滤液于10mL的离心管中,再向离心管中加入9mL蒸馏水稀释10倍,摇匀,再用同样的方法再稀释10倍,稀释后的液体用原子吸收光谱分析仪待测。
2.4化学测定方法
用火焰原子吸收光谱法测定溶液中铜离子含量。
仪器型号:AA 240 FS、GTA 120。
测定条件为:灯电流4 mA,狭缝宽度0.5 nm,铜灯波长248.3nm。
标准贮备液(GBW(E) 081014):浓度1000 μg/mL,介质5%HCl。
取10 mL 标准贮备液稀释至100 mL,得到100 μg/mL 标准液;再取10 mL 标准液,稀释至100 mL,得到10 μg/mL的母液;利用母液配置浓度为0.1、0.2、0.4、1、2、4μg/mL的标准曲线。
2.5 数据统计分析方法
采用office excel 分析数据,sigmaplot 10.0作图
3 结果与分析
3.1 溶液pH对改性稻壳灰去除水体铜的影响结果
从不同六种不同样品中选取了吸附效果最好的经过酸化高压脱膜制备的吸附剂MCM-41(D1)绘制其在不同pH下对铜的吸附效果如图1所示:
图1 D1在不同pH值下对铜的吸附比值
从图1中可以看出高压下制得的样品经过煅烧后(D1)随着pH值得增大吸附量先增加再较弱再增加的过程。
铜的吸附峰值是在pH值在3.7左右吸附效果几乎达到百分之百,而pH在2的时候对铜的吸附量都几乎为0,可以看出在强酸性环境下,重金属处于离子的状态,就算吸附剂对其进行吸附也会解吸。
在pH为4时六种不同吸附剂对四种金属的吸附效果也会存在差异,结果如图2所示:
图2 pH为4时不同吸附样品对铜的吸附比值
根据图2显示,直接用原料稻壳灰或者酸化的稻壳灰做吸附剂时,对铜有吸附作用不足20%,低压状态下合成的未脱膜的样品M2 相比高压状态下合成的未脱膜样品M1吸附性能更好,经过脱膜处理的D1、D2样品对铜的吸附效果从图2中可以看出得到了很大的提高,基本都达到95%以上。
D1和D2两者吸附剂的吸附效果相差不多,说明高压和低压经过脱膜后制得的MCM-41吸附效果差别不大。
3.2 重金属浓度对改性稻壳灰去除水体铜的影响结果。