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Effect of precipitation pH and coexisting magnesium ion on phosphate adsorption onto hydrous zirconium oxide

Journal of Environmental Sciences 2019年第2期31卷 167-187页

作者： Jianwei Lin Xingxing Wang yanhui zhan College of Marine Ecology and Environment Shanghai Ocean University

To understand the effect of precipitation pH and coexisting Mg^(2+) on phosphate adsorption onto zirconium oxide(ZrO_2), ZrO_2 particles precipitated at pH 5.3, 7.1 and 10.5, i.e., ZrO_2(5.3), ZrO_2(7.1)and ZrO_2(10.5), respectively were prepared and characterized, then their adsorption performance and mechanism in the absence and presence of Mg^(2+) were comparatively investigated in this study. The results showed that the Elovich, pseudo-second-order and Langmuir isotherm models correlated with the experimental data well. The adsorption mechanism involved the complexation between phosphate and zirconium. Coexisting Mg^(2+) slightly inhibited the adsorption of phosphate on ZrO_2(5.3), including the adsorption capacity and rate, but coexisting Mg^(2+) greatly increased the adsorption capacity and rate for ZrO_2(7.1)and ZrO_2(10.5). The enhanced adsorption of phosphate on ZrO_2(7.1) and ZrO_2(10.5) in the presence of Mg^(2+) was mainly due to the formation of Mg^(2+)-HPO_4^(2-) ion pair(MgHPO_4~0) in the solution and then the adsorption of MgHPO_4~0 on the adsorbent surface, forming the phosphatebridged ternary complex Zr(OPO_3H)Mg. In the absence of Mg^(2+) , the maximum phosphate adsorption capacity at pH 7 calculated from the Langmuir isotherm model decreased in the order of ZrO 2(7.1)(67.3 mg/g) > ZrO_2(5.3)(53.6 mg/g) ≈ ZrO_2(10.5)(53.1 mg/g), but it followed the order of Zr O2(7.1)(97.0 mg/g) > ZrO_2(10.5)(79.7 mg/g) > ZrO_2(5.3)(51.3 mg/g) in the presence of Mg^(2+) . The results of this work suggest that ZrO_2(7.1) is more suitable for use as an adsorbent for the effective removal of phosphate from municipal wastewater than ZrO_2(5.3) and ZrO_2(10.5),because Mg^(2+) is generally present in this wastewater.

关键词： Hydrous zirconium oxide Different precipitation pH values Adsorption Phosphate Magnesium ion Effect

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Removal of humic acid from aqueous solution by cetylpyridinium bromide modified zeolite

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Journal of Environmental Sciences 2010年第9期22卷 1327-1334页

作者： yanhui zhan Zhiliang Zhu Jianwei Lin Yanling Qiu Jianfu Zhao State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse Tongji University Shanghai 200092 China College of Marine Science Shanghai Ocean University Shanghai 201306 China

Natural zeolite was modified by loading cetylpyridinium bromide （CPB） to create more efficient sites for humic acid （HA） adsorption. The natural and CPB modified zeolites were characterized with X-ray diffraction, field emission scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and elemental analysis. The effects of various experimental parameters such as contact time, initial HA concentration, solution pH and coexistent Ca^2＋, upon HA adsorption onto CPB modified zeolites were evaluated. The results showed that natural zeolite had negligible affinity for HA in aqueous solutions, but CPB modified zeolites exhibited high adsorption efficiency for HA. A higher CPB loading on natural zeolites exhibited a larger HA adsorption capacity. Acidic pH and coexistent Ca^2＋ were proved to be favorable for HA adsorption onto CPB modified zeolite. The kinetic process was well described by pseudo second-order model. The experimental isotherm data fitted well to Langmuir and Sips models. The maximum monolayer adsorption capacity of CPB modified zeolite with surfactant bilayer coverage was found to be 92.0 mg/g.

关键词： modified zeolite cetylpyridinium bromide humic acid

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Adsorption of humic acid from aqueous solution on bilayer hexadecyltrimethyl ammonium bromide-modified zeolite

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Frontiers of Environmental Science & Engineering 2011年第1期5卷 65-75页

作者： yanhui zhan Jianwei LIN Yanling QIU Naiyun GAO Zhiliang ZHU State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse Tongji UniversityShanghai 200092China College of Marine Science Shanghai Ocean UniversityShanghai 201306China

Surfactant-modified natural zeolites(SMNZ)with different coverage types were prepared by loading hexadecyltrimethyl ammonium bromide(HTAB)onto the surface of a natural *** adsorption behavior of humic acid(HA)on SMNZ was *** indicate that the adsorbent SMNZ exhibited a higher affinity toward HA than the natural *** removal efficiency by SMNZ increased with HTAB *** Ca2+in solution favored HA adsorption onto *** capacity decreased with an increasing solution *** typical SMNZ with bilayer HTAB coverage,HA adsorption process is well described by a pseudo-second-order kinetic *** experimental isotherm data fitted well with the Langmuir *** maximum HA adsorption capacities for SMNZ with bilayer HTAB coverage at pH 5.5 and 7.5 were 63 and 41 mg·g^(-1),respectively.E2/E3(absorbance at 250 nm to that at 365 nm)and E4/E6(absorbance at 465 nm to that at 665 nm)ratios of the residual HA in solution were lower than that of the original HA *** indicates that the HA fractions with high polar functional groups,low molecular weight(MW),and aromaticity had a stronger tendency for adsorption onto SMNZ with bilayer HTAB *** show that HTABmodified natural zeolite is a promising adsorbent for removal of HA from aqueous solution.

关键词： bilayer surfactant-modified zeolite hexadecyltrimethyl ammonium bromide(HTAB) adsorption humic acid(HA)

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磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐研究

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生态环境学报 2013年第9期22卷 1594-1601页

作者：林建伟李佳詹艳慧上海海洋大学海洋科学学院上海201306

使用磷酸盐溶液和方解石之间的反应得到方解石去除水中磷酸盐后的产物,即磷酸盐改性方解石,通过实验对比分析了方解石和磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学,并考察了磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的各种影响因素。磷酸盐改性... 详细信息

使用磷酸盐溶液和方解石之间的反应得到方解石去除水中磷酸盐后的产物,即磷酸盐改性方解石,通过实验对比分析了方解石和磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学,并考察了磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的各种影响因素。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力明显优于方解石。当反应时间为2 h时,实验条件下磷酸盐改性方解石对水中磷的去除率达到72%,而方解石对磷的去除率仅为35%。当pH为5～7时,磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力较高;当pH由7增加到10 h,对磷酸盐的去除能力略微下降;当pH由10增加到12 h,对磷酸盐的去除能力急剧下降。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的单位去除量随初始磷质量浓度的增加而增加。过高的初始磷质量浓度会导致磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除率过低。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除能力随反应温度的升高而增加。磷酸盐改性方解石对水中磷酸盐的去除动力学可以较好地采用准二级动力学模型加以描述。水中共存的钙离子有利于磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除,而水中共存的碳酸氢根离子抑制了磷酸盐改性方解石对磷酸盐的去除。磷酸盐改性方解石去除水中磷酸盐的主要机制是磷酸钙沉淀作用。磷酸盐改性方解石不仅会为磷酸钙沉淀反应的异质成核提供核心,促进磷酸钙沉淀的形成,而且当水处于对方解石不饱和状态时会溶解释放出可溶性钙,为磷酸钙沉淀的形成提供钙源。上述结果表明,方解石去除水中磷酸盐后的产物可以被再次用于水中磷酸盐的去除,并且对磷酸盐的去除效果优于原始的方解石。

关键词：磷酸盐改性方解石去除动力学沉淀

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磁铁矿和水铁矿对高盐水中磷酸盐的吸附特性及机理

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化工环保 2023年第6期43卷 796-804页

作者：吕晗畅林建伟詹艳慧上海海洋大学海洋生态与环境学院上海201306

通过吸附动力学和吸附等温模型研究了磁铁矿和水铁矿对高盐水中磷酸盐的吸附特性及机理,考察了钙镁离子的存在对吸附效果的影响。实验结果表明:磁铁矿和水铁矿对高盐水中磷酸盐的吸附动力学过程符合Elovich动力学模型;磁铁矿对磷酸盐的... 详细信息

通过吸附动力学和吸附等温模型研究了磁铁矿和水铁矿对高盐水中磷酸盐的吸附特性及机理,考察了钙镁离子的存在对吸附效果的影响。实验结果表明:磁铁矿和水铁矿对高盐水中磷酸盐的吸附动力学过程符合Elovich动力学模型;磁铁矿对磷酸盐的吸附平衡数据更适合采用Freundlich模型进行拟合;水铁矿对高盐水中磷酸盐的等温吸附行为可以用Langmuir和Freundlich模型描述。钙离子会促进磁铁矿和水铁矿对高盐水中磷酸盐的吸附。镁离子对磁铁矿和水铁矿吸附高盐水中磷酸盐的影响与是否存在钙离子密切相关。CaHPO40/MgHPO40与羟基基团之间的配位体交换反应和以磷酸盐桥连的三元配合物的形成对于磁铁矿和水铁矿吸附含钙镁离子的高盐水中的磷酸盐起重要作用。

关键词：磁铁矿水铁矿高盐水磷酸盐吸附

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溴化十六烷基吡啶改性沸石对水中甲基橙的吸附

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环境工程学报 2014年第6期8卷 2211-2217页

作者：方巧林建伟詹艳慧杨孟娟郑雯婧上海海洋大学海洋科学学院上海201306

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性制备得到了CPB改性沸石,通过批量吸附实验考察了CPB改性沸石对水中阴离子染料甲基橙的去除作用。结果表明,天然沸石对水中甲基橙的吸附能力很差,而CPB改性沸石则可以有效吸附去除水中的甲... 详细信息

采用溴化十六烷基吡啶(CPB)对天然沸石进行改性制备得到了CPB改性沸石,通过批量吸附实验考察了CPB改性沸石对水中阴离子染料甲基橙的去除作用。结果表明,天然沸石对水中甲基橙的吸附能力很差,而CPB改性沸石则可以有效吸附去除水中的甲基橙。CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附能力随CPB负载量的增加而增加,CPB负载量最大的改性沸石对水中甲基橙的吸附能力最强。双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的去除率随吸附剂投加量的增加而增加,而CPB改性沸石对水中甲基橙的单位吸附量则随吸附剂投加量的增加而降低。双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附平衡数据可以采用Langmuir等温吸附模型加以描述。根据Langmuir模型计算得到的CPB负载量为341 mmol/(kg沸石)的双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的最大吸附容量为63.7 mg/g(303 K和pH 7)。准二级动力学模型适合用于描述双分子层CPB改性沸石对水中甲基橙的吸附动力学过程。pH和反应温度对双分子层CPB改性沸石吸附水中甲基橙的影响较小。以上结果说明,双分子层CPB改性沸石适合作为一种吸附剂用于去除废水中的甲基橙。

关键词：溴化十六烷基吡啶改性沸石甲基橙吸附

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高速列车作用于人行道盖板的脉动风压特性

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1771-1781页

作者：蔡陈之詹晏辉何旭辉邹云峰艾宗良艾宇言中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程研究中心湖南长沙410075 中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

运行的高速列车对线路两侧人行道盖板施加风荷载,盖板可能被瞬时气动吸力掀翻,也可能在列车风的反复冲击下出现疲劳破坏。以32 m简支箱梁桥为工程背景,对CRH380A型高速列车作用于人行道盖板的脉动风压特性进行数值模拟,分析开孔形式、... 详细信息

运行的高速列车对线路两侧人行道盖板施加风荷载,盖板可能被瞬时气动吸力掀翻,也可能在列车风的反复冲击下出现疲劳破坏。以32 m简支箱梁桥为工程背景,对CRH380A型高速列车作用于人行道盖板的脉动风压特性进行数值模拟,分析开孔形式、列车运行速度对盖板表面风压和流场分布的影响,阐述盖板开孔“泄压”的作用机理,并基于抗揭安全裕度对盖板进行掀翻风险评估。研究结果表明:盖板上表面离列车近处压强大,风压极值不随开孔数改变;盖板下表面风压分布均匀,风压极值随开孔数增加而增大。开孔能将列车风引入排水渠,让盖板下表面受到与上表面方向相反、数值较小的均匀风荷载,产生一种压强抵消效应,且开双孔效果更好。与其他线路附属结构类似,盖板表面车致脉动风压数值近似与列车速度的平方成正比。盖板抗揭安全裕度随开孔数的增加而增大,随车速的增加而减小,当车速高于350 km/h时,开双孔盖板仍具有充足的安全裕度。

关键词：人行道盖板高速列车列车风风压特性泄压孔

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无机盐改性对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的影响研究

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湖泊科学 2007年第1期19卷 52-57页

作者：林建伟朱志良赵建夫詹艳慧同济大学环境科学与工程学院上海200092 重庆大学资源及环境科学学院重庆400044

通过试验,考察了无机盐改性对沸石覆盖控制底泥氮磷释放效果的影响,并对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的机理进行初步探讨,结果表明：①NaCl及CaCl_2改性对沸石吸附氨氮的性能影响不大；CaCl_2改性可以提高沸石Ca^(2+)的交换量而降低Na^... 详细信息

通过试验,考察了无机盐改性对沸石覆盖控制底泥氮磷释放效果的影响,并对沸石覆盖技术控制底泥氮磷释放的机理进行初步探讨,结果表明：①NaCl及CaCl_2改性对沸石吸附氨氮的性能影响不大；CaCl_2改性可以提高沸石Ca^(2+)的交换量而降低Na^+的交换量,NaCl改性则可以明显降低Ca^(2+)的交换量和增加Na^+的交换量．②NaCl及CaCl_2改性对沸石覆盖技术控制底泥氨氮的释放影响不大,而对控制底泥磷的释放则影响较大,沸石覆盖控制底泥磷释放效率从大到小依次为CaCl_2改性沸石＞天然沸石＞NaCl改性沸石．③沸石覆盖技术控制底泥氨氮释放的机理为沸石的物理吸附和阳离子交换作用,控制底泥磷释放的机理包括沸石的机械阻挡作用和沸石与铵所交换出来的Ca^(2+)对磷酸盐的固定作用．

关键词：沸石覆盖底泥氮磷无机盐改性

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阳离子表面活性剂改性四氧化三铁-沸石复合材料对水中刚果红的去除作用

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环境工程学报 2014年第7期8卷 2725-2732页

作者：林建伟王昕睿詹艳慧王虹欧阳丹黄娜上海海洋大学海洋科学学院上海201306

制备了四氧化三铁-沸石复合材料(磁性沸石)和阳离子表面活性剂改性磁性沸石(有机改性磁性沸石),采用X射线衍射分析对有机改性磁性沸石进行了表征,通过批量实验考察了有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能,并对相关的吸附机制进行了... 详细信息

制备了四氧化三铁-沸石复合材料(磁性沸石)和阳离子表面活性剂改性磁性沸石(有机改性磁性沸石),采用X射线衍射分析对有机改性磁性沸石进行了表征,通过批量实验考察了有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附性能,并对相关的吸附机制进行了讨论。实验表明,有机改性磁性沸石对水中的刚果红具备良好的吸附能力,且有机改性磁性沸石对刚果红的吸附能力远远高于磁性沸石。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述。根据Langmuir等温吸附模型计算得到的有机改性磁性沸石对刚果红的最大吸附容量为146 mg/g(pH 7和30℃)。有机改性磁性沸石对水中刚果红的吸附属于自发和放热的过程。有机改性磁性沸石吸附水中刚果红的作用机制包括静电吸引、有机相分配、氢键和表面配位。X射线衍射分析结果表明,有机改性磁性沸石含四氧化三铁,吸附刚果红后的有机改性磁性沸石可以很容易地通过外加磁场的作用快速地从水中分离出来。上述结果表明,有机改性磁性沸石适合作为一种吸附剂去除废水中的刚果红。

关键词：阳离子表面活性剂四氧化三铁-沸石复合材料刚果红吸附

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镧和阳离子表面活性剂联合改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附作用

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环境化学 2015年第5期34卷 939-948页

作者：郑雯婧林建伟詹艳慧杨孟娟方巧上海海洋大学海洋科学学院上海201306

采用镧(La)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(HDTMA-Cl)对活性炭进行联合改性,并考察了La和HDTMA联合改性活性炭(La-HDTMA改性活性炭)对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附性能.实验结果表明,La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐具备一定... 详细信息

采用镧(La)和阳离子表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(HDTMA-Cl)对活性炭进行联合改性,并考察了La和HDTMA联合改性活性炭(La-HDTMA改性活性炭)对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附性能.实验结果表明,La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐具备一定的吸附去除能力.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐和硝酸盐的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附平衡数据可以采用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型加以描述.根据Langmuir等温吸附模型计算得到的La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐最大吸附量分别为4.15 mg·g-1和11.2 mg·g-1.当p H值由4增加到8时,La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附能力增加;当p H值超过8时,对磷酸盐的吸附能力则下降.LaHDTMA改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随p H值的增加而下降.水中共存的Cl-、HCO-3和SO2-4等阴离子会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐和硝酸盐的吸附.水中共存的硝酸盐会抑制La-HDTMA改性活性炭对磷酸盐的吸附,共存的磷酸盐亦会抑制La-HDTMA改性活性炭对硝酸盐的吸附.采用1 mol·L-1Na OH溶液可以使71%吸附剂上的磷酸盐解吸下来,采用1 mol·L-1的Na Cl溶液可以使97%吸附剂上的硝酸盐解吸下来.La-HDTMA改性活性炭对水中磷酸盐的吸附机制主要是阴离子交换、静电吸引、配位体交换作用和路易斯酸碱反应,对硝酸盐的吸附机制主要是阴离子交换和静电吸引作用.

关键词：镧和阳离子表面活性剂联合改性活性炭磷酸盐硝酸盐吸附

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