CN113274972A - 一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用 - Google Patents

一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113274972A
CN113274972A CN202110727539.7A CN202110727539A CN113274972A CN 113274972 A CN113274972 A CN 113274972A CN 202110727539 A CN202110727539 A CN 202110727539A CN 113274972 A CN113274972 A CN 113274972A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bpfs
adsorption
diatomite
dye
acbk
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110727539.7A
Other languages
English (en)
Inventor
徐小惠
仲杰雄
孙明跃
杨威
孙钟
王世杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeast Electric Power University
Original Assignee
Northeast Dianli University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeast Dianli University filed Critical Northeast Dianli University
Priority to CN202110727539.7A priority Critical patent/CN113274972A/zh
Publication of CN113274972A publication Critical patent/CN113274972A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14—Diatomaceous earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0225—Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
    • B01J20/0229—Compounds of Fe
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/30—Organic compounds
    • C02F2101/308—Dyes; Colorants; Fluorescent agents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开了一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用，制备时，包括如下步骤：在酸性条件下，以氧化亚铁硫杆菌为主的混合细菌为生物催化剂，以工业FeSO4·7H2O为原料和网状聚氨酯为载体，采用微生物固定化技术制备BPFS；S2、取适量硅藻℃焙烧1小时；称取2g所得的硅藻土于锥形瓶中，加入一定量的80g/L的土浸泡在稀盐酸中24小时，洗涤至中性，放入烘箱中105℃烘干后，于450BPFS，再加入50mL的除盐水，在转速为300r/min条件下，搅拌一段时间后抽滤至中性，将滤饼烘干，得到复合BPFS‑DE吸附剂。本发明的BPFS‑DE孔隙度变大，比表面积变大，对ACBK染料废水具有较高的吸附性能。

Description

一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用。
背景技术
随着淡水资源的减少以及人们对生态***和人类健康的关注，水污染一直是当今学者关注的课题。尤其是印染纺织、造纸、皮革、塑料等工业中使用了大量的人工合成染料，其排放的工业废水因其水量大、成分复杂、毒性大等特点成为国内外难以处理的工业废水之一。因此，对其有效处理和再利用是清洁发展的关键。目前，常采用物理、化学和生物方法来处理含染料废水，其中吸附法以其制备简单、高效低耗、环境友好等优点成为处理各种污染物废水最有效的方法。近年来发展起来的吸附剂有金属有机骨架（MOFs、活性炭、碳纤维等，但仍存在成本高、吸附效果差等缺点。
硅藻土（diatomite，DE）是由硅藻(一种单细胞低等植物)和其他微型生物的壳壁经成岩作用而成的生物性硅质沉积岩。主要成分是非晶SiO2，具有成本低、多孔、比表面积大、化学稳定性好等特性。DE在染料废水处理中应用得到迅速发展。Erdem等研究发现，硅藻土对黄墨水5GF(IY)的最大吸附去除率达到99.23%，而且利用 Langmuir和Freundich等温模型拟合吸附过程结果表明，天然硅藻土对高浓染料废水具有很大的吸附潜力。蒋琰[15]采用硅藻土对亚甲基蓝进行吸附，其吸附容量可达到14 mg /g。毕博等研究发现，天然硅藻土在pH值较高的条件下，因其表面的硅羟基失去氢而呈现负电性，从而便于吸附异电荷染料-亚甲基蓝。天然硅藻土的硅藻壁壳上夹杂覆盖的黏土、矿物等杂质严重影响了其多孔性能，限制了硅藻土的应用效果。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种复合改性硅藻土，由硅藻土（DE）和生物聚合硫酸铁（BPFS）复合所得。
本发明还提供了上述一种复合改性硅藻土的制备方法，包括如下步骤：
S1、在酸性条件下，以氧化亚铁硫杆菌为主的混合细菌为生物催化剂，以工业FeSO4·7H2O为原料和网状聚氨酯为载体，采用微生物固定化技术制备BPFS；
S2、取适量硅藻土（DE）浸泡在稀盐酸中24小时，洗涤至中性，放入烘箱中105℃烘干后，于450℃焙烧1小时，备用；
S3、称取2g步骤S2所得的硅藻土（DE）于锥形瓶中，加入一定量的80g/L 的BPFS，再加入50mL的除盐水，在转速为300r/min条件下，搅拌一段时间后抽滤至中性，将滤饼烘干，得到复合BPFS-DE吸附剂。
进一步地，所述步骤S3中，BPFS的加入量为0.09mL，搅拌时间为100min。
本发明所述的复合改性硅藻土可用于酸性铬兰K（ACBK）染料废水的处理；在复合BPFS-DE吸附剂投加量为14g/L，pH值为6，温度为30℃及振荡时间为20min条件下对2mg/L的ACBK染料去除率达到为98.6%。
本发明采用生物聚合硫酸铁（BPFS）改性硅藻土（DE），制得了高效复合吸附剂BPFS-DE，BPFS-DE孔隙度变大，比表面积变大，对ACBK染料废水具有较高的吸附性能，在BPFS-DE投加量为14g/L，pH值为6，温度为30℃及振荡时间为20min条件下对2mg/L 的ACBK染料去除率达到为98.6%。
附图说明
图1为吸附材料的制备。
图2 为复合吸附剂BPFS-DE对ACBK的吸附。
图3 为纯化DE(A)和BPFS-DE (B)的SEM图。
图4 为纯化DE和BPFS-DE的吸脱附曲线。
图5 为纯化DE和BPFS-DE的XRD谱图。
图6 为不同反应条件对吸附效果的影响。
图7 为吸附拟一级动力学方程。
图8 为吸附拟二级动力学方程。
图9 为BPFS-DE的Langmuir等温线。
图10 为BPFS-DE的Freundlich等温线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实验资料：
实验试剂：硅藻土、浓盐酸、氢氧化钠、酸性铬兰K，分析纯，FeSO4·7H2O，工业产品，天津市恒兴化学试剂制造有限公司。
实验仪器：Q/TBCR2紫外可见分光光度计，上海欣茂仪器有限公司；精密pH计，上海精密科学仪器有限公司；SX2-1.8-12箱式电阻加热炉，哈尔滨丞焱热处理设备制造有限公司；GZX-9070 MBE 电热鼓风干燥箱，上海博迅实业有限公司医疗设备；D/MAX-1200 型X 射线衍射仪，日本Rigaku Denki 公司；XL30ESM-FEG型场发射环境扫描电子显微镜，荷兰FEL公司； JS94H Zata电位测定仪，上海中晨数字技术设备有限公司；TriStar-3020比表面积及孔径分析仪，麦克默瑞提克（上海）仪器有限公司。
吸附材料的制备及表征：在酸性条件下，以氧化亚铁硫杆菌为主的混合细菌为生物催化剂，以工业 FeSO4·7H2O为原料和网状聚氨酯为载体，采用微生物固定化技术制备BPFS。
取适量DE浸泡在稀盐酸中24小时，将浸泡后的DE洗涤至中性，放入烘箱中105℃烘干。将烘干的DE于450℃焙烧1小时，备用。称取2g纯化的DE于锥形瓶中，加入一定量的BPFS（80g/L），再加入50mL的除盐水，在转速为300r/min条件下，搅拌一段时间后抽滤至中性，将滤饼烘干，得到复合BPFS-DE吸附剂。采用扫描电子显微镜和比表面积剂孔径分析仪观察样品的微观形貌和结构。
BPFS-DE对ACBK染料废水的吸附：称取2mg的ACBK溶于去离子水中，用玻璃棒搅拌至溶解，定容至1L，配成浓度为2mg/L的溶液，称取一定量的 BPFS-DE置于配制好的染料溶液中，于转速为300r/min条件下进行搅拌，经过一段反应时间后取样，用紫外分光光度计测定其最大吸收波长（λ=520nm）处的吸光度，计算染料浓度和去除率。改变吸附剂使用量、反应温度、染料浓度和溶液pH，测试吸附剂的最佳反应条件。判定最佳实验条件的指标主要是ACBK的去除率和吸附量。计算公式如下：单位吸附量以下计算公式： Q＝（C i -C f ）V/M ；去除率计算公式： Y=（C i -C f ）/ C f ×100%，式中，Q为ACBK吸附容量（mg/g）；C i 为ACBK初始浓度(mg/L)；C f 为反应后溶液中ACBK的浓度(mg/L)；M为吸附剂用量(g)；V为溶液体积(L)；Y为去除率。
结果与讨论
不同条件制备的BPFS-DE吸附剂对ACBK的吸附
通过改变复合吸附剂中BPFS的用量、搅拌时间、温度和溶液pH值，制得不同的吸附材料BPFS-DE用于ACBK染料废水的吸附处理，结果如图2所示。其中，BPFS-DE的投加量为1.0000g，温度为20℃，溶液pH值为6.0，振荡时间为30min。
由图2（A）可知，随着BPFS体积的增加，单位吸附量与染料去除率均先增大后减小。当BPFS加入量为0.09mL时，单位吸附量和染料去除率最大值分别为0.116mg/g和47.8%，吸附效果最好。原因可能是开始投加BPFS时，降低DE颗粒的表面ζ电位，BPFS-DE颗粒之间的表面斥力下降，有利于吸附反应的发生；随着BPFS投加量的增加，DE颗粒的表面电位逐渐下降至零，继续增加BPFS投加量，BPFS-DE颗粒的吸附面被过多的BPFS包裹，失去与其他DE结合的机会，不利于吸附反应，单位吸附量和色度去除率降低。由图2（B）可知，随着搅拌时间的增加，单位吸附量与染料去除率均先增大再减小。当搅拌时间为100min时，单位吸附量和染料去除率最大值分别为0.121mg/g和57.5%。搅拌时间过短，还未形成稳定的BPFS-DE吸附剂；随着搅拌时间增加，BPFS与DE负载程度好，单位吸附量和染料去除率增大；当搅拌时间过长，BPFS颗粒从DE表面脱离，不利于吸附反应。由图2（C）可知，随着温度增加，单位吸附量与染料去除率增大，当吸附温度为55℃时，单位吸附量和色度去除率最大值分别为0.156mg/g和74%，当温度＞55℃时，单位吸附量和染料去除率明显下降，这说明温度过高，加快了分子的热运动，导致BPFS-DE粒子发生聚沉作用，影响其稳定性。这与郑怀礼等人的结论一致。由图2（D）可知，随着pH值增加，单位吸附量与染料去除率均呈现先增大后减小趋势。在酸性条件下，H+和BPFS与DE的结合存在竞争关系，在pH较低情况下，形成的BPFS-DE少，故单位吸附量和染料去除率低，随着pH值升高，H+含量减少，有利于复合吸附剂的形成，当pH值为4时，单位吸附量和去除率最大值分别为0.165mg/g和78%。随着pH继续升高，由于ABCK为阴离子染料，故吸附效果不佳。
复合吸附剂(BPFS-DE)表征
对纯化的硅藻土（DE）样品及复合吸附剂(BPFS-DE)的外观形貌进行了表征，结果如图3所示。
由图3（A）可知，纯化的硅藻土圆盘上的杂质已被溶解洗掉，比表面积大，硅藻体中间及四周的微孔已全部显露出来且硅藻体也比较完整。这说明通过酸洗、焙烧等处理，能有效的除去硅藻土表面的杂质，使硅藻土表面的微孔几乎全部显露出来。由图3（B）可知，经BPFS复合DE后，其表面微孔的孔径明显增大，孔的数量明显增多，分布均匀。表面粗糙度明显增加，BPFS颗粒均匀分布在DE表面，这说明BPFS能有效的负载到DE上，改变DE表面的性质，增加其表面粗糙度，将有利于吸附反应的发生。
图4为纯化的硅藻土（DE）及复合吸附剂(BPFS-DE)的吸脱附等温线。由图4可知，DE及BPFS-DE的吸脱附等温线属于Ⅳ型等温线，并带有H3型迟滞环。BPFS-DE表面的孔道既包括DE本身的孔道，也有因BPFS在DE表面堆积形成的孔。DE和BPFS-DE的比表面积分别为1.7177 m2·g-1和7.6919 m2·g-1，由此可知，经过改性后的硅藻土的比表面积有明显的增加，说明经BPFS改性后的DE吸附性能增强，对染料的吸附量变大。
图5为纯化的硅藻土（DE）和复合吸附剂(BPFS-DE)的XRD谱图。由图5可知，曲线在2θ=21.8°和2θ=35.96°处出现最强峰（对应于SiO2，见JCPDS），表明BPFS改性DE并没改变DE的晶体结构。复合吸附剂的特征峰与DE相比略有升高，这可能是由于其经过BPFS改性，表面包裹铁的缘故，说明DE通过改性，表面的微孔结构发生明显的变化，这与李林波等观点一致。硅藻土（DE）及复合吸附剂(BPFS-DE)的Zeta电位分别为-66.1944 mV和-14.2813 mV，由测定结果可知，BPFS-DE的Zeta电位与DE的相比有很大提高，这是由于BPFS为复杂的羟基桥连铁(Ⅲ)聚合物，在改性的过程中，BPFS结合在DE表面上，降低了DE表面的负电性，能使其更好的去吸附带负电的染料分子，从而提高染料的去除率。
复合吸附剂对酸性铬兰K的吸附性能
反应条件对复合吸附剂对ACBK染料的影响：将2.5g BPFS-DE添加在2mg/L的ACBK废水中对染料进行吸附，其它反应条件（转速为300r/min，温度为20℃）不变，考察不同吸附时间对吸附效果的影响，结果如图6（A）所示。由图6（A）可知，随着反应时间增加，单位吸附量与染料去除率均先增大后减小。当反应时间为20min时，单位吸附量和染料去除率最大值分别为0.154mg/g和74.6%，吸附效果最好。在吸附初始阶段，BPFS-DE表面存在大量的吸附空位和较快的空扩散速度，同时染料溶液中含有足够多的ACBK吸附质分子，这为促进染料分子从溶液扩散到吸附剂表面提供了强大的驱动力，故在反应时间为20min时吸附达到饱和，而随着BPFS-DE表面吸附位被占据和空扩散速度的降低，同时溶液中的游离ACBK分子越来越少，吸附反应变得缓慢，从而使吸附量及染料去除率降低。
为了研究染料浓度对吸附效果的影响，分别在不同浓度下以BPFS-DE对ACBK废水进行吸附反应，其他条件（BPFS-DE投加量为10g/L，转速为300r/min，温度为20℃，吸附时间为20min）保持不变，结果见图6（B）。由图6（B）可知，随着染料浓度增加，单位吸附量增大，染料去除率逐渐减小。当染料浓度为2mg/L时，单位吸附量较大值和染料去除率最大值分别为0.177mg/g和88.4%。随着染料浓度增大，吸附剂的含量较小，则单位质量吸附剂会被较多染料分子所包围，导致染料分子比较容易与吸附剂上的活性位点结合，则单位吸附量较大；染料浓度不断增大，过多的带负电荷的染料分子集聚在DE表面，屏蔽了改性DE的正电荷，由于静电斥力的存在，使得对染料分子的吸附能力下降，所以染料去除率降低。
废水pH是影响染料去除率的另一个重要因素，这是由于溶液pH影响BPFS-DE表面-OH。由于ACBK在酸性溶液中呈玫瑰色，在碱性溶液中呈兰灰色，故本研究选取pH的范围为4.0-8.0。图6（C）表明，当pH值为6时，单位吸附量和染料去除率最大值分别为0.182mg/g和98.4%，吸附效果最好。这是由于BPFS-DE表面存在的大量-OH会随pH值的变化而加H+或脱H+。若溶液pH过低时，大量H+首先与BPFS-DE结合，占有了BPFS-DE表面上有限结合位点，使单位吸附量和染料去除率下降，随着pH增加，BPFS-DE表面质子化，ACBK属于阴离子染料，与阳离子之间的亲和度高，故单位吸附量和染料去除率增加，随着pH继续升高，BPFS-DE表面羟基脱H+，其表面负电荷量增加，从而使得单位吸附量和染料去除率逐渐下降。
为了研究吸附剂BPFS-DE投加量对吸附效果的影响，分别在不同投加量下以以BPFS-DE对ACBK废水进行吸附反应，其它条件(转速为300r/min，温度为20℃，pH=6，反应时间为20min)保持不变，结果见图6(D)。由图6（D）可知，随着投加量增加，单位吸附量和染料去除率先增大再减小。当投加量为14g/L时，单位吸附量和去除率最大值分别为0.197mg/g和98.6%，吸附效果最好。这是由于吸附剂用量增大，吸附位点增多，而溶液中染料量不足，吸附到上的染料量无法达到吸附位点所需要的量，所以单位吸附量降低；由于吸附剂用量增大，吸附位点增多，所以去除率升高；当BPFS-DE投加量继续增大时，单位质量BPFS-DE接触到染料分子的概率降低，所以BPFS-DE有效利用率减小，影响染料去除率。
为了研究反应温度对吸附效果的影响，分别在不同温度下以BPFS-DE对ACBK废水进行吸附反应，其它条件(BPFS-DE投加量为14g/L，转速为300r/min，pH=6，反应时间为20min) 保持不变，结果见图6（E）。由图6（E）可知，随着温度增加，单位吸附量与染料去除率增大，表明在BPFS-DE吸附ACBK染料过程中发生的是吸热反应，温度升高，反应向吸附的方向移动。当温度升高到30℃时，单位吸附量和色度去除率分别为0.193mg/g和96.8%，考虑经济效益，故确定反应温度为30℃。
对比实验结果
在ACBK染料废水中分别投加一定量的纯化DE、BPFS、复合吸附剂BPFS-DE，在最佳条件下测定染料去除率，结果如表1所示。
表1 不同药剂对ACBK染料的去除效果
Figure 222805DEST_PATH_IMAGE001
由表1可知，DE和BPFS均对ACBK染料有去除效果，但较复合吸附剂BPFS-DE效果差。由于DE吸附容量有限，加之呈粉体状，不易固液分离，导致其去除率低。复合吸附剂结合了DE和BPFS的各自优点，BPFS带正电荷，ACBK表面带负电荷，吸附主要通过静电作用，而DE具有大比表面积，可以对ACBK染料进行物理吸附，当DE和ACBK复合时，既有BPFS的静电吸附作用，也发挥了DE本身的比表面积大的优势，使得总体的吸附效果得到了增强。
BPFS-DE对ACBK染料的吸附动力学性质；采用拟一级动力学方程和拟二级动力学方程对BPFS-DE吸附ACBK染料的动力学吸附结果进行模拟，结果如图7和图8所示。
由图7和图8可知，拟二级动力学方程拟合吸附效果较好，相关性系数R=0.90745。因此，该吸附反应符合拟二级动力学方程。计算得出：速率常数k 2 =0.5318 g/mg.min，吸附容量Qe=0.2094 mg/g。这表明BPFS-DE吸附过程可能是ACBK染料分子由外表面经吸附剂表面孔穴，扩散进入其内表面，控制整个过程的速率。
BPFS-DE对ACBK染料的吸附等温线：采用Langmuir 等温式、Freundlich等温式对BPFS-DE吸附ACBK染料的过程进行描述，拟合后的结果如图9和图10所示。
由图9和图10可知，用Langmuir等温线拟合实验数相关性系数较大，为R=0.98962。因此，吸附酸性铬兰K符合Langmuir等温线模型。计算得出：吸附容量常数Kf=8.97mg/g，亲和常数n=-0.576L/mg。
2.3.5 BPFS-DE对ACBK染料的吸附热力学： 通过测定吸附质在吸附剂上的吸附热，可以推断吸附的主要作用力，有助于判断吸附机理。假设吸附是理想的，由吸附等温线平衡常数随温度的变化可得热力学参数，吉布斯自由能变(△G 0 )，焓变(△H 0 )，熵变(△S 0 )。
△G 0 可由下式得出ΔG 0 =-RTlnK；式中，K为Langmuir模型在不同温度下的平衡常数。△H 0 可由Van’tHoff方程式得出：lnCe=lnK 0 +(-△H 0 RT)；式中，C e 为吸附平衡时溶液中ACBK的质量浓度（mg/L）；K 0 —Van’t Hoff 方程常数。ΔS 0 可由Gibbs-Helmholtz方程计算：△S 0 =△H 0 -△G 0 /T由以上公式计算出结果如下：
吸附ACBK实验中，在20℃条件下，△G 0 为-23.16kJ/mol，表明吸附过程是自发进行的；△S 0 为76.59J/k·mol，表明ACBK吸附过程中固一液界面随机性增大；△H 0 为52.37kJ/mol，表明吸附过程为吸热反应，这与实验过程中，BPFS-DE对ACBK染料的吸附受温度因素影响的结论一致，升高温度，有利于吸附的进行。当△H 0 小于4.2kJ/mol时，吸附过程为物理吸附；当△H 0 大于21kJ/mol时，吸附过程为化学吸附，则本吸附过程为化学吸附。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种复合改性硅藻土，其特征在于：由硅藻土（DE）和生物聚合硫酸铁（BPFS）复合所得。
2.如权利要求1所述的一种复合改性硅藻土的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、在酸性条件下，以氧化亚铁硫杆菌为主的混合细菌为生物催化剂，以工业 FeSO4·7H2O为原料和网状聚氨酯为载体，采用微生物固定化技术制备BPFS；
S2、取适量硅藻土（DE）浸泡在稀盐酸中24小时，洗涤至中性，放入烘箱中105℃烘干后，于450℃焙烧1小时，备用；
S3、称取2g步骤S2所得的硅藻土（DE）于锥形瓶中，加入一定量的80g/L 的BPFS，再加入50mL的除盐水，在转速为300r/min条件下，搅拌一段时间后抽滤至中性，将滤饼烘干，得到复合BPFS-DE吸附剂。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，BPFS的加入量为0.09mL。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，搅拌时间为100min。
5.如权利要求1所述的复合改性硅藻土的应用，其特征在于：可用于酸性铬兰K（ACBK）染料废水的处理。
6.如权利要求5所述的应用，其特征在于：在复合BPFS-DE吸附剂投加量为14g/L，pH值为6，温度为30℃及振荡时间为20min条件下对2mg/L 的ACBK染料去除率达到为98.6%。
CN202110727539.7A 2021-06-29 2021-06-29 一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用 Pending CN113274972A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110727539.7A CN113274972A (zh) 2021-06-29 2021-06-29 一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110727539.7A CN113274972A (zh) 2021-06-29 2021-06-29 一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113274972A true CN113274972A (zh) 2021-08-20

Family

ID=77286047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110727539.7A Pending CN113274972A (zh) 2021-06-29 2021-06-29 一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113274972A (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58121882A (ja) * 1982-01-16 1983-07-20 Sony Corp 映像及び音声信号再生装置
CN101215579A (zh) * 2007-12-29 2008-07-09 东北电力大学 一种生物聚合硫酸铁的制备方法
CN103304041A (zh) * 2013-05-23 2013-09-18 东北电力大学 一种刚果红染料废水的处理方法
US20140124454A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 Halosource, Inc. Water treatment composition and method of using same
CN103877927A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 南华大学 磁性纳米Fe3O4生物催化制备法及其在含铀废水处理中的应用
CN105543283A (zh) * 2015-12-24 2016-05-04 东北电力大学 一种利用微生物固定化制备聚合硫酸铁的方法
CN105776624A (zh) * 2014-12-17 2016-07-20 厦门紫金矿冶技术有限公司 一种臭氧氧化处理印染废水的方法
US20180071710A1 (en) * 2015-12-07 2018-03-15 Research Center For Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy Of Sciences Magnetic Adsorbent for Removing Arsenic and Antimony by means of Adsorption-Superconducting Magnetic Separation and Preparation Method therefor

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58121882A (ja) * 1982-01-16 1983-07-20 Sony Corp 映像及び音声信号再生装置
CN101215579A (zh) * 2007-12-29 2008-07-09 东北电力大学 一种生物聚合硫酸铁的制备方法
US20140124454A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-08 Halosource, Inc. Water treatment composition and method of using same
CN103304041A (zh) * 2013-05-23 2013-09-18 东北电力大学 一种刚果红染料废水的处理方法
CN103877927A (zh) * 2014-04-14 2014-06-25 南华大学 磁性纳米Fe3O4生物催化制备法及其在含铀废水处理中的应用
CN105776624A (zh) * 2014-12-17 2016-07-20 厦门紫金矿冶技术有限公司 一种臭氧氧化处理印染废水的方法
US20180071710A1 (en) * 2015-12-07 2018-03-15 Research Center For Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy Of Sciences Magnetic Adsorbent for Removing Arsenic and Antimony by means of Adsorption-Superconducting Magnetic Separation and Preparation Method therefor
CN105543283A (zh) * 2015-12-24 2016-05-04 东北电力大学 一种利用微生物固定化制备聚合硫酸铁的方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHAN ZHAO等: "Enhanced Coagulation/Flocculation by Combining Diatomite with Synthetic Polymers for Oily Wastewater Treatment", 《SEPARATION SCIENCE AND TECHNOLOGY》 *
张瑛洁等: "复合硅藻土混凝剂的研究进展", 《硅酸盐通报》 *
郑怀礼等: "负载硅藻土的固体聚合硫酸铁的制备及结构表征", 《光谱学与光谱分析》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101506094B1 (ko) 바이오숯-알긴산 캡슐을 이용한 중금속 흡착제, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 수용액 중의 중금속 제거방법
CN111135790A (zh) 一种除磷复合吸附剂及其制备方法和在污水处理中的应用
CN113368812B (zh) 一种Co3O4/埃洛石复合材料、制备方法及应用
CN111589416A (zh) 一种镧改性生物炭及其制备方法和应用
CN114029035A (zh) 一种改性污泥质生物炭的制法及所得生物炭与应用
CN113351212B (zh) 一种氧空位丰富的镍掺杂类水滑石及其制备方法和应用
CN113559824A (zh) 处理染料废水用氮掺杂多孔碳材料吸附剂及其制法与应用
CN106669596A (zh) Cnx改性硅藻土的制备和利用其吸附刚果红废水的方法
CN111672460A (zh) 一种沸石的复合改性方法及去除水中硝酸盐的应用
CN106861642A (zh) 一种具有高吸附能力的生物质基水凝胶的制备与应用
CN111871379A (zh) 一种氨基改性活性炭的制备方法及其在吸附Pb2+中的应用
CN113856627A (zh) 用于湿法磷酸深度脱铬的酒糟基生物炭制备方法及应用
CN111229165B (zh) 净化富营养化水体的方法、活化荞麦壳生物炭及制备方法
US20190091653A1 (en) Magnetic adsorbent for organic pollutant removal
CN113117643A (zh) 一种改性生物质炭吸附材料及其制备方法和应用、改性生物质炭吸附材料再生的方法
CN111298761B (zh) 一种改性海泡石吸附剂及其制备方法与应用
CN113274972A (zh) 一种复合改性硅藻土及其制备方法和应用
CN114988514B (zh) 复合生物炭去除水体中青霉素钾的方法与应用
CN113856628B (zh) 一种高效回收及脱附磷的金属修饰生物炭及其制备方法与应用
CN101439282B (zh) 一种改性膨胀石墨的制备方法及在苯气体处理的用途
CN114409010A (zh) 用于卤水净化的催化反应器及其应用
CN107051386A (zh) 一种能吸附水溶液中铬离子的碳材料及其制备
CN110841611A (zh) 改性贻贝壳对亚甲基蓝的吸附应用
Smolin et al. Desorption of 2-nitrophenol from activated carbon under the action of biotic and abiotic factors
JPH01127094A (ja) ヒ素の除去方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210820

RJ01 Rejection of invention patent application after publication