三油酸甘油酯复合吸附剂去除狄氏剂和异狄氏剂的研究

制备出了一种能有效去除水中持久性有机污染物的三油酸甘油酯复合吸附剂. 以狄氏剂和异狄氏剂作为目标污染物, 研究了其吸附平衡及吸附过程的影响因素. 实验结果表明, 复合吸附剂对两种目标污染物的吸附等温线符合Freundlich模型, 证明了两种目标污染物在吸附剂-水两相中为分配吸附. 狄氏剂的吸附平衡常数大于异狄氏剂的吸附平衡常数, 其主要原因是狄氏剂的辛醇-水系数大于异狄氏剂的辛醇-水系数. 同时还研究了不同因素(温度, 离子强度, pH, 腐殖酸浓度)对狄氏剂和异狄氏剂吸附速度的影响. 实验结果表明, 较高的温度、较低的离子强度、较低的pH和较低的腐殖酸浓度有利于提高狄氏剂的吸附速度, 而异狄氏剂的吸附速度则随温度的升高和pH的增加而减慢, 随腐殖酸浓度的增加先加快后减慢, 与离子强度的关系不大.     

三油酸甘油酯复合吸附剂去除狄氏剂和异狄氏剂研究

制备出了一种能有效去除水中持久性有机污染物的三油酸甘油酯复合吸附剂，以狄氏剂和异狄氏剂作为目标污染物，研究了其吸附平衡及吸附过程的影响因素，实验结果表明，复合吸附剂对两种目标污染物的吸附等温线符合Freundlich模型，证明了两种目标污染物在吸附剂-水两相中为分配吸附，狄氏剂的吸附平衡常数大于异狄氏剂的吸附平衡常数，其主要原因是狄氏剂的辛醇-水系数大于异狄氏剂的辛醇-水系数，同时还研究了不同因素（温度、离子强度，pH，腐烈士酸浓度）对狄氏和异狄氏剂吸附速度的影响，实验结果表明，较高的温度、较低的离子强度，较低的pH和较低的腐殖酸浓度有利于提高狄氏剂的吸附速度，而异狄氏剂的吸附速度则随温度的升高和pH的增加而减缓，随腐殖酸浓度的增加先加快后减慢，与离子强度的关系不大。     

封面说明

<正>向多孔基质中添加吸水能力强的无机盐是配制新型吸附剂的重要方法之一.基质的选择对复合吸附剂的吸附性能有重要的影响,但目前这方面的研究较少.硅胶是最常用的基质,它自身具有很强的吸水能力,亲水性较强,但硅胶-盐复合吸附剂在配制过程中硅胶颗粒较易发生破碎,稳定性有待提高.活性炭本身的吸水能力并不强,但它比表面积较大,同时含     

以硅胶和活性炭为基质的复合吸附剂吸附性能的对比

分别以硅胶和活性炭为基质,配制了硅胶-LiCl(代号SLi40)和活性炭-LiCl(代号ALi40)两种复合吸附剂,在热重天平中测量了两者的吸附性能并进行了对比研究,分析了硅胶和活性炭基质对LiCl吸水性能的影响.实验发现,ALi40的等压线中出现了明显的吸附平台,说明无水LiCl可能首先会与水发生化学反应生成LiCl·H2O结晶水合物,而这一平台在SLi40中并不明显,表明硅胶和LiCl会发生作用使LiCl的吸水性能发生了改性.对比相同条件下的吸水量发现以憎水性的活性炭作为基质可以更好地发挥LiCl本身的吸水性能,而以硅胶作为基质会对LiCl的吸水性能起到一定的负面影响.     

面包酵母菌、纳米TiO2及其复合吸附剂对Cu2+ 吸附性能的比较

采用TiCl4液相水解法, 制备粒径在40～80 nm的锐钛型纳米TiO₂. 将制得的纳米TiO2配合面包酵母菌制作复合吸附剂并用于Cu²⁺的吸附研究, 发现复合吸附剂量为5 g·L^-1, pH≥4.0, 吸附时间40 min, [Cu²⁺]=10 mg·L^-1的条件下, 复合吸附剂中纳米TiO₂提高了面包酵母菌对Cu2+的吸附率, 即面包酵母菌和纳米TiO₂对Cu²⁺的吸附产生了协同作用. 利用扫描电子显微镜、红外光谱、Zeta电位等仪器对复合吸附剂进行测试分析. 结果表明, 复合吸附剂中面包酵母菌与纳米TiO₂主要依靠配位键、氢键相互结合, 受静电吸引影响较小. 同时, 复合吸附剂的稳定性及TiO₂的负载量与溶液中H+浓度有很大关系.     

高传热和传质性能复合吸附剂的研发

为解决吸附剂强化传热和强化传质之间的矛盾, 以氯化钙和木屑为原料, 采用炭化活化造孔的方法强化传质, 通过加入膨胀石墨强化传热, 考察了炭化活化温度和膨胀石墨加入比例对复合吸附剂性能的影响. 宏观的吸氨性能测试以及微观的参数表征表明炭化活化法制备的吸附剂孔隙发达, 氯化钙含量高而且分布均匀, 强化了吸附氨气过程中的传质速率; 炭化活化温度对样品的氯化钙含量和结晶度, 吸附量以及吸附速率都有重要的影响. 膨胀石墨的加入强化了吸附剂的传热, 提高了吸附速率. 实验结果表明, 500℃温度下制备的吸附剂, 在膨胀石墨含量为30%时, 其在0.5 h内的吸附速率较快, 在吸附时间分别为10, 20和30 min时, 其吸附量达到0.37, 0.47和0.53 g/g, 而且解决了氯化钙吸氨过程中的膨胀结块问题.     

离子在固体吸附剂上的表面扩散研究

无机固体吸附剂由于吸附速率快,加之本身有良好的化学稳定性,被广泛用于水体中重金属离子的去除.已有的大量研究工作侧重于吸附质在吸附剂表面吸附热力学的研究.而对液固体系中的离子在固体吸附剂的表面扩散行为研究报道较少,特别是在进行动力学研究时常假定表面扩散系数为常数,这样处理不能正确地描述表面扩散的真正行为.对于水体中有害离子的处理,工业上多采用固定床吸附剂(fixed-bed adsorber),它能更有效地利用吸附剂的吸附容量,因此开展溶液离子在吸附剂表面扩散行为的研究在理论及实际中均具有重要的意义.本文根据吸附剂表面非均匀的特点,即在不同的吸附中心其吸附能不同,引入吸附能分布函数,导出描述固体表面的表面扩散系数模型,根据建立的模型对离子在吸附剂表面的扩散行为进行了计算分析,并将其用于计算纯电解质水溶液中铅离子在两种新型吸附剂表面上的扩散系数.     

采用复合吸附剂-氨的多功效热管型高效吸附制冷机

采用复合吸附剂-氨工作对设计出多功效热管型高效吸附制冷系统. CaCl₂/活性碳的复合吸附剂, 由于活性碳中丰富的微孔结构强化了CaCl₂的传质, 提高了系统的吸附性能. 系统在加热吸附床时, 加热锅炉为热管加热端, 吸附床为热管冷却端; 在冷却吸附床时, 吸附床为热管加热端, 冷却器为热管冷却端; 在回热时, 热的吸附床为热管加热端, 冷的吸附床为热管冷却端; 回质时, 将热的吸附床和冷的吸附床的氨管路相连通, 由于热床压力高, 其中的氨将迅速流到冷床中而实现回质. 在渔船柴油机余热加热, 海水冷却的条件下, 系统在&#61485;20℃蒸发温度下可以获得单位质量吸附剂的制冷功率, SCP = 770.4 W/kg, COP = 0.39. 在太阳能热水驱动下, 系统在蒸发温度为5.6℃时可以获得单位质量吸附剂制冷功率, SCP = 524.2 W/kg, COP = 0.27.     

色氨酸修饰壳聚糖珠的制备及其对低密度脂蛋白的吸附

通过较简单的合成路线, 制备了一种吸附性能良好的低密度脂蛋白吸附剂. 首先采用相转移法制备了多孔壳聚糖珠, 再以乙二醇二缩水甘油醚对其同时进行活化、交联并引入一定长度的手臂, 进而偶联色氨酸作为配基. 试验表明, 该吸附剂对低密度脂蛋白具有较高的吸附容量和较好的吸附选择性, 并具有很好的血液相容性. 实验考察了长短不同的手臂对吸附剂吸附选择性的影响, 并对其作用机制进行了探讨.     

CuO-Fe2O3吸附水中酸性红B及其催化热解再生机制

采用共沉淀法制备出具有较强磁性和较大比表面积的CuO-Fe2O3复合氧化物, 并研究了其吸附偶氮染料酸性红B(ARB)及其通过催化热解有机物进行再生的性能.结果表明, 该CuO-Fe2O3复合氧化物在弱酸性条件下对酸性红B(ARB)有较强的吸附能力, 溶液中共存的Cl?对吸附基本没有影响, 而对吸附却影响显著.吸附后经磁分离, 可在300℃、空气气氛中催化氧化吸附质而使吸附剂再生, 吸附剂经连续7次吸附-再生使用, 性能稳定.用原位FTIR反射光谱法研究了偶氮染料酸性红B单独热解及在CuO-Fe2O3复合氧化物上热解的反应过程, 通过跟踪反应体系IR谱图随温度及时间的变化, 推断了反应历程及其产物.研究证明, 酸性红B在两种条件下的氧化反应有很大区别: CuO-Fe2O3复合氧化物对酸性红B的氧化有很强的催化作用, 不仅大大降低了染料的降解温度, 而且可使其发生完全氧化, 无有机副产物产生; 而对无CuO-Fe2O3吸附的酸性红B进行热氧化时, 需在较高温度下进行, 而且氧化不完全, 产生大量含N有害化合物.     

基于三维圆锥设计的空气取水性能强化

吸附剂材料和系统结构是影响吸附式空气取水效果的两大关键因素.目前,已开发的水凝胶、金属有机框架材料以及高吸湿复合物等吸附剂已具有非常优越的取水潜力,而传统的依靠材料堆积的系统结构,导致整体的吸附动力学特性较差,制约了系统的取水性能.为了解决这一问题,本文采用活性炭纤维浸渍氯化锂作为吸附剂,通过三维圆锥形结构设计,在不牺牲材料性能的前提下,优化了系统的传热传质性能,进而在吸附和解吸方面分别实现了1.6和1.3倍的性能提升.     

磺化交联聚乙烯醇球对低密度脂蛋白的选择性吸附

通过在环氧化的交联聚乙烯醇球上固载多乙烯多胺和磺酸基因的方法制备了一种新型的低密度脂蛋白吸附剂，环氧化的交联聚乙烯醇球首先与乙二胺或二乙烯三胺、三乙烯四胺及四乙烯五胺等多乙烯多胺进行胺化反应，由此获得不同长度的手臂；而后将胺化的载体与二甲基甲酰胺中的氯磺酸反应，从而固载磺酸基因，体外吸附实验表明，这种吸附剂对低密度脂蛋白具有较高的吸附量和吸附选择性，且吸附速率快，研究表明，吸附剂的粒径、交联度等结构特性对吸附性能有较大影响；磺酸面载量的增加和手臂分子的引入可显著提高吸附剂对低密度脂蛋白的吸附量和选择性。     

CuO-Fe2O3吸附水中酸性红B及其催化热解再生机制

采用共沉淀法制备出具有较强磁性和较大比表面积的CuO-Fe₂O₃复合氧化物, 并研究了其吸附偶氮染料酸性红B(ARB)及其通过催化热解有机物进行再生的性能. 结果表明, 该CuO-Fe₂O₃复合氧化物在弱酸性条件下对酸性红B(ARB)有较强的吸附能力, 溶液中共存的Cl-对吸附基本没有影响, 而SO₄^2-对吸附却影响显著. 吸附后经磁分离, 可在300℃、空气气氛中催化氧化吸附质而使吸附剂再生, 吸附剂经连续7次吸附-再生使用, 性能稳定. 用原位FTIR反射光谱法研究了偶氮染料酸性红B单独热解及在CuO-Fe₂O₃复合氧化物上热解的反应过程, 通过跟踪反应体系IR谱图随温度及时间的变化, 推断了反应历程及其产物. 研究证明, 酸性红B在两种条件下的氧化反应有很大区别: CuO-Fe₂O₃复合氧化物对酸性红B的氧化有很强的催化作用, 不仅大大降低了染料的降解温度, 而且可使其发生完全氧化, 无有机副产物产生; 而对无CuO-Fe₂O₃吸附的酸性红B进行热氧化时, 需在较高温度下进行, 而且氧化不完全, 产生大量含N有害化合物.     

吸附法碳捕集技术的规模化应用和挑战

实现2030年碳达峰和2060年碳中和是能源领域的当前决策和长远愿景,为此必须更加紧密结合全球能源发展趋势及国家能源策略,在碳捕集与封存领域投入研发力量.近几十年来,吸附法作为一种极具应用潜力的碳捕集技术得到了快速发展.例如,对高性能吸附剂的开发进行了大量探索;适用于碳捕集的吸附循环过程得到了显著的发展;先进的吸附剂结构和装置不断被提出;将吸附过程与其他分离和/或反应过程进行耦合的复合吸附技术得到了广泛关注;吸附法碳捕集技术的应用领域也得到了拓展.为此,本文介绍了各种吸附法碳捕集循环过程,归纳总结了目前超出实验室级别装置(技术成熟度TRL5～7)的技术特点、分离性能、运行能耗和成本,应用场合包括了燃烧后碳捕集、燃烧前碳捕集和直接空气碳捕集.对吸附法碳捕集技术作了评述,指出了其在未来发展中面临的机遇和挑战.     

α螺旋构象对模型寡肽与聚合物相互作用的影响

通过核磁技术中的化学位移微扰法和分子模拟技术, 在分子水平上揭示了二甲基胺修饰聚丙烯酰胺吸附剂(DMAPAM)对八肽VVRGCTWW(V8)和四肽CTWW(C4)吸附能力差异的原因. 结果表明, 除了非键的相互作用影响吸附剂对多肽的吸附能力外, 寡肽的构象是造成对多肽吸附能力差异的重要因素. V8的a螺旋结构使得V8与吸附剂间可以形成多种弱相互作用力协同作用的模式, 从而显著提高吸附剂对其的吸附能力. 该结果对了解生物材料与多肽间的作用机理具有重要意义.     

用于油田堵水的聚丙烯酰胺/改性氨基树脂-聚氨酯复合网络聚合物

油井出水是油田开发中存在的一个普遍问题,国内外对堵水均相当重视,研究新型、高效堵水剂是近年来我国油田中后期开发控水稳油的重要技术措施.作为高效堵水剂,它可形成凝胶,在水中逐步溶胀、堵水,但油能通过,且抗压强度适宜、耐温,堵后有效期长.显然这些性能要求,只有堵水剂能形成复合网络结构才能满足.据此,我们采用聚丙烯酰胺(PAM)胶乳与苯酚改性氨基树脂和改性聚氨酯在无机填料(膨润土、CaCO_3、水泥、漂珠等)存在下,分别由Na_2Cr_2O_7和甲醛的酸性交联,形成复合聚合物网络(PAM/M(UR-PU)CPN),本文考察了CPN网络的形成、凝胶特性、抗压强度和耐热性能.     

交联剂用量对氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子材料吸附性能的影响

采用悬浮聚合法经共聚、开环反应, 得到了3种具有核-壳结构、以乙二胺为官能团的氨基功能化纳米Fe₃O₄磁性高分子材料(EDA-NMPs). 考察了其作为吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能, 优化了最佳吸附实验条件, 并着重研究了高分子聚合过程中交联剂二乙烯基苯(DVB)的用量对所得EDA-NMPs材料吸附性能的影响. 结果表明, 材料合成过程中DVB的用量对EDA-NMPs的吸附性能有显著影响. 在最佳吸附条件(pH 2.5, T = 35℃)下, 共聚过程中不添加交联剂二乙烯基苯(DVB)时得到的材料对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量(q_m)最大, 可达135.14 mg•g⁻¹, 初始吸附速率为1111.1 mg•g⁻¹•min⁻¹, 以3种吸附剂处理浓度为50 mg•L⁻¹的含Cr(Ⅵ)废水时, 去除率均超过99%, Cr(Ⅵ)的剩余浓度低于0.31 mg•L⁻¹, 达到国家排放标准(≤0.5 mg•L⁻¹).     

石墨烯材料在水处理中的应用:传质机制与吸附特性

石墨烯由于独特的单原子层二维结构和高比表面积等优异性能而被用作选择性分离膜和吸附剂,在水处理领域具有潜在的应用前景.本文综述了石墨烯纳米多孔膜和层状堆叠的氧化石墨烯渗透膜对气体、水及离子的传质行为.纳米多孔膜因其制备技术和不成熟的打孔技术等原因而具有一定局限性;而层状渗透膜由于制备方法简单、成本低、高通透性和高选择性等优点,在水净化领域具有广阔的应用空间.进一步综述了石墨烯吸附材料对水中重金属离子、染料和有机污染物的吸附行为,分析了石墨烯材料表面官能团与污染物的相互作用机理.最后展望了石墨烯材料在膜分离、海水淡化和污染物去除等环境应用中的机遇和挑战.     

好氧颗粒污泥对Pb2+的吸附特性研究

研究了好氧颗粒污泥作为一种新型重金属吸附材料对溶液中Pb²⁺的吸附特性. 实验结果表明, 初始pH, Pb²⁺浓度(C0)和污泥浓度(X0)是影响吸附的重要因素. Pb²⁺吸附过程可以由Freundlich和Langmuir等温方程较好地拟合, 相关系数分别达到0.932与0.959. 好氧颗粒污泥吸附Pb²⁺的动力学过程表现出分阶段吸附的特征, Lagergren二级动力学方程能较好地描述第二阶段的动力学过程. 环境扫描电子显微镜(ESEM)与X射线能谱(EDX)分析结果表明, 吸附Pb²⁺后的好氧颗粒污泥表面发生了变化, 同时推断吸附过程为离子交换吸附和金属鳌合的共同作用.     

碳化聚丙烯腈球形吸附树脂的研究

球形吸附剂在使用上具有很多优点,例如可以与流体均匀接触、流体通过吸附剂层时阻力小且不易破碎等等。但具有良好吸附性能的活性碳经球形造粒后,吸附性能显著下降,为了