铁-镧复合氧化物颗粒吸附剂除氟特性的研究

对新型铁-镧复合氧化物颗粒吸附剂的比表面积、孔径分布和物相进行了表征,考察了该吸附剂的除氟吸附速率和吸附等温线,分析了pH和共存离子对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,该铁-镧复合氧化物颗粒是无定型态体相的微孔材料,比表面积为103.3m²/g;吸附速率遵从拟二级动力学模型,吸附速率受内扩散和表面吸附的影响;吸附等温线符合Freundlich方程,当氟离子平衡质量浓度为35mg/L时,吸附容量达到30mg/g;吸附的最佳pH为4,共存离子中HPO₄ ^2-对吸附效果影响最大。     

介孔氧化铝吸附锌离子的研究

本文将超重力技术制备的比表面积高、孔径分布窄的介孔氧化铝用于吸附污水中的Zn2+,考察了吸附剂用量、pH值、温度、Zn2+初始质量浓度和吸附时间等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于初始质量浓度20 mg/L的Zn2+溶液,介孔氧化铝最优吸附条件为吸附剂用量1.2g/L、pH 5.0、温度25℃。在Zn2+吸附中,超重力法介孔氧化铝对Zn的吸附率比对比吸附材料提高了1~2倍。吸附过程与准二级动力学速率方程和Langmuir吸附等温线模型拟合较好,为单分子层的化学吸附过程。     

生物模板辅助水热合成介孔氧化镁及其除氟性能

针对水中氟离子污染问题,提出利用生物模板辅助水热合成介孔氧化镁脱氟材料。以香蒲绒为生物模板,MgCl₂为镁源,尿素为沉淀剂,通过水热-煅烧后,得到介孔氧化镁脱氟材料。对材料进行SEM、BET、XRD、FT-IR等表征,考察吸附剂用量、溶液pH值、共存阴离子等因素对脱氟效果的影响。结果表明,当氟离子浓度为50 mg/L时,在吸附剂用量为1.2 g/L、反应时间为90 min、pH=2～11、25℃条件下,脱氟效果均能达到98%以上,受共存离子Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-、HCO₃^-、CO₃^2-影响不大,受PO₄^3-影响较大。吸附过程符合Langmuir吸附等温线和准二级动力学,饱和吸附量为109.82 mg/g,属于单分子层的放热过程。经5次循环吸附实验后,氟离子的去除率降至55.65%。     

水厂反冲洗铁锰泥颗粒吸附剂的制备及其除As(Ⅲ)效果

为探索以除铁除锰水厂反冲洗铁锰泥为主要原料制备除砷颗粒吸附剂(granular adsorbents for arsenic removal,GAAR)的最佳工艺和除砷效果,通过正交试验优化制备工艺,利用扫描电镜与能谱分析(SEM-EDS),X线衍射(XRD)和比表面积分析技术(BET)对GAAR进行表征并考察其对As(Ⅲ)的吸附效果。研究结果表明:预热温度为180℃、预热时间为20 min、焙烧温度为350℃、焙烧时间为120 min为制备GAAR的最优条件;焙烧温度是影响除砷效果的主要因素,高温促使铁氧化物向赤铁矿转变并加剧孔道合并从而降低该温度下制得颗粒吸附剂的吸附能力;GAAR表面粗糙,内部物相成分为水铁矿和部分赤铁矿、石英,比表面积为43.8 m2/g,是典型的介孔材料;GAAR对砷的吸附过程符合准二级动力学,等温吸附符合Freundlich方程,GAAR对As(Ⅲ)的最大吸附量为4.77 mg/g。     

好氧颗粒污泥对水中橘黄的吸附特性

利用好氧颗粒污泥(AGS)对碱性染料橘黄(SY)进行吸附试验,研究了不同p H值、吸附剂用量、SY初始浓度和温度对吸附过程的影响.发现:溶液的p H值是影响吸附效果的一个重要因素,p H值为2、AGS用量为2 g/L和温度为35℃时吸附效果最好;平衡吸附量与SY染料初始浓度呈正相关;Langmuir吸附模型能够较好地描述整个吸附过程,饱和吸附量为142.86 mg/L,吸附动力学符合准二级动力学模型.热力学分析表明吸附是一个自发的吸热过程,且低浓度比高浓度时的吸附亲合力好.实验结果表明AGS可以作为吸附SY染料的低成本吸附剂.     

SBA-15的氨基化及对水中重金属铅(Ⅱ)的吸附研究

氨基功能化SBA—15介孔分子筛被成功地合成,采用红外光谱、X-射线衍射、热重等手段对合成材料进行表征;并进行材料对水中重金属离子铅的吸附研究。结果表明,氨基功能化SBA—15仍然保持材料的介孔特性;但材料的有序性有所下降。合成的NH2-SBA—15作为吸附剂对水中重金属离子铅具有较好的吸附效果,吸附反应温度和反应液的p H值是影响吸附效果的重要因素,在溶液自然p H值约5时,材料具有较高的吸附效率,吸附率为96.5%。     

环氧氯丙烷交联壳聚糖/海藻酸钠吸附铜离子的研究

以壳聚糖、海藻酸钠为原料,环氧氯丙烷为交联剂制备了交联壳聚糖/海藻酸钠吸附剂,并采用红外光谱对其结构进行了表征.考察了吸附时间、pH值、吸附剂用量和交联度等因素对吸附容量的影响,研究了该吸附剂的吸附性能,同时对吸附动力学进行了研究.结果表明:pH值为4.0～6.0、吸附时间为120min、在100mL 50mg/L的Cu2+溶液中吸附剂的投加量为0.10g时,平衡吸附容量达46.4 mg/g;该等温吸附在低浓度时的吸附过程较符合Freundlich模型,在高浓度时较符合Langmuir模型;吸附过程动力学符合拟二级动力学方程,线性相关性良好(r2=0.944 4).     

改性核桃壳/海藻酸钠复合微球制备及其对含Cr(Ⅵ)污水的吸附处理研究

为改善核桃壳基吸附剂(MWS)的水处理使用效果,采用海藻酸钠(AS)固化改性制备核桃壳基/海藻酸钠(MWS/AS)复合微球。实验表明:以一定浓度海藻酸钠溶液为包埋载体,添加适量致孔剂氯化钠处理经磷酸改性的核桃壳粉可获得MWS/AS复合微球。FTIR与SEM表征分析得知,磷酸改性核桃壳在复合过程中引入了含氧基团,其吸附活性增强;且复合微球表面比单一海藻酸钠微球粗糙,表面积增大。在复合微球投加量为4 g/L、p H值为1.5试验条件下,处理10 mg/L的含Cr(Ⅵ)污水180 min,Cr(Ⅵ)的去除率可达95.37%;复合微球对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附式。     

5A沸石和Al-SBA-15分子筛对Cd~(2+)吸附性能比较研究

目的研究5A沸石和Al-SBA-15分子筛处理含Cd~(2+)废水的效果,确定处理含Cd~(2+)废水的最佳工艺条件.方法以三嵌段共聚物(EO20PO70EO20)为模板剂,合成了Al-SBA-15介孔分子筛;采用XRD,N2吸附-脱附对样品进行了表征;考察分子筛用量、溶液p H值、溶液初始浓度和吸附时间对分子筛吸附性能的影响.用Langmuir和Freundlich等温吸附方程拟合了吸附材料对Cd~(2+)的吸附过程,并探讨了吸附过程的吸附动力学模型.结果 5A和Al-SBA-15分子筛在投加量为0.24 g/L和6 g/L、p H值为6和7、吸附时间为20 min和45 min时,对Cd~(2+)初始质量浓度分别为20 mg/L和30 mg/L废水溶液的去除率达到99.87%和92.10%;5A和Al-SBA-15分子筛对Cd~(2+)的吸附过程均符合Langmuir吸附等温模型,最大理论吸附量分别为176.367 mg/g和9.066 mg/g.结论两种分子筛对Cd~(2+)的吸附过程符合准二级动力学速率方程.5A沸石分子筛对Cd~(2+)处理效果优于Al-SBA-15介孔分子筛,分子筛的孔道结构和表面性质对Cd~(2+)去除效果有重要影响.     

CeO_2@SiO_2微球吸附剂的制备及对氟离子的高效吸附

为研究真空旋转蒸发技术制备CeO_2@SiO_2新型吸附剂对氟离子的吸附行为,使用多孔二氧化硅微球为载体,分别采用四水合硫酸铈、六水合硝酸亚铈和七水合氯化亚铈为铈源,采用BET、XRD和SEM-EDS等对合成材料进行性能表征,并通过静态吸附实验分析了担载量、p H值、吸附时间、液固比和氟离子浓度对CeO_2@SiO_2吸附性能的影响。结果表明:以七水合氯化亚铈为铈源制备的CeO_2@SiO_2新型吸附剂对氟离子去除效果最佳,其最佳合成温度为75℃,二氧化硅微球添加量为4 g时,获得最佳担载量;该吸附过程均符合准二级动力学模型、颗粒内扩散模型和Freundlich等温模型;在p H=3、吸附时间1 h和液固比为0. 15 g/100mL的条件下,CeO_2@SiO_2新型吸附剂对氟离子获得较好的去除效果,在Freundlich模型中n=5. 142,该过程为优惠吸附。     

复合材料PAA-PNIPA/APS-SBA-15的制备及其药物缓释性能

采用功能性聚合物对氨基改性的介孔氧化硅SBA-15进行负载改性,将丙烯酸和N-异丙基丙烯酰胺引入孔道内,经自由基聚合反应制备了功能性介孔纳米材料PAA-PNIPA/APS-SBA-15.分别用X射线衍射仪、透射电镜、氮气吸附脱附技术、傅立叶红外光谱等分析手段对该材料的结构和形貌进行了表征,并进行了药物释放试验.结果表明,聚合物负载在介孔材料的孔道中实现了双重复合改性,复合后介孔材料的孔体积为0.313 1 cm3/g,比表面积为171.4 m2/g,该复合材料仍然保持了介孔材料的有序结构,具有药物缓释特性,可同时具有pH敏感性和温度敏感性.     

榴莲壳吸附水中十六烷基三甲基溴化铵的研究

榴莲壳经甲醛/硫酸混合溶液处理后制备成吸附剂。研究了吸附剂对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的吸附性能,考察了溶液pH值、吸附剂用量、起始浓度、吸附时间、浓度和温度的影响。结果表明,吸附容量在pH值7~11范围内达到最大值,CTAB的去除率随着吸附剂用量增加而增大,当吸附剂用量为0.5g时,CTAB的去除率达97.5%。吸附容量也随着起始浓度的增加而增大,并在120min达到吸附平衡。运用3种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述。吸附等温线用Langmuir方程的拟合效果优于Freundlich或Tempkin方程。在热力学研究中,ΔG°<0,ΔH°>0,ΔS°>0,表明此吸附过程是自发、吸热和熵增加的过程。     

桃核直接作为生物吸附材料对水中亚甲基蓝的吸附研究

采用桃核作为生物吸附剂,对模拟废水中的亚甲基蓝进行吸附研究。考察了吸附剂粒径、吸附时间、吸附剂投加量、p H、染料初始浓度、温度等因素对亚甲基蓝的吸附影响;并通过吸附等温线、吸附动力学和热力学研究来探讨吸附机理。结果表明,当亚甲基蓝初始质量浓度为100 mg/L、溶液初始p H6、粒径为60目的桃核用量为7 g/L、于60℃的恒温振荡器中振荡吸附反应10 h后,吸附率可达98.78%。桃核对水溶液中亚甲基蓝的吸附是一个自发的吸附过程,其吸附行为均符合二级反应速率方程和Langmuir、Freundlich吸附等温式。经计算得出桃核对亚甲基蓝的饱和吸附量为22.08 mg/g。桃核是一种很有前景的染料废水处理生物材料。     

微波煅烧酸活化改性赤泥的制备及其除Cr(Ⅵ)性能研究

以拜耳法赤泥为原料,通过微波煅烧-酸活化联合处理制备改性赤泥,重点考察改性赤泥吸附剂的制备条件及其加入量、废水p H值、反应时间对吸附去除废水中Cr(Ⅵ)效果的影响;采用比表面积仪(BET)和X-射线粉末衍射仪(XRD)对改性赤泥吸附剂进行表征,探讨了赤泥改性机理。结果表明:在微波煅烧-酸活化联合作用下,赤泥比表面积显著增大,其吸附除Cr(Ⅵ)的能力增强。微波功率为300 W、煅烧时间为20 min、盐酸浓度为3.0 mol/L、吸附剂粒径为120~180μm的改性赤泥吸附剂除Cr(Ⅵ)的能力最佳;在25℃,废水p H值为5.0,吸附反应时间为120 min,吸附剂加入量为12 g/L时,废水中Cr(Ⅵ)去除率达98.9%,溶液p H显著影响Cr(Ⅵ)去除效果。此外,吸附饱和的改性赤泥可通过0.2 mol/L Na OH溶液脱附,脱附率达到95.1%。     

十六烷基三甲基溴化铵柱撑膨润土的制备及其吸附刚果红特性研究

制备了十六烷基三甲基溴化铵柱撑膨润土,考察了p H、吸附剂用量、震荡时间、刚果红初始浓度和温度等条件对其吸附刚果红行为的影响,研究了热力学、动力学、等温线等。研究结果表明,十六烷基三甲基溴化铵柱撑膨润土较原土吸附能力强;吸附率随p H值增加而减小;吸附过程符合准二级动力学模型,化学吸附控制吸附速率;Langmuir等温模型与吸附过程相关系数较大,理论最大吸附量达819.83 mg/g;热力学参数表明熵增是吸附的推动力。本研究证实十六烷基三甲基溴化铵柱撑膨润土是具有前景的分离水环境中阴离子染料的吸附材料。     

氧化石墨烯纳米带对Th(Ⅳ)的吸附性能研究

利用高锰酸钾/浓硫酸氧化法对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行了轴向切割,制得含氧基团丰富的氧化石墨烯纳米带(GONRs),利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其表面形貌和结构进行了表征,并研究对钍的吸附性能,探讨了p H、吸附剂用量、接触时间、钍离子浓度和温度等因素对吸附的影响。结果表明,GONRs对Th(Ⅳ)的吸附过程是与p H相关的、快速、自发的吸热过程;吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,GONRs对Th(Ⅳ)的吸附容量可达314.3 mg/g,GONRs有望用于放射性废水中钍的吸附。     

玉米秸秆纤维素脱除鱼露中铅离子研究

采用秸秆纤维素研究了模拟鱼露中残留铅离子的吸附脱除过程。分别研究了吸附时间、溶液p H值、吸附剂用量以及铅离子的初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,当吸附时间为240 min,溶液p H值为6,吸附剂添加量为0.25 g,初始浓度为6 mg/m L时,吸附容量最高达到92.85 mg/g。并且酶解液中高浓度Na Cl与L-谷氨酸皆对铅离子脱除有较大抑制,而多肽对铅离子的吸附具有较大地抑制。实验结果表明,玉米秸秆纤维素对鱼露中铅离子的脱除效果较好。     

尿素辅助模板法合成介孔氮掺杂CeO2及其CO2捕获应用研究

以硝酸铈为前驱物,以尿素为助剂,采用一种简单的模板法合成了介孔氮掺杂CeO₂材料.利用X射线衍射仪(XRD)、吸附-脱附仪(BET)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等设备对合成材料进行表征.多种测试结果证明:试验得到的纳米材料具有均一的介孔结构和较高的比表面积(124.8 m²·g^-1)并掺杂了氮元素.同时,测定了介孔CeO₂材料对于CO₂的吸附性能,并研究了氮掺杂对CeO₂材料的CO₂吸附性能的影响.结果表明:相比未掺杂氮的介孔CeO₂,氮掺杂的介孔CeO₂具有更好的CO₂吸附性能和循环吸附脱附性能.     

Cu和Co掺杂介孔MnO2/膨胀石墨复合材料 的合成及储锂性能

以介孔SiO_2负载的膨胀石墨(EG)为硬模板,在复制模板介孔结构的过程中分别引入Cu和Co物种,制备Cu和Co掺杂的MnO_2/EG复合材料。通过X线衍射仪(XRD)、N_2吸附-脱附仪、扫描电子显微镜(SEM)、X线光电子能谱仪(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、循环伏安以及恒流充放电测试表征复合材料的结构、形貌和储锂性能。结果表明:掺杂Cu和Co后的复合材料保留了介孔结构,但孔道规整性略有降低;Cu和Co主要以二价离子形态存在于材料中。当用作锂离子负极材料时,掺杂Cu和Co的复合材料表现出良好的电化学性能,经过100次循环后,依然分别保持了320和273 mA·h/g的比容量,高于未掺杂的复合材料(205 mA·h/g)。掺杂Cu的复合材料比掺杂Co的复合材料具有更高的比容量及更佳的循环稳定性。     

聚丙烯酰胺/壳聚糖吸附剂的制备及其对铜离子的吸附性能研究

采用冷冻聚合法和冷冻干燥法制备交联聚丙烯酰胺/壳聚糖共混吸附剂并考察其对铜离子的吸附性能,并用红外光谱和扫描电镜对样品进行表征,考察吸附剂用量、铜离子初始浓度、吸附温度及吸附时间等因素对吸附容量的影响。结果表明:聚丙烯酰胺/壳聚糖共混吸附剂对铜离子的吸附容量相对于聚丙烯酰胺有所提升,当吸附剂用量为0.50 g,吸附前铜离子浓度为600 mg·L~(-1),静置吸附时间为24 h,吸附温度为50℃时,铜离子的吸附容量达到最大值32.46 mg·g~(-1)。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型,在温度20～50℃间的吸附为吸热的自发过程。