磁性介孔二氧化钛/氧化石墨烯复合材料的制备及其对Cd(Ⅱ)的吸附

以钛酸四丁酯、纳米四氧化三铁和氧化石墨烯(GO)为主要原料,通过化学沉积法和水热法合成了磁性介孔二氧化钛/氧化石墨烯(MTiO_2/GO)复合材料,并用其处理含Cd(Ⅱ)废水。采用了X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱和紫外-可见漫反射光谱仪等手段对MTiO_2/GO进行结构表征,考察了GO含量、MTiO_2/GO投加量、溶液初始pH、反应时间和Cd(Ⅱ)初始浓度对MTiO_2/GO吸附Cd(Ⅱ)的影响,分析了吸附过程的动力学和等温线特征。结果表明,在GO质量分数为60wt%,MTiO_2/GO投加量为10 mg,pH为6和吸附时间为90 min的条件下,MTiO_2/GO对10 mg/L Cd(Ⅱ)的吸附效果最佳,吸附率为95.43%。吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型。经5次吸附-解吸后,Cd(Ⅱ)的吸附率仍高达91.85%,说明MTiO_2/GO具有较高的循环利用性能。     

二硫代氨基甲酸盐改性GO材料及其对Cu2+的吸附性能

将三乙烯四胺(TETA)接枝到氧化石墨烯(GO)表面,再与CS₂反应,制备得到基于TETA的二硫代氨基甲酸盐改性GO材料(GO-TETA-DTC).采用红外光谱仪、元素分析仪和扫描电子显微镜对GO-TETA-DTC进行表征分析,并研究该材料对Cu²⁺的吸附性能,考察溶液pH值、 Cu²⁺初始质量浓度、吸附时间和温度对吸附效果的影响.结果表明：GO-TETA-DTC对水中Cu²⁺的吸附过程遵循准二级动力学方程、颗粒内扩散方程以及Langmuir方程;从Langmuir方程计算得到的GO-TETA-DTC对Cu²⁺的最大吸附量为294.12 mg/g;吸附过程以吸热和熵增的形式进行.     

聚苯胺/改性凹凸棒的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

采用原位氧化法以不同浓度硫酸改性的凹凸棒(ATP)和掺杂的聚苯胺(PANI)为原料制备了聚苯胺/改性凹凸棒(PANI/mATP)复合材料,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FT-IR)和比表面测定仪(BET)分别对PANI/mATP进行分析表征,并研究了PANI/mATP对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附性能,系统考察了pH值、吸附剂用量、温度、初始浓度和吸附时间的影响及吸附过程的热力学与动力学性能,探讨了PANI/mATP对MB的吸附机理。结果表明,吸附在180 min内达到吸附平衡,当温度为338 K,pH值为12时,4. 0mol/L硫酸改性的ATP与掺杂4. 0 mol/L硫酸的PANI制备的复合材料对MB的吸附性能最佳,其吸附率可达96. 2%,吸附量为240. 5 mg/g,且吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型;吸附热力学结果表明,PANI/mATP对MB的吸附是吸热过程,其吸附作用力主要为氢键、π-π共轭与静电作用。     

磁性吸附剂Fe_3O_4/CS/ATP的合成及对亚甲基蓝的吸附特性

以壳聚糖(CS)和三聚磷酸钠为载体,以活化凹凸棒土(ATP)和四氧化三铁磁性纳米粒子(Fe_3O_4)为目标包裹物,采用离子凝聚法制备了一系列的Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料.利用透射电子显微镜(TEM)对其材料结构和形貌进行了表征,并考察了复合材料对亚甲基蓝(MB)的吸附性能.结果表明:壳聚糖薄膜和四氧化三铁纳米颗粒成功包裹在凹凸棒土表面;在pH=2,吸附剂为0.02g,时间为45min,亚甲基蓝浓度为50mg/L,吸附容量可达66.32mg/g.Fe_3O_4/CS/ATP磁性复合材料亚甲基蓝(MB)的吸附符合Langmuir等温模型,吸附动力学符合准二级动力学模型,计算热力学参数的值可确定此吸附过程是可以自发进行的吸热过程.     

13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料吸附Zn~(2+)的研究

以13X分子筛和天然黏土矿物凹凸棒土为原料,制备了13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料,并借助扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等对复合材料结构与形貌进行表征,考察了不同煅烧温度及不同Zn~(2+)浓度条件下13X分子筛/凹凸棒土颗粒型复合材料对水中Zn~(2+)的吸附行为。结果表明,煅烧温度为550℃时,所制复合材料孔隙结构发达且抗压强度高、吸附性能好;吸附过程符合拟二级动力学,等温吸附实验数据符合Langmuir模型,复合材料对Zn~(2+)的最大吸附量可达99.01mg·g-1;吸附速率的主要控制步骤为颗粒内扩散,此外,吸附过程中同时存在离子交换和化学沉淀。     

凹凸棒土负载纳米Fe/Ni的制备及其去除水中Zn(Ⅱ)性能研究

采用液相还原法制备以凹凸棒土为载体的纳米双金属Fe/Ni复合材料,通过Zn(Ⅱ)静态吸附试验,确定了除Zn(Ⅱ)效果最佳的Fe/Ni@ATP复合材料,即纳米铁与凹凸棒土的负载比为1∶2、Fe/Ni双金属中Ni掺杂比为2%,并考察了Zn(Ⅱ)初始浓度、pH及环境温度对该复合材料去除水中Zn(Ⅱ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载和掺杂Ni改性以后,Fe/Ni@ATP复合材料的Zn(Ⅱ)去除率显著提高,颗粒团聚状况得到改善,比表面积明显增加。在实验条件范围内,较高的溶液pH值、环境温度以及较低的Zn(Ⅱ)初始浓度均有利于Fe/Ni@ATP复合材料对Zn(Ⅱ)的去除。该过程符合Langmuir吸附等温模型,吸附机理为零价铁表面氧化物与Zn(Ⅱ)的配合作用,此外,水中Zn(Ⅱ)也可以通过生成Zn(OH)_2沉淀的形式去除。     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁的制备及其去除水中As(III)性能研究

以凹凸棒土为载体,结合硫化改性方法制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,通过As(III)静态吸附试验,确定了去除As(III)效果最佳的S-nZVI@ATP复合材料制备条件:nZVI/ATP质量比为2∶1、以Na2S2O3为硫化剂、S/Fe摩尔比为1∶4,并考察了As(III)溶液初始pH、溶解氧浓度及环境温度对该复合材料去除水中As(III)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载及硫化改性后,nZVI的颗粒团聚状况明显得到改善。在实验条件范围内,适中的溶液pH值、溶解氧浓度以及较高的环境温度均有利于S-nZVI@ATP复合材料对As(III)的去除,该吸附过程为吸热反应,符合拟二级动力学模型,外扩散阶段主要受环境温度影响,吸附过程由颗粒内扩散和膜扩散共同控制。     

凹凸棒土负载硫化纳米零价铁的制备及其去除水中As(Ⅲ)性能研究

以凹凸棒土为载体,结合硫化改性方法制备了凹凸棒土负载硫化纳米零价铁(S-nZVI@ATP)复合材料,通过As(Ⅲ)静态吸附试验,确定了去除As(Ⅲ)效果最佳的S-nZVI@ATP复合材料制备条件:nZVI/ATP质量比为2∶1、以Na_2S_2O_3为硫化剂、S/Fe摩尔比为1∶4,并考察了As(Ⅲ)溶液初始pH、溶解氧浓度及环境温度对该复合材料去除水中As(Ⅲ)效果的影响。结果表明,经过凹凸棒土负载及硫化改性后,nZVI的颗粒团聚状况明显得到改善。在实验条件范围内,适中的溶液pH值、溶解氧浓度以及较高的环境温度均有利于S-nZVI@ATP复合材料对As(Ⅲ)的去除,该吸附过程为吸热反应,符合拟二级动力学模型,外扩散阶段主要受环境温度影响,吸附过程由颗粒内扩散和膜扩散共同控制。     

氧化石墨烯/膨润土吸附U（VI）的性能

摘要：以氧化石墨烯（GO）、膨润土（Bent）为原料,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,利用超声混合法合成了氧化石墨烯/膨润土复合材料（GO/Bent）。通过静态吸附试验,探讨了pH、投加量、吸附时间、初始浓度对GO/Bent吸附U（VI）的影响。试验结果表明,当pH值为6,GO/Bent投加量为0.2g/L,U（VI）的初始浓度为10mg/L,吸附效果达到最好,吸附过程符合Langmuir等温模型和准二级动力学方程。XRD、SEM、EDS分析表明,GO/Bent合成成功,活性位点丰富,离子交换参与了吸附反应。     

SBA-15/凹凸棒土/活性炭复合材料在光催化降解亚甲基蓝中的吸附性能

探讨SBA-15/凹凸棒土/活性炭复合材料在光催化降解亚甲基蓝中的吸附性能.采用超声和马弗炉煅烧制备凹凸棒土/SBA-15复合材料,凹凸棒土与SBA-15的混合比例为60%,煅烧温度为500℃,煅烧时长为2h,SBA-15/凹凸棒土/活性炭复合材料吸附性最佳.     

Enhanced Adsorption of Methyl Orange onto Self-assembled Hydrogel with Anatase Titania Nanotube and Graphene

A novel composites hydrogel adsorbent was facilely synthesized for efficient removal of acid dyes from aqueous solution.The composite hydrogel consisting of TiO_2 nanotubes(TN) and graphene oxide(GO)(H-TN-GO) was characterized by BrunauerEmmett-Teller(BET),transmission electron microscope(TEM),scanning electron microscope(SEM),Raman spectra and X-ray photoelectron spectroscope(XPS).Experimental results elucidated that columnar hydrogel could be tunably prepared with self-assembly by adjusting the proportion of GO/TN,mixing time and pH.The properties of adsorption and regeneration on methyl orange(MO)onto H-TN-GO were investigated respectively.The maximal adsorption capacity of H-TN-GO for MO reached 933.8 and 513.7mg/g under the pH of 4.0 and 6.8,respectively.The adsorption capacity of MO reached the maximum when pH was equivalent to4.0,which attributed to increasing electrostatic attraction.Besides,the adsorption behavior was fitted reasonably better with Freundlich isotherm model than Langmuir model;the adsorption speed was rapid and the removal ratio almost reached 99.5% when the concentration of MO was less than 100 mg/L.After the used adsorbent was irradiated with the ultraviolet ray of 500 W for 3 h,its adsorption capacity could be recovered without significant loss.     

Adsorption of Cd(II) from acidic aqueous solutions by tourmaline as a novel material

Batch experiments were conducted to investigate the behavior and mechanisms for the adsorption of Cd(Ⅱ) from aqueous solutions by tourmaline under acidic conditions. The results indicated that the adsorption of Cd(Ⅱ) significantly depend on the adsorption time, temperature, and the initial concentration of the metal ion. Furthermore, tourmaline had a very good adsorption capacity for Cd(Ⅱ) in acidic, neutral and alkaline aqueous solutions. This good adsorption capacity is attributed to the observation that tourmaline can automatically adjust the pH values of acidic (except pH 2.0 and 3.0), neutral or alkaline aqueous solutions to 6.4. Specifically, the removal capacity for Cd(Ⅱ) was higher at strongly acidic pH values (in contrast to industrial wastewater pH values) compared to that obtained for other types of adsorbents. Furthermore, the results obtained in this study showed good fits to the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. However, the Langmuir model fit better than the Freundlich model. The maximum uptake of Cd(Ⅱ) by tourmaline was 31.77, 33.11 and 40.16 mg/g at pH 4.0 at 15, 25 and 35°C, respectively. Therefore, tourmaline is an effective adsorbent for the removal of Cd(Ⅱ) from acidic aqueous solutions. In addition, the kinetics for the Cd(Ⅱ) adsorption by tourmaline closely followed the pseudo-second-order model. The thermodynamic parameters indicated that adsorption was feasible, spontaneous, and endothermic. Furthermore, the pH variation after adsorption, ζ-potential, metal ions desorbed and released, and FT-IR analysis indicated that the physisorption and chemisorption mechanisms of tourmaline for heavy metals. These mechanisms included water that was automatically polarized by tourmaline, the ion exchange process, and electropolar adsorption. Among the mechanisms, the automatic polarization of water caused by tourmaline is a unique adsorption mechanism for tourmaline.     

聚氨酯复合物对鲍鱼多糖中重金属离子的吸附

为了脱除鲍鱼多糖中的Hg(II)、Pb(II)、Cd(II),利用廉价、易得的贝壳粉（oyster shell,OS）功能化聚氨酯泡沫（polyurethane,PU）,得到吸附重金属离子的复合材料PU/OS;利用火焰原子吸收光谱法,研究OS添加量、pH值、吸附时间对PU/OS吸附重金属离子的影响,并结合吸附动力学和吸附等温曲线探讨了吸附机理。结果表明,在温度为45 ℃、pH=5.0、平衡时间为180 min的吸附条件下,PU/OS对Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的最大吸附容量分别达到54.62,57.80,82.64 mg/g,吸附遵循准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,吸附过程为单分子层吸附。利用PU/OS处理鲍鱼多糖后,PU/OS对Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的脱除率分别为59.61%,73.17%,85.71%,对其中的多糖、氨基态氮、蛋白质的保存率分别为83.66%,72.50%,83.21%。结果说明,PU/OS可有效降低鲍鱼多糖中Hg(II)、Pb(II)、Cd(II)的残留量,保障鲍鱼多糖的食用安全性。     

褐藻海带生物质残渣对水中Pd（Ⅱ）的吸附研究

用乙醇处理褐藻海带得到其生物质残渣（Residue of Laminaria japonica,简称ROLJ）,探讨了ROLJ对水溶液中Pd(Ⅱ)的吸附性能.实验考察了溶液pH、接触时间、温度和初始Pd(Ⅱ)浓度等因素对吸附效果的影响,并探讨了ROLJ对Pd(Ⅱ)的吸附动力学及等温吸附特性.结果表明:在pH为3～4范围内,吸附效果最好;吸附平衡时间为80min;吸附动力学符合伪二级动力学模型;Langmuir等温吸附方程能较好地描述Pd(Ⅱ)在ROLJ上的吸附特性,303 K 时ROLJ对Pd(Ⅱ)静态饱和吸附容量为294.12mg/g.热力学分析结果表明,实验条件下ROLJ对Pd(Ⅱ)的吸附反应是自发、吸热和熵值增加的过程.用0.1M HCl+5%硫脲溶液可洗脱回收Pd(Ⅱ),ROLJ是一种有应用前景的钯吸附回收材料.     

自然水体生物膜胞外多糖吸附铅和镉的研究

采用长春南湖水中优势菌种胞外多糖分别对Pb²⁺和Cd²⁺进行吸附实验, 从离子浓度、 温度、 时间、 pH值、 铅镉共存等方面对其吸附规律进行了初步研究, 结果表明, Langmuir和Freundlich方程均可描述自然水体生物膜胞外多糖吸附 Pb²⁺和Cd²⁺的热力学过程. 胞外多糖吸附Pb²⁺和Cd²⁺的动力学吸附特征符合Langmuir-Hinshelwood方程的一级反 应模式.Cd²⁺干扰胞外多糖对Pb²⁺的吸附, Pb²⁺也干扰胞外多糖对Cd²⁺的吸附.     

大豆秸秆生物炭对废水中Ni(II)的吸附性能

为了能以更有效更经济的方法去除废水中的Ni(Ⅱ),选用成本低廉的大豆秸秆制备生物炭作为吸附剂,研究了炭化温度、溶液pH、吸附剂投加量、溶液温度、Cd(Ⅱ)质量浓度对吸附效果的影响,得到了最佳的吸附条件,开拓了去除重金属镍的新方法,同时研究了生物炭对Ni(Ⅱ)的吸附动力学和吸附等温线。实验表明,大豆秸秆生物炭对Ni(Ⅱ)有较好的吸附性能,Ni(Ⅱ)质量浓度为20mg/L,炭化温度为500℃,pH为7,投加量为0.2g,室温为25℃,Cd(Ⅱ)质量浓度为0为最佳吸附条件。吸附反应符合准二级动力学方程。吸附等温线符合Langmuir模型,25℃时饱和吸附量为14.38mg/L。扫描电镜分析显示,炭化使得秸秆孔道结构增多,表面粗糙程度加剧,比表面积增大,从而提高了吸附性能。     

MgCl2改性橘子皮对水溶液中镉镍的吸附性能

以橘子皮(OP)为原料通过MgCl2改性制备新型橘子皮吸附剂MgOP.考察溶液pH、固液比、温度、吸附时间和金属离子质量浓度对其从水溶液中吸附Cd2+和Ni2+的吸附性能的影响.采用扫描电镜及红外光谱仪对吸附剂进行表征.MgOP对2种金属离子的吸附率随pH和固液比的增大而增大;温度对吸附率的影响较小;吸附速度很快,能在20 min内达到吸附平衡.MgOP对Cd2+和Ni2+的吸附动力学均符合准二级动力学方程;MgOP对Cd2+和Ni2+的的Langmuir最大吸附量分别为125.47和44.58mg/g.     

利用蒸汽加压混凝土废料去除废水中的Cd(II)

蒸汽加压混凝土废料（AACW）是一种建材工业的废弃物,主要成分中含钙、铝、铁的氧化物,同时由于材料经过发泡具有较大的比表面积.本文以该废料研磨加工的粉末作为吸附剂,研究了废料对中3mg/L含Cd2+废水的去除效果.通过XRF,SEM,XRD手段探究了AACW的结构和性能,并研究了该材料在不同反应条件下对低浓度Cd2+的吸附性能.结果表明,当投加量为10 g/L,吸附时间为90 min时,Cd2+的去除率可达到97%.吸附反应符合Langmuir方程和拟二级动力学方程,且吸附过程中同时存在着物理吸附和化学吸附的机理.此外,AACW对工业污水中Cu 2+、 Pb2+和Zn2+等其它重金属离子表现出广泛的去除效果. 从建筑行业回收的AACW可以作为一种有应用前景的低成本吸附剂去除水溶液中的有毒重金属.     

澳洲坚果壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能

研究了澳洲坚果壳活性炭对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附特性.结果显示:该活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附受pH值、振荡时间、温度等影响,且Langmuir等温方程和Freundlich等温方程都能很好地描述澳洲坚果壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附,其吸附主要为单分子层的物理吸附.