丙烯酰胺/蒙脱土嵌入及聚合机理的研究

利用Co60 γ -射线辐射引发聚合的方法制备高分子复合吸水材料 (SAPC) ,研究丙烯酰胺 /蒙脱土层间吸附嵌入及聚合机理 ,并对复合吸水材料的结构和性能予以解析 .用质量分数为 4 %和 2 0 %的丙烯酰胺水溶液制备的丙烯酰胺 /蒙脱土嵌入复合物 ,层间扩展距离分别为 1 5nm和 2 0nm ,对应于丙烯酰胺分子的单分子层和双分子层吸附 ,辐射聚合后的嵌入复合物较蒙脱土的吸水倍数显著提高 .结果表明 ,丙烯酰胺是以其分子平面垂直于硅酸盐的层片方向嵌入 ,聚合后 ,蒙脱土的存在使嵌入聚合物由水溶性向水膨性的转化     

苯乙烯在蒙脱土上的接枝共聚合研究

通过离子交换反应,将甲基丙为惭基在氯化铵嵌入蒙脱土晶层之间。研究发现,在Ｎ,Ｎ－二甲基甲酰胺溶剂中苯乙烯能够与改性蒙脱土进行聚合反应,但聚苯乙烯不是嵌入脱土的层间,而是通过离子吸附接枝在蒙脱土晶层上。     

有机蒙脱土的制备及对苯胺废液的吸附性能

以信阳上天梯矿膨润土为原料,经过钠化改型处理后,用十六烷基三甲基溴化铵进行有机改性,制得有机蒙脱土,利用正交试验研究有机蒙脱土对苯胺的吸附性能.结果表明,对于质量浓度为20 mg/L的苯胺溶液,在温度40 ℃、吸附时间50 min、有机蒙脱土投加量80 g/L、溶液pH值7的条件下,对苯胺的脱除率可达84.2%.吸附等温曲线符合Freundlich方程.     

有机蒙脱土对百菌清废水的吸附作用

以钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进行有机改性,制得有机蒙脱土.研究了有机蒙脱土对有机氯农药百菌清废水的吸附性能,考察了溶液pH、温度、吸附时间以及有机蒙脱土用量对吸附率的影响.结果表明:百菌清溶液浓度为0.30 g/L、蒙脱土用量为10 g/L、pH为7、温度25℃、吸附时间为30min时,百菌清的脱除率可达82%.     

有机蒙脱土对百菌清废水的吸附作用

以钠基膨润土为原料,用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进行有机改性,制得有机蒙脱土.研究了有机蒙脱土对有机氯农药百菌清废水的吸附性能,考察了溶液pH、温度、吸附时间以及有机蒙脱土用量对吸附率的影响.结果表明:百菌清溶液浓度为0.30 g/L、蒙脱土用量为10 g/L、pH为7、温度25℃、吸附时间为30min时,百菌清的脱除率可达82%.     

有机铵盐改性蒙脱土、海泡石吸附去除水中苯、甲苯和乙苯等污染物的研究

本文用两种有机铵——十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十六烷基吡啶(CPB)与两种粘土——蒙脱土和海泡石进行反应,使有机铵阳离子取代粘土中阳离子,形成有机改性粘土。用此改性粘土作为吸附剂去除水中苯、甲苯和乙苯三种污染物,静态吸附实验的平衡时间为2h,吸附容量约为5～10mg/g(平衡浓度以10ppm计),远远大于粘土原土的吸附容量。获得这样效果的主要原因是有机铵的脂肪链端改变了粘土的亲水性能,使得粘土表面憎水。同时X衍射实验数据还显示了粘土层间间距因有机铵的嵌入而大幅度撑开,被吸附的有机物分子进入粘土层间又使得其层间间距进一步增大。这表明改性粘土吸附水中有机污染物的机理包括两个方面:一是改性粘土利用有机铵的非极性脂肪链端萃取有机物分子;二是粘土层间对有机物的进一步吸附。     

乳液聚合法制备聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土嵌入混杂材料

利用蒙脱土能够均匀分散在水中的特点 ,用乳液聚合的方法制备聚甲基丙烯酸甲酯 (PMMA) /蒙脱土嵌入混杂材料。嵌入混杂材料用热甲苯进行萃取并用XRD、IR、DSC、TG等方法对嵌入混杂材料进行分析。结果表明,PMMA嵌入蒙脱土层间,二者之间存在较强的相互作用,嵌入的PMMA分子不能被萃取出来;嵌入混杂材料的玻璃化转变温度和热分解温度比纯PMMA均有明显提高。     

层状铝硅酸盐材料蒙脱土的吸附行为研究

在25~70℃的范围,进行了层状硅酸盐材料蒙脱土(MMT)对十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,溶液浓度c为0.004~0.016mol/L)吸附行为的试验与研究,用紫外可见分光光度计(UV)TU-1800SPC测定了溶液的浓度和吸附量。结果表明:蒙脱土对于稀CTAB溶液的室温吸附行为符合Freundlish关系,其平衡吸附量Г=11.75c2.25mol/g;吸附过程为三级反应,1/(2c2)与吸附时间t呈良好的线性关系;蒙脱土对于CTAB的吸附在较低温度下即能迅速进行,其反应速率k具有负的温度系数特征.     

PDADMAC改性蒙脱土制备硝酸根吸附剂

硝酸根因其电负性强、水溶性大,难以形成沉淀,因而难以被快速吸附去除,通过化学改性增加吸附剂表面正电性可增强硝酸根吸附。用聚二甲基二烯丙基氯化铵(poly dimethyl diallyl ammonium chloride, PDADMAC)对蒙脱土进行改性,成功将PDADMAC负载在蒙脱土表面;通过对改性前后蒙脱土(Mt)进行表征,对比分析吸附机制。结果表明：改性后蒙脱土(PDM-Mt)的季胺氮含量增加,表面电势大幅提高;PDM-Mt对NO^-₃-N的吸附量在pH=7时为3.07 mg/g,相比改性前提升了86%;吸附过程符合准二级动力学模型以及Langmuir吸附等温模型,即主要是单分子层化学吸附;PDM-Mt对NO^-₃-N吸附过程在4 h内达到平衡,在pH值为5～7时有明显吸附效果;重复5次吸附后吸附量下降了21%,具有较高的可循环利用性。由此可见,PDADMAC具有作为改性剂促进硝酸根吸附的潜力。     

苄基三甲基氯化铵改性蒙脱土对甲基橙的吸附研究

为提高蒙脱土的层间距和表面亲油性,用苄基三甲基氯化铵(BTMA)对蒙脱土原土进行改性,制备了苄基三甲基氯化铵交联蒙脱土(BTMA-PILCs).用X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)和热分析(TG-DTA)技术对BTMA-PILCs进行结构表征,考察了不同条件下BTMA-PILCs对甲基橙的吸附性能,计算得到了几个热力学参数.结果表明:BT-MA-PILC对甲基橙的吸附是一个非自发的、放热的物理过程,其吸附行为符合B ingham速率方程和D-R(Dubinin-Radushkevich)吸附等温式所描述的规律,40℃下BTMA-2.0-PILC的饱和吸附量为2.0 mg.g-1.     

天然沸石在高温氨氮废水中的吸附特性研究

采用天然沸石颗粒处理模拟氨氮废水,对比研究了常温和中高温下沸石吸附效果的差异,探讨了高温下吸附过程的热力学,并优化了高温下沸石吸附氨氮废水的操作工艺。研究结果表明：天然沸石适合处理高温氨氮废水;氨氮在天然沸石颗粒上的等温吸附符合Freundlich等温吸附模型,达到极显著相关（R²>0.99）;在50℃以上的高温氨氮废水中,沸石用量在40~50g/L,沸石粒径为1~2mm,搅拌转速为400~800r/min,pH值维持在5~8之内,此时沸石的氨氮吸附质量比达到2.0mg/g以上。     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。     

发酵秸秆吸附水中重金属离子性能研究

 生物吸附法是一种新兴的废水处理方法,高效廉价生物吸附剂的研发是生物吸附技术研究的关键之一。以甜高粱秸秆发酵产乙醇残渣（FSSR）为吸附剂,研究了其对Pb（Ⅱ）的吸附特性。研究结果表明,FSSR对Pb（Ⅱ）的吸附过程符合拟二级动力学模型,吸附过程是化学吸附过程。发酵后材料对Pb（Ⅱ）的吸附容量有显著提高,平衡时吸附容量由3.32 mg/g提高到6.92 mg/g。当温度由10℃升高到40℃时,FSSR对Pb（Ⅱ）最大吸附容量由5.92 mg/g提高到7.23 mg/g,等温吸附过程符合Langmuir模型。多元体系中FSSR对离子的选择性为Pb（Ⅱ）> Cu（Ⅱ）> Zn（Ⅱ）。发酵后材料有更多的活性官能团裸露在材料的表面,为吸附反应的发生提供了有利的条件,可以提高材料对金属离子的吸附容量。     

废茶渣对Cr(Ⅵ)的等温吸附模型研究

在废茶渣量1.5 g、pH 5.5、温度25℃、吸附时间2 h条件下,研究了不同Cr(Ⅵ)初始浓度为24 mg/L、40 mg/L、64mg/L、96 mg/L、120 mg/L、160 mg/L下的废茶渣对Cr(Ⅳ)的等温吸附曲线。Langmuir和Freundlich等温吸附模型都可以描述茶渣对Cr(Ⅵ)的吸附行为。但Freundlich等温吸附模型符合得更好。吸附过程中最大饱和吸附量为4.27 mg/g。吸附是优惠吸附过程。     

壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附性能

先以天然鳞片石墨为原料,硝酸与磷酸为插层剂,高锰酸钾为氧化剂制备膨胀石墨,再与壳聚糖按一定的配比制备壳聚糖/膨胀石墨复合吸附剂;利用Fourier变换红外光谱（FT-IR)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对壳聚糖/膨胀石墨进行表征;以壳聚糖/膨胀石墨为吸附剂,对刚果红废水进行吸附,考察壳聚糖/膨胀石墨的配比、吸附剂用量、刚果红质量浓度、吸附时间对吸附效果的影响. 实验结果表明：壳聚糖已与膨胀石墨成功结合;当m（膨胀石墨）∶m（壳聚糖）= 3∶1、吸附剂用量为1.75 g/L、刚果红质量浓度为250 mg/L、在室温下吸附40 min时,吸附效果最好;吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程;实验数据与Langmuir等温吸附模型拟合度更好,壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附过程为单分子层吸附.     

壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附性能

先以天然鳞片石墨为原料，硝酸与磷酸为插层剂，高锰酸钾为氧化剂制备膨胀石墨，再与壳聚糖按一定的配比制备壳聚糖/膨胀石墨复合吸附剂；利用Fourier变换红外光谱（FT-IR)、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）对壳聚糖/膨胀石墨进行表征；以壳聚糖/膨胀石墨为吸附剂，对刚果红废水进行吸附，考察壳聚糖/膨胀石墨的配比、吸附剂用量、刚果红质量浓度、吸附时间对吸附效果的影响. 实验结果表明：壳聚糖已与膨胀石墨成功结合；当m（膨胀石墨）∶m（壳聚糖）= 3∶1、吸附剂用量为1.75 g/L、刚果红质量浓度为250 mg/L、在室温下吸附40 min时，吸附效果最好；吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程；实验数据与Langmuir等温吸附模型拟合度更好，壳聚糖/膨胀石墨对刚果红的吸附过程为单分子层吸附.     

化学活化法制备酚醛基活性炭纤维及其吸附性能

以酚醛纤维为原料、KOH为活化剂,采用化学活化法制备酚醛基活性炭纤维（PACF）,并以亚甲基蓝（MB）染料溶液作为吸附对象,对其吸附性能和吸附机理进行研究,同时采用扫描电子显微镜和比表面积及孔隙度分析仪对其微观形貌和比表面积及孔结构进行分析。结果表明：所制备的PACF得率高达47.01%,比表面积为1 378.48 m2/g,总孔容为0.60 cm3/g,平均孔径为1.52 nm,微孔率为90.62%,是一种以微孔为主的多孔性高吸附材料。当MB染料溶液的初始质量浓度为300 mg/L、pH为5时,最有利于PACF对其吸附,此时吸附量高达468.52 mg/g。吸附平衡和吸附动力学研究表明：PACF对MB染料溶液的吸附过程更符合Langmuir等温线模型和准二级动力学模型。此外,颗粒内扩散模型分析表明：外扩散和粒子内扩散都是PACF对MB染料分子吸附过程速率的控制步骤。     

2-Steps Preparation Activated Carbon from Solidago Canadensis: Carbonized by Electrial heating and Activated by Microwave Radiation

The activated carbon(AC)was prepared from Solidago Canadensis(SC),an alien invasive plant.The plant was firstly carbonized under nitrogen at 400 ℃ for 90 min in an electrical furnace,and then the carbonized product was activated with KOH through microwave radiation.Effects of KOH/C ratio,microwave power,microwave radiation time on the adsorption capacities and yield of AC were evaluated.It indicated that the optimum conditions were KOH/C ratio 2 g/g,microwave power 700 W,and microwave radiation time 6 min.The carbonation process of SC was analyzed by thermogravimetry(TG).The pore structural parameters and surface functional groups of the AC were characterized by nitrogen adsorption-desorption and Fourier Transformed Infrared Spectroscopy(FTIR),respectively.The activation yield,the surface area,the average pore size,and the average micropore size of AC prepared from optimum conditions were 53.75%,1 888 m2/g,0.567 nm,and 0.488 nm,respectively.The adsorption amounts of AC were 302.4 mg/g for methylene blue and 1 470.27 mg/g for iodine.     

核桃壳真空化学活化制备活性炭

采用真空化学活化法,以核桃壳为原料,氯化锌为活化剂制备活性炭,探讨体系压力、活化温度、浸渍比对活性炭比表面积、孔径分布、碘值和亚甲基蓝值以及表面性质的影响。研究结果表明,30 kPa时制备的活性炭其比表面积和总孔体积比常压条件时分别提高了27%和25%;在低压条件下有利于微孔的形成,在高浸渍比的条件下有利于中孔的形成。在体系压力为30 kPa,活化温度为450℃,浸渍比为2.0时,所得活性炭的BET比表面积为1 800 m2/g,总孔体积为1.176 cm3/g,等电点为9.15,碘吸附量为1 050 mg/g,亚甲基蓝吸附量为315 mg/g。     

酸碱改性活性炭吸附水中乙酰水杨酸的行为与机理

采用硝酸(HNO_3)和氢氧化钠(Na OH)对活性炭表面进行改性,并考察其对乙酰水杨酸(ASP)的吸附性能。借助傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对改性活性炭结构特性进行表征,考察孔隙结构和官能团与吸附性能的关系,推断改性活性炭中对ASP起主要作用的官能团是含氧官能团。结果表明,两种改性活性炭对ASP均有良好的吸附效果;与Freundlich方程相比,吸附过程更适合用Langmuir方程来进行描述;也表明了活性炭对ASP的吸附属于单分子层吸附。改性后活性炭的最大吸附量可达到96.129 8 mg/g,且吸附过程更符合二级动力学方程。