夏威夷果壳活性炭的制备及U(VI)去除机理研究

研究以氢氧化钾(KOH)为改性剂制备夏威夷果壳活性炭去除U(VI)。除铀机理为吸附剂活化过程中增加了醚基、羰基、羧基的含量和比表面积,实验最大吸附量为9.63 mg/g、去除率94.6%。动力学分析表明吸附过程化学吸附优于物理吸附,吸附等温线分析表明吸附过程既有单分子层吸附又有多层吸附且反应容易进行,热力学分析表明吸附过程是自发的吸热反应。     

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.     

吡啶在Mo-Mo_2C(001)表面吸附的密度泛函理论研究

以量子化学理论为基础,以周期性平板模型为模拟表面,采用GGA/RPBE方法研究了吡啶分子在Mo_2C(001)表面的吸附特性.研究结果表明吡啶分子在Mo-Mo2C(001)表面上存在两种稳定的吸附构型:平行吸附和垂直吸附.其最稳定吸附构型为平行吸附.吸附能、几何结构参数及Mulliken电荷布局分析表明吡啶分子平行吸附情况下其环状结构受到了较大的影响,在后续的加氢过程中更为有利.而在垂直吸附情况下,吡啶分子在吸附前后的形变较小.     

吸附Ni(Ⅱ)对AECTS热分解行为的影响

通过FTIR、WXRD、TGA、DTA等测试手段,详细研究了吸附Ni(Ⅱ)给交联壳聚糖微球树脂(AECTS)的结构与性能带来的变化.结果表明,AECTS对Ni(Ⅱ)的吸附导致AECTS结构和性能发生显著变化.红外分析表明Ni(Ⅱ)以配位键的形式吸附于AECTS,使AECTS上氨基的伸缩振动、变形振动以及羟基的变形振动等发生明显变化.由于交联,壳聚糖的结晶结构发生明显破坏,Ni(Ⅱ)可以通过非晶区扩散到晶区,从而使AECTS的结晶结构进一步被破坏.热分析表明AECTS-Ni(Ⅱ)的特征失重温度在350 ℃附近,表现为吸热过程;而AECTS的特征失重温度在280 ℃附近,表现为放热过程.另外吸附Ni(Ⅱ) 使AECTS在空气条件下的燃烧温度由原来的450 ℃左右提高到500 ℃,同时大大提高了燃烧放热量.     

HCOOH在电极Pd(110)表面电吸附的密度泛函研究

采用密度泛函理论和周期平板模型相结合方法,对HCOOH分子在Pd(110)表面bridge,bidentate和unidentate三种形态吸附位进行吸附结构、Mulliken布居和振动频率等性质的计算;计算结果表明HCOOH在金属态表面bidentate为最稳定的吸附位,电极表面unidentate为最稳吸附位;HCOOH在电极表面的吸附远大于金属态表面的吸附能,表明电化学反应比普通化学反应容易进行.电极表面吸附的结构和频率分析显示,吸附过程中O—H、C—H键均伸长,v(O—H)键和v(C—H)振动频率均发生明显红移,表明H原子在吸附过程中容易断裂,脱离HCOOH分子.Mulliken电荷布居分析表明在电吸附过程中电子由HCOOH分子向Pd(110)表面进行转移,有利于电催化反应进行.     

灭活面包酵母菌对水溶液中镉离子的吸附特性

以灭活面包酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)作为生物吸附剂,研究了初始液相pH值、吸附剂质量浓度ρa、Cd~(2+)初始质量浓度ρ0等因素对面包酵母菌吸附Cd~(2+)过程的影响,并进行吸附动力学、等温吸附和SEM/EDS分析.结果表明,较佳吸附条件:pH=4.5~7.0,ρa=4.0~6.0g/L,ρ0=112.4~224.8mg/L.吸附动力学分析表明面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附是一个快速反应的过程,吸附过程可用准二级动力学模型来描述.等温吸附结果较好地符合Langmuir和Freundlich吸附模型.SEM/EDS分析发现,大量的Cd~(2+)被吸附在细胞表面,这说明灭活面包酵母菌对Cd~(2+)的吸附效果较好.     

工业废渣基复合除磷材料的吸附动力学及热力学分析

以自行开发的高效复合除磷材料(EPRC)为对象,对在不同初始磷浓度、不同温度下的吸附除磷动力学过程进行了分析.结果表明,一级和准二级动力学模型均可较好地反映不同初始浓度下的等温吸附动力学,一级的相关系数略大于二级,可更准确地描述吸附过程.热力学分析表明,在不同温度下,EPRC对磷的吸附焓变均为正值,为吸热过程,且其最小值大干40 kJ/mol;平均吸附能E的能量范围为8～16 kJ/mol.表明该吸附属化学吸附.EPRC在高温下容易吸附磷,反应的△G~O为负值,该过程是自发进行的,其表观活化能小于100 kJ/mol.     

改性荔枝壳对废水中Cu(Ⅱ)的吸附性能

采用Na OH浸泡的方法制备荔枝壳吸附剂,考察了初始Cu(Ⅱ)质量浓度、荔枝壳用量、p H值和吸附温度对Cu(Ⅱ)的吸附量及去除率的影响.动力学和热力学研究结果发现,该吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线.从电镜图片可以看到,荔枝壳吸附后表面开裂变得更加粗糙,说明荔枝壳在吸附铜离子后,其化学结构受到破坏.红外光谱分析表明荔枝壳吸附铜离子的主要基团可能为羟基和酰胺基,XRD分析发现吸附后的衍射峰比吸附前的峰要尖锐,说明荔枝壳吸附铜离子后结晶性增强.     

腐殖土对废水中Cu2+的吸附

研究了腐殖土对废水中Cu2+的吸附,并考察了吸附时间、Cu2+的初始浓度、腐殖土投加量、初始pH值和温度等因素对吸附过程的影响.通过吸附动力学、吸附等温线和红外光谱(FTIR)等方法探讨了吸附机理.试验条件下,单位腐殖土对Cu2+的吸附量随时间的延长而增加直至达到吸附平衡,随Cu2+的初始浓度增大和初始pH值的上升而增加,随腐殖土投加量的增加而减少,吸附过程温度的影响不显著.腐殖土吸附Cu2+的过程符合Lagergren准二级吸附速率方程和Freundlieh吸附等温方程,吸附过程以化学吸附为主,红外光谱分析表明,参与吸附的主要基团是羟基和芳香基等化学基团.     

氧化石墨烯/膨润土复合材料对废水中铀(Ⅵ)的吸附试验研究

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p H、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p H为6、GO/Bent投加量为0.2 g/L、U(VI)的初始浓度为10 mg/L时、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。     

Sb(Ⅲ)在高岭土表面的吸附及氧化?

研究了Sb(Ⅲ)在高岭土表面的吸附及氧化.研究结果表明Sb(Ⅲ)在高岭土表面的吸附反应为快速反应.吸附在高岭土表面的Sb(Ⅲ)易被氧化为Sb(V),一部分Sb(V)会从高岭土表面解吸进入溶液中.溶液的pH值对Sb(V)的解吸有显著的影响,且pH越高,Sb(V)越容易从高岭土表面解吸.吸附前后高岭土样品的X-射线光电子能谱(XPS)的分析表明,高岭土表面的≡Al—OH、≡Mg—OH及≡Si—OH基团参与了Sb的吸附.     

赤泥-海藻酸钠水凝胶对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以赤泥和海藻酸钠为原料，采用交联反应的方法制备赤泥-海藻酸钠水凝胶(RMSA)。通过批量实验考察溶液初始pH、吸附温度、吸附时间、初始浓度以及多元重金属体系对RMSA吸附Pb(Ⅱ)效果的影响，并结合XRD、FTIR和SEM-EDS表征分析，研究其对Pb(Ⅱ)的吸附特性。实验结果表明，拟二级动力学吸附模型和Langmuir吸附等温模型能够更好地描述RMSA对Pb(Ⅱ)的吸附过程，该吸附过程属于单分子层化学吸附。在pH=6,温度为25℃,吸附时间为900 min, Pb(Ⅱ)初始浓度为30～900 mg/L的最佳条件下，RMSA对Pb(Ⅱ)的最大理论吸附量为454.54 mg/g。RMSA在多元重金属体系吸附实验中对Pb(Ⅱ)的吸附更具选择性。分析表明，离子交换是RMSA吸附Pb(Ⅱ)的主要机理。此外，RMSA经过5次循环实验仍能保持较高的吸附性能，在经济适用性方面具有较好的应用前景。     

溴代十六烷基吡啶改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除作用

以溴代十六烷基吡啶改性沸石为吸附分离材料,研究了其对水中Cr(Ⅵ)去除率的影响和吸附等温线以及吸附机理.结果表明,在改性沸石粒度为0.25～0.38mm、用量30g.L-1、溶液pH=6、25℃的条件下振荡吸附30min,水中Cr(Ⅵ)的去除率达到93%以上.改性沸石对水中Cr(VI)的吸附符合Langmuir等温吸附线,对Cr(Ⅵ)的饱和吸附量每100g改性沸石达到36.78mg.X射线衍射分析表明,改性沸石结构中吸附了溴代十六烷基吡啶分子基团C21H38NBr,红外光谱分析证明正是这一基团造成了改性沸石对水中Cr(Ⅵ)的吸附去除.     

胶质芽孢杆菌对重金属Cr(Ⅵ)的吸附

以胶质芽孢杆菌微生物吸附剂为研究对象,探究了其对模拟废水中铬的吸附。分析了pH、铬初始质量浓度、吸附时间以及吸附温度对吸附的影响,得出了最优吸附条件:细菌培养物添加量10%,铬初始质量浓度为20 mg/L,pH5.0,吸附温度为20℃,吸附时间20 min,此时吸附率高达82.9%,最大吸附量为257 mg/L。Langmuir吸附模型能够很好地解释吸附过程。傅里叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)分析表明:吸附重金属后,吸附剂表面官能团与表面结构发生了变化。     

金属有机框架材料UiO-66-(COOH)_2吸附去除染料废水中的亚甲基蓝和罗丹明B

为提高对废水中阳离子染料亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)的吸附性能,引入羧基基团,制备了表面带负电的金属有机框架材料UiO-66-(COOH)_2。对所得样品进行了X射线衍射图谱分析、扫描电镜形貌分析、N_2吸附脱附等温线分析、热重分析、傅里叶红外光谱分析。深入研究了UiO-66-(COOH)_2对废水中MB和RhB两种染料的吸附性能和吸附机理。结果表明:由于静电作用的影响,引入羧基基团后的UiO-66-(COOH)_2对MB和RhB的吸附性能均优于UiO-66的,分别超出32.4%和51.8%,且远高于活性炭吸附剂及其他羧基修饰材料的吸附量;UiO-66-(COOH)_2在pH为3～10的范围内均具有较好的吸附性能,具有较强的pH适应性;吸附等温线拟合分析表明,UiO-66-(COOH)_2对MB和RhB的吸附过程与Langmuir等温吸附模型吻合;吸附动力学拟合分析表明,UiO-66-(COOH)_2对MB和RhB的吸附过程与准二级动力学方程吻合;经3次吸脱附循环后,UiO-66-(COOH)_2对MB和RhB的吸附量分别减少了15.6%和22.5%,表明UiO-66-(COOH)_2具有可再生循环使用潜力。     

环糊精改性碳纳米管对铀的吸附性能

羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)与羧基化多壁碳纳米管(COOH-MWNTs)经过聚合反应,形成β-环糊精-碳纳米管(β-CDMWNTs)交聚复合材料。探究了在不同p H、反应时间、铀的初始浓度和吸附剂投加量条件下对铀的吸附能力。结果表明,p H为5、铀浓度为10 mg/L、β-CD-MWNTs吸附60 min后基本处于平衡状态,吸附容量高达18.36 mg/g。准二级动力学模型(R~20.999)和Langmuir等温模型(R20.996)均可拟合其对铀的吸附过程,饱和吸附容量为83.33 mg/g。采用TEM、SEM、EDS和FTIR分析表明,HP-β-CD已被接枝到MWNTs上,而在对铀的吸附过程中,—C=O、—C—O和—OH等基团发挥着重要的作用。     

表面印迹磁性壳聚糖对水溶液中钍离子的吸附行为

以壳聚糖为原料,纳米Fe3O4为磁性核心,钍离子为模板剂,环氧氯丙烷为交联剂合成表面印迹磁性壳聚糖(SI-MC).红外光谱和X射线能谱分析表明:钍成功地被吸附在SI-MC上.研究吸附剂用量、溶液pH值及振荡时间对吸附过程的影响,得到最佳工艺条件.吸附数据用Langmuir等温式拟合优于Freundlich等温式,最大吸附容量为95.2 mg· g-1.与拟一级动力学模型相比,拟二级动力学模型能更好地拟合本吸附过程.吸附在SI-MC上的钍,可采用1 mol·L-1的H2SO4溶液进行有效回收处理.     

海藻酸钠包裹纳米树脂材料新型吸附剂的制备及其对Au(Ⅲ)的吸附性能

利用海藻酸钠(SA)的亲水性质,将硫脲改性的间苯二酚甲醛硫脲(RFT)纳米材料包裹于SA凝胶中,制备了一种高效、稳定的新型复合吸附剂RFT-SA,研究该吸附剂对水溶液中Au(Ⅲ)的吸附性能.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线光电子能谱对RFT进行表征,研究pH、吸附时间、温度、Au(Ⅲ)初始质量浓度(ρ0)和竞争离子对Au(Ⅲ)吸附过程的影响,探讨吸附机理.结果表明,在溶液pH=3时, RFT-SA对Au(Ⅲ)的吸附效果最优,吸附量为238 mg/g(ρ0=20 mg/L,吸附率为97%, T=308 K).吸附过程符合Langmuir模型与准二级动力学速率方程,是自发进行的吸热过程.吸附体系主要为化学吸附,硫脲基团在吸附过程中起主要作用, Au(Ⅲ)在被吸附的同时被还原为Au(I)和Au(0).     

凹凸棒黏土负载Mg-Al类水滑石对Ni(Ⅱ)的吸附特性

研究凹凸棒黏土(ATP)负载Mg-Al类水滑石(Mg-Al-HTlc)对含Ni(Ⅱ)废水的吸附.考察pH值、投料量、吸附时间和温度对其吸附性能的影响,对吸附过程进行热力学和动力学研究.利用SEM、FT-IR和XRD等测试技术表征复合材料,分析该吸附过程存在的吸附机理.结果表明:该复合材料再生效果好,吸附过程符合Langmuir单分子层吸附,符合吸附动力学的物理扩散和化学反应,在pH=6.0,温度为50℃,初始浓度为150mg·L-1时,吸附容量最高可达80.94mg·g-1.     

GO/APT复合材料对水中Cd(II)的吸附研究

将氧化石墨烯(GO)与凹凸棒土(APT)通过插层化学的方法制备了氧化石墨烯/凹凸棒土(GO/APT)复合材料,并研究了其对水中Cd(II)的吸附性能,考察了pH值、温度、吸附时间和吸附剂的用量等因素对吸附性能的影响.研究结果表明:制备的GO/APT复合材料具有优异的吸附性能.在温度为298 K、pH值为7、t=24 h条件下,该复合材料对水中Cd(II)的最大吸附量为216.0 mg·g^-1,其吸附等温线符合Langmuir方程、吸附过程可用准1级动力学方程描述.吸附热力学研究表明该吸附过程属于自发吸热过程.与纯GO和APT粉末相比,GO/APT复合材料对水中的Cd(II)的吸附性能更好.