CNFs/CS对重金属离子的吸附性能研究

文章用冷冻干燥法制备纤维素纳米纤维/壳聚糖(cellulose nanofibers/chitosan, CNFs/CS)复合材料，并通过傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)仪和X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)仪对其进行表征，结果表明，CNFs/CS表面有丰富的官能团，如—NH₂、—COOH和—OH。通过批量吸附试验，对CNFs/CS去除废水中Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的条件进行优化，并对试验数据进行动力学模型和吸附等温模型拟合，结果表明，CNFs/CS对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附均符合拟二阶动力学模型和Langmuir等温模型，且其对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为181.81、187.89 mg/g;同时热力学分析结果表明，该吸附是自发的吸热过程。     

纤维素纳米晶对聚乙烯醇水凝胶吸附性能的影响

为了提高聚乙烯醇(PVA)水凝胶的吸附性能,本文通过冷冻-融化工艺制备了PVA/纤维素纳米晶(CNC)复合水凝胶.利用红外吸收光谱测试CNC的结构.PVA/CNC水凝胶的吸附性能结果证明:随着CNC含量的增加,PVA/CNC水凝胶的吸附容量显著增加.通过吸附动力学模型和等温吸附模型模拟可知,PVA/CNC水凝胶的吸附性能符合准二阶吸附动力学模型和Langmuir等温吸附模型.通过计算可知,当CNC含量为1wt%时,PVA/CNC水凝胶的最大吸附容量为31.44mg/g.     

壳聚糖/羟基磷灰石对Zn(Ⅱ)的吸附动力学及热力学研究

采用原位复合法制备了壳聚糖/羟基磷灰石复合吸附剂(CS/HA),研究了该吸附剂对水溶液中Zn(Ⅱ)的吸附热力学及动力学.动力学研究表明:在实验条件下吸附量与时间的关系符合伪二级动力学方程,求出了吸附活化能.热力学研究表明:在实验条件下,CS/HA对Zn(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附方程,得到了△Hθ,△Sθ,△Gθ等一些热力学参数.     

三乙烯四胺基蔗渣纤维素的制备及其对Cu(Ⅱ)的吸附研究

为了处理Cu(Ⅱ)低浓度污染的水溶液,对天然高分子原料蔗渣纤维素改性,接入三乙烯四胺,制备三乙烯四胺基蔗渣纤维素,并对制备过程工艺条件进行优化,结果表明,蔗渣纤维素与环氧氯丙烷固液比为1∶7,纤维素与环氧氯丙烷反应温度为25℃,反应介质NaOH溶液的质量浓度为2.5%时,吸附性能最好。当溶液Cu(Ⅱ)初始浓度为20 mg/L,吸附剂加入量为10 g/L,溶液pH为6,吸附时间为40 min,吸附温度为15℃时,吸附后Cu(Ⅱ)浓度为0.72 mg/L,达到国家地面Ⅱ类水质标准,并对吸附过程作了Langmuir模型和准二级吸附动力学模型研究。     

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).     

膨润土负载壳聚糖的微波辅助制备及对Cu2 的吸附研究

以微波辅助法制备了壳聚糖负载膨润土材料。通过红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对膨润土及插层膨润土进行了表征。结果表明壳聚糖负载在壳聚糖上。对该材料吸附水中Cu2+的性能进行了研究,结果显示在25℃,pH=6的条件下,最大理论吸附量为10.10 mg/g,最大理论吸附量随温度升高而降低。用不同模型对等温线及动力学数据进行了拟合,结果表明准二级动力学方程能更好地拟合实验数据,等温吸附平衡更符合Langmuir模型。     

交联化海藻酸钠-羟乙基纤维素复合膜吸附水中Cu(Ⅱ)的性能研究

将海藻酸钠与羟乙基纤维素混合,采用戊二醛交联,制备得到复合膜(GHS),并将其用于吸附去除含铜废水中的Cu(Ⅱ);同时,考察吸附剂投加量、溶液初始pH值、初始浓度和接触时间等因素对Cu(Ⅱ)去除效果的影响﹒研究表明:GHS对Cu(Ⅱ)的吸附在60 min时基本达到平衡,溶液初始pH值为6时达到最佳吸附效果;其吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,且吸附动力学过程符合准二级动力学(R20.999);pH值影响及D-R模型分析结果表明GHS吸附Cu(Ⅱ)机理主要表现为离子交换﹒     

海藻酸钠-碳纳米管凝胶吸附含Cu2+废水的研究

以1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)为相偶联剂,通过海藻酸钠(SAL)对碳纳米管(CNTS)进行修饰和改性,制备海藻酸钠-碳纳米管凝胶,用于处理含Cu2+废水.考察了pH值、吸附时间、吸附剂量等因素对Cu2+吸附性能的影响,并进一步探讨了吸附动力学及吸附等温线.结果表明,利用海藻酸钠对多壁碳纳米管进行改性,提高了分散性、比表面积和孔径,当pH值为5.8时,吸附率随着吸附时间的增长而增大,80min内达到吸附平衡,吸附过程符合准一级和准二吸附动力学模型,吸附等温线符合Freundlich和Langmuir方程,由Langmuir模型计算可知改性碳纳米管对Cu2+的最大吸附量为87.68mg/g.     

交联改性对木薯淀粉气凝胶吸附性能的影响

以木薯淀粉为原料,通过交联改性制备木薯淀粉气凝胶,考察交联改性对木薯淀粉气凝胶吸附性能的影响.结果表明,改性前后的木薯淀粉气凝胶对亚甲基蓝的吸附均更符合准二级动力学模型;在等温吸附过程中,改性前后的木薯淀粉气凝胶对亚甲基蓝的吸附均较符合Langmuir模型,对亚甲基蓝的最大吸附量分别为103.01,166.92 mg/...     

双氰胺修饰环氧纤维素对甲基橙溶液的吸附研究

通过甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对纤维素进行化学改性得到环氧纤维素,在环氧纤维素上引入功能基团双氰胺,合成了双氰胺改性的环氧纤维素吸附剂(CMS),并通过FT-IR,TGA/DTA,SEM对其结构进行了表征.将CMS用于甲基橙的吸附研究,对吸附时间、温度、pH、初始浓度进行考察,确定了最佳实验条件.对实验数据进行吸附等温线拟合,结果表明,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,最大理论吸附容量为213.22mg·g-1;与实际实验数据相吻合;同时吸附过程符合准二级动力学方程.     

巯基功能化纤维素气凝胶材料的制备及其对Cr(Ⅲ)的吸附

为了对制革废水中Cr(Ⅲ)进行有效处理,减少制革废水中Cr(Ⅲ)的含量,研究了巯基功能化纤维素气凝胶的吸附作用。首先,以脱脂棉为原料、NaOH/尿素/H₂O为溶剂、CS₂为改性剂,对纤维素分子中羟基进行功能化改性,经溶剂置换与冷冻干燥制备出巯基功能化纤维素气凝胶材料（CS₂-MCC）,通过单因素试验及正交试验确定最佳制备条件,并对材料的官能团结构与表面形貌等进行分析;其次,研究了CS₂-MCC对Cr(Ⅲ)的吸附能力。结果表明：CS₂-MCC的最佳制备条件是CS₂用量为0.5 mL/g、硫酸镁用量为20 mL/g、改性时间为6 h、改性温度为40 ℃;CS₂-MCC对Cr(Ⅲ)的最大吸附容量为75.792 mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型,ΔG^θ＜0,表明CS₂-MCC对Cr(Ⅲ)吸附为自发进行的单分子层吸附及化学吸附;经处理后的Cr(Ⅲ)含量降至1.470mg/L,可达标排放。所制备的巯基功能化纤维素气凝胶材料三维网络丰富,吸附性能优异,克服了纤维素基吸附材料多呈现粉末难以循环利用和吸附选择性较差的缺点,可对制革废水中的Cr(Ⅲ)进行有效吸附。     

壳聚糖对 Cu2＋的吸附解吸及其载铜灭藻剂的研制

采用批处理等温吸附-解吸试验,研究了初始Cu2+浓度、壳聚糖用量、吸附时间、pH值和温度等单因子对壳聚糖吸附Cu2+的影响,在此基础上采用正交试验获得最优吸附条件为:壳聚糖用量0.025g/L,温度35℃,吸附时间60min,初始Cu2+浓度1 000mg/L,得出最大吸附量为256mg/g;因子影响排序由大到小为:壳聚糖用量,温度,初始Cu2+浓度,吸附时间.吸附铜后的壳聚糖,制作壳聚糖载铜灭藻剂(CCA),其Cu2+释放动力学特征可用Elovich方程、Langmuir方程和二级动力学方程加以描述.pH值和CCA的初始用量对Cu2+释放量有显著影响.     

碳纳米管薄膜对重金属离子吸附的研究及应用

采用刮涂法制备碳纳米管(CNT)薄膜,以铜离子(Cu2+)为例,研究了其吸附去除重金属离子的行为.结果表明,碳纳米管薄膜吸附Cu2+满足Langmuir等温吸附;278 K时符合准二级动力学模型,而在298 K和318 K时符合准一级动力学模型;在298 K时CNT薄膜吸附Cu2+的最大吸附量为4.14 mg/g.在应用层面,设计了一套基于该CNT薄膜的水处理器件.     

pH响应性纤维素基气凝胶的制备及吸附再生性能

近几年生物质材料的应用越来越广泛,而纤维素基复合材料的研究也已成为研究者们热门研究的课题。本研究通过将纤维素(CE)与海藻酸钠(SA)复合,以环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,成功制备具有pH响应性的CE/SA复合气凝胶;扫描电镜(SEM)观察显示该复合气凝胶具有很好的多孔结构,红外光谱(FT-IR)表征表明纤维素和海藻酸钠交联成功;该复合气凝胶对亚甲基蓝(MB)的吸附具有很好的pH响应性;当pH值从3.0增加到9.0时,其对MB的去除率从46.04%增加到98.57%;该复合气凝胶具有很好的吸附再生性能,循环吸附10次,对MB的去除率仍保持在95%以上。综上所述,CE/SA复合气凝胶对水中MB的吸附效果显著,能够应用于水中染料污染物废水处理。     

改性硅藻土对重金属离子的吸附规律

 利用CaCO3对硅藻土矿物进行改性. 研究结果表明: 单组分体系中CaCO3改性的硅藻土对Cu2+,Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附动力学规律均符合伪二阶动力学模型, 吸附热力学规律符合Langmuir模型; 在混合组分体系中, Pb2+,Cd2+和Zn2+的吸附速率降低, Cu2+的吸附速率增加, 对金属离子的吸附动力学规律仍然符合伪二阶动力学模型, 但对金属离子的吸附量均明显降低, 仅Pb2+的吸附热力学规律符合Langmuir模型.     

过渡金属改性Y分子筛对油品中碱性氮化物的吸附行为

采用液相离子交换法改性Na(Ⅰ)Y分子筛制备Cu(Ⅰ)Y、Zn(Ⅱ)Y、Ni(Ⅱ)Y、Ag(Ⅰ)Y分子筛。采用X线衍射仪(XRD)、比表面测定仪对改性前后分子筛进行结构分析,考察改性前后分子筛的吸附温度、剂油质量比对吸附氮容量的影响,并对Cu(Ⅰ)Y分子筛的吸附等温线及动力学进行研究。结果表明,改性后的分子筛仍保留分子筛的主体晶型。适宜吸附条件为:剂油质量比1∶50,吸附温度60℃。改性后分子筛的吸附氮容量明显提高,5种分子筛吸附氮容量由大到小的顺序为Cu(Ⅰ)Y、Zn(Ⅱ)Y、Ni(Ⅱ)Y、Ag(Ⅰ)Y、Na(Ⅰ)Y分子筛。Cu(Ⅰ)Y分子筛的吸附氮容量为42.049 mg/g,脱氮率为84.10%。Langmuir模型能够很好地描述该静态吸附过程,相关系数大于0.99;在准一级动力学模型、准二级动力学模型及颗粒扩散模型这3种模型中准二级动力学模型的相关系数大于0.99,是描述Cu(Ⅰ)Y分子筛吸附过程的最佳方程。     

纤蛇纹石吸附Cu(Ⅱ)的动力学及热力学研究

研究纤蛇纹石对铜离子的吸附行为,探讨初始溶液pH、温度和铜离子初始浓度对吸附动力学的影响,进行吸附等温线的测定和热力学计算.研究结果表明:当温度为25～60℃,pH为2～4,铜离子初始浓度为10～100mmol/L时,Cu(Ⅱ)的吸附动力学数据均符合准二级反应动力学模型;吸附量随反应温度、初始pH和溶液初始浓度的增加而增加;等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程以单层吸附为主;反应的吉布斯自由能为负值,焓变为20.427 kJ/mol,熵变为109.424 J/(mol·K),说明吸附是一个自发进行的物理吸附过程.     

壳聚糖/羟基镧复合改性膨润土对Pb(Ⅱ)的吸附特性

为改善钠基膨润土对Pb(Ⅱ)的吸附效果,以羟基镧和壳聚糖作为柱化剂,采用水热法对钠基膨润土进行柱撑改性,制得壳聚糖/羟基镧复合柱撑膨润土(GZ-P)。利用XRD、FTIR、SEM等手段对GZ-P进行表征分析,研究了GZ-P对Pb(Ⅱ)的吸附行为。研究结果表明:壳聚糖和羟基镧离子插入到膨润土层间,起到了"柱撑"的作用,颗粒变得更加饱满密实,表面空隙和粗糙程度有所增加;在25℃,吸附时间为120min时,GZ-P对Pb(Ⅱ)的去除率和吸附量随pH值的增加呈现先增后减再增的态势,在pH=4时去除率最高,达到98.93%,最大吸附量为33.67mg·g-1,在pH=6时的吸附量最少,但去除率也超过85%;GZ-P对Pb(Ⅱ)的吸附等温线与Langmuir方程拟合较好,为近单分子层吸附;吸附动力学过程可用准二级动力学模型描述,主要受化学吸附的控制。     

活性炭负载壳聚糖对水中腐殖酸的吸附性能及吸附机理

通过水浴交联的方式将壳聚糖负载到活性炭表面,制备成复合吸附剂,并利用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱仪对其进行表征,研究复合吸附剂对水中腐殖酸(HA)的吸附性能及吸附机理.结果表明,相比单一活性炭,复合吸附剂对溶液中HA的吸附量提高了5 mg/g左右,其吸附量随着pH值的减小、吸附时间的延长和阳离子质量浓度的增加而增大. HA在复合吸附剂上的吸附动力学符合准二级动力学模型;吸附等温线可以用Langmuir方程模拟;热力学分析表明其吸附过程是放热反应而且能够自发进行.复合吸附剂的脱附再生性好,可循环使用.     

Cu/Zr/SBA-15的制备及其对水中四环素的吸附性能

为高效去除废水中残留的四环素,通过水热合成法制备了Cu、Zr掺杂的SBA-15介孔分子筛Cu/SBA-15、Zr/SBA-15和Cu/Zr/SBA-15.通过XRD、FT-IR、SEM等对样品进行表征,并进行N₂吸附-脱附实验.结果表明,3种分子筛样品均具有孔道均一的介孔结构,活性组分Cu、Zr在Cu/Zr/SBA-15上分散均匀.3种样品中,Cu/Zr/SBA-15对四环素的吸附性能最佳,主要是因为Cu(Ⅱ)和四环素分子上供电子基团的配位作用以及Zr(Ⅳ)产生的路易斯酸与供电子基团的酸碱吸附作用.通过Langmuir模型对吸附平衡数据拟合,20, 30, 40℃时Cu/Zr/SBA-15对四环素的饱和吸附量分别为127.9, 160.4, 185.3 mg·g^-1.Cu/Zr/SBA-15吸附四环素的过程符合拟二级动力学模型,吸附速率快,稳定性较好.