新型螯合纤维的制备及其动力学和热力学性质

目的研究自制聚丙烯腈螯合纤维用于Cu(Ⅱ)离子的吸附,考察pH值对Cu(Ⅱ)离子吸附性能的影响。方法以聚丙烯腈丝为原料,经醇解、肼解及胺肟化反应来制备多配位螯合纤维,并用于对铜的吸附,对吸附动力学和热力学进行了理论分析。结果制备了一种多配位的螯合纤维,用红外和扫描电镜对螯合纤维进行了表征。该多配位螯合纤维在pH为4时,对Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量为137.5 mg/g,且具有较好的吸附行为,随着温度升高吸附速率加快,同一温度下,浓度增大吸附速率减小。结论Freundlich吸附等温式能较好地描述该化学吸附过程。     

偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维对硫酸根离子吸附性能的研究

以含偕胺肟基团的螯合纤维为原料,经Hg(NO3)2溶液化学处理,制得偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维,研究了时间、温度、pH值和离子浓度等因素对偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维吸附硫酸根离子性能的影响.并采用红外光谱仪和扫描电子显微镜对样品进行了表征.实验结果表明,偕胺肟合汞(Ⅱ)纤维对硫酸根离子具有较好的吸附能力,在反应时间为60min,温度为30℃,pH=4,硫酸根离子浓度为0.05mol/L时,最高吸附量可达1.740mmol/g,其吸附行为符合Langmuir等温吸附模型.     

弱酸阳离子交换纤维对铜离子吸附性能的研究

采用静态吸附试验方法——聚丙烯腈基羧酸型阳离子交换纤维对水溶液中的铜离子(Cu2+)进行吸附.研究溶液浓度、pH值、温度等因素对吸附量的影响,对吸附动力学和再生性能进行了分析.结果表明,离子交换纤维对Cu2+吸附20 min就达到吸附平衡,吸附量受溶液浓度和溶液pH值影响较大,浓度越高平衡吸附量越大,pH值接近6时吸附量高,并且吸附量受温度的影响较小.纤维对Cu2+的静态吸附量达到2.1 mmol/g,在吸附前后变化不大,性质稳定,可以循环使用。     

山核桃壳对低温水环境中铜离子的吸附效果

为了研究利用山核桃壳作为生物吸附剂去除水溶液中的Cu(Ⅱ)离子,探讨了不同条件溶液pH、吸附时间、Cu(Ⅱ)初始质量浓度对吸附效率的影响。实验结果表明:山核桃壳对Cu(Ⅱ)离子吸附率在pH为5.0的时候为可达到最大90.44%;随着初始Cu(Ⅱ)质量浓度的增加吸附率逐渐减小;FTIR显示山核桃壳的一些化学基团与吸附Cu(Ⅱ)离子有关;山核桃壳对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程与Langmuir和Freundlich吸附等温线相关性较高。山核桃壳是一种很有前景去除水中Cu(Ⅱ)离子的生物吸附剂。     

偕胺肟螯合纤维处理镀镍废液的研究

用偕胺肟螯合纤维(AOCF)作吸附材料，对镀镍废液中的Ni(Ⅱ)离子进行吸附去除。研究静态下吸附条件参数：pH、时间、再生条件等，确定单位质量AOCF对废液的一次处理量和总处理量。并用AOCF对Ni(Ⅱ)离子进行动态吸附，研究废液的体积流量与Ni(Ⅱ)离子去除效果的关系，并进行多次循环吸附实验，吸附处理后的溶液镍总量低于国家排放标准。实验结果还表明，在废液的浓度范围内，AOCF对Ni(Ⅱ)离子的吸附满足弗罗因德利希的等温吸附经验式。     

竹炭对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附研究

研究了竹炭对溶液中Cd (Ⅱ) 的吸附行为.考察了酸处理、pH值、竹碳与溶液的接触时间、投料量、吸附温度和Cd (Ⅱ)的初始浓度对吸附的影响.结果表明竹炭对镉离子的吸附是放热过程,并且符合Freundlich吸附模型,在初始浓度为15 mg·L-1、最佳酸度及287K条件下,未经处理的竹炭饱和吸附量达到11.0 mg·g-1,增加竹碳的用量,镉离子吸附率可达99%以上.     

无机盐调控含氮螯合树脂对铜镍的分离性能研究

采用无机盐调控重金属离子的分离方法,研究了含氮螯合树脂M4195在pH=1～5条件下,NaNO3浓度在(0～10 mmol/L)范围下对单双组份Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)离子的吸附性能,考察了M4195树脂对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)离子的选择性分离规律。pH=1时,无机盐的引入对双组份中Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)离子的吸附量影响不大,不会显著提升Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)离子的分离性能。p H=5时,含氮螯合树脂对Cu(Ⅱ)离子的吸附性能随着NaNO3浓度的增加而提升,Cu(Ⅱ)离子吸附量约增大了12%;而Ni(Ⅱ)离子的吸附量随着NaNO3的加入而显著下降,Ni(Ⅱ)离子吸附量约降低了40%,且在NaNO3浓度为0～10 mmol/L时Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)离子的分离性能为最佳。这项研究为含盐水体中Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)离子的分离去除和纯化提供了新的思路。     

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.     

玉米芯纤维素基金属螯合亲和吸附剂对牛血清白蛋白的吸附研究

以玉米芯纤维素为基质,通过环氧氯丙烷(EPI)交联活化、亚氨基二乙酸(IDA)修饰、金属离子Cu,Fe,Zn,Ni螯合制得亲和吸附剂.通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、原子吸收分光光度法(AAS)对其表征.考察了pH、离子强度、初始浓度、洗脱液等因素对螯合了不同金属离子的吸附剂吸附牛血清白蛋白(BSA)的影响.结果表明:对强亲和性的Cu(Ⅱ)螯合亲和吸附剂对BSA的吸附主要受配位作用控制,而对弱亲和性的Fe(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)螯合亲和吸附剂则主要受静电作用影响,配位作用为辅.     

粉末活性炭对水中重金属离子的吸附性能研究

活性炭是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的碳质吸附材料,在污水净化领域具有广泛的应用价值.根据单一变量原则,研究了粉末活性炭对水中重金属离子Cr(VI)、Cu(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)的吸附作用.实验结果表明,粉末活性炭能有效去除3种重金属离子,且去除效果受温度、吸附时间、活性炭用量、溶液p H值的影响.随着活性炭用量、温度或吸附时间的增加,3种离子的去除率先增后减,而溶液p H值增加时,Cu(Ⅱ)离子的去除率几乎不变,Cr(VI)和Fe(Ⅲ)离子的去除率却逐渐降低.吸附时间超过30 min时,粉末活性炭对3种离子中的Cu(Ⅱ)离子去除效果最好,去除率达90%以上.Cu(Ⅱ)离子的去除最优条件为40℃(温度)、30 min(吸附时间)、0.15 g(活性炭用量)和2.0(p H).     

海藻酸钠吸附铜离子的研究

研究了用海藻酸钠作为吸附剂去除水相中的Cu2 ,以及吸附过程中试验条件对吸附效果的影响·结果表明:吸附过程在10min左右就达到了平衡;在pH=6时吸附效果达到最佳;吸附温度以30℃左右为宜;海藻酸钠对Cu2 吸附的最大负载量为144～150mg/g·铜离子去除率的大小与水相中铜离子的初始质量浓度有关,对含铜量较高的水样(如铜离子质量浓度为800mg/L),海藻酸钠对溶液中Cu2 的去除率最高达81%,对含铜量较低的水样(如铜离子质量浓度为40mg/L),Cu2 的去除率达99 5%;因此采用海藻酸钠进行二次吸附,溶液中的Cu2 的残余质量浓度低于国家污水综合排放标准中铜离子的最高允许排放质量浓度·     

轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)干粉对重金属吸附特征的研究

研究了不同pH值、反应时间、反应温度以及重金属质量浓度条件下,轮叶黑藻(Hydrilla verticillata)植物干粉对重金属(Cu、Cd、Pb、Zn)的吸附影响,阐述了其对重金属的吸附特征及机理.结果表明,不同pH值、反应时间和反应温度条件下,轮叶黑藻植物干粉对重金属的去除率依次为Pb(Ⅱ)Cd(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Cu(Ⅱ),吸附的Langmuir模型中R2变化范围非常大,而Freundlich模型中R2多大于0.9.该吸附过程很好地符合Lagergren二级动力学方程,而一级方程的R2基本小于0.5,表明吸附过程不是简单的单分子层吸附,整个吸附过程中颗粒内扩散机理在起着支配作用.FTIR图谱显示,植物干粉各组分吸附重金属前后的基本峰形没有改变,只有羟基(3 300～3 400 cm-1处强宽吸收峰)、羧基(1 400～1 440 cm-1)、酰胺基(1 620～1 645 cm-1)等吸收峰发生了不同程度的位移.     

偕胺肟基纤维对液相中Au3+吸附性能的研究

通过静态吸附实验测试了偕胺肟基纤维的静态吸金性能.考察了溶液pH值对偕胺肟基纤维吸附Au3+的影响,当pH值位于2～3之间时偕胺肟基纤维对Au3+具有最大吸附,达到2000mg/g纤维.偕胺肟基纤维在吸附溶液中Au3+的过程中受Nerst膜扩散的影响1,88min时吸附率达到97%,其吸附速率常数k=0.0197min-1;在25℃下偕胺肟基纤维对Au3+的吸附等温线符合Frendlich等温式,其中lnK=7.34,表明偕胺肟基纤维对Au3+具有很强的吸附性能,1/n<2,螯合吸附反应容易进行。     

污泥吸附剂对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附动力学研究

以剩余污泥为原料,以十六烷基三甲基溴化铵为活化剂制取改性吸附剂,通过恒温水浴振荡静态吸附实验研究了改性吸附剂对含Cu(Ⅱ)和Cr(VI)废水的吸附性能.借助比表面积测定仪、红外光谱仪和扫描电镜仪对改性前后的污泥进行了表征.比较了污泥改性前后的吸附效果、考察了溶液初始pH、溶液初始浓度、吸附平衡时间、温度等因素对吸附效率的影响,同时,研究了改性污泥吸附剂对Cu(Ⅱ)和Cr(VI)的吸附动力学行为.结果表明,改性污泥吸附剂表面及孔洞均变得疏松和粗糙,且孔洞明显增大,BET比表面积为14.97 m~2·g~(-1).改性后污泥对Cu(Ⅱ)和Cr(VI)的吸附性能明显增加,在Cu(Ⅱ)和Cr(VI)初始浓度均为50 mg·L~(-1)时,吸附剂投加量4 g·L~(-1),反应体系温度25℃,pH为3.0,吸附平衡时间为30 min时,去除率比改性前分别增大了56.79%和47.60%;Cu(Ⅱ)和Cr(VI)离子最大理论吸附量分别达到21.06和14.85 mg·g~(-1).吸附机制分析表明,吸附等温线数据符合Langmuir模型,模型R~2分别为0.998和0.999,存在单分子层吸附;在实验温度下(15、25、35、45℃)的吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型,R~2均达到了0.99以上,且随着温度的升高,吸附越容易进行,说明Cu(Ⅱ)和Cr(VI)的吸附以化学吸附为主,物理吸附为辅.改性吸附剂能够应用于含有重金属的废水处理,实现废物资源化利用.     

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﹒     

间——(β-羧基丁内酰胺)苯酚甲醛树脂对Hg(Ⅱ)等重金属离子螯合性能的测定

本文研究了间——(β-羧基丁内酰胺)苯酚甲醛树脂对 Hg(Ⅱ)等重金属离子的螯合性能,结果表明钠型树脂对 Hg(Ⅱ)能快速螯合,pH 适应范围较宽,而且可用6NHCl-饱和 NaCl 溶液使其有效再生,此外钠型树脂对 Cu~(2 )、Cd~(2 )、Pb~(2 )和 Cr~(3 )离子也能较好地螯合。     

纳米羟基磷灰石对Cu2+的吸附

用溶胶-凝胶法制备纳米羟基磷灰石(n-HAP)吸附水溶液中的铜离子(Cu2+),研究反应时间、体系pH值和Cu2+初始浓度等因素对吸附行为的影响,并探讨吸附机理。结果表明:在溶液pH=4.5~7.5,n-HAP对Cu2+的吸附升高趋势近似线性关系;反应60 min时基本达到吸附平衡;pH>7.5时,溶液中Cu2+几乎完全去除,最大吸附量为51.28 mg/g。n-HAP对Cu2+有良好的吸附作用,吸附类型为Langmu ir等温吸附,吸附过程符合拟二级反应动力学方程。     

膨胀石墨吸附二苯胺-4-磺酸钠的动力学及热力学

以二苯胺-4-磺酸钠(DPASA)为吸附质,研究了其在膨胀石墨(EG)上的吸附动力学及热力学行为;针对DPASA的初始质量浓度,温度,pH值,离子强度以及EG的膨胀容积(EV)对吸附性能的影响进行了讨论.吸附动力学研究表明此过程可用准二级模型描述;在测试DPASA质量浓度及温度下,吸附过程活化能为1～10 kJ/mol.吸附热力学研究显示DPASA在EG上的吸附属于Ⅱ型;平衡吸附量随DPASA初始质量浓度、溶液离子强度和EG的EV的增加而增大;温度和pH值对吸附性能没有显著影响;物理吸附是吸附过程中的主导因素.     

偕胺肟合铁(Ⅲ)纤维对分散红60~#的吸附研究

以腈纶纤维(PAN)为原料,与羟胺溶液反应,将纤维侧链上的腈基转化为偕胺肟基(NH2-C=N-OH),然后以这种功能化的腈纶纤维为基体,经配位反应将Fe3+螯合于纤维表面,形成偕胺肟合铁(Ⅲ)吸附纤维,再以此为吸附材料,吸附废水中的分散红60#染料.通过实验摸索确定了螯合纤维吸附分散红60#的最佳工艺条件为:pH=5.5,吸附时间为50min,温度为45℃.     

改性柚子皮对镉离子的吸附及动力学研究

以生物质废弃物柚子皮为原料对工业废水中的镉离子进行吸附.考察金属离子初始浓度、吸附剂用量、溶液pH、吸附温度和吸附时间对镉离子的吸附情况,从而确定最佳的吸附条件,并对吸附性能进行动力学研究.结果表明,吸附温度为25 ℃、溶液pH=5、吸附剂的用量为7 g·L -1 、吸附时间为120 min、镉离子的初始浓度100 mg·L -1 条件下,柚子皮对镉离子的吸附率达到96.45%以上;通过用准一级动力学模型和准二级动力学模型进行数据拟合,结果显示吸附反应符合准二级动力学方程;红外光谱结果显示,参与吸附反应的主要官能团为羟基、羰基和羧基.