表面活性剂对多壁碳纳米管吸附磺胺二甲嘧啶的影响

碳纳米材料在吸附有机污染物方面有很好的应用前景,表面活性剂和抗生素是近年来倍受关注的两类新兴有机污染物.以多壁碳纳米管(MWNTs)为吸附剂,磺胺类抗生素磺胺二甲嘧啶(SM2)为模型化合物,采用批量平衡法研究了表面活性剂共存时对SM2在MWNTs上吸附行为的影响.实验表明:准二级动力学方程能很好地描述SM2在MWNTs上的吸附动力学过程;在吸附等温线实验中,阳离子表面活性剂CTAB在低浓度时抑制SM2在MWNTs上的吸附,高浓度时显著促进SM2的吸附,而阴离子表面活性剂SDBS及非离子表面活性剂Tween-60均对SM2在MWNTs上的吸附起到抑制作用;在离子强度对CTAB和SM2竞争吸附的影响实验中发现,离子强度越高,CTAB对SM2在MWNTs上吸附的促进作用越强.     

多壁碳纳米管对异甘草素和甘草素的选择性吸附

利用结构相似的异甘草素和甘草素在多壁碳纳米管(MWNTs)上的吸附差别研究了MWNTs的吸附选择性,通过吸附速率试验和等温吸附试验比较了MWNTs对异甘草素和甘草素吸附能力。结果显示,异甘草素和甘草素在MWNTs上的吸附行为符合Langmuir模型,接近于均匀表面上的单层吸附;MWNTs对异甘草素的吸附能力强于对甘草素的吸附。结果表明:多壁碳纳米管对结构相似的异甘草素和甘草素的吸附具有选择性。     

铁络合羧基碳纳米管非均相Fenton降解对硝基酚

针对Fenton氧化体系中酚类化合物降解中间产物易于与铁离子络合导致催化剂失活的问题,提出了将活性组分以羧基络合的方式合成非均相Fenton催化剂的方法.利用FTIR、XRD和XPS技术对铁络合羧基碳纳米管的结构和组成进行了表征,并通过真空抽滤的方式将铁络合羧基碳纳米管沉积在聚四氟乙烯滤膜上,用于非均相Fenton降解对硝基酚的过程和还原再生性能研究.结果表明:当铁络合羧基碳纳米管膜沉积量为30 mg、溶液初始pH值为5.0时,30 mg·L~(-1 )H_2O_2溶液流经膜层后的转化率随反应时间的延长而逐渐下降,2,30 min时H_2O_2的转化率分别为90.23%,19.54%;通过自由基捕获试验证实体系中主要氧化基团为羟基自由基,初始质量浓度为10 mg·L~(-1)的对硝基酚在该非均相Fenton体系中的降解非常迅速,2 min对硝基酚的去除率接近100%,TOC去除率可达80%;铁络合羧基碳纳米管膜层的催化活性可在阴极电位-1.0 V vs. Ag/AgCl下电还原再生,体系TOC去除率仍可达80%左右.     

碳纳米管负载离子液体对铜离子吸附研究

采用浸渍法将手性离子液体1-乙基-3-甲基咪唑L-酒石酸盐(EMIML-Tar)负载到羧基化多壁碳纳米管(CNTs)上,对水溶液中Cu~(2+)进行吸附,考察了离子液体加入量、EMIML-Tar/CNTs吸附剂用量、Cu~(2+)初始浓度、pH、吸附温度、吸附时间对吸附性能的影响。结果表明,负载离子液体后能显著提高多壁碳纳米管对Cu~(2+)的吸附能力,当Cu~(2+)初始浓度为20 mg/L,吸附剂用量为25 mg,溶液pH为6.0,吸附温度为298 K,吸附时间为30 min时,EMIML-Tar/CNTs吸附剂对Cu~(2+)去除率达96%,吸附量为19.19 mg/g。应用2种动力学模型对吸附过程进行拟合,结果表明吸附过程可以很好地用准一级动力学方程描述。     

多壁碳纳米管氧化改性及其对酚类吸附性能的研究

针对目前有机废水(尤其是酚类废水)污染严重的问题, 通过混酸氧化法对多壁碳纳米管(multi-walledcarbon nanotubes, MWCNTs)进行氧化改性(MWCNT-O), 并研究其改性前后对苯酚、对甲苯酚、对甲氧基苯酚、对羟基苯甲醛和对硝基苯酚5种典型酚的吸附作用。结果表明: 298 K下, 与未改性的MWCNTs相比,MWCNTs-O对5种酚类物质的吸附量均有提升。5种酚类物质在MWCNTs-O表面的吸附量有差别, 顺序为对硝基苯酚>对甲氧基苯酚>对羟基苯甲醛>对甲苯酚>苯酚。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程, 主要为单分子层化学吸附。对MWCNTs-O进行表面官能团测试、透射电镜分析和拉曼光谱分析, 发现氧化改性后材料表面的酸性含氧官能团增多, 缠绕度降低, 整体分散性增强, 石墨化程度有所提升。通过研究分子结构与吸附量之间的关系, 发现吸附量与酚类物质的电子能量(electronic energy, EE)有显著的相关性, MWCNTs-O表面垂直的π电子和酚类物质的π电子形成π-π共轭作用。因此, EE 可以作为酚类物质在MWCNTs-O表面平衡吸附量的预测性指标。     

镁修饰多壁碳纳米管吸附回收污水中磷酸盐

制备了镁修饰多壁碳纳米管（Mg-CNT）用来吸附回收污水中的磷酸盐,最大理论吸附量（以P计）为211.7 mg/g.通过场发射扫描电子显微镜配备X射线能谱仪（FESEM-EDS）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）与傅里叶红外光谱（FT-IR）对Mg-CNT进行表征,结果表明MgO纳米片覆盖在多壁碳纳米管表面,并在磷酸盐吸附过程中起主要作用,吸附的产物为Mg₃（PO₄）₂.Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型对磷酸盐的吸附过程拟合较好,表明磷酸盐的吸附为单分子层化学吸附.Mg-CNT对磷酸盐的吸附效果随着溶液初始pH的升高而受到抑制,竞争离子的存在对磷酸盐吸附量没有显著影响.3次吸附-脱附循环后Mg-CNT仍保持了首次吸附时73%的吸附量与较高的磷酸盐脱附率.实验结果表明Mg-CNT在磷酸盐回收方面具有很大的应用潜力.     

多壁碳纳米管及其对H2吸附体系的Raman光谱

利用原位和非原位紫外Raman谱法,对以CH4为碳源,由催化法制备的多壁碳纳米管（MWCNTs),K^ -修饰的该类MWCNTs,以及它们对H2的吸附体系进行了Raman谱表征,观测到可分别归属于类石墨结构的基频模D和G以及它们的三阶组合频,表面CH3基和CH2基等的特征Raman峰;H2在这类碳纳米管上的吸附态包括解离吸附生成表面CH3和非解离吸附分子氢H2（a)在相同实验条件下,K^ -修饰体系上这两类氢吸附物种的表面浓度都比未经K^ -修饰的相应体系高。     

碳纳米管对对硝基苯胺和N，N-二甲基苯胺的吸附

测定了不同温度下碳纳米管对水溶液中对硝基苯胺和N,N-二甲基苯胺的吸附等温线,探讨了其吸附热力学特性和机理．研究结果表明：在实验范围内,碳纳米管对两种化合物的吸附都能较好的符合Freundlich模型,两种物质的吸附都是放热和熵减小的自发过程；吸附过程均具有物理吸附特征．     

预处理对碳纳米管吸附储氢性能的影响

以Fe/S iO2为催化剂,采用化学沉积法裂解乙炔制备了多壁碳纳米管。研究了预处理对碳纳米管储氢性能的影响。使用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TGA)和低温N2吸附(BET)对预处理前后的碳纳米管进行表征。结果表明:酸处理和热处理对碳纳米管的重量储氢容量有明显的影响,经酸处理后的碳纳米管样品在充氢压力10M Pa和30°C条件下的饱和重量储氢容量为1.90%,而粗样品只有0.4%,再经1 200°C,N2气氛下热处理后的重量储氢容量达到2.10%。     

十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物的制备及NO吸附性能

为制备在室温下对NO吸附性能优异的材料,采用十六烷基胺并通过化学缩合的方法对多壁碳纳米管进行了修饰,制备了十六烷基胺-多壁碳纳米管复合物,并分别采用TG-DSC,XRD,FT-IR,Raman,SEM等技术对所制备的复合物进行了表征.研究表明:十六烷基胺通过酰胺键修饰在多壁碳纳米管表面,经十六烷基胺修饰的碳纳米管结构基本没有发生变化.原位TG-MS结果表明:在室温下,经十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管的NO吸附量是纯碳纳米管的8.58倍,其选择性吸附NO能力较纯碳纳米管明显提高.原因是十六烷基胺修饰的多壁碳纳米管n型电导能力增强,而使受电子体NO分子易与修饰的碳纳米管作用并发生化学吸附.     

聚多巴胺改性碳纳米管对Pb~(2+)的吸附性能

研究了聚多巴胺改性碳纳米管对水溶液中Pb2+离子的吸附性能,考察了初始pH和吸附时间对该吸附过程的影响.该过程的吸附动力学符合准二级动力学模型,通过Langmuir吸附等温式描述更为合适,属于单分子层吸附.同时,对聚多巴胺改性前后的碳纳米管吸附Pb2+的能力进行了对比研究.结果表明,多巴胺改性的碳纳米管对Pb2+的吸附性能优于原始碳纳米管,平衡吸附量可达34.0mg/g.     

合成锰钾矿型化合物对Pb2+的吸附研究

锰钾矿是一种对重金属离子有较强吸附作用的水处理剂.实验研究了不同条件下合成的锰钾矿化合物在水溶液中对铅离子吸附能力的影响,并对吸附反应机理进行了初步探讨.实验结果表明:合成锰钾矿在较高温度、中性pH值、低粒径的条件下对铅离子具有较强的吸附作用.当铅离子质量浓度小于300 mg.L-1时,吸附等温线符合Langmuir模型,最大理论吸附量为126.58 mg.g-1.     

胞外聚合物对Pb2+和Cd2+吸附行为研究

利用改良离心法从好氧颗粒污泥中提取胞外聚合物(EPS), 并研究其对重金属废水中Pb²⁺和Cd²⁺的吸附行为。结果表明, EPS对Pb²⁺和Cd²⁺具有很强的吸附能力, 吸附行为符合Langmuir等温式, 拟合得到的最大吸附量分别可达534.76 和478.47 mg/g。Pb²⁺和Cd²⁺在EPS上存在竞争吸附, EPS对Pb²⁺的吸附选择性更强。Cd²⁺对EPS吸附Pb²⁺有一定的抑制作用, 但Pb²⁺的存在对EPS吸附Cd²⁺具有显著的抑制作用。傅立叶红外光谱(FT-IR)和三维荧光光谱(EEM)测定表明, 实验提取的EPS含有大量疏水和亲水性基团, 因此可通过络合作用、离子交换、螯合等多种作用与重金属发生强结合。对重金属起主要吸附作用的是存在于EPS蛋白质组分中的?COOH, ?NH2, ?CH2?, ?OH及?C=O官能团。研究表明, EPS吸附Pb²⁺的主要机理为离子交换和络合作用, 而对Cd²⁺的吸附则主要通过络合作用完成。     

硅藻土对水相中Pb~(2+)的吸附

研究了吉林长白硅藻土吸附水相中Pb2+的吸附过程,讨论了各试验因素对吸附效果的影响·实验结果表明:吉林长白硅藻土对Pb2+有较好的吸附效果·该吸附过程进行得很快,在5min左右就达到吸附平衡·与酸性条件下的吸附效果相比,pH=6 5时的吸附效果最佳·温度对吸附效果影响不大·吸附过程中吸附剂用量少,对100mL铅离子质量浓度为50mg/L的溶液,0 4g的硅藻土就可以使Pb2+去除率达到98%·经过硅藻土二次吸附后,铅离子去除率接近100%·     

天然沸石的改性及其吸附Pb~(2+);Cu~(2+)的研究

以天然沸石为原料,结合废水处理应用中对吸附材料的要求,采用酸、碱、盐对沸石进行了改性;并利用改性沸石进行了去除溶液中Pb2+,Cu2+的方法、效果、影响因素和吸附机理的研究.结果表明,NaOH改性的沸石对Pb2+,Cu2+的吸附能力大幅度提高;随着初始浓度的增加,沸石的吸附容量也增加;改性沸石对Pb2+,Cu2+的吸附很快,在较短的时间内即可达到平衡;溶液的pH值越高越有利于沸石吸附Pb2+,Cu2+.     

固定化细菌对Pb2+和Cd2+吸附的热力学和动力学研究

将天然水体中吸附Pb2+和Cd2+的优势菌种固定化后进行吸附规律 研究. 结果发现, 固定化细菌对重金属吸附的动力学过程包括快速阶段和慢速阶段, 其中 慢 速阶段符合二级吸附速率方程. Elovich模型和双常数速率模型不能描述固定化细菌对Pb 2+吸附的动 力学过程, 但能很好描述固定化细菌对Cd2+吸附的动力学过程. 固定化细菌对重金 属吸附热力学过程均可以用Henry模型描述, 且其对Pb2+的亲和力比对Cd2+的 亲和力强.     

Pb~(2+)在稀土掺杂纳米氧化铁表面的吸附行为

采用溶胶-凝胶法制备稀土元素(La、Ce)掺杂改性的纳米氧化铁,利用原子吸收分光光度计(AAS)测定pH值的变化及掺杂的稀土元素对吸附重金属离子Pb2+的影响。根据Pb2+在样品表面的吸附数据,运用W inSGW软件拟合计算出相应的络合平衡常数。结果表明:La、Ce的掺杂提高了纳米氧化铁的比表面积及表面吸附容量,得出的络合平衡常数均为10-1.2,而相应的表面电容有所不同。     

酒糟对模拟矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的吸附特征

为了探索生物质材料酒糟对重金属离子的吸附效果,采用静态吸附实验研究废水pH值、Pb2+和Zn2+初始质量浓度以及吸附时间对酒糟吸附模拟矿山酸性废水中Pb2+和Zn2+的影响. pH值为4时酒糟对Pb2+和Zn2+的吸附量分别达到最高值,酒糟对Pb2+的吸附等温线特征符合Langmuir方程,对Zn2+的吸附等温线特征符合Freundlich方程,对Pb2+和Zn2+的最大吸附量分别为8.29 mg·g-1和15.31 mg·g-1.酒糟对Pb2+和Zn2+的吸附反应在4 h后达到平衡,吸附动力学特征均符合拟二级动力学模型.酒糟中纤维素、半纤维素和木质素的质量分数分别为23.3%、65.5%和0.5%,吸附Pb2+和Zn2+后3种物质的含量发生变化,分别为19.6%、42.3%和2.6%.酒糟电负性随pH值升高呈正比增加,吸附Pb2+和Zn2+后电负性减弱.红外光谱分析结果显示酒糟中参与吸附反应的基团主要有酰胺基和酯基.     

氧化石墨对对硝基苯酚的吸附行为

 以石墨粉为原料,经Hummers 法制备氧化石墨,采用红外光谱、X 射线衍射和扫描电镜对产物结构进行表征。结果表明,氧化石墨含有C-OH、-COOH 和C-O-C 等官能团,使石墨的层间作用力减弱,层间距增大。研究了氧化石墨对对硝基苯酚的吸附行为,当吸附温度为298 K,pH 为7.0 时,氧化石墨对对硝基苯酚的吸附量为80.69 mg/g,是石墨粉吸附量的6.1 倍。吸附热力学研究表明,氧化石墨对对硝基苯酚的吸附可以用Langmuir 方程拟合,吸附是自发的放热过程,低温有利于吸附的进行。动力学拟合显示吸附符合二级动力学模型。     

8-羟基喹啉螯合树脂对Pb2+离子的吸附性能研究

研究了8-羟基喹啉螯合树脂(PS-HQ)在HAc-NaAc体系中对铅离子的吸附性能.结果表明,该树脂吸附Pb2 的最佳pH=4.0,吸附容量4.56 mg/g树脂.表观速率常数k288=1.52×10-4s-1,一次吸脱回收率达94.9%.吸附过程符合Langmuir和Freundlich模型.