吸附相反应技术制备纳米复合材料研究进展：反应和结晶过程研究进展

本文综述了吸附相反应技术中反应和结晶过程的研究进展。根据制备中反应过程的特点，首先将制备体系分为简单反应体系和复杂反应体系两个方面，分别介绍了两个体系中不同的反应和结晶过程，并系统探讨了吸附层随着反应条件的不同变化过程和反应物相问分配的变化对反应场所、反应机理以及柱子生成过程和形貌的作用机理。     

有机物生物吸附研究进展

生物吸附是有效处理难降解有机物的技术之一。文章从生物吸附的概念、生物吸附过程、吸附剂的制备及再生、生物吸附影响因素等方面进行了综述,同时阐述了生物吸附有机物的技术研究进展和应用前景展望。     

页岩气吸附与解吸附机理研究进展

页岩气渗流机理研究中,纳米孔隙中的渗流和多尺度储渗空间中气体传质的研究条件还都不成熟,唯吸附与解吸附的研究仅通过宏观实验就可进行。目前国内页岩气的研究热点也主要在与工艺密切相关的领域,对页岩气渗流的起点或基础——吸附和解吸附关注相对较少。对页岩气对吸附与解吸附机理国内外研究现状就行分析,并提出一系列值得深入研究的问题或方向。页岩气的主体赋存状态存有争议,对固溶态的甲烷的研究还很少;页岩气含气量测试中解吸法和等温吸附实验及其数学解释模型可靠程度有待提高;甲烷在超临界状态下的吸附规律研究较少,相关吸附模型对此鲜有涉及;单一矿物和有机质的吸附特性关注较少,多组分气体中各气体间竞吸机理还未有详细研究。     

页岩气超临界吸附研究进展

 超临界吸附是指在临界温度以上时气体在固体表面上发生的吸附,在地层温度条件下,甲烷在页岩中的吸附为超临界吸附。吸附气是页岩气的重要组成部分,研究页岩气的超临界吸附对于页岩气储量评价和开发方案编制等具有重要意义。本文综述了国内外在页岩气超临界吸附研究方面的进展,从页岩等温吸附实验方法、超临界吸附特征及模型建立3方面进行分析。结果表明：1）页岩的甲烷吸附量与煤相比小很多,为满足页岩吸附量测试的要求,对于容量法吸附仪,应配置更高精度的压力传感器;对于重量法吸附仪,应配置更高精度的磁悬浮天平;2）等温吸附实验测试的吸附量为过剩吸附量,过剩吸附量在达到一定压力后会下降,在评价页岩的吸附能力时,不能将过剩吸附量和绝对吸附量混淆,这样将严重低估地层条件下页岩的吸附能力;3）页岩气的吸附面临着理论与实践相矛盾和脱节的问题,页岩气超临界吸附的研究应从理论和实验两方面入手,深化对页岩气超临界吸附特征的认识,建立具有普遍适用性的页岩气超临界吸附理论。     

木质素基聚氨酯的制备及吸附性能分析

将刚性结构木质素作为单体与柔性的二异氰酸酯逐步加成聚合合成木质素基聚氨酯,通过调节反应物比例及反应物溶液质量浓度等调控材料成型,控制备薄膜或凝胶状材料.将所制备木质素基聚氨酯应用作污染物的吸附材料,可有效吸附罗丹明B染料等污染物,通过调控形貌可改进吸附材料对污染物的吸附性能;同时通过脱甲基反应增加了木质素分子内的酚羟基数量,显著提高了木质素基聚氨酯材料对污染物的吸附性能,吸附容量提高13%.     

纳米镍轻烧结体的氢吸附性能研究

在纳米镍粉中添加烧结剂,于不同低温下进行烧结得到轻烧结体,作为贮氢材料。采用BET装置,通过改变系统压力,测定氢气的吸附量,得出不同条件下纳米镍轻烧结体对氢气的吸附规律,确定纳米镍轻烧结体的最佳制备条件。最佳制备条件为:25%烧结剂,烧结温度400℃,烧结时间2 h。     

纳米羟基磷灰石对模拟含铬废水中Cr~(6+)的吸附研究

利用田螺厣片作为生物模板制备纳米羟基磷灰石(HAP),并利用正交试验方法研究所制备的纳米HAP对模拟含铬废水中Cr6+的吸附情况,确定了吸附较佳工艺条件.吸附效果最好时吸附率为88.7%.     

基于人工智能优化石墨烯纳米复合材料吸附水体重金属污染研究进展

鉴于石墨烯纳米材料的优异性能,笔者对其作为载体掺杂不同物质制备出的石墨烯基复合材料在污染水体中吸附重金属等污染物的相关研究文献进行了梳理。结果发现:结合人工智能建模技术优化去除污染水体中重金属过程的工艺参数,能进一步提升石墨烯纳米复合材料对水体中重金属污染物的吸附效率,对污水修复治理具有潜在的研究价值和应用前景。此外,笔者还通过石墨烯负载纳米复合材料的制备、应用及基于人工智能建模优化去除过程的案例对不同优化方法进行了归纳,提出加强人工智能建模研究,在有效降低石墨烯纳米复合材料制备成本的同时,提高其在应用中的回收利用。     

纳米氧化铝吸附溶液中Cr（Ⅵ）的研究

采用共沉淀法制备了纳米氧化铝,所制备的氧化铝为γ型纳米氧化铝,颗粒直径在7~10nm,比表面积为117.986m2/g.以纳米氧化铝作为吸附剂,研究了纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）吸附特性,结果表明,纳米氧化铝的投加量为2g/L, Cr（Ⅵ）的初始质量浓度为15mg/l,初始pH2时吸附效果最好,在4h左右达到吸附平衡,去除率达96.1%.纳米氧化铝对溶液中的Cr（Ⅵ）的吸附动力学符合拟二级动力学模型,相关系数达0.945以上.吸附过程符合Freundlich等温方程,相关系数接近1.吸附过程是自发的放热过程,在低温条件下更有利于纳米氧化铝吸附溶液中的六价铬.     

纳米ZrO2的合成及其对稀土元素Yb的吸附行为研究

文中研究了以纳米ZrO2为固相萃取吸附剂,分离富集痕量Yb（III）的简单方法。采用溶胶—凝胶法制备了纳米级ZrO2,用光度法分析了纳米ZrO2对Yb（III）的吸附与洗脱条件,获得了纳米ZrO2吸附Yb（III）的最佳吸附酸度、吸附时间、吸附剂用量以及最佳洗脱剂用量、洗脱时间。结果表明：在pH值为8.5,吸附时间为1h,吸附剂用量为20mg时,纳米ZrO2能定量吸附Yb（III）,且吸附率大于93.0%,吸附效果理想;采用0.006mol/LHCl为洗脱剂,洗脱时间为10min时,可对Yb（III）进行定量洗脱,洗脱率达到100%。     

基于吸附势理论的页岩吸附甲烷模型及其应用

根据实测的页岩等温吸附数据,以吸附势理论为基础,对等温吸附数据进行处理分析得到ε-ω吸附特性曲线及其数学表达式,推导出页岩吸附甲烷模型,在此基础上建立了地质条件下温度和压力共同影响的页岩吸附气量计算模型,并利用实测等温吸附数据进行了模型验证及应用分析。研究结果表明:页岩吸附气的ε-ω吸附特性曲线是唯一的且与温度无关,特性曲线的形态呈对数形态;文中推导吸附模型的预测结果精度较高,可预测不同温度和不同压力下页岩吸附气量,得到页岩吸附等温线;建立的地质条件下温度和压力共同影响页岩吸附气量计算模型,可预测页岩吸附气量随深度变化的趋势图;温度和压力对页岩吸附气量影响作用相反,在地质条件下的温度与压力对页岩吸附气量影响存在竞争关系,其中当页岩埋深小于页岩最大吸附容量对应埋深时,压力起到主要影响作用,反之温度起到主要影响作用。     

纳米TiO_2薄膜对痕量Cu(Ⅱ)的吸附研究

应用溶胶-凝胶法,以玻璃为基底,制备了表面结构均匀的纳米TiO2薄膜.SEM和XRD分析结果表明,TiO2薄膜由粒径50 nm左右的锐钛矿TiO2颗粒构成.利用纳米TiO2的表面吸附活性,系统研究了纳米TiO2薄膜对于水中痕量Cu(Ⅱ)的吸附活性.探讨了溶液的pH值、吸附时间、Cu(Ⅱ)初始质量浓度对纳米TiO2薄膜吸附率的影响,确定了最佳吸附条件.纳米TiO2薄膜对Cu(Ⅱ)的吸附等温线为"L"型,表现出单分子层吸附特征.1.0 mol/L硝酸可将吸附在薄膜表面的Cu(Ⅱ)洗脱.     

酸改性纳米氧化铈对腈纶废水中有机物的吸附性能研究

纳米氧化铈经过0.05MH₂SO₄改性处理．以腈纶废水中有机物为吸附质,在室温下进行了吸附实验．研究了改性后纳米氧化铈对有机物的吸附量影响因素,确定最佳吸附条件为酸改性后的纳米氧化铈的投加量为0.25 g、溶液的pH 值为 7.5,搅拌吸附时间3h,COD的吸附去除率达到60%以上。室温下,酸改性后的纳米氧化铈对有机物的吸附符合Freundlich等温吸附模型,吸附过程符合准二级动力学方程。     

纳米氧化铜对水中三价砷的吸附特性及机理研究

研究纳米氧化铜对三价砷(As(Ⅲ))的吸附性能。采用水热法合成制备纳米氧化铜(CuO-NPs),并将其应用于水中砷离子的吸附脱除,通过透射电子显微镜、X-射线衍射(XRD)对CuO-NPs进行表征。制备的CuO-NPs形态稳定,平均直径在20～50nm,且其零电荷点为7. 8。同时,通过批处理吸附试验探究了吸附时间、溶液p H、初始浓度等因素对水中As(Ⅲ)去除率的影响。结果表明:弱碱性条件有利于CuO-NPs对As(Ⅲ)的去除,且p H为8时,CuO-NPs对As(Ⅲ)去除率最高,为97. 05%; As(OH)3和As(OH)2O-与氧化铜水合物之间的配位交换,是As(Ⅲ)被吸附去除的主要途径; As(Ⅲ)对CuO-NPs的等温吸附符合Langmuir方程,最大吸附容量可达1 085. 040 3μg/g,且该过程是自发吸热反应、符合准二级动力学方程。     

聚丙烯腈螯合纳米纤维的制备及其吸附性能研究

用羟胺试剂与聚丙烯腈纳米纤维通过化学反应将部分氰基转化为偕胺肟基团,制备一种改性的聚丙烯腈纳米纤维,并研究了该纤维对金属Pb2+的吸附性能.结果表明:改性的聚丙烯腈纳米纤维对Pb2+具有较好的吸附性能.     

磁性氧化石墨烯对有机染料的吸附降解实验设计

通过共沉淀法制备了易分离的磁性氧化石墨烯二维纳米吸附材料,并将其用于有机染料的清除,设计了一个综合性实验。所制备材料通过傅里叶变换红外光谱、热重量分析法、粉末X射线衍射和扫描电子显微分析的方法对其进行表征确认。所制备磁性氧化石墨烯对有机染料的吸附清除能力通过测试其对亚甲基蓝的吸附来表征,并引入芬顿体系来评估其降解及回收利用性能。该实验设计可提升本科学生对二维纳米吸附材料的应用认知和环境保护意识,同时为其将来的科学研究奠定一定的基础。     

纳米TiO2光催化剂在酸性黑水溶液中的吸附机制

目的研究纳米TiO2光催化剂在酸性黑NB水溶液中的吸附机制。方法以偏钛酸为钛源,均匀沉淀法制备纳米TiO2光催化剂,用TEM,XRD对所得纳米TiO2光催化剂的结构进行了表征。以获得的纳米TiO2光催化剂为吸附剂,对纳米TiO2在酸性黑NB水溶液中的吸附机制进行了实验研究。结果TiO2-NB水溶液固-液两相吸附符合Langmiur等温吸附式,测定了模型参数。确定的模型参数最大吸附量xmax为10.78 mg,吸附平衡常数q为0.257 L/mg。结论溶液的pH值对纳米TiO2-NB水溶液的吸附影响明显,pH越小表面吸附越强;IR进一步地分析了纳米TiO2-NB水溶液的吸附过程。吸附机制分析表明,NB分子在表面上的吸附是由于TiO2表面极性特性引发的表面羟基化。     

功能化生物炭吸附水中无机污染物的研究进展

生物炭作为一种多孔材料可用于污染水体修复,但生物质直接制备的原始生物炭通常吸附能力有限且回收再利用和固液分离困难。以原始生物炭为基础,通过各种改性技术制得的功能化生物炭在水处理领域表现出巨大的应用潜力。归纳和分析了近年来功能化生物炭对水体无机物污染物的吸附研究,总结了吸附水体无机污染物的功能化生物炭的制备方法、吸附性能、机制和影响因素。在此基础上,从实际应用、经济和技术可行性等方面提出了今后研究的重点。     

纳米羟基磷灰石的制备及其吸附性能

以硝酸钙和磷酸二氢铵为原料用共沉淀法制备纳米羟基磷灰石(HA)，采用X射线衍射、透射电子显微镜、热重．差示扫描量热等手段对样品形态结构进行表征．结果表明，制备的六方晶型纳米羟基磷灰石长轴约为60nm，短轴约为20nm，粒径均匀且分散性较好．该文还研究了纳米HA对Ag^ 的吸附性能．     

纳米二氧化硅对铜离子吸附性能的研究

采用溶胶-凝胶法和化学沉淀法2种不同的方法制备高比表面积纳米二氧化硅粉体,研究不同煅烧温度(从400℃到900℃)制备的粉体作为载体对铜离子的静态吸附性能,并对吸附过程中的一些影响因素进行了探讨.结果表明制备的纳米粉体对铜离子有很强的吸附组装能力.采用溶胶—凝胶法制备的二氧化硅载体的吸附性能优于沉淀法制备的粉体.