硒纳米颗粒的生物合成及其对孔雀石绿吸附性能的研究

利用Rhodotorula mucilaginosa PA-1在厌氧条件下生物合成硒纳米颗粒.通过改变底物浓度、pH和温度对硒纳米颗粒的合成条件进行优化.以孔雀石绿(MG)为模型污染物,生物合成的硒纳米颗粒展现出良好的吸附性能.硒纳米颗粒对MG的吸附过程符合准一级反应动力学方程和Langmuir等温线方程,吸附过程为单分子层的物理吸附,吸附反应是放热反应.硒纳米颗粒经5次吸附脱附循环后,对MG的吸附去除率仍高达82.12%.在整个研究中,Rhodotorula mucilaginosa PA-1通过将有毒的Se(Ⅳ)还原成硒纳米颗粒以及合成的硒纳米颗粒对MG的吸附,为环境生物修复以及染料废水的去除提供了新思路.     

改性膨润土对孔雀石绿的吸附研究

膨润土为原料制备高效吸附剂去除水体中阳离子染料(孔雀石绿,MG).用勃姆石溶胶改性酸活化的膨润土(AB)得到改性膨润土(AB-BS),并通过FT-IR、XRD、SEM对其结构进行了表征.紫外光谱法用以考察AB和AB-BS对孔雀石绿的吸附情况,确定了最佳实验条件.实验表明AB和AB-BS均可高效地吸附孔雀石绿,最大吸附量分别为44.09和20.01mg·g~(-1).此外,吸附剂去除孔雀石绿符合Langmuir吸附模型,存在单层吸附,吸附动力学研究表明吸附行为遵循二级动力学模型.本工作研究结果说明AB和AB-BS在水体中去除孔雀石绿有一定的应用潜力.     

高锰酸钾改性活性炭对Au~(3+)的吸附性能研究

以高锰酸钾改性的颗粒活性炭(MAC)为吸附剂,研究了pH值、吸附时间、MAC投加量和Au3+浓度对Au3+吸附性能的影响,并测定了吸附等温线.结果表明,随着pH的升高MAC对Au3+的吸附率先升高后降低,在pH=2.5时吸附率达到98%;在体系25℃,pH=2.5的条件下,MAC对Au3+的吸附率随时间的延长而增大,吸附平衡时间为90 min;Au3+的吸附量随MAC投加量和Au3+浓度的增加而增大.对Au3+的吸附符合Langmuir单分子层吸附规律,单分子层饱和吸附量为0.332 4 mmol/g.     

聚甲基丙烯酸-g-壳聚糖膨润土复合材料的制备及其对阳离子染料的吸附性能

以壳聚糖、甲基丙烯酸和膨润土为原料,过硫酸钾为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,经过接枝共聚反应制备了聚甲基丙烯酸-g-壳聚糖/膨润土纳米复合材料,并将其应用于阳离子染料结晶紫(CV)、亚甲基蓝(MB)及孔雀石绿(MG)的吸附,考察了吸附剂用量、时间、pH及初始浓度对吸附行为的影响.结果表明,制备的吸附剂对3种染料脱色率达96.5%以上,最大吸附量分别为151.74,341.2,122.6mg·g-1.吸附过程符合准二级吸附速率方程和Langmuir等温吸附模型.     

绿锈吸附水中四环素的研究

为研究绿锈(GR)对四环素(TC)的吸附性能,考察了投加量、pH值和天然有机物对GR吸附TC的影响.结果表明:GR吸附四环素的去除率高达99.19%,随着GR投加量的增加,TC去除率随之增加,TC吸附容量逐渐降低,pH值对GR吸附TC无明显影响,20 mg·L~(-1)的黄腐酸(FA)能够提高GR对TC的吸附容量.通过拟合动力学模型发现GR吸附TC更符合拟二级吸附动力学,说明GR吸附TC主要为化学作用吸附.通过拟合吸附等温线模型发现GR吸附TC更符合Langmuir吸附等温线模型,属于单层吸附.综合红外光谱表征结果说明GR吸附TC的机理有静电作用、表面络合及氢键作用.     

线性麦芽糊精超分子聚合物对孔雀石绿吸附性能研究

通过线性麦芽糊精和均苯四甲酸二酐交联合成了一种新型线性麦芽糊精超分子聚合物(LM-SP),利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热重(TGA)和光学显微镜对其进行了结构和形貌的表征,并考察了其对孔雀石绿(MG)的吸附性能研究。实验结果表明,该超分子聚合物对孔雀石绿的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温方程,吸附15min后即达到平衡,最大吸附量可达543.48mg/g。并进一步探讨了材料本身吸附的重复利用性能,结果显示经过6次吸附-解吸附之后,吸附能力仅有微弱的下降。     

溶液吸附法测定改性煤矸石固体比表面积

为了测定改性煤矸石固体比表面积,选取亚甲基蓝溶液和醋酸溶液两种不同的吸附质,通过溶液吸附法对改性煤矸石比表面进行测定.采取单分子层吸附方式,利用朗格缪尔(Langmuir)吸附等温式与弗罗因德利希(Freundlich)经验吸附等温式两种理论模型,分别线性拟合计算出改性煤矸石的饱和吸附量,进而求出其比表面积.结果表明,朗格缪尔吸附模型拟合结果与弗罗因德利希吸附模型的结果契合度很好,以亚甲基蓝作为吸附质,计算所得的改性煤矸石的比表面积最为理想.     

壳聚糖/聚氨酯复合材料的表征及吸附再生研究

以壳聚糖为填充料制备壳聚糖/聚氨酯复合材料(CS/PU)作为吸附剂,用来吸附养殖水及工业废水中孔雀石绿(MG).通过对CS/PU的结构表征和再生能力的研究,结果表明:CS/PU的表观密度为68.1 kg·m-3,压缩强度为0.879 k Pa,开孔率为94.44%,比表面积为0.65 m2·g-1,热重分析(TGA)结果显示,CS/PU在高温下较稳定;利用60%的乙醇溶液对吸附MG的CS/PU进行脱附,再生次数可达5次以上.     

铀在高岭土上的吸附动力学及热力学研究

采用静态法研究了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附特性,探讨了pH、离子强度、接触时间、温度、腐殖酸等对U(Ⅵ)在高岭土上吸附的影响.以宏观吸附实验为基础,对高岭土进行X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)表征,并讨论了铀(U(Ⅵ))在高岭土上的吸附动力学及热力学行为.结果说明,准二级动力学模型可以用来描述铀在高岭土上的吸附.通过对溶液pH值和离子强度因素的研究,溶液pH值对铀的吸附影响比离子强度对铀的吸附影响更大.在较低pH值下,腐殖酸对吸附有加强的作用;在较高pH值下,腐殖酸对吸附有抑制作用.Freundlich模型可较好地描述高岭土对U(Ⅵ)的吸附过程.高岭土对U(Ⅵ)的吸附为自发且吸热的过程,主要是表面单分子层吸附.     

基于Langmuir理论的平衡吸附量预测模型

为了实现对吸附反应的平衡吸附量的预测,建立了平衡吸附量预测模型.以高岭土、蒙脱土这两种黏土矿物吸附Ca2+为例,验证其等温吸附曲线符合Langmuir吸附方程.在Langmuir吸附等温式的基础上,建立了平衡吸附量预测模型,该模型应用于单组分吸附反应的平衡吸附量的预测.通过实验对该模型进行了验证,模型的计算结果与实验结果可以较好地吻合,证明该模型的可靠性较高.     

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.     

热改性砂对水中磷的吸附研究

通过小试振荡实验,研究了经573℃热改性的颗粒状石英砂(热改性砂)对水中低浓度磷的吸附效果.对原砂和热改性砂的XRD图谱分析,验证了石英砂的同质异晶转变.研究结果表明,实验时段内热改性砂对水中低浓度磷(1mg/L)的去除率达到99%,磷吸附动力学和等温吸附实验结果可分别由准二级反应动力学模型和Langmuir吸附等温线非线性模拟,相关系数R2均大于0.95.25℃时,热改性砂最大吸附容量(qm)为0.71 mg/g(磷/吸附剂),D-R吸附模型计算的吸附平均自由能E=7.21kJ/mol,物理吸附为优势吸附行为.热改性颗粒状石英砂吸附除磷实现了不引入二次污染的除磷过程,拓宽了颗粒状石英砂在水处理中的应用,为再生水中磷的去除提供了理论支持.     

气体变压吸附非等温非绝热非平衡模型计算

分析了固定床吸附过程中流动、传热和传质过程,将多孔介质内传输模型应用于吸附过程研究,建立了大含量强吸附的非等温非绝热非平衡模型,传质过程采用线性驱动力模型.应用有限体积差分法对方程进行离散,使用SIMPLE法进行压力一速度修正.使用迭代法进行方程求解.采用此新模型计算了定壁温条件下圆筒形沸石13X吸附床对质量浓度为0.176 kg/m2的二氧化碳/氮气双组分气体的吸附过程,并对结果进行了分析.模型可以合理地计算吸附传质与传热之间的耦合关系,结果符合前人的实验结果.计算结果表明:吸附过程中温度变化非常显著对吸附量的增大和处理周期的缩短都是不利的,对吸附过程温度的变化进行抑制是提高吸附分离效果的有效途径.     

裙带菜吸附水溶液中镉离子的吸附特性和吸附平衡模型

研究了裙带菜从水溶液中对重金属镉离子的吸附特性和吸附平衡模型.实验表明,在pH值为6.0时裙带菜(干)对镉离子的最大吸附量达1.0 mmol/g;在恒定pH条件下,Langmu ir方程可用来描述吸附量与平衡浓度的关系,但吸附量受溶液pH值影响很大:在pH 2.0~6.0范围内,pH值越低吸附量越小,pH在5.5~6.0时吸附量最大.竞争吸附模型可以很好地描述溶液中pH值和离子平衡浓度对吸附的影响,可以预测再生条件.     

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.     

盐酸克伦特罗分子印迹聚合物吸附行为研究

等温吸附和动力学吸附是分子印迹聚合物对目标物吸附行为研究的重要内容.通过多种等温吸附模型和动力学吸附模型分析研究了以共价键制备的盐酸克伦特罗(CLB)分子印迹聚合物(MIPs)对目标物的吸附行为,结果表明:该CLB MIPs颗粒表面不均匀,对CLB的吸附属于化学吸附,吸附过程中CLB分子之间具有相互作用;吸附过程分为表面吸附和孔穴缓慢扩散吸附两个阶段,但扩散不是控制吸附速率的唯一因素.     

石莼和龙须菜对染料亚甲基蓝的吸附研究

为探讨大型海藻石莼(Ulva lactuca)和龙须菜(Gracilaria lemaneiformis)对染料亚甲基蓝(methylene blue)的吸附特性,文章通过静态吸附实验研究了溶液起始pH值、吸附时间、海藻生物量和染料浓度对海藻吸附亚甲基蓝的影响,并结合吸附等温线、吸附动力学、吸附热力学和红外光谱研究了其吸附机理.结果表明,石莼和龙须菜对亚甲基蓝的吸附容量随溶液起始pH值的增加而增加,最适pH值为4~10;60 min吸附达到平衡;吸附容量随着海藻生物量的增加而减少,但随着染料浓度的增加而增加.通过Langmuir和Freundlich等温吸附模型对数据进行拟合,Langmuir等温吸附模型能很好描述石莼和龙须菜对亚甲基蓝的吸附,拟合得出的最大吸附容量分别为709.22 mg·g~(-1)和231.48 mg·g~(-1).准二级动力学模型能很好描述反应的吸附动力学.吸附热力学分析显示石莼和龙须菜的吸附反应均为自发的放热反应.此外,吸附前后红外光谱结果说明在海藻表面的羟基、氨基和酰胺基与亚甲基蓝的吸附有关.结果表明,石莼和龙须菜对亚甲基蓝的吸附具有较高的吸附容量,是有潜力的染料废水吸附剂.     

山竹壳活性炭的制备与吸附性能研究

以山竹壳为原料,采用氢氧化钾活化法制备了不同碱炭比的活性炭,通过扫描电子显微镜(SEM)和比表面积(BET)等对活性炭进行了物理性质表征.最优活性炭的比表面积高达2 96153 m2/g.对其进行罗丹明B和铅离子的吸附实验,并进行Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,结果表明,山竹壳活性炭对罗丹明B的吸附更符合Langmuir吸附等温模型,而铅离子的吸附符合2种吸附模型.另外,该活性炭对罗丹明B和铅离子的饱和吸附量分别达到1 22218 mg/g和10707 mg/g.     

钴在烟草上的吸附性能

用静态吸附研究了Co(Ⅱ)在烟草上的吸附,考察了温度、pH值、共存物及不同烟丝对吸附的影响,测定了Co(Ⅱ)的吸附等温线,级附结果能用液-固吸附中溶质计量置换模型(SDM-A)良好地描述,根据此模型计算了吸附过程中的热力学函数△G、△H和△S。     

酒石酸化学改性松针粉对Cr(VI)的吸附性能

本文选用松针粉(PNP)为原料,通过酒石酸化学改性制备出了一种新型生物吸附材料(TA-PNP).考察不同pH值、吸附反应时间和Cr(VI)溶液初始浓度等因素影响下,TA-PNP对Cr(VI)的吸附性能;并建立了动力学模型和等温线模型.实验结果表明:室温条件下,pH=2.0,吸附反应时间是60 min,Cr(VI)初始体积质量为750 mg/L时,TA-PNP对Cr(VI)吸附效果最佳.此外,TA-PNP吸附方式为化学吸附,颗粒内扩散模型表明总吸附反应速率为膜扩散和内扩散两者共同控制.TA-PNP对Cr(VI)的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,其最大吸附量为98.62 mg/g.