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.     

活性炭纤维负载钙的制备及其对铅的吸附性能

研究活性炭纤维负载Ca(Ⅱ)盐(Ca-ACF)吸附剂的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附性能.文中考察了ACF的比表面积、溶液pH值、吸附剂用量、负载Ca(Ⅱ)盐的种类与浓度等因素对Pb(Ⅱ)吸附性能的影响.结果表明,比表面积为1 500 m2/g的活性炭纤维负载0.25 mol/L CaCl2时,活性炭纤维对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,其对Pb(Ⅱ)的吸附行为符合Langmuir吸附等温模型.当pH值为6、吸附剂加入量为0.2 mg/mL,静态饱和吸附容量达到201.25 mg/g,重复使用时性能稳定,具有处理含Pb(Ⅱ)废水的应用前景.     

纳米TiO_2在污水处理中的应用

纳米TiO2粒径小、无毒、光催化、比表面积大、吸收性能好,在污水处理领域有广泛的应用前景.从吸附和光催化作用两个方面综合描述了纳米TiO2在污水处理中的应用.纳米TiO2对Cr、As、Pb等有很好的吸附效果,对有机磷农药、活性染料、石油污染物、表面活性剂、汞、氰化物、亚硝酸盐等有很好的光催化效果.     

白陶土对Pb(Ⅱ)吸附特性

采用间歇试验研究白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附特性,考虑了吸附剂用量、初始溶液pH、离子强度、反应时间、温度及铅初始浓度等因素的影响.间歇试验结果表明,吸附剂用量、pH、离子强度等因素对铅去除影响显著,温度对白陶土吸附能力影响相对较小.在20℃、pH0=5.5、初始浓度200 mg/L、吸附剂用量1g/L下,白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附量可达136.33mg/g.动力学试验结果表明,白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附为快速反应,10min时的吸附量为最大吸附量的80%,180min内即达到吸附平衡,伪二级动力学模型对白陶土吸附Pb(Ⅱ)的过程拟合较好.Langmuir模型可较好地预测白陶土对Pb(Ⅱ)的等温吸附.热力学试验结果表明,白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附为自发与吸热反应,升温有利于吸附反应的进行.白陶土对Pb(Ⅱ)的吸附机制为离子交换、静电吸附与络合反应.     

复合空心TiO2@SiO2纳米微球光催化性能研究

通过聚乙烯吡咯烷酮(PVP)功能化的聚苯乙烯(PS)粒子在SiO2包覆的同时被乙醇/氨水介质溶解,得到了单分散空心SiO2纳米微球,经溶胶-凝胶法与纳米TiO2复合制备得到了TiO2@SiO2纳米球.利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备的TiO2@SiO2纳米球进行了物理特性及光化学性质的初步表征,探讨了SiO2纳米微球的复合对TiO2粒径大小、比表面积、形貌、晶型转变以及光催化活性的影响.在可见光照射下,利用有机染料罗丹明B(Rhodamine B,RhB)的光催化降解为探针反应,研究了TiO2@SiO2纳米球的光催化活性及适应的pH范围.结果表明,SiO2纳米球的复合能明显提高光催化剂的比表面积及其对RhB的吸附量.同时能明显提高TiO2在可见光下的光催化活性,可见光下照射120min后RhB完全褪色,同时16h后的矿化率达到60%.TiO2@SiO2纳米球在pH 3～9范围内均表现出较高的催化性能.     

TiO2-PVP纳米复合材料的制备、表征及其性能

文章通过在PVP的存在下水解TiCl4,再经过高压釜分别于140 ℃和180℃处理8 h制备TiO2-PVP纳米复合材料,并用红外光谱(IR)、X-Ray衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对其进行表征.结果表明,PVP是通过C=O键中的氧原子吸附在TiO2上, TiO2-PVP中的TiO2是锐钛矿型.紫外可见吸收光谱表明,经过胶溶并用高压釜在140 ℃下处理得到的TiO2-PVP制成的薄膜在紫外区有较强的吸收.     

赤泥-海藻酸钠水凝胶对水中Pb(Ⅱ)的吸附性能

以赤泥和海藻酸钠为原料，采用交联反应的方法制备赤泥-海藻酸钠水凝胶(RMSA)。通过批量实验考察溶液初始pH、吸附温度、吸附时间、初始浓度以及多元重金属体系对RMSA吸附Pb(Ⅱ)效果的影响，并结合XRD、FTIR和SEM-EDS表征分析，研究其对Pb(Ⅱ)的吸附特性。实验结果表明，拟二级动力学吸附模型和Langmuir吸附等温模型能够更好地描述RMSA对Pb(Ⅱ)的吸附过程，该吸附过程属于单分子层化学吸附。在pH=6,温度为25℃,吸附时间为900 min, Pb(Ⅱ)初始浓度为30～900 mg/L的最佳条件下，RMSA对Pb(Ⅱ)的最大理论吸附量为454.54 mg/g。RMSA在多元重金属体系吸附实验中对Pb(Ⅱ)的吸附更具选择性。分析表明，离子交换是RMSA吸附Pb(Ⅱ)的主要机理。此外，RMSA经过5次循环实验仍能保持较高的吸附性能，在经济适用性方面具有较好的应用前景。     

合成纳米锰钾矿去除废水中Cd2+的实验研究

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd(Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2h;在Cd2+质量浓度为50mg·L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6%.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

Removal of Cd (Ⅱ) by Synthetic Nanocryptomelane from Sewage

利用合成纳米锰钾矿去除模拟废水中Cd (Ⅱ),研究不同去除反应条件对废水中镉离子去除率的影响.结果表明:合成纳米锰钾矿对水溶液中Cd2+的去除平衡时间约为2 h;在Cd2+质量浓度为50 mg · L-1、溶液初始pH=6.50、反应温度25℃、处理剂粒径96～120μm、每升模拟废水中投加2g合成纳米锰钾矿时,平衡后Cd2+去除率为90.6％.当Cd2+质量浓度不高于300 mg·L-1时,吸附等温线近似符合Langmuir模型,合成纳米锰钾矿最大理论吸附量为120.5mg·g-1.纳米锰钾矿对于Cd2+的去除是表面配位吸附、静电吸附、离子交换三种模式共同作用的结果.     

自制纳米TiO2光催化剂对水中甲基橙的降解

以硫酸氧钛(TiOSO4)为原料,制备了掺银的纳米TiO2光催化剂.将该催化剂用于甲基橙溶液的降解试验,考查了掺银量、催化剂加入量、溶液pH值、溶液浓度对降解率的影响.结果表明:在浓度为10 mg/L的甲基橙溶液(pH=3)中,投加6.0 g/L掺银量为5%的光催化剂时降解率为78.1%.表明用掺杂的纳米TiO2光催化剂处理水中的有机物是一条有效的途径.     

多壁碳纳米管同时吸附铅离子和对硝基酚的实验研究

采用次氯酸钠氧化的多壁碳纳米管(CNTs)同时吸附水中铅离子(Pb2+)和对硝基酚(p-NP).考察CNTs对Pb2+和p-NP的吸附性能和主要影响因素,结果表明:随着CNTs用量的增大,其对Pb2+的吸附量总体呈下降趋势,对p-NP的吸附量呈直线缓慢上升.CNTs对Pb2+和p-NP吸附平衡时间均为20.0min,吸附速率常数分别为3.27g/mg.min和5.90g/mg.min,吸附过程均符合拟二级吸附动力学方程.温度从20℃升高到40℃时,CNTs对Pb2+的吸附量增大,对p-NP的吸附量减小.在pH=2.0—6.0范围内,随pH增加CNTs对Pb2+的吸附量增大,对p-NP的吸附量基本不变,在pH=7.0—12.0范围内,CNTs对Pb2+的吸附量变化不大,保持在100.0mg/g,对p-NP的吸附量随pH值的升高而降低.     

光催化降解弱酸性红RN染料的研究

以弱酸性红RN染料为目标降解物,分析纳米TiO2对其光催化降解的机理.采用XRD表征自制纳米TiO2光催化剂的晶相结构.通过单因素实验,研究光催化剂投加量、染液初始pH值等因素变化对纳米TiO2光催化降解弱酸性红RN染液的影响.结果表明,纳米TiO2受光照激发在其表面生成了具有高活性和强氧化能力的羟基自由基(·OH),将弱酸性红RN染料催化降解为N2、H2O、CO2、Na2SO4等无害物质.采用溶胶凝胶法制备的纳米TiO2晶粒均为锐钛矿相,粒径大小为19.2nm.在300W金卤灯照射下,光催化反应240min时,0.25g纳米TiO2对100mL质量浓度为5mg/L、pH=5的弱酸性红RN染料溶液的降解率达94.2%.     

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。     

纳米TiO2光催化降解DMF

研究了纳米TiO2(P25)光催化降解DMF水溶液,考察了初始浓度、溶液pH值、空气、H2O2、O3对DMF降解率的影响.结果表明在低浓度范围内,光催化降解DMF遵循L-H方程,表观反应速率常数k=33.3mg/(L·min),吸附速率常数K＝1.84×10-4L/mg,并通过静态吸附实验验证了P25表面对DMF的弱吸附特性,进而得出吸附过程是DMF光催化降解的控制步骤.pH值对DMF降解率影响较大,当pH值由11.0降为4.0时,DMF降解率由51.5%升高到71.0%.空气和H2O2的加入能够加速DMF的光催化降解,O3体系可以显著增强P25对DMF光催化降解效应,其降解率和降解效率分别是空气体系的1.5和2倍左右.     

纳米二氧化钛光催化净化酸性染料废水的研究

以弱酸性艳蓝A染料废水为目标降解物,采用单因素法,研究纳米TiO2光催化净化酸性染料废水的可行性及影响因素.结果表明,纳米TiO2投加量、光照时间、染液初始浓度、染液初始pH等因素对光催化净化效果均有一定影响.实验得出最佳净化方案为纳米TiO2投咖量0.1g,染液废水初始浓度40.1mg·L-1,初始pH值=2,紫外光连续照射24h,脱色率可达98.4%,COD去除率可达89.1%.纳米TiO2在紫外光照射下,对酸性染料废水有良好的净化效果.     

纳米TiO_2对沉积物吸附氨氮的影响及其机制探讨

纳米TiO2在生产使用过程中不可避免地大量进入水环境,并影响到其他传统污染物质(如氨氮)的迁移转化.氨氮在沉积物上的吸附和解吸附是水环境中氮素循环的关键过程之一.本研究测定了受纳米TiO2污染沉积物、常规TiO2污染沉积物和未受TiO2污染沉积物的零电荷点,并通过氨氮吸附热力学和吸附动力学实验,研究了纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的影响.得出如下结论:(1)研究中的三组沉积物与NH4+-N之间没有静电吸引力;(2)修改后的Freundlich和修改后的Langmuir模型对氨氮吸附的拟合效果都比较好,且后者拟合度更高;(3)纳米TiO2的添加降低了氨氮的吸附—解吸平衡浓度,减小了沉积物向上覆水中释放氨氮的趋势;(4)抛物线扩散模型能较好地拟合三组沉积物吸附氨氮的动力学过程,结果显示纳米TiO2对沉积物吸附氨氮的动力学特征(快慢)没有影响,但增强了沉积物吸附氨氮的强度.     

磁性碳材料制备及其对六价铬吸附性能

通过一步碳化法合成磁性碳纳米吸附剂(MCNs),对不同温度下合成的纳米碳材料的微观结构进行分析,探究了不同MCNs制备温度、Cr(Ⅵ)初始浓度、pH等因素对Cr(Ⅵ)吸附效果的影响,获得吸附动力学规律,进一步对材料进行了循环吸附-解吸实验.实验结果表明:在25℃、pH=2、Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L、吸附剂用量0.05 g下,接触时间为2 h时,MCN700对Cr(Ⅵ)的吸附率和吸附量分别可达96.90%和56.28 mg/g.吸附动力学拟合结果更贴合伪二级动力学方程,表明MCN700对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附以化学吸附为主.MCN700经过6次吸附-解吸实验后吸附率下降11.61%,表明材料具有较好的稳定性和再生能力.因此,MCN700适用于酸性六价铬废水的处理.     

固定化WAS吸附剂净化Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)污染水体影响因素研究

采用固定化WAS吸附剂,净化Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)污染水体影响,结果表明:该吸附剂吸附2种重金属离子时呈现出不同的规律,吸附Pb(Ⅱ)的最佳条件为在25℃,200 mL,质量浓度为99.23 mg/L,pH值为5,WAS与固化剂的包埋比例(质量比)为1∶5,振荡吸附1 h,最大吸附率为71.00%,吸附量为14.20 mg/g;吸附Hg(Ⅱ)的最佳条件为在25℃,质量浓度为99.87 mg/L,pH值为4,WAS与固化剂的包埋比例(质量比)为1∶5,振荡吸附1 h后,最大吸附率为60.60%,吸附量为12.12 mg/g。在所实验的质量浓度范围内,基本符合经典Langmuir等温吸附模型,固定化WAS吸附Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的表观最大吸附量分别为88.50 mg/g和66.67 mg/g,为固定化WAS吸附剂净化Pb(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)污染水体应用研究提供可靠依据。     

纳米TiO2分散料浆的制备方法研究

纳米粒子在水中的分散很困难,粒子极易团聚.这些团聚的粒子通常以所谓"软团聚"的方式存在.软团聚的粒子在外力的作用下很大程度能进一步分散.因此,制备粒径较小并以软团聚方式存在的纳米粒子料浆,对纳米粒子的应用具有一定的意义.研究了纳米TiO2分散料浆的制备方法.分别试验了分散介质、分散方法、分散剂种类及用量、分散时间、分散温度及分散介质pH值等分散条件.结果表明,50～70℃,pH=7.7～10.8,SiO2气溶胶与纳米TiO2粉末的质量比为0.06∶1,超声分散30 min得到了平均粒径在300 nm左右稳定的纳米TiO2分散料浆.     

纳米TiO2小颗粒悬浮液显现胶带粘面油潜手印初探

目的:建立一种纳米TiO2小颗粒悬浮液显现胶带粘面油潜手印的方法.方法:通过考察表面活性剂的种类及浓度、TiO2浓度、pH值等因素,获得胶带粘面各种手印样本(新鲜、陈旧、水浸)的最佳显现效果.结果:当小颗粒悬浮液中十二烷基苯磺酸钠(SDS)的浓度为0.1mg/mL、纳米TiO2粉末含量为2mg/mL、pH值为7时,小颗粒悬浮液的显现效果最理想,可以显出遗留时间达2个月以及水浸4天之久的油潜手印.结论:纳米TiO2小颗粒悬浮液对胶带粘面的油潜手印具有良好的显现效果.