TiO2-GO复合材料对苯酚废水的吸附行为

采用一锅超声回流法制备一种新型的二氧化钛-氧化石墨烯（TiO₂-GO）复合材料， 通过X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）和 Raman光谱对其结构进行表征, 并研究溶液的pH值、 吸附温度、 吸附时间、 溶液的初始质量浓度对该材料作为吸附剂对苯酚废水去除效果的影响. 实验结果表明： 400 mg/L的苯酚溶液， 室温下， pH=5时，该材料对苯酚的吸附量为80 mg/g；吸附过程符合Langmuir模型，动力学实验数据符合准二级动力学曲线； TiO₂-GO可在30 min内有效净化苯酚废水，具有一定的应用前景.     

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.     

块状花生壳吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的特性研究

研究块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附特性.考察吸附剂投加量、溶液初始pH、吸附时间和溶液初始浓度等对吸附的影响,在此基础上拟合分析吸附动力学和吸附等温线.结果表明:吸附36h达到平衡,块状花生壳对Cd2+和Pb2+的吸附均符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线模型.在25℃,Cd2+和Pb2+的初始浓度为100mg/L时,块状花生壳对二者的吸附量分别可达到10.47mg/g和17.37mg/g.     

铁负载膨润土对铀(VI)的吸附特性及机理研究

采用膨润土经提纯、钠化及负载铁等过程制备铁负载膨润土,通过静态吸附实验研究了pH、离子强度、吸附剂投加量、U（Ⅵ）初始浓度、阳离子Ca^2＋、Mg^2＋以及阴离子CO3^2-、HCO3^-等对铁负载膨润土吸附模拟废水中U（Ⅵ）的影响,进行了吸附过程动力学、热力学分析,并利用傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电镜（SEM）探讨了相关吸附机理.试验结果表明,pH值和离子强度是影响吸附效果的重要因素,当溶液pH为6,离子强度为0.01 mol/L NaNO3,U（Ⅵ）初始浓度为19.08 mg/L,铁负载膨润土投加量为0.2 g/L,24 h吸附量达到88.06 mg/g.当pH〈6时,Ca^2＋、Mg^2＋、CO3^2-、HCO3^-的存在分别降低了铁负载膨润土对U（Ⅵ）的吸附效果,而pH〉7时影响作用不大.准二级动力学和Langmuir等温吸附模型对铁负载膨润土吸附U（Ⅵ）的拟合效果较好,SEM和FT-IR分析结果表明铁负载膨润土主要通过羟基络合及离子交换作用结合U（Ⅵ）进入其层间及表面.     

生物质吸附剂对硝酸盐氮的吸附及再生

近年来硝酸盐氮污染逐渐成为国内外学者所关注的重要的水污染问题。为了去除水中的硝酸盐氮,采用化学方法对锯末进行改性,得到一种经济高效的生物质吸附剂。对该吸附剂进行了扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）和Zeta电位（Zeta）表征,探讨了吸附剂添加量、时间、pH和硝酸盐氮初始浓度对硝酸盐氮去除效果的影响,并对吸附剂的再生效果进行了研究。结果表明：当吸附剂添加量为10 g/L、吸附时间为20 min、pH为7、硝酸盐氮初始浓度为20~60 mg/L时,改性锯末对硝酸盐氮的去除率稳定在96±0.2%,再生后的改性锯末对硝酸盐氮的去除率仍能达到95%。吸附过程符合Freundlich等温吸附模型。可见改性锯末对废水中的硝酸盐氮有很好的去除能力。     

高铁酸钾对水中锑的去除机理研究

采用实验室制备的高铁酸钾对水溶液中的三价锑进行去除性能研究. 高铁酸钾对水中三价锑的去除包含2步:一是高铁酸钾对三价锑的氧化,二是原位生成的高铁酸钾分解产物对锑的吸附. XRD和FTIR检测表明高铁酸钾的分解产物符合无定型的2线水铁矿,比表面积大,孔隙率高. 吸附实验结果表明:低pH值更有利于锑的吸附;而离子强度对锑的吸附,在pH 3.5 ~5.5与pH 5.5~7.0这2个区间有着截然相反的影响;吸附动力学过程拟合以准二级动力学拟合最好(R2=0.999 1),说明以化学吸附为主;吸附等温线拟合以Freundlich模型最优(R2=0.980 4),而使用Langmuir-Freundlich模型拟合时最大吸附量的理论值可达到129.93 mg/g. 通过吸附前后样品的FTIR表征表明在吸附锑的过程中形成了内层络合物和外层络合物.     

磁性碳纳米管对水中低浓度罗红霉素的吸附特性研究

碳纳米管是各方面性能优异的新型纳米材料,其吸附性能优于活性炭.采用化学共沉淀方法制备磁性MWCNTs.利用红外光谱和Zeta电位对磁性MWCNTs和MWCNTs进行表征分析.吸附实验探讨pH值、温度等因素对磁性MWCNTs吸附罗红霉素的影响,采用准一、二级动力学模型和Freundlich、Langmuir等温线方程拟合曲线,分析吸附质可能的吸附机理.结果表明:磁性MWCNTs对罗红霉素最佳吸附pH值为1,罗红霉素的最大吸附量为39.6 mg/g.用准一、二级动力学模型和Langmuir等温线方程能较好地拟合罗红霉素吸附过程,相关系数均在0.95以上.标准吸附焓变△Ho为9.284 kJ/mol,吸附自由能变△G在-60.812 ～-58.640 kJ/mol之间,△S＞0,吸附是自发的吸热过程.     

十八烷基三甲基氯化铵/双十八烷基二甲基氯化铵修饰ATP的制备及其吸附重金属的性能

使用12 mol/L的盐酸对天然凹凸棒石晶体（ATP）进行粗提处理，再用十八烷基三甲基氯化铵（DOTAC）和双十八烷基二甲基氯化铵（DODMAC）分别对ATP进行接枝改性，得到十八烷基三甲基氯化铵改性凹土（1831-ATP）和双十八烷基二甲基氯化铵改性凹土（D1821-ATP）。通过红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和比表面积（BET）等表征手段对改性前后凹土的晶体结构变化进行分析比较，并利用扫描电镜（SEM）观察了ATP、1831-ATP和D1821-ATP的形貌变化。对比研究了ATP、1831-ATP和D1821-ATP对常见重金属Pb²⁺的吸附性能，吸附实验结果表明：吸附平衡时间为4 h；在pH 9时，Pb²⁺在ATP、1831-ATP和D1821-ATP上的吸附量达到最高，去除率均达到99%以上，去除效果好。动力学和热力学模型拟合结果表明，吸附数据符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附方程。     

环糊精改性碳纳米管对铀的吸附性能研究

羟丙基-β-环糊精（HP-β-CD）与羧基化多壁碳纳米管（COOH-MWNTs）经过聚合反应,形成β-环糊精-碳纳米管（β-CD-MWNTs）交聚复合材料,探究了在不同pH值、反应时间、铀的初始浓度和吸附剂投加量条件下对铀的吸附能力。结果表明,pH值为5,铀浓度为10mg/L,β-CD-MWNTs吸附60min后基本处于平衡状态,吸附容量高达18.36mg/g。准二级动力学模型（R2>0.999）和Langmuir等温模型（R2>0.996）均可拟合其对铀的吸附过程,饱和吸附容量为83.33mg/g。采用TEM、SEM、EDS和FTIR分析表明,HP-β-CD 已被接枝到MWNTs上,而在对铀的吸附过程中,-C=O、-C-O和-OH等基团发挥着重要的作用     

中空球状氧化铜的制备及其对甲基蓝的吸附性能

通过水热法制备了中空球状氧化铜,并研究了该氧化铜对甲基蓝的吸附过程.深入探讨了甲基蓝的初始质量浓度、吸附剂氧化铜的加入量、吸附介质的pH值和温度对吸附性能的影响.研究结果表明:pH值为5.0~8.5时,吸附效果较好;升高温度将加快吸附速率,缩短达到吸附平衡的时间.利用Langmuir吸附等温方程、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程和准二级动力学方程对吸附过程进行拟合,得出Freundlich吸附等温方程和准二级动力学方程能较好地描述氧化铜对甲基蓝的整个吸附过程.     

玉米秸秆水热炭制备及其对水中阿特拉津吸附

为解决农业资源废弃物作物秸秆的综合利用及水体农药污染问题, 以玉米秸秆为原料, 采用水热炭化法制备水热炭, 并利用扫描电子显微镜(SEM)和Fourier变换红外光谱（FT-IR）法对玉米秸秆水热炭的表面形貌和官能团进行表征, 通过实验室模拟研究不同pH值、 离子强度、 初始浓度以及制备温度对玉米秸秆水热炭吸附水中阿特拉津的影响. 结果表明： 随着温度的升高, 水热炭产生炭微球结构和丰富的含氧官能团; 水热炭对阿特拉津的吸附动力学符合准二级动力学方程（R²≥0.970, P≤0.001）, 吸附热力学符合Langmuir方程（R²≥0.992, P≤0.001）, 为非线性吸附且自发进行的吸热反应; 玉米秸秆水热炭对水中阿特拉津最大吸附量（298 K）为8.862 mg/g, 最大去除率为69.74%; 水热炭对阿特拉津的吸附量随制备温度的升高而增加, 吸附量随溶液pH值和离子强度的增加而下降. 因此, 利用玉米秸秆制备的水热炭可有效吸附水中的阿特拉津, 具有较好的应用前景, 实验结果为玉米秸秆再利用和水体净化提供理论依据和数据支持.     

氯化锌改性玉米秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附特性研究

为了提高对废水中Cr （Ⅵ）的去除效率,获得高效且成本低廉的吸附剂,以农业废弃物玉米秸秆为原材料制备生物炭,并采用氯化锌对其进行改性。实验表明,在固液比为2 g/L、pH为2、Cr （Ⅵ）溶液初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为6 h时,最佳改性剂比例条件下改性炭的去除率能够达到99.3%,比未改性的生物炭高73.7%。此外,考察了单一因素改性剂比例、溶液pH、吸附温度、离子强度对吸附效果的影响。同时研究了改性炭对Cr（Ⅵ）的吸附动力学和吸附等温线。结果说明该吸附是自发、熵增的吸热过程且吸附反应符合准二级动力学方程和Langmiur等温模型,最大饱和吸附容量为72.46 mg/g。通过扫描电镜（scanning electron microscopy）、傅里叶红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy）、X射线衍射（X-ray diffraction）等方法对原炭（biochar）和改性生物炭（modified biochar）进行表征,分析表明改性炭微孔结构明显,表面粗糙,吸附位点增加,芳香化程度提高,从而提高了吸附性能,且锌以氢氧化物颗粒形式存在于生物炭表面。     

柚皮基活性炭的微波制备及其对U(VI)的吸附

为探究U(VI)溶液初始浓度、溶液pH、活性炭投加量、吸附时间对U(VI)去除效果的影响,以农业废弃物柚子皮为原料、氯化锌为活化剂、微波为热源,制备了柚皮基活性炭,将制得的最优活性炭进行U(VI)吸附实验,并分析了其吸附动力学方程,探讨了其吸附U(VI)的机理。实验结果表明:在活化浓度为30%、活化剂浸渍时间为24 h、微波功率为700 W、辐照时间为90 s的条件下,柚皮基活性炭对碘的吸附值最高,达到769.9 mg/g;在U(VI)溶液初始质量浓度为5 mg/L、溶液pH为7、活性炭投加量为0.6 g/L、吸附时间为24 h时可以达到吸附平衡,U(VI)的饱和吸附容量为8.25 mg/g,吸附率为99.01%;其吸附U(VI)的行为符合准二级动力学模型,吸附U(VI)前后自身结构发生较大变化,柚皮基活性炭对U(VI)的吸附是一种以化学吸附为主、活性炭表面的羰基、CC、羟基和羧酸等官能团与U(VI)水解后的离子作用并存的吸附方式。     

焙烧态镁铝水滑石去除水中磷酸根的研究

采用液相双滴共沉淀法制备镁铝水滑石,在350℃下焙烧成为焙烧态水滑石(CHTlc-350)样品。采用XRD、FT—IR对样品进行分析,研究了CHTlc-350对磷酸根的吸附特性;探讨了时间、pH、吸附剂投加量对吸附磷酸根性能的影响。结果表明,当初始pH为5,吸附剂与溶液接触24 h时,CHTlc-350对磷酸根的吸附效果最佳。CHTlc-350对磷酸根的吸附符合Langmuir吸附等温线和伪二级动力学模型;其最大理论吸附量达到90.09 mg/g。CHTlc-350可有效去除废水中的磷酸根,磷浓度为40 mg/L,吸附剂浓度为1.0 g/L时,其去除率可达99.44%。     

Adsorption of Cd(II) from acidic aqueous solutions by tourmaline as a novel material

Batch experiments were conducted to investigate the behavior and mechanisms for the adsorption of Cd(Ⅱ) from aqueous solutions by tourmaline under acidic conditions. The results indicated that the adsorption of Cd(Ⅱ) significantly depend on the adsorption time, temperature, and the initial concentration of the metal ion. Furthermore, tourmaline had a very good adsorption capacity for Cd(Ⅱ) in acidic, neutral and alkaline aqueous solutions. This good adsorption capacity is attributed to the observation that tourmaline can automatically adjust the pH values of acidic (except pH 2.0 and 3.0), neutral or alkaline aqueous solutions to 6.4. Specifically, the removal capacity for Cd(Ⅱ) was higher at strongly acidic pH values (in contrast to industrial wastewater pH values) compared to that obtained for other types of adsorbents. Furthermore, the results obtained in this study showed good fits to the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. However, the Langmuir model fit better than the Freundlich model. The maximum uptake of Cd(Ⅱ) by tourmaline was 31.77, 33.11 and 40.16 mg/g at pH 4.0 at 15, 25 and 35°C, respectively. Therefore, tourmaline is an effective adsorbent for the removal of Cd(Ⅱ) from acidic aqueous solutions. In addition, the kinetics for the Cd(Ⅱ) adsorption by tourmaline closely followed the pseudo-second-order model. The thermodynamic parameters indicated that adsorption was feasible, spontaneous, and endothermic. Furthermore, the pH variation after adsorption, ζ-potential, metal ions desorbed and released, and FT-IR analysis indicated that the physisorption and chemisorption mechanisms of tourmaline for heavy metals. These mechanisms included water that was automatically polarized by tourmaline, the ion exchange process, and electropolar adsorption. Among the mechanisms, the automatic polarization of water caused by tourmaline is a unique adsorption mechanism for tourmaline.     

酸碱改性活性炭吸附水中乙酰水杨酸的行为与机理

采用硝酸(HNO_3)和氢氧化钠(Na OH)对活性炭表面进行改性,并考察其对乙酰水杨酸(ASP)的吸附性能。借助傅里叶红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)对改性活性炭结构特性进行表征,考察孔隙结构和官能团与吸附性能的关系,推断改性活性炭中对ASP起主要作用的官能团是含氧官能团。结果表明,两种改性活性炭对ASP均有良好的吸附效果;与Freundlich方程相比,吸附过程更适合用Langmuir方程来进行描述;也表明了活性炭对ASP的吸附属于单分子层吸附。改性后活性炭的最大吸附量可达到96.129 8 mg/g,且吸附过程更符合二级动力学方程。     

以聚乙二醇为软模板制备微孔-介孔硅铝分子筛及其催化性能

以硅铝溶胶前驱体， 与聚乙二醇软模板剂混合， 水热处理后制备微孔-介孔硅铝分子筛. 采用X射线衍射（XRD）、 Fourier变换红外光谱（FT-IR）、 N₂吸附-脱附、 透射电镜（TEM）和氨气程序升温脱附（NH₃-TPD）表征微孔\|介孔硅铝分子筛的理化性质. 将所得微孔-介孔硅铝分子筛作为苯酚叔丁醇烷基化反应的催化剂， 利用苯酚的转化率测试材料的催化性能. 结果表明: 聚乙二醇作为软模板产生介孔结构， 且聚乙二醇加入量可影响硅铝分子筛的结晶度;   当聚乙二醇的加入量不同时， 苯酚的转化率受影响； 当聚乙二醇用量为8 g时， 苯酚转化率最高， 可达95.5%.      

木棉基活性炭纤维的制备及其对挥发性有机物的吸附性能

以木棉纤维为原料,采用NaOH、ZnCl2化学活化法在450℃处理后制备得到木棉基活性炭纤维样品。利用扫描电镜、X射线衍射分析、拉曼光谱及低温氮气吸脱附对木棉基活性炭纤维的结构进行了表征和测定,结果表明：所制备的木棉基活性炭纤维由无定形碳组成,具有丰富的微孔结构,比表面积达到1397 m2/g。将通过上述方法获得的木棉基活性炭纤维在30 ℃条件下对低沸点二氯甲烷及常见挥发性有机物(VOCs)中苯、甲苯进行吸附性能评价,由吸附穿透曲线计算获得这3种VOCs的吸附量分别为130 mg/g、350 mg/g、479 mg/g。进一步考察了木棉基活性炭纤维的再生性能及在不同温度下对二氯甲烷吸附穿透曲线的影响,发现随着吸附温度升高,穿透时间提前,吸附容量随之下降;在温度为20 ℃时,木棉基活性炭纤维对二氯甲烷的吸附量可达179 mg/g。