离子交换纤维吸附黄芩苷的动力学与热力学研究

采用自制的强碱性阴离子交换纤维对黄芩苷的吸附特性进行研究.在温度为298~333K和质量浓度为10.00~60.00mg/L的范围内时,离子交换纤维对黄芩苷的吸附数据拟合符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程,从而得到吸附过程中的吸附焓、吉布斯自由能和吸附熵;并且运用动边界模型描述了吸附过程的动力学,得到离子交换纤维内扩散控制交换过程的表观活化能41.08kJ/mol、反应级数2.190、速率常数8.435×10-4及动力学方程式.     

海藻纤维废渣制备多孔碳的吸附性能优化及数据模型构建

海藻纤维废渣为海藻琼脂提取工艺的副产物,富含碳、氧等元素,以其为原料制备高性能生物质衍生多孔碳可实现海藻纤维废渣的高值化利用.本研究以海藻纤维废渣制备多孔碳,通过吸附等温线和动力学探究吸附行为;并利用XGBoost(eXtreme Gradient Boosting)算法构建氨氮吸附容量的预测模型,分析多孔碳制备过程的升温速率、碳化温度及碳化时间等因素对氨氮吸附能力的影响.实验结果表明：海藻纤维基多孔碳材料对氨氮有较好的吸附效果,最大吸附容量可以达到3.514 mg/g,其动力学过程符合拟二级吸附动力学模型、颗粒内扩散模型和Langmuir吸附等温模型;实验和模型证明多孔碳制备过程中碳化温度对氨氮吸附的影响最大,升温速率和碳化时间次之;通过数据模型得出以5℃/min速率升温至1 000℃碳化120 min制备的多孔碳具有最优的氨氮吸附性能.本研究提出一种数据模型,并结合实验成功证明该模型预测的准确性,可为今后生物质衍生多孔碳的制备方法提供预测依据.     

低温等离子体接枝聚合ES基离子交换纤维的吸附性能研究

采用低温等离子体接枝聚合技术制备了ES基离子交换纤维吸附染料废水中的阳离子艳红,分析纤维接枝率和吸附时间对吸附性能的影响,测试纤维的静态饱和吸附量及洗脱与再生性能.研究表明,ES基离子交换纤维的吸附及再生吸附性能均较好,对阳离子艳红染料的吸附平衡时间为60min,静态饱和吸附量为96.2mg/g.     

新型螯合纤维的制备及其动力学和热力学性质

目的研究自制聚丙烯腈螯合纤维用于Cu(Ⅱ)离子的吸附,考察pH值对Cu(Ⅱ)离子吸附性能的影响。方法以聚丙烯腈丝为原料,经醇解、肼解及胺肟化反应来制备多配位螯合纤维,并用于对铜的吸附,对吸附动力学和热力学进行了理论分析。结果制备了一种多配位的螯合纤维,用红外和扫描电镜对螯合纤维进行了表征。该多配位螯合纤维在pH为4时,对Cu(Ⅱ)离子的饱和吸附量为137.5 mg/g,且具有较好的吸附行为,随着温度升高吸附速率加快,同一温度下,浓度增大吸附速率减小。结论Freundlich吸附等温式能较好地描述该化学吸附过程。     

活性炭材料的孔径结构对SO_2吸附性能的影响

为了研究在常温下活性炭材料孔径结构及材料形态对SO2吸附性能的影响,以5种不同孔径结构的沥青基活性炭纤维及活性炭颗粒为材料,通过吸附动力学模型的拟合,考查了活性炭孔径结构及材料形态与SO2吸附速率的关系.结果表明:较小的微孔径结构更有利于SO2的吸附;不同孔径结构的活性炭材料对SO2的吸附均符合Bangham动力学过程,活性炭纤维的吸附速率随孔径的增大而增大;活性炭颗粒因其形态结构的差异,吸附速度较活性炭纤维慢,吸附效果相对较差.     

四乙烯五胺交联染料在羊毛上的吸附及染色性能研究

吸附动力学和吸附热力学可以指导染色理论和染色工艺的建立.考察了pH、温度和时间对四乙烯五胺交联染料在羊毛纤维上吸附性能的影响,研究了四乙烯五胺交联染料的吸附动力学和吸附平衡模型.研究显示四乙烯五胺交联染料的染色pH在羊毛的等电点以上,染料吸附过程遵循准二级动力学方程,并且活化能为130.3kJ/mol,以化学吸附为主.染色温度的提高可以加快染色速率但降低了染料的平衡吸附量,吸附平衡为Langmuir型,吸附的各项热力学参数均为负值,说明吸附过程是自发放热的过程.另外,测定了染料的交联反应性能和各项色牢度,结果表明四乙烯五胺交联染料在羊毛纤维上可得到近100%的交联反应率和优良的色牢度.     

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.     

MgZnAl-EDTA柱撑水滑石吸附Pb(Ⅱ)的热力学和动力学

采用共沉淀法合成了Mg2ZnAl-CO3水滑石,以其为前体运用离子交换法进行插层组装,制备了Mg2ZnAl-EDTA柱撑水滑石,并用XRD和IR对样品进行表征.以Mg2ZnAl-CO3水滑石和Mg2ZnAl-EDTA柱撑水滑石为吸附剂,用于水中Pb2＋的吸附.吸附热力学研究表明该吸附过程符合Langmuir等温吸附,其ΔGθ、ΔHθ和ΔSθ均为负值,是自发、放热且熵减小的过程;吸附动力学研究表明,该吸附过程符合准二级动力学模型,同时包含物理吸附和化学吸附.     

树脂对楸灵素吸附与洗脱特性的影响

以含有楸灵素的楸树内生真菌FSN002发酵液为原料, 采用静态实验法考察树脂对楸灵素的吸附过程, 建立树脂吸附动力学模型, 并通过模型分析定量研究各种树脂对楸灵素吸附与洗脱特性的影响. 结果表明, 树脂对楸灵素的吸附过程符合一级动力学模型, 其中反相树脂对楸灵素的最大吸附能力平均为39.39 mg/mL, 是离子交换树脂的1.38倍; 反相树脂吸附的楸灵素不易洗脱, 平均洗脱收率为12.2%, 离子交换树脂的平均洗脱收率为46.6%, 其中阴离子交换树脂D201的楸灵素洗脱收率最高达83.0%, 吸附速率较快, 综合性能较好.     

负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂的除磷

成功制备了负载氢氧化铁的膨胀石墨吸附剂(EGFeOH),其最优制备条件为铁浓度0.26mol·L~(-1)、浸渍时间100min.通过对EG-FeOH等温吸附线和动力学研究,发现EG-FeOH更加符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程,说明EG-FeOH的除磷过程以单分子层的化学吸附为主.通过热力学参数ΔH~Θ(0)和ΔG~Θ(0)说明EGFeOH吸附磷过程是自发吸热的,升温在一定程度上会提升EG-FeOH的除磷吸附容量.EG-FeOH对低浓度含磷水体(5mg·L-1)有较好的除磷效果.通过吸附过程中溶液pH值变化和傅里叶红外变换光谱(FT-IR)等分析手段,联合说明了EG-FeOH主要通过离子交换作用和Lewis酸碱相互作用进行吸附除磷.以NaOH为脱附液,实现了对EG-FeOH的脱附再生.