Ag/NH_2-MIL-125(Ti)的构建及可见光还原水中Cr(Ⅵ)

开发高效、稳定的复合光催化材料是当前环境领域的迫切需求。本文采用溶剂热协同紫外光还原法成功制备了复合光催化材料Ag/NH_2-MIL-125(Ti),并通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)及X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对其形貌、结构及光学性质进行分析,考察了Ag/NH_2-MIL-125(Ti)可见光(λ≥420 nm)催化还原Cr(Ⅵ)的性能,并优化了催化剂用量、Cr(Ⅵ)浓度、空穴捕捉剂种类及用量等条件。结果表明,在最佳条件下,Ag/NH_2-MIL-125(Ti)具有良好的吸附及光催化还原Cr(Ⅵ)性能,其吸附及光催化还原率是NH_2-MIL-125 (Ti)的3. 11倍,Ag/NH_2-MIL-125(Ti)特殊的"芝麻饼"形貌以及Ag~0与NH_2-MIL-125(Ti)之间形成的异质结有助于增强复合材料的光催化还原Cr(Ⅵ)的性能。同时,通过条件实验,提出了光催化还原过程中主要的活性物种以及Cr(Ⅵ)的还原机理。本研究将为金属有机骨架(MOFs)复合材料在可见光催化环境修复领域的应用提供理论依据和实验参考。     

翅碱蓬炭基固体酸的制备及其对双氯芬酸钠吸附性能研究

通过限氧恒温炭化法将翅碱蓬草进行炭化制备生物炭C-800,又将生物炭经浓硫酸磺化得到翅碱蓬炭基固体酸S-800。利用SEM-EDS,XRD,FT-IR,NH3-TPD和比表面积及孔径分布等表征方法对材料结构、性质进行了分析。对影响材料吸附的单因素进行了探究,在此基础上进行了四因素三水平正交实验,得出在反应时间360 min,吸附剂用量0.010 g,双氯芬酸钠的初始浓度为150 mg/L,pH为3时,S-800对双氯芬酸钠的最大吸附量为310 mg/g。经过反应动力学研究和吸附等温线拟合,结果表明S-800材料更好的遵循拟二级动力学,说明该吸附过程主要是化学吸附,更符合Langmuir模型,说明主要是单分子层吸附。对潜在的吸附机理进行推断,主要通过静电作用和氢键作用实现对双氯芬酸钠的吸附。     

新型多胺螯合树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过二乙烯三胺改性反应成功制备了多胺螯合树脂(DA),以Cu(Ⅱ)为吸附质研究了该树脂对重金属离子的吸附性能。实验结果表明该树脂对Cu(Ⅱ)的吸附符合二级动力学模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述其吸附过程,但Langmuir方程拟合的效果更好。在pH=5时,DA树脂对Cu(Ⅱ)的饱和吸附量达到1.360mmol/g,超过了商用树脂S984,表现出良好的吸附性能,有潜在的应用价值。     

MIL-125(Ti)及其氨基功能化材料修饰石英晶体微天平的湿敏性能

采用简单的溶剂热法制备金属有机框架化合物MIL-125(Ti)和NH_2-MIL-125(Ti)材料,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅氏转换红外线光谱分析仪和比表面积测试仪对所得样品进行表征。将2种材料修饰构建为石英晶体微天平传感器,测试其在11%～97%RH相对湿度范围内的湿度感测性能。实验结果表明,基于MIL-125(Ti)和NH_2-MIL-125(Ti)构建的传感器对湿度具有灵敏度高、重复性好、响应/恢复快等特点。相对于没有氨基修饰的MIL-125(Ti),NH_2-MIL-125(Ti)材料修饰的传感器对湿度表现出更高的响应性能。在环境湿度约52%时,NH_2-MIL-125(Ti)传感器对11%RH湿度响应值比MIL-125(Ti)湿度传感器的大57 Hz,说明氨基功能化对MIL-125(Ti)的湿敏性能有显著的增强作用。此外,通过Materials Studio模拟计算获得了水分子与MIL-125(Ti)及NH_2-MIL-125(Ti)作用的吸附焓,也证明氨基功能化对MIL-125(Ti)的湿度敏感性能具有增强作用。     

磁性多壁碳纳米管吸附水中双氯芬酸的热力学与动力学

研究了磁化多壁碳纳米管(MWCNTs)对于水中非甾体抗炎药双氯芬酸的吸附过程.结果表明,双氯芬酸的吸附量随磁性MWCNTs投加量的增加而增大,而且吸附剂量增加到一定阶段后,双氯芬酸的吸附量达到平衡.在磁性MWCNTs的量为0.7g·L-1时,水溶液中双氯芬酸被磁性MWCNTs吸附的量达到最大,为33.37mg·g-1,对应的双氯芬酸去除率为98.1%.双氯芬酸的去除率随溶液pH的增加先增大后下降,随温度的升高而下降.用准一级、准二级模型进行了动力学分析.回归结果表明,准二级模型更准确地反映了吸附动力学.通过实验确定了Langmuir和Freundlich等温线的线性相关系数与标准偏差,结果揭示出Langmuir等温线与实验数据有很好的拟合度.对热力学参数的计算表明,ΔG00,意味着磁性MWCNTs对双氯芬酸的吸附是自发的;ΔH00,指明吸附是一个放热的物理吸附过程,温度低对吸附有利;ΔS00,代表该吸附是熵增过程.     

壳聚糖插层蒙脱土复合材料吸附酸性染料的动力学和热力学研究

通过离子交换的方法将天然大分子壳聚糖引入蒙脱土的层间,利用XRD和TG对得到的复合材料进行表征。将该复合材料用于酸性黑10B的吸附,考查了pH值、染料起始浓度、吸附时间以及温度对吸附性能的影响。结果表明,吸附动力学实验数据符合准二级动力学模型。应用Langmuir和Freundlich两种模型描述吸附等温线,结果显示Langmuir模型的拟合效果更好。计算得到吸附过程的热力学参数△Go、△Ho和△So的值分别为-27.16kJ/mol(20℃)、-14.18kJ/mol和44.0J/mol.K,说明复合材料对酸性染料的吸附是一个自发进行的放热过程。     

壳聚糖基磁性树脂对Au^3＋和Ag^＋的吸附特性——Ⅰ吸附平衡和动力学研究

利用反相乳液分散-化学交联法制备磁性壳聚糖微球(TMCS),并经硫脲改性,用于吸附水溶液中Au3 和Ag .用光学显微图、红外图谱(FTTR)、X射线衍射(XRD)等对吸附剂进行了表征.考察了TMCS对Au3 和Ag 的吸附特性.结果表明,等温吸附线可用Langmuir模型拟合,饱和吸附容量分别为:Au3 3.53mmol/g;Ag 1.98 mmol/g.二者的吸附容量均随pH升高而增加.吸附动力学可用拟二级模型拟合.双组分吸附实验表明,TMCS对Au3 和Ag 有良好的吸附选择性.     

ZnO/C纳米球的亚甲基蓝单吸附特性:平衡、动力学及机理（英文）

采用电弧放电法制备了Zn O/C纳米球,利用FESEM、XRD和N2吸附/脱附测试进行了表征。在避光条件下研究了复合材料对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明,随着亚甲基蓝的浓度及接触时间的增长吸附量明显上升,在吸附时间为150 min时达到吸附平衡。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模式对吸附平衡进行了研究。结果表明,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模式,单层吸附饱和容量可达188.68 mg·g-1。利用动力学模型、内扩散模型和外扩散速率控制模型拟合实验数据,拟合数据表明其动力学符合伪二级动力学模型;内扩散机理不是吸附速率的唯一限制机理,亚甲基蓝的总吸附速率受膜扩散控制。     

氨基功能化的金属有机框架与模型燃油中含氮化合物的结合作用

合成了金属有机骨架MIL-53(Al)和MIL-53(Al)-NH_2,并且将其作为吸附剂去除油品中的含氮化合物(喹啉和吡咯)。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、FT-IR光谱以及热重分析等对两种吸附剂进行了表征。结果表明,MIL-53(Al)-NH_2能够快速地吸附油品中的喹啉/吡咯并且显示了较高的吸附容量,但MIL-53(Al)对喹啉/吡咯的吸附容量较低,原因是MIL-53(Al)-NH_2和喹啉之间存在有利的氢键结合,但MIL-53(Al)-NH_2与吡咯的氢键作用相对较低。研究了影响吸附容量的因素,包括吸附时间和温度。采用准一级和准二级动力学模型拟合了喹啉和吡咯的吸附数据,研究了MIL-53(Al)-NH_2对喹啉和吡咯的吸附等温线和吸附热力学。通过简单的溶剂洗涤使得MIL-53(Al)-NH_2再生,并重新用于吸附过程。     

溶剂热条件对MIL-53(Fe)结晶度及吸附性能的影响

采用溶剂热法制备一系列金属有机骨架材料MIL-53(Fe),使用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、电子扫描电镜等表征手段对其结构进行表征.探讨了其对有机染料亚甲基蓝的吸附性能.通过改变反应温度来调控MIL-53(Fe)的结晶度,结果表明,高结晶度的MIL-53(Fe)更利于吸附行为.吸附动力学、等温线研究表明,该吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线模型.     

乳液聚合法制备红霉素分子印迹聚合物微球及其吸附性能

以大环内酯类抗生素红霉素(EM)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,十二烷基苯磺酸钠(SBS)为乳化剂,采用乳液聚合法制备了粒径均匀的分子印迹聚合物微球(EM-MIPMs).通过核磁共振氢谱(1H NMR)、紫外光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对模板分子和功能单体形成的复合物进行了研究,结果表明EM与MAA之间的相互作用力为氢键作用.利用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)仪对EM-MIPMs的形貌和热稳定性进行表征,结果显示EM-MIPMs为均匀规整的球型,平均粒径为4.24μm,且有良好的热稳定性.同时采用动力学,平衡吸附和选择性吸附实验对其吸附性能进行研究.动力学研究结果表明,EM-MIPMs的吸附速率符合准二级动力学方程.利用Langmuir和Freundlich吸附等温方程分别分析了EM-MIPMs的平衡吸附数据,结果表明,EM-MIPMs对红霉素有良好的结合性能,其吸附过程符合Langmuir吸附模型,饱和吸附量为0.242 mmol g-1.EM-MIPMs的选择识别性能利用固相萃取法来考察,研究表明EM-MIPMs有着良好的特异识别选择性.     

ZnO/C纳米球的亚甲基蓝单吸附特性:平衡、动力学及机理

采用电弧放电法制备了ZnO/C纳米球,利用FESEM、XRD和N₂吸附/脱附测试进行了表征。在避光条件下研究了复合材料对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明,随着亚甲基蓝的浓度及接触时间的增长吸附量明显上升,在吸附时间为150 min时达到吸附平衡。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模式对吸附平衡进行了研究。结果表明,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模式,单层吸附饱和容量可达188.68 mg·g^-1。利用动力学模型、内扩散模型和外扩散速率控制模型拟合实验数据,拟合数据表明其动力学符合伪二级动力学模型;内扩散机理不是吸附速率的唯一限制机理,亚甲基蓝的总吸附速率受膜扩散控制。     

ZnO/C纳米球的亚甲基蓝单吸附特性:平衡、动力学及机理

采用电弧放电法制备了ZnO/C纳米球,利用FESEM、XRD和N₂吸附/脱附测试进行了表征。在避光条件下研究了复合材料对亚甲基蓝的吸附性能。研究结果表明,随着亚甲基蓝的浓度及接触时间的增长吸附量明显上升,在吸附时间为150 min时达到吸附平衡。采用Langmuir、Freundlich及Temkin等温吸附模式对吸附平衡进行了研究。结果表明,吸附等温线符合Langmuir等温吸附模式,单层吸附饱和容量可达188.68 mg·g^-1。利用动力学模型、内扩散模型和外扩散速率控制模型拟合实验数据,拟合数据表明其动力学符合伪二级动力学模型;内扩散机理不是吸附速率的唯一限制机理,亚甲基蓝的总吸附速率受膜扩散控制。     

Mg/Al水滑石的焙烧产物吸附酸性红88的动力学和热力学机理研究

文章研究了Mg/Al水滑石焙烧产物(LDO)对酸性红88 (AR88)的吸附性能及其机理. 考察了温度对其吸附性能的影响, 探讨了吸附过程的动力学和热力学规律. 热力学研究表明: LDO对AR88的吸附过程稍符合Langmuir等温吸附. 从Langmuir等温式计算的 , 为负值, 表明吸附过程为放热、熵减小的过程, 这是因为LDO在吸附酸性染料后恢复了层状结构|不同温度下 均为负值, 表明吸附过程是自发进行的. 动力学研究表明: 吸附动力学符合准二级动力学模型, 动力学计算吸附过程的活化能E_a＝54.53 kJ•mol^－1. 利用Materials Studio 4.3软件中的CASTEP程序模块和Focite模块模拟了AR88染料分子在Mg/Al水滑石(LDHs)的尺寸大小和排列方式, 推测吸附机理是以表面吸附占主要优势并伴有少部分插层.     

乳液聚合法制备红霉素分子印迹聚合物微球及其吸附性能

以大环内酯类抗生素红霉素(EM)为模板分子,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)为交联剂,十二烷基苯磺酸钠(SBS)为乳化剂,采用乳液聚合法制备了粒径均匀的分子印迹聚合物微球(EM-MIPMs). 通过核磁共振氢谱(¹H NMR)、紫外光谱和傅里叶变换红外(FTIR)光谱对模板分子和功能单体形成的复合物进行了研究,结果表明EM与MAA之间的相互作用力为氢键作用. 利用扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)仪对EM-MIPMs 的形貌和热稳定性进行表征,结果显示EM-MIPMs 为均匀规整的球型,平均粒径为4.24 μm,且有良好的热稳定性. 同时采用动力学,平衡吸附和选择性吸附实验对其吸附性能进行研究. 动力学研究结果表明,EM-MIPMs的吸附速率符合准二级动力学方程. 利用Langmuir 和Freundlich 吸附等温方程分别分析了EM-MIPMs 的平衡吸附数据,结果表明,EM-MIPMs 对红霉素有良好的结合性能,其吸附过程符合Langmuir 吸附模型,饱和吸附量为0.242 mmol·g^-1. EM-MIPMs的选择识别性能利用固相萃取法来考察,研究表明EM-MIPMs有着良好的特异识别选择性.     

胶原在聚乳酸旋涂膜表面的吸附研究

采用石英晶体微天平(QCM)、原子力显微镜(AFM)研究了胶原在聚乳酸旋涂膜表面的吸附,考察了溶液浓度(0～9.25μg/mL)和温度(10～50℃)对胶原吸附的影响.实验结果表明,随着胶原浓度的增加,胶原在聚乳酸表面的吸附量和吸附初速率都相应增加.采用Langmuir模型和Freundlich模型拟合实验数据得到吸附等温线方程,分别为q=11690.99c1+0.99c和q=610c3.179.实验结果显示,Langmuir模型拟合效果要好于Freundlich模型.采用Lagergren拟一阶吸附速率方程和Lagergren拟二阶速率方程拟合不同浓度下的吸附动力学数据.在低浓度下Lagergren拟一阶速率方程拟合效果比较好,在高浓度下Lagergren拟二阶速率方程拟合效果比较好,说明在低浓度时扩散过程是胶原吸附的控速步骤,高浓度时胶原和聚乳酸表面的相互作用是吸附的控速步骤.原子力显微镜显示,吸附在聚乳酸表面的胶原形成网状结构.胶原的吸附受温度影响显著,说明胶原是一种对温度非常敏感的物质.实验结果表明随着温度的升高,在10～40℃范围内胶原的吸附量逐渐降低,在40～45℃范围内锐减,40℃是本实验条件下胶原的变性温度.     

壳聚糖基磁性树脂对Au~(3 )和Ag~ 的吸附特性I吸附平衡和动力学研究

利用反相乳液分散-化学交联法制备磁性壳聚糖微球(TMCS),并经硫脲改性,用于吸附水溶液中Au3 和Ag 。用光学显微图、红外图谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)等对吸附剂进行了表征。考察了TMCS对Au3 和Ag 的吸附特性。结果表明,等温吸附线可用Langmuir模型拟合,饱和吸附容量分别为:Au3 3.53mmol/g;Ag 1.98mmol/g。二者的吸附容量均随pH升高而增加。吸附动力学可用拟二级模型拟合。双组分吸附实验表明,TMCS对Au3 和Ag 有良好的吸附选择性。     

复合改性膨胀石墨的制备及对酸性艳蓝染料的吸附

采用相同反离子协同磷酸活化法, 以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)-KBr为复合改性剂, 制备了一种高效吸附剂复合改性膨胀石墨(M-EG), 通过扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)及X射线电子能谱(XPS)等对膨胀石墨(EG)和改性膨胀石墨(M-EG)的形貌结构、 组成和价态进行了表征, 考察了EG和M-EG对酸性艳蓝染料废水的处理效果. 结果表明, 复合改性后的膨胀石墨孔隙度变大, 表面含氮和溴官能团增多. 吸附剂M-EG对酸性艳蓝染料废水具有较高的吸附性能, 在pH=1.0及30 ℃条件下对染料的去除率达到94.13%; EG符合二级动力学吸附模型, 用Langmuir等温线方程拟合效果较好; M-EG符合二级吸附动力学方程, 同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型; M-EG的吸附动力学常数大于EG吸附动力学常数.     

富羧类吸附树脂对水溶液中HIPI的吸附研究

以NDA99和NDA150树脂作为参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验探讨了修饰后的树脂对水溶液中5-对羟基苯基海因(HIPI)的吸附性能和机理.结果表明:羧基修饰的超高交联吸附树脂(FZH124)比NDA99和NDA150树脂对水溶液中HIPI具有更好的吸附效果,而且在303K时吸附效果最好.Langmuir和Freundlich方程均能较好拟合修饰树脂对HIPI的吸附等温线.HIPI在FZH124树脂上的动态吸附符合准一级动力学方程,303K时,树脂对HIPI的吸附速率最大,颗粒内扩散过程是该吸附过程的主要控制步骤.     

还原态氧化石墨烯对Zn(Ⅱ)的吸附动力学与热力学

以乙二胺(EDA)还原氧化石墨烯(GO)制得一种吸附材料,即还原态氧化石墨烯(RGO)。 采用批量平衡法研究了RGO对Zn(Ⅱ)的吸附动力学与热力学,利用Lagergren准一级及准二级动力学方程、Langmuir和Freundlich等温方程对实验数据进行了拟合分析。 研究结果表明,Lagergren准二级吸附动力学模型能够较好地描述实验结果,表明该吸附过程以化学吸附为主。 RGO的吸附在所研究的Zn(Ⅱ)浓度范围内更符合Langmuir等温吸附经验式,ΔH0=-21.60 kJ/mol,吸附焓变小于零,表明该吸附为放热过程;吸附吉布斯自由能变化ΔG0为正值,表明该吸附是一个非自发的过程。