聚苯乙烯系席夫碱螯合树脂的制备及其对Hg(Ⅱ)的吸附性能研究

通过大孔氯甲基化聚苯乙烯树脂的化学改性,制得了与金属离子具有良好配位性能的聚苯乙烯系席夫碱螯合树脂PSCS,借助红外光谱、扫描电镜和元素分析等方法对PSCS进行了表征。采用静态吸附的方法,研究了PSCS树脂对水体中Hg(Ⅱ)的吸附性能,分别考察了介质pH、接触时间、金属离子初始浓度等因素对PSCS吸附Hg(Ⅱ)的影响。结果表明,当Hg(Ⅱ)溶液初始浓度在10~200mg/L范围内,PSCS对Hg(Ⅱ)的去除率均可保持在97%以上,显示了良好的Hg(Ⅱ)去除能力。PSCS对Hg(Ⅱ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,说明该螯合树脂对Hg(Ⅱ)的吸附是化学吸附和物理吸附的共同结果。     

顺丁烯二酸酐改性凹凸棒石及对苯胺的吸附性能研究

利用硅烷化试剂KH-792和顺丁烯二酸酐(MA)对凹凸棒石(ATP)进行改性,通过热分析、红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、高分辨率透射电镜(TEM)等对改性前后的凹凸棒石进行了表征;研究了溶液的pH值、温度和时间等因素对苯胺吸附特性的影响,并对苯胺的吸附过程进行了热力学和动力学分析。研究表明,在温度为30℃、pH值为6.5、时间为120min的条件下,吸附效果最好;苯胺的吸附平衡数据的拟和结果较符合Langmuir方程,吸附过程是一个自发的放热的熵增过程,以物理吸附为主,吸附动力学数据符合准一级动力学速率方程。     

氨基硫脲改性纤维素的合成及其对Hg(Ⅱ)的吸附

通过氯化和胺解两步反应,对玉米秸秆纤维素骨架中的羟基进行化学改性,得到氨基硫脲改性的纤维素。通过红外光谱和电子能谱对该改性玉米秸秆纤维素进行了表征,并研究了作为吸附剂对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附能力。结果表明:所获得的氨基硫脲改性纤维素对Hg(Ⅱ)的最大饱和吸附量为499.6mg/g;吸附模型符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,拟合系数R2在0.98以上;改性纤维素材料表面富有的氨基硫脲官能团与重金属Hg(Ⅱ)离子发生的表面络合作用,增加了其吸附性能。     

丙烯酸接枝改性花生壳的制备及其对Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附研究

以花生壳(PH)和丙烯酸(AA)为原料,采用Fe~(2+)-H_2O_2引发接枝反应,制备了丙烯酸接枝改性花生壳(PH-g-AA)吸附材料,用热重分析(TG)、能谱分析(EDS)和零电荷点(pHpzc)的测定等对其结构进行表征。考察了pH值、吸附时间、Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)初始浓度、温度、共存离子等因素对Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)吸附效果的影响。结果表明:PH-g-AA对Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的最佳吸附pH范围均为5.0~6.0,在金属离子的初始浓度为50mg·L~(-1)、温度为20℃时的吸附效率均超过95%。吸附量随温度升高而增大,热力学参数△G、△H的计算值表明是自发、吸热过程。吸附动力学可以用准二级动力学模型描述和预测,Freundlich方程能较好地描述PHg-AA吸附Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的等温吸附过程。表面络合和离子交换作用是主要的吸附机制。     

改性凹凸棒的制备及对砷离子的吸附研究

针对日益严重的砷离子污染问题，本文采用灵敏简便的原子荧光分析法，探究了凹凸棒石粘土吸附剂对砷离子的吸附性能，测定了pH、吸附时间、砷离子的初始浓度等因素对凹凸棒石粘土负载铁氧化物对砷离子吸附能力的影响，并通过SEM、EDX、FTIR对所制得的吸附剂进行了表征研究，同时进行了吸附动力学和吸附等温模型的分析。研究结果表明，改性后的凹凸棒对砷离子的吸附性能有了显著提升，在较低浓度时吸附效率可达98%，该吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程。     

改性成都粘土预处理垃圾渗滤液的吸附热力学和动力学研究

本文采用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)对成都粘土进行改性,将改性粘土用于垃圾渗滤液处理,对处理过程的吸附热力学和动力学进行研究。研究表明,分别在303.15K、313.15K和333.15K下,粘土吸附渗滤液中氨氮和有机物的平衡时间为50min左右,改性后的粘土吸附效果比原土提高了大约2～3倍;改性粘土对氨氮的吸附既符合Langmuir等温吸附,也符合Freundlich等温模型,对有机物的吸附更符合Freundlich等温模型;此反应过程均属自发的放热过程,其吸附动力学数据符合准二级动力学方程和粒子内扩散方程。     

几种聚合物改性硅胶对苯胺的吸附性能研究

研究了聚乙烯基吡啶改性硅胶(PVP/SiO2)、聚苯乙烯改性硅胶(PS/SiO2)、胺化聚苯乙烯改性硅胶(PS-NH2/SiO2)等3种有机-无机复合材料吸附剂对苯胺的吸附行为。吸附动力学研究表明,3种吸附剂对苯胺的吸附均符合准二级动力学方程。对其粒内扩散模型模拟的结果表明,在3种吸附过程中液膜扩散为主要速率控制步骤。用Langmuir等温吸附方程式和Freundlich等温吸附方程式对其吸附等温线进行了拟合,结果表明,PVP/SiO2、PS/SiO2对苯胺的吸附符合Freundlich等温吸附方程式。     

甘氨酸及5-氨基水杨酸改性淀粉对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

以淀粉(Starch)为基体,接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)后得到starch-g-GMA,再分别将甘氨酸(Gly)或5-氨基水杨酸(ASA)修饰在starch-g-GMA上,形成2种对Cd(Ⅱ)具有优良吸附效果的新型改性淀粉螯合剂starch-g-GMA-Gly和starch-g-GMA-ASA。借助红外光谱、扫描电镜、元素分析仪等表征了改性淀粉螯合剂的结构,通过原子吸收光谱仪测试了改性淀粉螯合剂对Cd(Ⅱ)的静态吸附性能。结果表明,上述改性淀粉螯合剂对Cd(Ⅱ)的吸附过程均符合准二级动力学方程,且吸附等温线用Freundlich模型拟合效果优于Langmuir模型。starch-g-GMA-Gly和starch-g-GMA-ASA对Cd(Ⅱ)的平衡吸附量均较大,分别达到130mg/g和149mg/g。     

硫化钠改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

采用质量分数为3%的Na_2S溶液对活性炭浸渍,在600℃以N_2作为保护气对其进行高温处理,研究Na_2S改性活性炭(SAC)吸附Pb(Ⅱ)的动力学和热力学机理,并对吸附Pb(Ⅱ)前后的改性活性炭进行了表征和分析。结果表明,与改性前活性炭相比,SAC的比表面积和总孔容减小,S元素含量显著提高。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附效果显著提高,在Pb(Ⅱ)初始浓度为300mg/L时,SAC对Pb(Ⅱ)最大吸附量为122.56mg/g,并且在吸附过程的前80min内可达到总吸附量的95%以上。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附过程可用Langmuir模型描述,动力学特性符合拟二级动力学模型。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附的热力学参数ΔG在-80~-20k J/mol之间,ΔH0,ΔS0,表明吸附是自发进行的物理吸附与化学吸附共同作用的放热过程。对吸附前后改性活性炭的傅里叶变换红外谱图分析表明,经过Na_2S改性后,活性炭表面引入了砜基,并且砜基强化了改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能。     

改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)吸附性能及热力学和动力学分析

研究了改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,pH对改性高粱秸秆吸附Cu(Ⅱ)影响显著。常温(30℃)下,对20mL pH=5.0的20mg/L的Cu(Ⅱ)溶液,改性高粱秸秆投加量0.35g,吸附时间60min,Cu(Ⅱ)去除率可达84.82%。改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级动力学模型,吸附过程的△G0<0,△H0>0且仅为4.31kJ/mol,△S0>0说明改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附是以单分子层物理吸附为主的自发吸热过程。     

磷酸酯化改性梨渣吸附污水中Cu(Ⅱ)离子的研究

通过批次试验法研究了不同pH值、吸附剂浓度、试验物浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附.溶液pH=4.5时,Cu(Ⅱ)离子的吸附达到最大值;浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)离子,15g/L及以上的改性梨渣能吸附62%Cu(Ⅱ)离子.酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为20.16 mg/g.Cu(Ⅱ)离子达到吸附平衡的时间为loo min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程.     

细菌纤维素和TEMPO氧化细菌纤维素对Fe(Ⅱ)的吸附

利用TEMPO/Na Br/Na Cl O氧化体系氧化细菌纤维素(BC)制备氧化细菌纤维素(TOBC)。考察了p H值、反应时间、反应温度以及Fe(Ⅱ)初始浓度等因素对TOBC吸附Fe(Ⅱ)的影响,并进一步模拟其吸附动力学。结果表明,氧化后,BC链上引入了羧基,使改性后的BC对Fe(Ⅱ)的吸附率得以提高,特别是Fe(Ⅱ)浓度较低时,吸附率达到90%及以上;吸附过程符合准二级动力学特征方程,具有良好的线性相关性,属于化学吸附。     

6-(4'-烟酰胺基)苯基-3-(3'-吡啶基)哒嗪并[3,2-c]1,2,4-三唑的制备及其对Hg(Ⅱ)离子吸附性能

利用3-(4-溴苯基)-6-氯哒嗪和烟肼合成了新化合物6-(4'-烟酰胺基)苯基-3-(3'-吡啶基)哒嗪并[3,2-c]1,2,4-三唑(K_2),通过红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱等技术手段对化合物K2进行了表征。化合物K_2可以选择吸附Hg(Ⅱ)离子。通过火焰原子吸收法(FAAS)检测Hg(Ⅱ)离子吸附,结果表明,在pH值6.0~8.0条件下,20 min即可达吸附平衡,饱和吸附量为45.60 mg/g。以0.50 mol/L HCl与1.00 mol/L硫脲作为洗脱剂,洗脱率达97%。对Cd(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和/Mn(Ⅱ)的选择性系数分别为5.67、6.70、10.20、8.90和9.21,体现了化合物K_2良好的选择吸附能力。化合物K_2对Hg(Ⅱ)离子的吸附符合准二级动力学反应控制的化学吸附过程和Langmuir模型。     

硫脲功能化多孔硅胶对Cu(Ⅱ)的吸附机理研究

本文研究了通过均相法和异相法合成的硫脲功能化多孔硅胶(HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS)对Cu(Ⅱ)的吸附机理。系统探讨了影响吸附性能的因素,通过密度泛函理论(DFT)对吸附剂和Cu(Ⅱ)的相互作用机理进行了理论模拟。HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS对Cu(Ⅱ)的最佳吸附pH值均为6,且HO-SG-GPTS-TS的吸附量高于HE-SG-GPTS-TS。吸附动力学表明,对Cu(Ⅱ)的吸附平衡时间为105min,吸附过程符合拟二级动力学模型,液膜扩散过程为控速步骤。对Cu(Ⅱ)的吸附量随温度和溶液浓度的升高而增大,等温吸附符合Langmuir模型,为自发、吸热、熵增的化学吸附过程。DFT计算表明,材料对Cu(Ⅱ)的吸附主要通过功能基中的S原子以及羟基中的O原子实现,S原子是配位作用的主要贡献者。     

乙二胺改性木屑对As(V)的吸附研究

以乙二胺对木屑进行改性作为重金属离子的吸附剂,研究了其对水溶液中砷离子[As(Ⅴ)]的吸附行为。采用红外光谱(FT-IR)对改性木屑进行了表征。研究表明,乙二胺改性木屑对As(Ⅴ)的吸附符合Freundlich等温吸附模型,在p H值为6.5、温度为298.15K、投加量为2g/L、As(Ⅴ)溶液初始浓度为500mg/L时,改性木屑对As(Ⅴ)的吸附量为148.76mg/g。动态吸附实验表明,乙二胺改性木屑对As(Ⅴ)的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述,说明它的吸附机理是一个物理与化学吸附相结合的过程。     

改性介孔材料SBA-15对水、甲苯和单体混合物的吸附和释放研究

以不同类型的硅烷偶联剂对自制的介孔分子筛SBA-15进行了改性,研究了改性介孔材料SBA-15对水、甲苯和双环戊二烯(DCPD)/苯乙烯(St)(DCPD/St=9/1,体积比)单体混合液(DS)的吸附和释放性能。研究发现,改性前,SBA-15吸附水和甲苯的量相差不大,而吸附单体混合物量较多;使用硅烷偶联剂改性后,吸附量均下降,但是吸附速率提高,吸附量较小者吸附速度较快。介孔材料对甲苯的释放速率是对水和DS的100倍左右,改性介孔材料提高了对吸附质的释放速率;吸附和释放均符合准二级吸附动力学方程。     

用于染料吸附的改性沸石吸附剂:机理及功能表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性沸石作为吸附剂,研究了其对水溶液中甲基橙(MO)的吸附行为。用红外光谱(FT-IR)和BET方法对沸石进行了表征。研究表明,CTAB改性沸石对MO的吸附符合Langmuir模型,在pH值为7、温度为298.15K、振荡速度为160r/min时,CTAB改性沸石对MO的最大吸附量为82mg/g。动态吸附实验表明,CTAB改性沸石对MO的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述,说明它的吸附机理是一个物理与化学吸附过程。     

多胺型阴离子交换纤维吸附铬(VI)的动力学

以聚丙烯腈纤维为原料, 采用化学改性法, 制备了多胺型阴离子交换纤维. 研究该纤维对Cr(VI)的吸附特性. 在研究的温度及浓度范围内, 该纤维对Cr(VI)吸附的平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程, 对Cr(VI)有较强的亲和力, 吸附反应易于进行. 重点研究了该纤维对Cr(VI)的吸附动力学特性, 分别采用Lagergren一级动力学方程、修正伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合, 计算相应的速率常数. 研究表明, 该吸附是一个快速吸附过程, 20 min即可接近吸附平衡, 吸附过程符合伪二级动力学方程, 以化学吸附为主, 该纤维能够多次反复对Cr(VI)进行吸附.     

改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附性能

染料废水由于结构复杂、色度高、难降解成为废水处理的一大难题。吸附法由于操作简单、效果好等优点成为处理印染废水的重要方法之一。本文采用磷酸、过氧化氢改性的废弃茶渣作为一种价格低廉、来源丰富、环保无污染的吸附材料,以酸性橙Ⅱ染料废水作为研究对象,从吸附动力学、等温吸附、pH值的影响等方面探讨改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附性能。实验结果表明,改性茶渣具有粗糙多孔的表面结构。25℃,pH值为2左右时,磷酸、过氧化氢处理的茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附量分别为49.24mg/g和49.03mg/g。随着温度升高,改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附量增大,吸附过程符合Freundlich等温方程。随着吸附时间的增加,吸附量逐渐增大至平衡,吸附过程符合拟一级动力学方程。pH值增大,改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附量降低,在pH值为2.0时吸附效果最佳。     

改性果胶磁性微球的制备及吸附性能研究

为了提高果胶磁性微球的分散性及成球性,采用油酸对磁性微球进行表面改性后,制备改性果胶磁性微球。通过红外光谱、扫描电镜、XRD和磁性分析等对样品进行表征。油酸和果胶在纳米四氧化三铁表面形成了良好的修饰层,且油酸的加入提高了果胶磁性微球的分散性及成球性。研究了改性果胶磁性微球用量和溶液pH值等对其吸附Cu(Ⅱ)性能的影响,考察了其吸附动力学和吸附等温线。25℃时,改性果胶磁性微球对Cu(Ⅱ)的吸附达平衡需要2 h,饱合吸附容量为52.36 mg/g,Freundlich模型和Langmuir模型可以较好的拟合实验结果,最大吸附量为119.05 mg·g~(-1)。