麦草制吸附剂对水体中不同阴离子的吸附性能

采用环氧氯丙烷、乙二胺和三乙胺对麦草秸秆进行化学改性,研究改性麦草秸秆的性能指标并重点考察其对水体中的NO3-,PO43-和Cr2O72-的吸附性能及效果.研究结果表明,改性麦草秸秆引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对阴离子的吸附性能;改性麦草投加量、pH值、吸附时间和温度对吸附性能影响较大,吸附过程符合伪二级动力学方程和Langmuir等温吸附模式;改性麦草秸秆对NO3-、PO43-(P)和Cr2O72-(Cr)的最大吸附量分别为53.5、62.4和386.2mg·g-1.     

新型吸附剂的合成、表征及其对Ni(II)的吸附研究

利用滴加法合成了球形含Ni2 交联壳聚糖,并通过胺化引入大量活性氨基,再经除镍制成对重金属镍离子具有较好吸附能力的新型吸附剂[P-C-CTS(Ni)].通过Ni2 吸附容量的测定,IR及XPS分析,验证了合成技术路线的正确性.通过研究pH值对吸附量的影响,初步讨论了无柠檬酸根(Cit)配位体存在时,吸附剂对Ni(II)的吸附为螯合作用.通过Cit存在条件下(cNi=cCit=0.852mmol·L-1),吸附剂对Ni(II)离子和Cit的吸附量随pH值的变化,结合相应pH值下金属镍的形态分布,探讨了其对Ni(II)的吸附机理,研究认为不仅仅是简单的螯合作用,其吸附机理和吸附量与溶液中金属离子的存在形式有关,引入静电吸附原理解释了吸附剂对Ni(II)的吸附现象.     

凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4吸附剂的制备及Cr(Ⅵ)的脱除

采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO_2和Fe_3O_4的凹凸棒黏土(TiO_2-Fe_3O_4-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3∶4时吸附效果最佳。当吸附剂质量为0. 6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0. 8 mg/L时,pH=6,温度20℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79. 8%。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。在20～40℃条件下,吸附过程ΔG 0、ΔS=-43. 55 J/(mol·K)、ΔH=-14. 36 k J/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。     

新型吸附剂的合成、表征及其对Ni(II)的吸附研究

利用滴加法合成了球形含Ni^2＋交联壳聚糖, 并通过胺化引入大量活性氨基, 再经除镍制成对重金属镍离子具有较好吸附能力的新型吸附剂[P-C-CTS(Ni)]. 通过Ni^2＋吸附容量的测定, IR及XPS分析, 验证了合成技术路线的正确性. 通过研究pH值对吸附量的影响, 初步讨论了无柠檬酸根(Cit)配位体存在时, 吸附剂对Ni(II)的吸附为螯合作用. 通过Cit存在条件下(c_Ni＝c_Cit＝0.852 mmol•L^－1), 吸附剂对Ni(II)离子和Cit的吸附量随pH值的变化, 结合相应pH值下金属镍的形态分布, 探讨了其对Ni(II)的吸附机理, 研究认为不仅仅是简单的螯合作用, 其吸附机理和吸附量与溶液中金属离子的存在形式有关, 引入静电吸附原理解释了吸附剂对Ni(II)的吸附现象.     

交联壳聚糖对重金属离子吸附性能的研究进展

壳聚糖分子中含有大量的氨基和羟基,可以进行多种化学改性.本文综述了四类交联剂(醛类、环氧氯丙烷、聚乙二醇类以及冠醚)交联壳聚糖对重金属离子的吸附研究进展.从吸附剂在酸性条件下的稳定性、对某种或者某些离子的选择吸附性能、吸附容量以及可再生能力等方面讨论了各种吸附剂的性能.此外,加强吸附机理研究是今后研究的方向之一.     

氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应,对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰,得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料.通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征,着重研究了其作为吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能.结果表明:该吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附能在10 min内达到平衡;废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附效果,pH为2.5时效果最佳.废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响.结合相应pH值下Cr(Ⅵ)的形态分布,探讨了这种新型材料对Cr(Ⅵ)的吸附机理.结果表明:其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(Ⅵ)的离子形式有关;吸附过程以离子交换与静电引力为主.等温吸附数据符合Langmuir模型,T=308 K pH=2.5,V=40 mL时,吸附剂的饱和吸附容量qm=25.58 mg/g.吸附为吸热过程,焓变△H=8.64 kJ/mol.     

氨基功能化纳米Fe3O4磁性高分子吸附剂对废水中Cr(VI)的吸附研究

采用分散聚合法通过共聚、开环反应, 对纳米Fe3O4进行表面功能化修饰, 得到富含NH2官能团的纳米磁性高分子复合材料. 通过透射电镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)、热重差热分析(TGA)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等对其进行表征, 着重研究了其作为吸附剂对Cr(VI)的吸附性能. 结果表明: 该吸附剂对Cr(VI)的吸附能在10 min内达到平衡; 废水溶液pH值能显著影响吸附剂对Cr(VI)的吸附效果, pH为2.5时效果最佳. 废水中Cr(VI)的初始浓度、吸附时间、温度等因素对吸附效果均有不同程度的影响. 结合相应pH值下Cr(VI)的形态分布, 探讨了这种新型材料对Cr(VI)的吸附机理. 结果表明: 其吸附机理及吸附容量与废水中Cr(VI)的离子形式有关; 吸附过程以离子交换与静电引力为主. 等温吸附数据符合Langmuir模型, T＝308 K, pH＝2.5, V＝40 mL时, 吸附剂的饱和吸附容量qm＝25.58 mg/g. 吸附为吸热过程, 焓变ΔH＝8.64 kJ/mol.     

微波辅助细菌纤维素酯的制备及对Pb(Ⅱ)的高效去除

以细菌纤维素(BC)为原料,通过微波辅助酯化改性的方法制得了两种改性细菌纤维素,细菌纤维素黄原酸酯(XMBC)和细菌纤维素硫酸酯(SMBC)。对所制备的样品进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜-电子能谱(SEM-EDS)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和BET比表面积分析,通过续批式实验考察其对Pb(Ⅱ)的去除效果。研究了pH值、反应时间、温度、污染物初始浓度、离子强度对其吸附能力的影响以及材料再生性能。结果表明,改性细菌纤维素的比表面积和孔容均有上升,其对Pb(Ⅱ)的吸附量随反应温度和离子强度的增加而降低,最优pH值为5.0。巯基的引入增强了细菌纤维素对Pb(Ⅱ)的吸附能力,改性后的吸附剂显示出比原始BC更优异的吸附性能,其中XMBC和SMBC的最大吸附量分别为144.93和126.58 mg·g^-1,该吸附过程符合准二级速率方程和Langmuir等温吸附模型。材料对Pb(Ⅱ)的吸附是自发的放热过程,且吸附剂易于再生和重复回收。因此, SMBC和XMBC作为从水中富集分离重金属的新型材料具有及大应用前景。     

有机皂土的PAN修饰及其对水中镉离子的吸附行为

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对皂土进行改性,用1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)对其表面进行修饰,制备了新型固态吸附剂。用傅立叶变换红外光谱对该吸附剂进行了表征。以火焰原子吸收为检测手段,研究了该吸附剂对水中镉离子的吸附行为。结果表明,用CTMAB改性后,PAN可负载于皂土上,制备的固态吸附剂对水中镉离子具有较强的吸附能力。吸附量受介质的pH值、温度和吸附时间的影响。其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,该吸附反应为吸热的自发过程。吸附在PAN修饰有机皂土上的镉离子可用1mol/L的HNO3溶液洗脱。建立了PAN修饰有机皂土吸附富集,火焰原子吸收法测定水中痕量镉的新方法,应用于地表水中痕量镉的测定,结果满意。     

改性纤维素的制备及分光光度法对Cu~(2+)吸附研究

针对日益严重的铜离子污染问题,以化学浆纤维素为原料,通过氨基酸接枝修饰2,2,6,6-四甲基哌啶氧自由基(TEMPO)氧化体系氧化的纤维素,制备出一种新型吸附剂,并采用灵敏简便的分光光度法研究改性对铜离子的吸附效果。结果表明,氨基酸修饰纤维素(AMC)与TEMPO氧化纤维素(TOC)相比,对铜离子的吸附效果有不同程度的提升,其中组氨酸改性的吸附效果最好,低浓度时吸附率可以高达97%。随着浓度增大,吸附率下降,但是吸附量增大,当吸附200 mg/L的Cu2+溶液时,吸附量可达47 mg/g。此外,研究了不同条件下AMC对Cu2+的吸附情况,包括AMC投加量、初始浓度、pH值等。结果表明,吸附过程的吸附模型符合Langmuir等温模型,吸附动力学可以用准二级吸附动力学方程拟合。     

载锆壳聚糖-沸石复合剂去除水中F~-的吸附特征研究

采用氧氯化锆、壳聚糖和人造沸石作为原料制备复合吸附剂,用于水中F-的吸附去除。通过吸附实验研究了在不同浓度、温度和接触时间下新型吸附剂对F~-的吸附特征。吸附动力学过程用准一级、准二级及颗粒扩散、颗粒内扩散模型进行分析,结果发现F-在复合吸附剂上的吸附同时符合准一级动力学和准二级动力学模型;颗粒扩散和颗粒内扩散均参与控制吸附过程。分别用Freundlich、Langmuir方程对吸附等温线进行拟合,结果表明,F-在锆改性壳聚糖-沸石上的吸附等温线拟合结果均较好,常温下最大吸附量为10.75mg/g,推测该吸附为化学吸附;吸附热力学参数说明F-在复合吸附剂上的吸附为自发、吸热、熵增过程。机理研究表明,载锆壳聚糖-沸石复合吸附剂的除氟机制为吸附和离子交换。     

磁性纳米粒子富集-电感耦合等离子体发射光谱法测定食具中铬、镍、镉、铅、砷的迁移量

采用氩电弧等离子体法制备磁性碳包铁纳米粒子,考察了其对水溶液中Cr,Ni,Cd,Pb和As的富集能力,建立电感耦合等离子体原子发射光谱同时测定食具中Cr,Ni,Cd,Pb和As迁移量的分析方法。研究了纳米粒子表面经H2O2处理后,pH值、吸附时间、吸附剂用量等因素对各元素富集效率的影响。结果表明,H2O2表面处理可有效提高纳米粒子对待检元素的吸附率。在pH 8.0～9.5范围内,选用30 mg碳包铁纳米粒子定量富集,振荡3 min后,Cr,Ni,Cd,Pb和As均可被磁性碳包铁纳米粒子定量富集,酸性溶液(pH 1～2)可洗脱吸附离子。采用本方法测定了实际样品,各元素回收率在87%～106%之间。     

纤维素-g-聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯对SO_4~(2-)的吸附性能研究

将自制的纤维素-g-聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(cellulose-g-PDMAEMA)接枝共聚物作为阴离子吸附剂,采用离子色谱方法对其吸附SO42-的能力进行研究。通过考察SO42-浓度、吸附剂接枝率、质量与吸附时间等对吸附能力的影响,建立了一种新型纤维素接枝物吸附剂吸附SO42-的方法。同时应用其吸附橡胶废水中的SO42-。实验结果表明,在较小的吸附剂用量(0.01g)下,对两种橡胶废水样品中SO42-的吸附量分别为9.0mg和15.0mg,为橡胶工业废水处理提供了一个新方法。     

纤维素基离子吸附剂的研究进展

纤维素和木质纤维素中含有许多亲水性的羟基基团,通过羟基的衍生化反应,可以将其制备成离子吸附剂.本文综述了近年来国内外以纤维素为基础原料制备离子吸附剂的研究进展,主要介绍了吸附剂的原料、种类、影响重金属离子去除的各种因素,并探讨了吸附机理.     

超支化胶原纤维吸附剂对Cr(VI)的吸附特性和机理研究

超支化聚合物改性胶原纤维(CF-HBPN)作为吸附剂处理含Cr(VI)模拟废水,研究了CF-HBPN吸附Cr(VI)时溶液pH、吸附剂用量和Cr(VI)初始浓度等对去除效率的影响;采用XPS,SEM-EDS等分析检测方法对CF-HBPN表面组成和结构进行表征,探索吸附机理.结果显示:CF-HBPN对Cr(VI)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH为3.0时达到最大,随吸附剂用量增大而增大,随Cr(VI)初始浓度增加而减小.CF-HBPN对Cr(VI)的吸附容量随吸附剂用量增加而减小,随Cr(VI)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.30℃时,4.0 g L-1的CF-HBPN对50 mg L-1Cr(VI)溶液的去除率可达99.57%,最大吸附容量为38.94 mg g-1.0.18 mol L-1的NaOH溶液对吸附Cr(VI)后的CF-HBPN解吸效果最好.SEM-EDS分析结果表明CF-HBPN表面较粗糙,是一种具有空间网状结构的材料,吸附过程存在离子交换.XPS分析结果表明Cr(VI)主要吸附在CF-HBPN表面,铬酸根阴离子与质子化氨基的静电吸附作用为主要吸附作用.     

氨基改性埃洛石纳米管对痕量孔雀石绿的吸附研究

为了提高吸附剂对水中孔雀石绿(MG)的去除效果,对埃洛石纳米管改性,制备了氨基功能化的埃洛石纳米管。将该材料用于水中MG的吸附,研究了溶液pH值、温度、吸附时间等因素对MG去除率的影响,考察了吸附机理、吸附选择性和吸附剂的循环使用性能。结果表明,在pH为4~10范围内材料对MG有较好的吸附性能,吸附量随温度的增加而增大;在最佳条件下,材料可去除水中浓度低至0.01 mg·L~(-1)的MG,最大吸附量高达48.40 mg·g~(-1),比改性前提高了101.73%;吸附过程主要是静电吸附,可通过溶液pH的改变调控吸附选择性,吸附剂可再生重复使用。将该方法用于5种实际水样中MG的吸附,去除率在97.14~99.04%之间。     

新型深度除氟改性树脂的制备及其吸附性能研究

以XAD-4为母体自合成了氨基改性和氨基改性后负载金属两种新型深度除氟树脂,并对其进行了理化结构的表征,研究了其吸附特性。结果表明,静态实验中氨基改性的树脂吸附量大于氨基改性并负载金属的树脂。pH值对两种树脂吸附F-的影响均不大。氨基改性的树脂对F-的吸附主要是物理吸附,而氨基改性并负载金属的树脂对F-的吸附主要是化学吸附。两种树脂对F-的吸附均显示出对准二级动力学方程拟合相关性较好。动态实验中,以F-浓度达到1mg/L为穿透点时,氨基改性树脂和氨基改性并负载金属的树脂穿透时间分别为11h和24h。氨基改性树脂对F-的吸附主要通过静电作用进行,而氨基改性并负载金属的树脂对F-的吸附还包括金属与铁离子的络合作用。     

壳聚糖及其改性衍生物对锆(Ⅳ)离子的吸附研究

壳聚糖经双氧水降解得到低分子量壳聚糖,用水杨醛对低分子量壳聚糖进行化学改性得到其相应的衍生物.分别研究了壳聚糖和水杨醛改性的低分子量壳聚糖对锆(Ⅳ)离子的吸附,考察了锆(Ⅳ)离子起始浓度、溶液pH值、吸附时间以及温度对这两种吸附剂吸附锆(Ⅳ)离子性能的影响,得出了最佳吸附条件.用红外对最佳条件下的吸附产物进行了表征.结果表明,壳聚糖吸附锆离子的最佳条件为:锆(Ⅳ)离子的起始浓度为6.5×10-4g/mL,振摇时间为6.5h,pH值为5～6;水杨醛改性的低分子量壳聚糖吸附锆离子的最佳条件为:锆离子的起始浓度为4.7×10-4g/mL,振摇时间为5h,pH值为5～6.这两种吸附剂对锆(Ⅳ)离子的吸附受温度影响均不大,吸附行为均满足Langmuir等温式.红外光谱分析表明,锆(Ⅳ)离子与这两种吸附剂均发生了配位作用.     

荞麦皮生物吸附去除水中Cr(Ⅵ)的吸附特性和机理

农业废弃物荞麦皮作为生物吸附剂去除水中Cr(Ⅵ),研究了荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除动力学以及溶液pH、吸附剂用量和Cr(Ⅵ)初始浓度对去除效率的影响;通过FT-IR,XPS,SEM-EDX对荞麦皮表面组成和结构进行表征,探索荞麦皮去除Cr(Ⅵ)的机理.结果显示:荞麦皮对Cr(Ⅵ)有很高的去除效率.常温下5.0 g·L-1的荞麦皮在pH=2.0下对100 mg·L-1 Cr(Ⅵ)溶液的去除率可达99.87%.荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除率随溶液pH降低而升高,在pH=2.0时达到最大;随吸附剂用量增加而增大;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而减小.单位质量荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除量随吸附剂用量增加而减小;随Cr(Ⅵ)初始浓度增加而增加,最后趋于稳定.在20℃,pH=2.0,吸附用量为5.0 g·L-1时,荞麦皮对Cr(Ⅵ)的最大去除容量约为36.4 mg·g-1.荞麦皮吸附去除Cr(Ⅵ)的过程符合准二级吸附动力学.FT-IR,XPS和SEM-EDX分析结果表明:荞麦皮是一个多孔材料,表面存在羧基、氨基、羟基等活性基团;荞麦皮对Cr(Ⅵ)的去除是一个吸附-还原耦合的过程,包括Cr(Ⅵ)在荞麦皮表面上的静电吸附,以及此后的固相还原和对还原态的Cr(Ⅲ)再吸附;Cr(Ⅲ)的吸附主要是通过与荞麦皮表面的羧基、氨基的配位,以及与其中的阳离子发生离子交换作用实现的.     

聚丙烯偕胺肟改性羊毛对氟离子的吸附及机理

针对去除水体中的阴离子污染物F-离子,制备了Fe~(3+)负载的改性羊毛吸附材料(Fe~(3+)/W-g-PAO).具体步骤是首先利用传统的丙烯腈自由基聚合以及羊毛上的巯基作为链转移剂制备聚丙烯腈接枝改性的羊毛材料,进而将腈基转化为偕胺肟基团,最后利用偕胺肟基团优异的配位作用,成功负载Fe~(3+).Fe~(3+)/W-gPAO可以高效快速吸附F-,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir热力学模型.通过这种吸附方式,其对F-的饱和吸附量为14.26 mg/g.若将水溶液中的F-与Fe~(3+)先形成稳定的配位化合物,再利用改性羊毛(W-g-PAO)作为吸附剂,可以大幅度的提高其对F-的吸附量,理论值最大可达49.2 mg/g.由于W-g-PAO可以将负载在其上的Fe~(3+)还原成Fe~(2+),因此前者吸附方式的吸附量会减少.通过对其吸附机理的研究表明,F-在Fe~(3+)/W-g-PAO负载时,会形成Fe(III)[F~-]_3[—NH_2]_3的配位结构.所合成W-g-PAO材料具有价格低廉、可循环再生使用、对F-优异的吸附性能等优点.