磁性氧化石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备 及再生循环吸附性研究

由氧化法和原位合成法成功制备了磁性氧化石墨烯/聚苯胺(Fe_3O_(4 )/GO/PANI,MPGO)纳米复合材料,使用X射线衍射、热重分析、红外光谱、VSM、BET等对所得材料进行了结构表征和性能测试,研究了复合材料对甲基橙染料的吸附性能。结果表明:pH为4时,MPGO吸附量最大,为198 mg·g~(-1);450 min达到吸附平衡,吸附量为211.08 mg·g~(-1)。MPGO对甲基橙的吸附行为符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型;经过7次再生循环后,MPGO对甲基橙的吸附量保持为初始吸附量的72.2%,具有较好的重复利用性。     

改性氧化石墨烯/聚醚砜杂化荷正电纳滤膜的制备及表征

以壳聚糖荷正电改性的氧化石墨烯为无机添加剂,以聚醚砜为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮为致孔剂,以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂,采用相转化法制备了有机无机杂化纳滤膜.考察了不同改性氧化石墨烯添加量对膜分离性能的影响.研究结果表明,随着改性氧化石墨烯含量的增加,荷正电纳滤膜的断面形态结构并未发生明显改变,但杂化膜的纯水通量、分离选择性明显增加.从研究结果可以看出,改性氧化石墨烯的最佳添加质量分数在0.5%左右.     

明胶改性磁性石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能研究

采用化学还原法制备了一种新型的明胶掺杂磁性石墨烯复合材料(gelatinMGO),并进一步研究了pH值、接触时间和温度对该材料吸附亚甲基蓝的影响。亚甲基蓝吸附实验结果表明,gelatin-MGO对亚甲基蓝有较大的吸附能力,最大吸附容量可达210.5mg/g,吸附为自发吸热过程,在pH值为6.5时去除率最大,其吸附过程符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附模型,解吸实验表明,明胶改性石墨烯的再生性能优异,重复使用5次去除率仍为85%以上,该材料适合作为吸附剂去除废水中的亚甲基蓝。     

介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的制备及其CO2吸附性能研究

以P123为模板剂,以TEOS为硅源,以氧化石墨烯为复合组分,采用溶胶-凝胶法和自组装法制备了具有较大比表面积的介孔硅复合氧化石墨烯三维多孔材料（MSM/GOs）,进一步通过物理浸渍聚乙烯亚胺（PEI）制备了固态胺吸附材料。利用扫描电子显微镜（SEM）、氮气吸附-脱附曲线、元素分析等方法表征复合材料的结构和形貌,研究了氧化石墨烯添加量对材料的比表面积和胺化效果的影响以及吸附温度对其吸附CO₂性能的影响。研究结果表明,氧化石墨烯的引入能显著提高介孔硅复合氧化石墨烯多孔材料的比表面积,当GO添加量为4.5wt%时,其比表面积可高达841m²/g。高的比表面积有利于提高材料的氨基含量。在30wt%PEI的物理浸渍胺化后,MSM/GO-4.5@30%PEI拥有最大含氮量（9.59wt%）和CO₂吸附量（1.70mmol/g）。得益于良好的多孔基体和有机胺的均匀分布,MSM/GO-4.5@30%PEI在不同温度下的吸附量较稳定,循环再生吸附后仍能保持初始吸附量的80%。动力学研究表明,准一级模型和Avrami模型均能较好地拟合其吸...     

多硅酸改性石墨烯及其吸附性能的研究

通过多硅酸改性石墨烯合成惰性物质改性的石墨烯基吸附剂,研究了改性石墨烯的官能团与成分。进行氮气吸附脱附测试,结果表明改性石墨烯的孔径增加。改性石墨烯的吸附性能用亚甲基蓝、甲基橙和腐植酸进行测试,吸附性能提高。改性石墨烯对亚甲基蓝的吸附量达到202.4 mg·g-1,高于石墨烯的吸附量115.9mg·g-1。     

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。     

改性焦粉对亚甲基蓝吸附性能及机理的研究

以废弃焦粉为原料,50%硝酸为改性剂,借助JSM、XPS分析测试方法表征其结构。考察了改性焦粉、焦粉对亚甲基蓝吸附性能、吸附平衡等温线、黏附几率和活化能,用Weber-Morris曲线研究吸附机理。结果表明,硝酸改性焦粉是硝酸刻蚀焦粉表面增加孔结构,增大表面积,表面氧化形成较为丰富含氧功能组的过程;改性焦粉对亚甲基蓝吸附性能明显优于焦粉;改性焦粉吸附量随亚甲基蓝溶液浓度、pH的增大而增加;吸附过程符合Langmuir、Freundlich吸附等温式;黏附几率和活化能分别为S=0.1977、2.5635kJ/mol;该吸附过程主要为颗粒内扩散控制的物理吸附。     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO).通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能.表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36 mmol·g^-1.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述.PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低.阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO^3- >Cl^-.XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果.经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用.     

聚乙烯亚胺改性氧化石墨对水中Cr(Ⅵ)的吸附

通过对石墨氧化、酯化,将聚乙烯亚胺耦合接枝到氧化石墨表面,制备聚乙烯亚胺改性氧化石墨(PEI-GO)。通过FTIR、XRD、TEM、RS和XPS等对合成材料进行表征,并研究了其对水中的Cr(Ⅵ)吸附和脱附性能。表征结果表明,聚乙烯亚胺成功嫁接到氧化石墨上,其氨基含量为4.36mmol·g^-1。PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)具有很好的吸附性能,吸附等温线符合Freundlich方程,吸附动力学可用拟二级动力学方程来描述。PEI-GO对水中Cr(Ⅵ)的吸附随pH的升高而降低。阴离子的存在降低吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附,不同阴离子的影响大小顺序为PO₄^3- >SO₄^2- >NO₃^- >Cl^-。XPS结果表明,PEI-GO对Cr(Ⅵ)的去除是吸附-化学还原耦合作用的结果。经4次脱附再生循环,PEI-GO对Cr(VI)仍具有较高吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用。     

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。 研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。 结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。 当pH值等于4, 吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。 此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。     

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成（英文）

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。当pH值等于4,吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。     

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。     

氧化石墨烯对磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶的吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯(GO),以两种磺胺类抗生素——磺胺甲恶唑(SMZ)和磺胺甲基嘧啶(SMR)为探针分子,研究了氧化石墨烯的吸附特性。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对所制备的氧化石墨烯进行表征。考察了溶液p H值、吸附时间、初始浓度对氧化石墨烯吸附性能的影响,通过吸附动力学和吸附热力学对其吸附性能进行了研究。结果表明,酸性和碱性条件有利于氧化石墨烯对SMZ和SMR的吸附,当p H=1时吸附效果最佳;氧化石墨烯对SMZ和SMR吸附平衡时间分别为100和120 min,最大吸附容量分别为138.50和96.06 mg/g;吸附行为均符合准二级动力学方程,表明此吸附过程以化学吸附为主,与Langmuir等温方程式拟合度良好。氧化石墨烯作为富集分离材料用于湖水中SMZ和SMR的富集分离,获得了较好的结果。     

三维生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料吸附的研究

采用一种简便的方法制备了生物高分子调控的氧化石墨烯凝胶用于水污染处理.将生物高分子白蛋白(BSA)、壳聚糖(CS)、及脱氧核糖核酸(DNA)与氧化石墨烯(GO)共混,自组装形成水凝胶,最后冻干得到生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶.通过扫描电镜、原子力显微镜、纳米粒度分析仪等分析复合凝胶的组装结构与表面电位.结果表明凝胶呈现内部联通的三维多孔结构,该结构有利于被吸附分子的快速内部扩散.红外光谱证明了生物高分子被成功负载到了凝胶网络中.然后将该复合凝胶用于阳离子染料的吸附,吸附实验表明这类生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶对阳离子染料有很好的吸附效果,同时也对阴离子和非离子毒性分子有一定的吸附能力.研究了吸附时间,初始浓度,pH值等对凝胶吸附量的影响,并考察了凝胶的解吸附.最后详细探讨了GO-BSA、GO-CS和GO-DNA凝胶对亚甲基蓝(MB)吸附的动力学和吸附等温式.经吸附动力学拟合,生物高分子/氧化石墨烯复合凝胶吸附MB复合二级动力学模型和Langmuir等温吸附,对MB分子是单分子层吸附,吸附初期为大孔隙扩散,后期为粒子内扩散.     

聚四氟乙烯纤维的改性及其对胆红素的吸附

以聚四氟乙烯(PTFE)纤维为基质, 以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 通过辐照接枝聚合制备了PTFE-g-GMA纤维, 用聚乙烯亚胺(PEI)与PTFE-g-GMA纤维进行开环反应制得新型吸附剂PTFE-g-GMA-PEI. 考察了PTFE-g-GMA-PEI吸附剂对溶液中胆红素的吸附动力学、吸附量及pH、离子强度及温度等因素对胆红素吸附的影响. 实验结果表明, 该吸附剂对胆红素有较高的吸附容量及良好的选择吸附性能, 其吸附行为遵循Langmuir吸附模式.     

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。     

硅胶印迹聚合物的制备及对钆离子吸附性能研究

选择聚乙烯亚胺为功能单体,利用3-氯丙基三乙氧基硅烷和戊二醛将Gd~(3+)交联包裹在硅胶表面接枝,制备硅胶印迹聚合物。通过红外光谱和热重分析研究印迹聚合物的结构性质,采用静态吸附实验对其吸附性能进行分析对比。实验结果表明,采用聚乙烯亚胺为功能单体制备的印迹聚合物对Gd~(3+)的最大吸附量可以达到82.72mg/g,通过对其进行热力学分析和动力学分析,得知基于硅胶表面制备的聚乙烯亚胺印迹聚合物对Gd~(3+)的吸附可以用Freundlich模型和准二级动力学模型描述,且粒子内扩散过程为其速控步骤。实验证明,该印迹聚合物对Gd~(3+)具有一定的选择性。     

庚醛改性壳聚糖的制备及其对酚类化合物的吸附性能

在相转移催化剂存在下由庚醛与壳聚糖反应生成Schiff's碱,再用NaBH4 还原制备了N-烷基化壳聚糖衍生物,改性壳聚糖(CTS)产物的结构用FTIR和XRD进行了表征,研究了它对2,4-二氯酚的吸附性能. 考察了吸附时间、溶液pH值、2,4-二氯酚浓度和改性剂用量等因素对吸附的影响. 结果表明,改性CTS具有较好的抗酸碱性能;溶液的pH值对吸附的影响较大,在pH=6.0,吸附2 h时对2,4-二氯酚的吸附量最大,酚浓度对吸附的影响符合Freundlich吸附等温方程;改性壳聚糖对2,4-二氯酚的吸附性能明显优于未改性的CTS,对质量浓度为0.6 g/L的2,4-二氯酚溶液的吸附量分别为70.0和7.7 mg/g.     

磁性共价有机框架材料吸附甲基橙和茜素绿两种阴离子有机染料

以自制的磁性共价有机框架材料(COF)为吸附剂,采用静态吸附法研究了其对甲基橙(MO)和茜素绿(AG-25)的吸附行为。 结果表明,在25 ℃,pH值6~8的条件下,磁性COF对两种阴离子染料的的吸附量分别为997和1314 mg/g。 两种染料的吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程为单层吸附;吸附动力学均符合准二级动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主。 磁性COF对水体中的阴离子染料体现出高吸附量和快速吸附的特点,具有潜在的价值。     

Fe3O4@HTlc的制备及其对甲基橙的吸附研究

采用液相非稳态共沉淀法制备了磁性镁铝类水滑石(Fe3O4@HTlc),采用透射电子显微镜、粉末X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、振动样品磁强计、比表面分析仪、微电泳仪等对样品的形貌和结构进行了表征,并比较了 Fe3O4@HTlc和HTlc对甲基橙的吸附性能。结果表明,Fe3O4@HTlc为顺磁性、具有核-壳结构和较大比表面积、带有正电荷的近球状颗粒。甲基橙在Fe3O4@HTlc和HTlc上的吸附动力学曲线均符合准一级动力学方程;吸附等温线均符合Langmuir吸附等温式;298 K时Fe3O4@HTlc和HTlc对甲基橙的饱和吸附量分别为138.89和147.06 mg/g,但Fe3O4@HTlc对甲基橙有较强吸附推动力和较短的吸附平衡时间。二者对甲基橙的吸附量均随温度的升高和pH (5~11)的增加而降低。