铁离子在多齿配体功能化硅胶上的吸附研究

以自制的多齿配体功能化硅胶为吸附剂,探究了配体齿数对废水中常见重金属离子吸附的影响.研究结果表明,五齿配体亚氨基二琥珀酸-硅胶吸附剂对铁离子(Fe3+)的吸附能力最强,吸附量为14.4 mg/g.进一步探讨了此吸附剂对Fe3+的吸附动力学和热力学行为,考察了Fe3+浓度、温度、转速以及共存离子对吸附的影响,并对吸附剂的...     

7种胺基键合硅胶的制备及其对重金属Pb2+的吸附

制备了氨丙基键合硅胶（SiO₂-N）、乙二胺-N-丙基键合硅胶（SiO₂-2N）、二乙烯三胺基键合硅胶（SiO₂-3N）、三乙烯四胺基键合硅胶（SiO₂-4N）、四乙烯五胺基键合硅胶（SiO₂-5N）、五乙烯六胺基键合硅胶（SiO₂-6N）和聚乙烯亚胺基键合硅胶（SiO₂-nN）,一步法制备的SiO₂-N和SiO₂-2N的胺基键合密度高达2.07 mmol/g和1.71mmol/g,两步法制备的SiO₂-nN的胺基键合密度为0.02mmol/g,其余胺基键合硅胶中胺基密度约为0.50mmol/g。这7种胺基键合硅胶被用于水溶液中常见重金属离子Pb²⁺的吸附研究。结果表明,在30℃条件下,分别加入10 mL 400 mg/L的Pb²⁺溶液（pH 5）和20 mg胺基键合硅胶进行吸附,10 h后,Pb²⁺吸附量达到最大,吸附过程符合Freundlich等温方程。SiO₂-N、SiO₂-2N、SiO₂-3N、SiO₂-4N、SiO₂-5N、SiO₂-6N和SiO₂-nN对Pb²⁺的吸附量依次为131.28、138.98、85.37、75.22、61.87、79.12和114.06 mg/g,这些胺基键合硅胶在吸附Pb²⁺方面均非常具有潜力。     

2-巯基苯并噻唑直接键合硅胶的制备及其对Cu（Ⅱ）的吸附性能研究

采用一种简单有效的方法合成了2-巯基苯并噻唑(MBT)直接键合硅胶.将键合硅胶用于水中Cu(Ⅱ)的吸附,考查了溶液pH值的影响.结果表明当pH为6时,键合硅胶的吸附量最大.通过分批实验,研究了278K、293K和308K 3个温度条件下的吸附平衡.应用Langmuir和Freundlich两个双参数等温线模型进行拟合,MATLAB软件的误差分析表明,Freundlich模型与实验数据更加吻合.计算得到吸附过程的热力学参数△G°、△H°和△S°的值分别为-21.90kJ/mol(293K)、14.57kJ/mol和124.61J/(mol·K).结果表明,键合硅胶对Cu(Ⅱ)的吸附是一个自发进行的吸热过程.     

新型重金属离子捕集剂的合成及其对废水中铜离子的捕集作用

以活化硅胶为载体,γ-氯丙基三甲氧基硅烷为偶联剂,由乙二胺和二硫化碳合成了新型的具有螫合功能的氨基硫代甲酸聚合物(EPCR).研究了EPCR用量、pH值、反应时间、温度等对乙二胺四乙酸(EDTA)配合Cu2+溶液中Cu2+去除率的影响,确定了最佳去除条件.结果表明,EPCR对Cu2+的最大吸附量为34.10mmol/g...     

姜黄素-硅胶吸附剂的制备及其富集分离饮用水中痕量铁铜离子

制备了一种新型姜黄素修饰的硅胶吸附剂,并以它为固相萃取吸附剂富集、分离饮用水中痕量的Fe3+、Cu2+离子,ICP-AES法测定。同时采用静态吸附法研究了吸附剂对Fe3+、Cu2+的吸附条件:pH、振荡时间、吸附剂质量、洗脱条件和干扰离子等。该方法适用于自来水、河水及海水中痕量铁铜的测定。     

水稻秸秆的改性及其对重金属Cu2+的吸附

重金属Cu2+可直接或间接危害人体,作为天然吸附剂的农业废弃物因价廉易得、来源广泛、吸附高效等优点备受青睐。本文选用水稻秸秆（RS）为吸附原料,分别经酸、碱改性后得到H2SO4-RS和NaOH-RS,通过FT-IR、SEM和BET对改性前后吸附材料的表面官能团、表观形貌和结构等理化性质进行分析,考察投加量、吸附时间、初始Cu2+浓度和离子强度对吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线和热力学模型对吸附过程进行探讨。结果表明：改性水稻秸秆对Cu2+达到吸附平衡所需的投加量和时间较之未改性RS大大减少,去除率由42.0%分别提升至85.9%（H2SO4-RS）和90.0%（NaOH-RS）;随初始Cu2+浓度和离子强度的增大,RS的吸附性能显著降低,H2SO4-RS有所降低,而NaOH-RS只是稍有下降,NaOH-RS对150 mg/L含Cu2+溶液的去除率仍达到84.2%,离子强度cNaCl = 0.1 mol/L时去除率维持在86.1%。吸附动力学和吸附等温实验表明水稻秸秆对Cu2+的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型;热力学分析显示,相同温度下RS、H2SO4-RS和NaOH-RS吸附Cu2+过程的ΔG逐渐减小,且改性后两种吸附剂的ΔG均小于0,ΔH由改性前的正值转变为负值,说明水稻秸秆改性后吸附Cu2+的自发性更强,为自发的放热过程。     

原子层沉积法制备巯丙基硅胶及其对溶液中钯(Ⅱ)离子的吸附行为

采用原子层沉积技术, 在3~5 kPa真空和125~150 ℃ 的反应条件下, 使γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)和γ-巯丙基二甲氧基甲基硅烷(MPDMMS)3种巯丙基硅烷试剂气化, 并在三乙胺的催化作用下, 分别将其键合于多孔硅胶表面, 制得贵金属钯(Ⅱ)的高效吸附剂. 分别采用FTIR、¹³C和²⁹Si固体核磁、元素分析、热重分析和氮气吸附-脱附等技术研究了巯基硅胶的键合模式和功能基团键合量. 用分光光度法研究了在pH=3.0条件下水溶液中Pd(Ⅱ)离子在巯基硅胶上的吸附行为. 结果表明, 在MPTMS, MPTES和MPDMMS所修饰的硅胶中, 硅烷试剂的功能基团均以双齿键合结构为主, 表面键合量分别达到2.76, 2.53和2.70 μmol/m². 对Pd(Ⅱ)离子的吸附遵从Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量分别达到5.45, 4.21和4.81 μmol/m², Pd/S的摩尔比分别为1.44, 1.35和1.39. 原子层沉积法制备的巯丙基硅胶基质钯吸附剂的巯基键合密度和对钯(Ⅱ)离子的吸附容量均比传统的有机溶剂介质法高.     

改性花生壳对Cu2+的吸附

以农林废弃物花生壳作为吸附剂对废水中的Cu2+进行吸附.结果表明,花生壳的最佳改性方法为KMnO4改性法.在50mLCu2+浓度为10mg/L的水样中,改性花生壳的最佳吸附条件为:298K下投加4mesh筛上改性花生壳0.8g,pH=5,吸附75min,此时改性花生壳对Cu2+吸附率高达96.80％.KMnO4改性花生壳对Cu2+的吸附以Langmuir方程拟合更佳.     

硅胶负载氨基吡啶的合成及对Ag~+的吸附性能研究

本文以硅胶为载体,通过氯丙基三乙氧基硅烷(CPTS)将2-氨基吡啶负载到硅胶表面,得到硅胶负载氨基吡啶(SG-AP)吸附材料,通过红外光谱、元素分析对其结构进行了表征。研究了SG-AP对Ag+的吸附性能,考察了溶液pH值、接触时间、温度及金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明,对Ag+的最佳吸附pH值为6。吸附动力学表明,对Ag+的吸附符合准二级动力学模型,为液膜扩散控制过程。等温吸附表明吸附过程可用Langmuir模型描述,为单分子层吸附。SG-AP对Ag+吸附的热力学参数表明,吸附过程是自发、吸热的过程。     

球形纤维素吸附剂对Cu~(2+)的吸附动力学与热力学研究

以离子液体([Bmim]Cl)为反应介质,丙烯酸为单体,对纤维素进行均相接枝共聚,并采用油包水反相悬浮技术制得球形纤维素吸附剂。采用静态吸附实验方法研究了该吸附剂对水溶液中Cu2+的吸附性能,包括各种因素(溶液pH值,溶液初始浓度,吸附时间,吸附温度)对吸附效果的影响。研究结果表明,适当提高溶液pH值,增加溶液初始浓度,以及延长吸附时间都有利于改善吸附效果;球形纤维素吸附剂对Cu2+的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附过程是自发的放热过程;吸附剂对Cu2+的吸附符合二级吸附动力学模型,吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制。球形纤维素吸附剂对Cu2+的具有很好的吸附性并具有良好的再生性能,可以循环使用。     

化学键合吸附剂的合成及吸附行为

在无定型硅胶上化学键合十八烷基三氯硅烷，键合率17%-20％，粒度5μm-10μm，以此键合的吸附剂可有效地吸附香烟烟气中的焦油、亚硝胺，吸附率分别为15%-18％和37%-43％，研究了化学键合吸附剂的粒度和加入量对吸附性能的影响。     

H3PO4改性PS-EDTA树脂对水相中Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能研究

大孔氯甲基化聚苯乙烯小球先后与乙二胺、2-氯乙酸反应得EDTA型螯合树脂(PS-EDTA),再用磷酸在室温处理得PS-EDTA/P树脂。PS-EDTA/P树脂被用于水相中Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附净化处理,探讨了溶液的pH值、初始金属离子浓度、时间、温度等因素对吸附性能的影响,并研究了其对重金属离子的吸附动力学和热力学。结果表明,PS-EDTA/P树脂对Cu2+和Zn2+的吸附符合Langmuir等温式、对Cd2+的吸附符合Freundlich等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述3种金属离子在树脂上的吸附动力学行为。同时,PS-EDTA/P树脂对重金属吸附的热力学参数表明,PS-EDTA/P树脂对Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附是一个自发的、吸热的过程。已吸附Cu2+、Zn2+和Cd2+的树脂可以用0.1mol/L HCl解吸,解吸后的树脂对Cu2+、Zn2+和Cd2+仍具有较高的吸附量。     

乙二胺硅胶复合材料对Zn2+的吸附特性

以γ-氯丙基三氯硅烷为偶联剂,将乙二胺偶合接枝在硅胶表面,合成对锌离子具有吸附作用的乙二胺硅胶复合材料（EDA/SiO2）,考察了Zn2+溶液pH值、初始浓度、吸附温度和吸附时间等因素对复合材料吸附性能的影响。 结果表明,在研究的溶液浓度及温度范围内,Zn2+溶液pH值对EDA/SiO2的吸附量影响显著,吸附的最佳pH值范围在3.0~5.5;Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir吸附模型,热力学数据显示,EDA/SiO2对Zn2+的吸附行为为一吸热且自发进行的过程,升高温度有利于吸附,并对此吸附行为作了解释;吸附动力学数据可用拟二级吸附动力学方程描述,得到的吸附速率常数与溶液初始浓度有关。     

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。     

松香基功能高分子对Cu(Ⅱ)吸附性能的研究

以马来松香丙烯酸乙二醇酯和丙烯酸为功能单体,采用悬浮聚合法合成了松香基功能高分子,重点研究了其对水中Cu2+的静态吸附性能。结果表明,在溶液pH=5.0,Cu2+为3.0mg/mL,温度为308K的条件下,其对Cu2+的最大静态饱和吸附量为67.06mg/g;松香基功能高分子对Cu2+吸附速率符合一级动力学方程及颗粒内扩散方程,过程受液膜扩散阻力及颗粒内扩散阻力共同影响;松香基功能高分子对Cu2+吸附过程符合Freundlich和Langmuir方程;对吸附热力学的研究结果表明,该树脂对Cu2+的吸附为放热过程,而且是自发进行的。     

SiO2@松香基阳离子交换树脂对水中微量Cd吸附

以硅胶为核,马来海松酸丙烯酸乙二醇酯和甲基丙烯酸为功能单体,采用涂覆悬浮聚合法合成了核壳型SiO₂@松香基阳离子交换树脂(SiO₂@RCER),研究了其对水中微量Cd²⁺的静态吸附性能。结果表明,在Cd²⁺溶液浓度为0.5 mg·L^-1,pH=6.0,温度为303 K,吸附剂用量为10 g·L^-1时,Cd²⁺去除率可达到100%;SiO₂@RCER对Cd²⁺的吸附符合准二级动力学方程以及Langmuir吸附等温线,表明吸附过程为单分子层化学吸附。吸附前后材料的XPS图谱表明:SiO₂@RCER对Cd²⁺吸附主要涉及Na⁺以及溶液中的Cd²⁺的阳离子交换。该吸附剂在对Cd²⁺、Pb²⁺浓度超标的矿区废水吸附处理后,高毒重金属浓度均达到国家生活饮用水水源水质一级标准(CJ3020-93),其他离子浓度也有所降低。     

二硫代氨基甲酸酚醛型螯合树脂的合成及其对Ag~+的吸附性能研究

以乙二醇单苯醚-甲醛负载三乙烯四胺螯合树脂(PB-TETA)为前驱体,经氨基与二硫化碳反应,得到含二硫代氨基甲酸基酚醛型螯合树脂(PB-TETA-CS2)。对所制备的新型螯合树脂进行了红外光谱和元素分析等表征,研究了树脂对Ag+、Hg2+、Cu2+、Pb2+和Ni2+等金属离子的静态饱和吸附量及树脂对Ag+的动力学及热力学吸附性能。结果表明,该树脂对Ag+的吸附量最高;pH=4时的最大吸附量为0.18mmol/g。树脂对Ag+的吸附受液膜扩散控制,等温吸附过程符合Langmuir单分子吸附模型。     

硅胶-环糊精固定金属离子亲合吸附剂的制备及性能

以硅胶键合β-环糊精(-βCD)为载体,亚氨基二乙酸(IDA)为螯合基,制备了新型固定金属离子亲合吸附剂.通过13C固体核磁、元素分析对其进行了表征.每克吸附剂分别含IDA分子158μmol,-βCD分子136μmol.研究了吸附剂对α-淀粉酶的吸附特性.     

金属螯合固相萃取整体柱的制备及其性能研究

基于金属螯合物中Cu2+与氨基硫醇类化合物(如半胱氨酸的-SH基团)之间的亲和作用,设计合成了一种金属螯合整体柱,并用作固相萃取吸附剂。实验以亚氨基二乙酸(IDA)三齿配体为中间介质,通过化学修饰法键合在聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)(poly(GMA-co-EDMA))整体柱孔表面,再利用配位结合作用螯合Cu2+,合成poly(GMA-co-EDMA-IDA-Cu2+)整体柱。实验以谷胱甘肽为探针测试化合物,考察了该整体柱固定相的萃取性能,并优化了实验条件。在最佳实验条件下,此整体柱对谷胱甘肽的吸附容量为43.15 mg/g,并能有效富集人血浆样品中的氨基硫醇类化合物。     

交联氨基淀粉对氨基黑的吸附性能研究

合成了乙二胺改性交联氨基淀粉(CAS),并研究了其对酸性偶氮染料氨基黑的吸附性能.结果表明,CAS对氨基黑的吸附基于静电作用,溶液最优酸度为pH=3.0,5h内即达到吸附平衡.吸附动力学研究表明,其吸附过程满足准二级吸附方程式.在金属离子共存条件下,CAS对氨基黑的吸附容量增加,其中Cu2+、Ni2+离子存在下其吸附容量上升最大,增加了36.6%,金属离子的共协同效应主要由于金属离子被CAS吸附,增加了CAS的正电荷,进一步增强了与氨基黑的静电作用,使吸附容量上升.