新型Al、Ti改性MCM-41材料对污水中Cu~（2＋）的吸附研究

研究了改性介孔硅基材料（以下简称MCM-41）对污水中重金属铜离子的吸附行为。在MCM-41材料中加入Al、Ti两种诱因金属离子来合成新的Al-Ti-MCM-41及Ti-Al-MCM-41改性材料,通过氮气吸附―脱附等温线对Al-Ti-MCM-41（1∶1）样品进行了表征,考察了吸附剂的投加量、Cu2＋初始浓度和吸附温...     

氨基表面功能化的有序介孔杂合材料的一步法合成及其对重金属离子和CO2的吸附特性

以F127为表面活性剂,通过(4-氨基-1-羟基亚丁基)二膦酸单钠盐三水合物与TiCl4一步法缩合反应制得有序介孔杂合材料.通过TEM图像可观察到所制备的材料具有六方有序介孔结构,氮气吸附分析测得其比表面积高达420m2 g-1,孔径分布均匀,最可几孔径为6.9 nm.FT-IR和MAS NMR表明有机官能团进入介孔材料骨架中.由于所合成的材料表面含有丰富的氨基官能团,可以与诸如Hg2+,Pb2+和Cd2+等重金属离子发生络合作用,所以这种杂合材料可以作为一种优秀的离子吸附剂,其吸附行为可归属于Langmuir吸附类型.同时,由于该材料中含氨基和羟基官能团,对CO2的捕获有较大贡献,测试得知CO2吸附量可达2.47 mmol g-1,并具有高稳定性和选择性.     

半胱氨酸改性介孔材料对Hg(Ⅱ)高选择性分离富集性能研究

采用后移植方法,将半胱氨酸键入到介孔材料SBA-15上,并对此材料的吸附条件进行了优化,研究了其对重金属离子Hg2+的富集特性。考察了溶液pH值、吸附时间和材料用量等因素对Hg2+吸附率的影响。在pH 2.5,性质相近的金属离子Cu2+、Cr6+、Cr3+、Cd2+共存时,半胱氨酸改性的SBA-15介孔材料对Hg2+可进行选择性吸附富集,富集后可用含5%硫脲的1 mol/L HCl溶液快速洗脱。方法对Hg2+的检出限为0.07μg/L,相对标准偏差为2.2%(CHg2+=1.0 mg/L,n=11)。将本方法用于污水样品中Hg2+的测定,回收率为92%～101%。     

生物质竹炭对水中Cd~(2+)的吸附行为研究

以竹炭和经化学改性竹炭作为吸附剂,研究其对水溶液中Cd2+的吸附特性,探讨了竹炭对Cd2+的吸附热力学和吸附动力学性质,通过单因子优化实验探讨了温度、竹炭投加量和p H值对吸附效果的影响。结果表明:竹炭及改性竹炭对Cd2+的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,在18h可达到平衡;其等温吸附曲线符合Langmuir方程,最大吸附量分别为10.18mg/g和16.71mg/g;两者对Cd2+的吸附受温度的影响较小;竹炭及改性竹炭的最佳投加量分别为0.8g、0.6g;p H对竹炭及改性竹炭吸附Cd2+的影响较大,在p H 2~6范围时,竹炭及改性竹炭对Cd2+的吸附量随p H的增加而增加。     

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。     

乙二胺硅胶材料对铜和锌离子的动态吸附

合成了胺基含量为1.35 mmol/g的乙二胺硅胶材料(EDA/SiO2),研究了EDA/SiO2对Cu2+和Zn2+的动态吸附及动态竞争吸附。结果表明,铜溶液流量和初始浓度对材料动态吸附性能有显著影响,随着溶液初始浓度的增大、流速的加快,穿透时间明显缩短。动态吸附实验结果符合Thomas模型,计算结果显示,铜溶液初始浓度由1.99 mmol/L增大至10.00 mmol/L时,模型平衡吸附容量q0从0.272 mmol/g增大至0.476 mmol/g,影响显著;流量对q0影响不显著。溶液流量和初始浓度对吸附速率常数kTh均有影响,随溶液流量增大、初始浓度的降低,速率常数值增大。在单一体系中,EDA/SiO2对Cu2+和Zn2+的工作吸附量分别为0.340和0.127 mmol/g,混合体系的吸附量均小于单一体系中的吸附量,并且对Zn2+的吸附量下降显著,表明EDA/SiO2对Cu2+的吸附能力强于Zn2+。6次循环实验表明,盐酸和氨水可对EDA/SiO2材料实现再生,再生后材料对铜的吸附容量和穿透时间的下降幅度不大,可重复使用。     

氨基改性介孔二氧化硅的制备及其吸附性能研究

合成了一种具有较大孔径的氨基改性介孔二氧化硅材料(m-MCF)。通过XRD、TEM、低温氮吸附、TGA、FTIR以及原子吸收光谱(AAS)等表征方法对产物的结构和性能进行的分析表明:利用三甲基苯为扩孔剂制备得到的介孔材料具有较大的孔径，有利于功能基团对孔内表面的改性。当氨基改性介孔材料后，该材料仍然保留较大的孔径(22 nm)和较高的比表面积(444 m²·g^-1)。研究发现:与改性而未扩孔的介孔二氧化硅SBA-15相比，该材料对铜离子的吸附能力提高了2倍。     

以离子液体为模板剂合成MCM-41的研究——不同扩孔剂对介孔分子筛MCM-41孔径结构的影响

以离子液体为模板剂, 正硅酸乙酯为硅源, 研究了扩孔剂三甲苯, 癸烷, 以及三甲苯与癸烷1∶1的混合物对介孔分子筛MCM-41结构的影响, 采用XRD以及氮吸附-脱附分析技术对合成的介孔分子筛MCM-41进行了表征.结果表明: 三种扩孔剂中以三甲苯与癸烷1∶1的混合物效果最优, MCM-41的孔径可达到4.5 nm, 并且可以提高介孔分子筛的比表面积与结晶度.扩孔剂的最佳添加量为: 扩孔剂与模板剂之比等于1.0;最佳晶化温度120 ℃.     

壳聚糖介孔碳材料的制备及吸附单宁酸性能研究

以脱乙酰度85%壳聚糖为碳源、F127为致孔剂、三聚磷酸钠为交联剂,利用软模板法制备介孔碳材料。通过FTIR、Raman、N_2吸附/脱附分析仪、XRD、XPS以及TEM等手段对介孔碳结构进行表征。探讨乙酸浓度对介孔碳孔结构的影响及对单宁酸的吸附性能。结果表明,当乙酸浓度为0.17mol·L~(-1),碳源与致孔剂、交联剂质量比为1∶0.5∶0.25时制备的介孔碳总孔容、比表面积以及平均孔径分别为0.41cm~3·g~(-1)、237.2m~2·g~(-1)、5.01nm,单宁酸的最大平衡吸附量可达110.2mg·g~(-1)。     

铈掺杂的介孔分子筛的水热合成与结构性能

以硅酸钠、硝酸铈铵为原料,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,通过水热法合成铈掺杂的介孔分子筛CeMCM-41.分别采用X射线粉末衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)和N2吸附-脱附等技术对产物的晶相、结构、形貌、比表面积和孔径进行表征.同时研究硅铈物质的量比对合成材料结构性能的影响.实验结果表明:水热条件下成功合成出铈掺杂的MCM-41介孔分子筛,其比表面积为480.5～1 295.2m2/g,平均孔径在2.70～6.29 nm之间.随着稀土元素铈的掺杂量的增加,CeMCM-41介孔分子筛的比表面积和孔体积变小,介孔有序性变差.     

MCM-41-PAA杂化介孔材料的制备及其对Hg(Ⅱ)离子吸附研究

本文基于介孔材料具有均一可调的孔径结构、高比表面积以及稳定的骨架,利用硅藻土作为硅源,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)为模板剂,掺杂聚丙烯酸,制备了杂化的功能介孔材料MCM-41-PAA,采用FT-IR、XRD、氮气吸脱附、SEM等手段对该介孔材料的组成、结构与形貌进行了表征,并利用所制备的功能吸附剂MCM-41-PAA对Hg(Ⅱ)进行了吸附研究,探讨了吸附剂的用量、Hg(Ⅱ)初始浓度、pH值和吸附时间等因素对Hg(Ⅱ)离子吸附效果的影响。研究表明:当吸附剂的用量、Hg(Ⅱ)浓度、pH和吸附时间分别为0.2g、300mg/L、4和180min时,对应的吸附量达到132mg/g。     

改性固化单宁对稀土离子Pr3+,Nd3+吸附性能研究

以苎麻纤维为基础,通过甲醛交联固化杨梅单宁制备吸附材料(RF-BT),进一步经Mannich反应改性,引入-NH2,制备改性苎麻纤维接枝杨梅单宁吸附材料(RF-BTM)。通过IR和SEM等方法表征了两种材料的结构,并研究了两种材料对Pr3+,Nd3+稀土离子的吸附性能。实验结果表明:反应温度为303 K,p H为5.5,Pr3+溶液初始浓度为1127.2 mg·L-1,Nd3+溶液初始浓度为1153.6 mg·L-1时,RF-BT的最大吸附量为:Pr3+420.3 mg·g-1,Nd3+432.8 mg·g-1;RF-BTM的最大吸附量为:Pr3+461.7 mg·g-1,Nd3+477.8 mg·g-1;表现出优良的吸附性能,其吸附热力学符合Freundlich方程,动力学可用拟二级速率方程描述。     

MCM-41分子筛的改性、表面结构与吸附性质的研究

用三甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷、甲基三氯硅烷、四氯化硅与甲基碘改性高硅MCM-41中孔分子筛。XRD,^2^9SiMASNMR,^1^3CMASNMR,以及N~2、水与环己烷吸附的表征,显示改性不同程度地改变了分子筛的表面组成与结构,减小孔径,增加孔壁厚度,因而影响吸附行为,减小吸附容量。硅烷化减少了MCM-41的表面硅羟基含量,增加其疏水性。用CH~3I改性使孔径减小1.4nm,而硅羟基含量并未显著减少。硅烷化以及用CH~3I改性可提高MCM-41分子筛的热稳定性。SiCl~4的改性作用相对不明显。样品的水及环己烷吸附容量与其表面硅羟基含量呈现不同的线性关系,揭示高硅MCM-41分子筛表面吸附中心的本性。     

Cd2+和Ni2+在粉煤灰上的吸附特性

考察了粉煤灰对Cd2+和Ni2+的单组分吸附和双组分吸附性能。结果表明,粉煤灰可有效吸附水溶液中的Cd2+和Ni2+,去除率随pH升高而增加。吸附约60min后趋于平衡。粉煤灰对Ni2+的吸附容量高于Cd2+。单组分吸附平衡符合Freundlich模型和Redlich Peterson (R P)模型。双组分吸附时,Ni2+和Cd2+之间存在明显的竞争吸附效应;随干扰离子浓度升高,竞争吸附效应增强。不同模型拟合结果表明,双组分吸附平衡符合Freundlich竞争吸附模型。脱附实验表明,Cd2+比Ni2+易于脱附;0.1mol/L HCl、0.1mol/L HNO3 和0.05mol/L H2SO4的脱附效果接近,对Cd2+脱附率>60%,对Ni2+脱附率>35%。     

以催化油浆为增孔剂的MCM-41介孔分子筛的合成

采用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为模板剂、正硅酸乙酯为硅源、硫酸铝为铝源，水热合成了以甲苯溶解的催化油浆为添加剂的MCM-41介孔分子筛，通过XRD、N2吸附脱附、TG-DTA、SEM等测试手段对合成样品进行了表征，重点研究了在甲苯/催化油浆=1∶1和2∶1（质量比）两个剂油比下分子筛结晶度、晶胞参数、BET表面积、平均孔径以及孔容等结构性质随催化油浆添加量的变化规律，并对合成机理进行了解释。结果表明，当剂油比为1∶1时，分子筛的结晶度和晶胞参数随催化油浆添加量的变化呈现先增加后减小趋势，当noil/nCTMAB=0.34时，其晶胞参数最大可以达到5.95 nm；当剂油比为2∶1时，随添加剂量的增加，分子筛结晶度降低，BET表面积成先增大后减小，而孔容和平均孔径呈逐渐增加趋势。当noil/nCTMAB＝0.15时，MCM-41的BET表面积可达1163.7m2·g-1，孔容可达到1.34cm3·g-1，平均孔径为4.34 nm。     

邻菲咯啉改性膨润土吸附水中镉离子的研究

通过邻菲咯啉改性膨润土,对水中镉离子进行吸附性能的研究.探讨了投加量、pH值、接触时间、温度等影响因素对改性膨润土吸附镉离子的影响.实验结果表明:在25℃,250 r/min,pH 5.5,NaNO3浓度0.01 mol/L,投加量为5.0 g/L,镉离子质量浓度100 mg/L的条件下,未改性膨润土对水中镉离子的吸附...     

活性炭的改性及对Pb2+的动力学吸附研究

论文以活性炭为主体吸附剂，进行氯化铁改性，制备出氯化铁改性活性炭吸附剂，并通过FT-IR、SEM、比表面积和孔体积进行表征。实验进一步探究改性活性炭对Pb²⁺的吸附能力，结果表明，当吸附时间为300 min,吸附剂投加量为0.4 g, pH为6时，吸附效果最佳。在此吸附条件下，改性活性炭对Pb²⁺的去除率达到91.2%。对改性活性炭吸附Pb²⁺进行动力学吸附研究，结果表明二级速率方程能够更好地描述其动力学吸附过程，吸附的机理可归结为氯化铁改性导致活性炭孔道结构中酸性官能团增加，使得金属阳离子与官能团上的H之间产生离子交换作用，有利于吸附的进行，这一实验结果为后期循环吸附研究提供了新依据。     

木薯羧甲基淀粉对铜离子的吸附性能

采用搅拌球磨机对木薯淀粉进行机械活化,以活化60 min的木薯淀粉为原料,干法合成羧甲基淀粉吸附剂。考察羧甲基淀粉的取代度、溶液的pH值、Cu2+的初始浓度、吸附时间、羧甲基淀粉的投加量等因素对羧甲基淀粉吸附Cu2+性能的影响。结果表明,该羧甲基淀粉对Cu2+有很好的吸附作用;用取代度为0.841的羧甲基淀粉处理含Cu2+的废水,在pH=7.0、羧甲基淀粉的投加量50.00 mg/L、吸附时间15 min时,羧甲基淀粉对废水中Cu2+的吸附率高达98.80%,处理后的水质达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)中一级标准要求。     

A型分子筛的合成及其对镉离子的吸附性能

以廉价的低品位铝矾土为原料,以偏铝酸钠为补充铝源,以碳酸钠为活化剂,采用碱熔融-水热法合成了A型分子筛,考察了水热条件对所制分子筛的影响,发现SiO2/Al2O3,Na2O/SiO2和H2O/Na2O摩尔比及反应时间是影响产物晶型的主要因素,其最佳合成工艺条件是:反应物配比为1.5Na2O:0.5Al2O3:1SiO2:128H2O,于90oC晶化12h.另外,研究了水溶液中Cd2+离子在该分子筛上的吸附行为,考察了吸附时间、Cd2+离子浓度、溶液初始pH值以及分子筛用量对吸附行为的影响.结果表明,A型分子筛对水中Cd2+离子吸附90min时达平衡,吸附过程符合准二级动力学速率方程;溶液初始pH=6时,Cd2+离子的去除率最高,吸附等温线可以用Langmuir和Freundlich模型来描述,最大吸附容量可达161.3mg/g,最佳吸附剂用量为1.00g/L.     

酞菁改性的介孔TiO2的制备及其可见光光催化活性

利用软模板法制备了介孔TiO2,小角XRD和BJH孔径分布测定显示所制备的介孔TiO2具有良好的孔道有序性,平均孔径为4.75nm.通过四羧基铜酞菁(CuPcTc)表面吸附改性得到了CuPcTc敏化的介孔TiO2(CuPcTc-TiO2)可见光光催化剂.CuPcTc-TiO2光催化剂在可见光(λ>550nm)照射下显示了良好的光催化降解荧光素的能力,并且在CuPcTc吸附量(质量分数)为4%时,光催化剂具有最高的可见光光催化活性.在降解荧光素时,CuPcTc-TiO2显示出比CuPcTc敏化的P25(CuPcTc-P25)催化剂更高的可见光光催化活性.