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.     

4—氨基—三氮唑树脂对铬（Ⅵ）的吸附,机理及应用

4-氨基-三氮唑树脂(4-ATR)对Cr(Ⅵ)的吸附在pH=1时最佳,Cr~(3+)基本不被吸附。两者分离系数β_(CrVI/Cr~(3+)=5.52×10~3.静态饱和容量为179.4mg Cr(Ⅵ)/g树脂。用5mol/L HCl能还原洗脱。测得不同温度下的吸附速率常数k_(21·c)=1.59×10~(-3)S~(-1)、K_(25·c)=1.87×10~(-3)S~(-1)、K(30·c)=2.2×10~(-3)S~(-1);表观吸附活化能E_a=26.26kJ/mol;吸附热力学函数ΔH=6.16kJ/mol,ΔG~(298)=-15.1kJ/mol,ΔS~(298)=339.8J.mol·K.吸附机理表明4-ATR功能基上的N与Cr(Ⅵ)发生配位键合,配位摩尔比为1∶1.利用此树脂处理含Cr(Ⅵ)电镀废水,铬回收率可达95.7%。     

三聚磷酸二氢铝吸附Cd~(2+)的动力学研究

采用动态吸附法研究三聚磷酸二氢铝吸附镉离子的动力学行为并进行吸附活化状态热力学参数分析。结果表明,当三聚磷酸二氢铝粒径小于150μm、搅拌器转速大于200r/min、Cd2+的初始浓度为500mg/L时,三聚磷酸二氢铝对镉离子的化学吸附符合二级反应动力学方程,吸附速率常数k与温度T之间的关系符合Arrhenius方程式,吸附的活化能为Ea=27.93kJ/mol,吸附的频率因子A=65.33L/mg·min,ln(k/T)与1/T之间的关系符合Eyring公式,其活化焓ΔH=25.44kJ/mol,活化熵ΔS=-218.54J/mol·K。     

DH-2树脂对镝的吸附及机理

研究了镝离子在HD-2树脂上的吸附行为。在HAc-NaAc体系pH=6.20时吸附最佳,测得静态饱和吸附容量为356mg/g(树脂),用0.1~2.0 mol/L HC l可定量洗脱,表观速率常数k198=1.16×105s-1,表观活化能Ea=16.1kJ/mol。等温吸附服从Freun ilich经验式,吸附热力学参数△H=16.5kJ/mol,△S=58.2 J/(mol.K),△G298=-0.859kJ/mol。用化学和红外光谱等方法讨论了吸附机理。     

Li~+掺杂TiO_2介孔材料对靛染废液吸附处理的研究

以固相合成法制备的Li-TiO_2介孔材料为吸附剂,对靛染废液进行吸附实验。结果表明,Li-TiO_2介孔材料对靛染废液中靛蓝的吸附动力学规律符合准一级吸附模型,吸附行为与Langmuir和Freundlich方程均吻合;在298K、pH=6时,速率常数k=0.01476min-1,吸附表观活化能Ea=-3.359k J/mol,静态吸附容量达1.068mg/g;热力学参数中,吸附焓变ΔH0,吸附Gibbs自由能变ΔG0,吸附熵变ΔS0,表明该吸附为自发的放热过程。以上实验结果证明,Li-TiO_2介孔材料是一种性能优良的吸附剂,能很好地处理靛染废液。     

碧螺春绿茶对碱性染料灿烂绿的吸附

为了探讨碧螺春茶叶用于吸附灿烂绿的可能性,研究了碧螺春绿茶吸附灿烂绿的最佳吸附条件及解吸附条件。研究结果表明,在吸附条件为当溶液起始p H值为4.1,茶叶与灿烂绿质量比为833∶1,接触时间为45 min,室温(25±1)℃时,茶叶对灿烂绿吸附率达80%,吸附量为0.96 mg/g。对Na OH、CH_3COOH和HCl3种解吸附剂的研究表明,最佳解吸附剂是Na OH,解吸1.5 h解吸率最高达93.20%。该吸附过程符合Langmuir等温吸附方程,属于单分子层吸附。吸附过程热力学参数自由能变化ΔG0,焓变ΔH=102.32 k J/mol0,熵变ΔS=0.33 k J/(mol·K)0,说明吸附过程是自发的吸热熵增过程。     

盾构渣土基碳复合陶粒的制备及除磷性能

以固体废弃物地铁盾构渣土、稻草秸秆和氧化镁为主要原料,通过烧结法制备了一种盾构渣土基碳复合陶粒。考察了陶粒吸附磷的主要影响因素及平衡吸附量,并采用模型对实验数据进行拟合分析。结果表明,当盾构渣土、稻草秸秆粉末和氧化镁质量比为7∶2∶1,在最佳烧结条件700℃烧结可得到除磷性能最佳的陶粒。当吸附pH=6.3时,陶粒具有较高的磷吸附性能。吸附在12 h内基本能达到吸附平衡,该过程适合准二级动力学方程。盾构渣土基碳复合陶粒对磷酸盐的吸附符合Temkin等温模型,随温度升高吸附量逐渐增大,40℃下最大吸附量为12.76 mg/g。热力学参数ΔH=5.64 k J/mol0,ΔS=8.00 J/(K·mol)0,ΔG=3.16 k J/mol0,呈吸热、非自发的热力学特征,陶粒吸附磷后可通过2.0 mol/L的氢氧化钠溶液重新解吸回收。     

D160大孔吸附树脂对染料木黄酮吸附性能的研究

研究了D160大孔吸附树脂对染料木黄酮的吸附性能.结果表明,在pH4.00时,该树脂对染料木黄酮有较好的吸附性能;静态饱和吸附容量为64.5mg/g树脂;用95%乙醇溶液作解吸剂,二次累计解吸率接近100%;表现速率常数k298=1.01×10-4s-1;测得吸附热力学参数分别为:△H=32.2kJ/mol,△S=119J/(mol·K),△G288=-2.03kJ/mol,△G298=-3.22kJ/mol,△G308=4.41kJ/mol.等温吸附服从Freundlich和Langmuir等温吸附规律;研究还表明,提高振荡频率对吸附有利.     

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.     

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。     

花生壳纤维素的制备及其对水中亚甲基蓝吸附的研究

本文以废花生壳为原料制备了花生壳纤维素并将其用于去除水中亚甲基蓝染料。系统考察了溶液的p H值,亚甲基蓝的初始浓度,吸附时间,吸附温度以及溶液离子强度对亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明:pH=9时,花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附效果最佳,饱和吸附容量q_m为156.2 mg·g~(-1);吸附热力学研究表明,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。吸附过程焓变ΔH为-44.74 k J·mol~(-1),ΔS为-137.9 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG0,表明花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附过程是自发的放热过程;吸附过程可在20 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;其吸附过程的活化能Ea=82.6 k J·mol~(-1)。吸附容量随着溶液离子强度的增大而减小,说明其吸附是以静电作用为主的吸附过程。10次循环使用后花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附效率仍能保持88%以上,表明该材料可以多次循环使用。     

氨基膦酸螯合树脂吸附重稀土的研究

研究了重稀土在氨基膦酸树脂的吸附行为.试验结果表明,氨基膦酸树脂对重稀土的吸附在pH=5.0的HAc-NaAc缓冲溶液时最佳;298K时静态饱和吸附容量为332mg/g干树脂;用2mol/L盐酸洗脱,洗脱率为91.2%;等温吸附服从Freundlich经验式;吸附反应中△H=10.76kJ/mol,表观速率常数k298=1.223×10-4s-1,表观活化能Ea=3.2kJ/mol.     

表面活性剂改性P507浸渍树脂吸附In（Ⅲ）的性能研究

首先以阳离子表面活性剂CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)对AB-8大孔树脂进行表面改性,然后浸渍到含萃取剂P507[2-乙基己基磷酸单(2-乙基己基)酯]的石油醚溶液中,制备了P507浸渍树脂,研究了该改性树脂吸附In(Ⅲ)的热力学和动力学性能,并进行了动态吸附和脱附实验。结果表明,用CTAB对AB-8大孔树脂进行表面改性后,P507在树脂上的负载量和In(Ⅲ)在树脂上的吸附量都显著提高,其中P507的负载量提高了32.2%,In(Ⅲ)的吸附量提高了21.2%。In(Ⅲ)在改性P507浸渍树脂上的等温吸附符合Langmuir吸附方程,饱和吸附量为32.5mg/g;对In(Ⅲ)的吸附为吸热过程,升高温度有利于In(Ⅲ)的吸附,ΔH=5.28kJ/mol,ΔG(303K)=-2.18kJ/mol,ΔS=24.61J/mol.K。在pH=1.0时In(Ⅲ)在P507浸渍树脂上的吸附效果最好,而且易于与Al(Ⅲ)、Zn(Ⅱ)等杂质离子进行分离。     

LEWATIT TP 207螯合树脂对硫酸盐介质中La(Ⅲ)的吸附及其机制

为了达到从稀土浸出液中富集回收稀土的目的,研究了LEWATIT TP 207树脂对硫酸盐介质中La(Ⅲ)的吸附性能及机制。通过静态吸附实验,考察了反应时间、La(Ⅲ)初始浓度、p H值等因素对树脂吸附性能的影响;并对树脂吸附La(Ⅲ)的动力学和热力学特性进行了研究。结果表明:p H值为4.00是硫酸盐介质中La(Ⅲ)的较优吸附条件,树脂的静态饱和吸附容量为121.93 mg·g~(-1)。吸附过程遵循Langmuir吸附等温方程,其相关系数为1.00。准一级吸附动力学模型能够很好地拟合LEWATIT TP 207树脂吸附La(Ⅲ)的过程,当La(Ⅲ)初始浓度为10 mmol·L~(-1)时,其相关系数为0.98。热力学参数表明:在293 K时吸附过程可自发进行,且是一个吸热、熵增的过程(ΔH=5.00k J·mol~(-1),ΔS=23.75 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG_(293)=-1.96 k J·mol~(-1))。红外光谱分析表明:树脂吸附La(Ⅲ)的过程为化学吸附,树脂功能基中C=O的O原子以及氨基中的N原子均与La~(3+)发生配位反应。     

ZIF-8的合成、表征及正己烷吸附性能

以甲醇为溶剂,硝酸锌六水合物为锌源,2-甲基咪唑为有机配体,通过溶剂热法合成了金属有机骨架材料ZIF-8;采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附、热重-差热分析(TG-DSC)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对ZIF-8样品进行了表征;研究了正己烷在ZIF-8上的液相吸附动力学和动态选择性吸附性能.结果表明,合成的ZIF-8晶体具有方钠石结构,结晶度较高,孔结构主要为0.37~1.10 nm的微孔,BET比表面积为1836 m2/g,孔体积为0.65 cm~3/g.TG-DSC和高温原位XRD分析结果表明,合成的ZIF-8具有良好的热稳定性能.283~313 K时,正己烷在ZIF-8上液相吸附的扩散系数为(2.53~8.88)×10-12cm~2/s,扩散活化能为31.11 k J/mol;308 K时,ZIF-8对正己烷的动态饱和吸附量为187.3 mg/g,由吸附穿透曲线计算得出Thomas速率常数为2.17×10~(-3)m L·min~(-1)·mg~(-1).与5A分子筛相比,ZIF-8对正己烷的吸附容量高出约1倍,液相吸附表观扩散时间常数高出约70%.     

氨基膦酸树脂对钕(Ⅲ)的吸附性能

研究了氨基膦酸树脂对钕(Ⅲ)的吸附行为。当pH=5.70时,氨基膦酸树脂对钕(Ⅲ)的静态饱和吸附容量为199.74 mg/g,用1moL/L HCl溶液可以定量洗脱,当T=298 K时,表观吸附速率常数为1.68×10~(-4)s~(-1),吸附热力学参数△H=60.68 kJ/mol,△G=-14.91 kJ/mol,△S=253.65 J/(mol·K),等温吸附服从Freundlich曲线,氨基膦酸树脂功能基与钕(Ⅲ)的配位比为2:1。用红外光谱探讨了氨基膦酸树脂与钕(Ⅲ)的成键情况。     

氨基膦酸树脂对汞的吸附性能及其机理

研究了Hg2+在氨基膦酸树脂上的吸附行为。结果表明:静态饱和吸附容量为 581.9mg/g树脂,用0.5mol/L的HCl和0.2~0.3mol/L的EDTA洗脱,洗脱率分别为:97%和99%以上;测得吸附热力学参数分别为: △H=8.45kJ/mol,△G=-3.02kJ/mol,△S= 38.5J/mol稫。等温吸附服从Freundlich经验式;表观活化能Ea=13.6kJ/mol,表观速率常数k298=2.46×10-5/s;树脂功能基与Hg2+的配位比为1∶1;并用化学和红外光谱的方法探讨了树脂对Hg2+的吸附机理。     

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.     

甲壳素对铅(Ⅱ)的吸附研究

进行了铅离子在甲壳素上的吸附行为实验,结果表明在pH=4.46时吸附最佳。测得静态饱和吸附容量为478mg.g-1(树脂);用0.5mol.L-1HCl可洗脱,洗脱率达98.8%;测得表观速率常数k298=8.53×10-5s-1;表观活化能Ea=16.54kJ.mol-1;等温吸附服从Freundlich经验式;吸附热力学参数△H=8.70kJ.mol-1,△S=41.7J.mol-1.K-1,△G=-3.71kJ.mol-1。     

MCFs吸附纤维素酶的研究

采用水热法成功合成出了介孔泡沫(Mesocellular foams,MCFs)二氧化硅材料,本文采用物理吸附法将纤维素酶(1,4-β-D-葡聚糖葡糖苷水解酶)成功地吸附到介孔分子筛MCFs中,吸附的酶容量为65.42 mg/g。通过对MCFs对纤维素酶的吸附条件进行优化,得到的吸附最佳条件为pH 5.0,MCFs∶纤维素酶=15∶1(质量比),吸附温度4℃,接触时间20 h。本研究进行了纤维素酶的活性测定,采用羧甲基纤维素钠(CMC)法测得,吸附前CMC酶活性=2.96 mg/g,吸附后CMC酶活性=2.53 mg/g。MCFs吸附纤维素酶的过程属于准二阶动力学。该吸附反应在4-20℃之间,ΔG0,吸附处于自发反应。焓变ΔH=-33.76 kJ/mol0,熵变ΔS=-109.65 J/(mol·K)0,说明MCFs吸附纤维素酶的过程属于放热的熵减过程。本研究所获得的4-20℃之间ΔG~0值在0~-20 kJ/mol之间,说明MCFs吸附纤维素酶属于物理吸附过程。当温度处于298 K及其以上时,吸附处于非自发反应。