硅酸镁锂的有机改性及对Cr(Ⅵ)的吸附特性

采用水热法合成了硅酸镁锂(Laponite), 然后利用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对其进行有机改性, 研究了改性后的有机硅酸镁锂(CTMABL)对Cr(Ⅵ)的吸附特性. 结果表明, 改性后样品的比表面积和孔容积变小而平均孔径增大. CTMABL样品的d₍₀₀₁₎值从改性前的1.23 nm增加到1.79 nm, 表明CTMAB进入Laponite层间. 随着溶液pH值的提高, CTMABL对Cr(Ⅵ)的吸附效率明显下降; pH<8.5时, CTMABL颗粒表面电势为正, 能够与Cr(Ⅵ)阴离子发生静电吸引从而提高吸附效率. 随着固液比增加, 对Cr(Ⅵ)的去除效率迅速上升, 当固液比达到4 g/L后去除效率趋于稳定. 离子强度对Cr(Ⅵ)吸附过程的影响不明显. CTMABL对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级动力学模型, 吸附传质速率受膜扩散和颗粒内扩散过程共同影响. 等温吸附过程符合Langmuir模型, 热力学分析结果表明吸附过程是一个自发的吸热反应. 综合分析认为表面配合作用是主要的吸附机制, 同时静电引力在吸附过程中起到了促进作用.     

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.     

微波改性膨润土-石墨烯颗粒制备及对水中铬(Ⅵ)的吸附性能研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)和十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)分别制得粉末状有机膨润土,并利用聚乙烯醇(PVA)为粘结剂,淀粉为造孔剂,在微波条件下,将2种粉末状有机膨润土与石墨烯复合,经高温焙烧制备改性膨润土-石墨烯颗粒CTMAB-MBGG、OTAC-MBGG。结果表明,OTAC-MBGG的吸附效果略优于CTMAB-MBGG,其最佳制备方案为:淀粉含量为0.7g,焙烧温度为550℃,焙烧时间为1h。模拟废水p H值为6,吸附温度为50℃,50r/min的恒温振荡器内,投加量1g/100m L,吸附时间为30min时,OTAC-MBGG对Cr(Ⅵ)的去除率可达96.54%。EDX和XRD结果表明,石墨烯与有机改性膨润土复合成功,颗粒吸附剂的层间距明显增大。     

阴离子纤维微柱-紫外分光光度法快速富集检测水中痕量Cr(Ⅵ)

通过两步接枝法制备了一种季铵型离子交换纤维PP-g-DMAEMA-Br,将其用作纤维管内固相微萃取方法中的吸附剂,并结合紫外-可见分光光度法富集检测水溶液中痕量的Cr(Ⅵ),开发了一套预富集检测水中痕量Cr(Ⅵ)的新工艺。研究了样品流速,p H值对纤维微柱吸附水中痕量Cr(Ⅵ)的影响,以及洗脱剂类型、浓度、体积、洗脱剂流速对Cr(Ⅵ)洗脱回收率的影响。在最佳条件下,该方法对于Cr(Ⅵ)最低检测限为0.2μg/L,富集因子为100,富集效率为98.06~101.26%,时间为15min左右。该方法简单快速,灵敏度高,重复性好,可以和便携式仪器连用,适用于在线检测、尤其是偏远地区的实际样品测定。     

生物吸附剂菹草干粉对Cr(Ⅵ)的吸附性能

开发了高效去除重金属Cr(Ⅵ)污染的生物吸附剂,菹草(Potamogeton crispus)干粉吸附剂,通过单因素分析考察了吸附时间、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值、吸附剂用量、Cr(Ⅵ)初始浓度以及离子强度等对重金属离子Cr(Ⅵ)的吸附性能。 结果表明,对吸附效果影响显著的因素有Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附剂颗粒大小、溶液初始pH值和离子强度;其吸附行为符合准二级动力学方程,相关系数为0.9998;菹草对Cr(Ⅵ)的吸附等温线符合Langmuir方程。     

Brij类表面活性剂与Laponite纳米颗粒的相互作用及其稳定乳液的研究

通过表面张力、Zeta电位和流变学参数的测定, 研究了聚氧乙烯烷基醚类非离子型表面活性剂(Brij 30和Brij 35)在合成锂皂石(Laponite)纳米颗粒表面的吸附及对Laponite水分散体系中颗粒间相互作用和体系粘度的影响. 结果表明, 这类表面活性剂能显著地吸附在Laponite颗粒表面上, 且吸附量随其分子中POE链长短而不同. 这种吸附没有改变Laponite粒子的带电性质, 但一定程度地降低了Laponite颗粒Zeta电位; 吸附也会减弱颗粒间的相互作用, 降低体系的粘度. 实验以Laponite和Brij为乳化剂, 制备了O/W型乳状液. 乳液稳定性变化和乳液粒径分布结果表明, 体系中Brij的浓度较低时, 乳液的性质主要是由Laponite颗粒决定的; 而Brij浓度较高时, 则主要取决于Brij表面活性剂. 高速剪切含Brij的Laponite水分散体系, 剪切后表面张力随时间的变化表明, 剪切作用会使得吸附在Laponite颗粒表面的Brij分子不同程度地解吸下来. 这也意味着乳液制备时, 高速剪切作用也会造成Brij分子自Laponite颗粒表面的脱附, 这可能是非离子表面活性剂与阳离子表面活性剂对负电固体颗粒稳定乳液影响不同的原因.     

纳米氧化镁对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用乳液法制备不同形貌的花状和片状MgO纳米粒子并研究其对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。运用静态吸附实验考察吸附时间和吸附剂MgO用量对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的去除率影响,探讨MgO纳米粒子的微观机构对其吸附性能的影响机制。结果表明,花状MgO和片状MgO对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子表现出优异的吸附性能,对金属离子的去除效果是Cu(Ⅱ)Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ),5min基本达到吸附平衡;花状MgO对金属离子Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能明显优于片状MgO,这归因于比表面积大、多孔结构的花状MgO为金属离子提供更多的吸附活性位。与Temkin模型和Freundlich模型相比,Langmuir等温吸附模型更符合MgO样品在含Cu(Ⅱ)离子溶液体系中对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子的吸附过程,这意味着Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子在MgO纳米粒子表面的吸附属于单分子层吸附。花状和片状MgO对金属铬离子的吸附行为符合伪一级动力学模型。     

改性蔗髓重金属吸附剂去除水中Cr(Ⅵ)的动力学研究

对甘蔗渣预处理后以Na OH和二硫化碳改性转型合成重金属吸附剂。实验结果表明,改性后蔗髓纤维(MSCB)投加量为4 g/L,对50 mg/L Cr(Ⅵ)的最大吸附量为9.8 mg/g,平衡时间为30~60 min,去除率达98.05%,出水浓度0.78 mg/L,比改性前蔗髓纤维对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。MSCB对Cr(Ⅵ)的吸附进行Langmuir与Freundlich等温吸附方程拟合,更符合Langmuir单分子化学吸附;对吸附动力学拟合模型分析,吸附过程更符合准二级速率方程;吸附热力学模型显示该吸附为自发进行的吸热反应且是熵增过程。     

不同结构二元羧酸改性棉纤维铁配合物的制备和光催化性能

分别使用3种不同结构的二元羧酸[酒石酸(TA)、 苹果酸(MA)和丁二酸(SA)]对棉纤维改性引入羧基并与Fe ³⁺离子反应制备羧酸改性棉纤维铁配合物, 考察了二元羧酸结构和浓度对改性棉纤维的羧基含量(Q_COOH)及其铁配合物的铁配合量(Q_Fe)的影响. 研究了3种羧酸改性棉纤维铁配合物作为有机染料氧化降解反应和Cr(Ⅵ)还原反应光催化剂的性能. 结果表明, 改性棉纤维的Q_COOH值随羧酸浓度的增加而增加. 不含羟基的SA比2种羟基羧酸TA和MA能给棉纤维引入更多羧基, 而2种羟基羧酸改性棉纤维铁配合物则具有更高的Q_Fe值. 3种羧酸改性棉纤维铁配合物对染料氧化降解反应和Cr(Ⅵ)还原反应都表现出显著的光催化作用, 且随其Q_Fe和辐射光强度的提高而增强. TA改性棉纤维铁配合物比其它2种配合物具有更高的光催化活性. 3种配合物不但能将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)离子, 而且还能将其部分吸附去除, MA改性棉纤维铁配合物具有较高的铬离子去除效率.     

壳聚糖稳定纳米铁的制备及其对地表水中Cr(Ⅵ)的去除性能

以可生物降解材料壳聚糖为稳定剂, 制备了平均粒径为 82.4 nm的纳米零价铁颗粒. 热重分析表明, 经壳聚糖改性后, 纳米铁在340 ℃以下具有很好的热稳定性. 批试验结果表明, 壳聚糖稳定纳米铁对水体中Cr(Ⅵ)有很强的去除能力, 在空气中放置60 d后, 壳聚糖稳定纳米铁仍具有较高的活性. 壳聚糖分子中的氨基和羟基可与Fe(Ⅲ)形成稳定的螯合物, 阻止Cr(Ⅲ)和Fe(Ⅲ)共沉淀的形成, 从而促进零价铁的腐蚀和Cr(Ⅵ)的还原去除.     

油茶果壳活性炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的去除

利用磷酸活化法制备油茶果壳活性炭,并将其作为吸附剂用于去除水溶液中的Cr(Ⅵ),同时探讨了不同参数(Cr(Ⅵ)的初始浓度、吸附剂的用量、pH、温度等)对油茶果壳活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:当温度为293 K,Cr(Ⅵ)初始浓度为250 mg/L,pH为2.0时,Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达165.0 mg/L。根据吸附动力学原理,发现其吸附过程遵循拟二级动力学模型。Cr(Ⅵ)的去除程度随Cr(Ⅵ)初始浓度的升高而增加,且其平衡数据与Freundlich模型拟合良好。     

2种羟基氧化铁对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

通过水解方法制备了α-FeO(OH)和β-FeO(OH),研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能及影响因素。结果表明,2种形式的FeO(OH)在弱酸性环境中对Cr(Ⅵ)均表现出很好的去除效果,吸附过程能够用Langmuir模型较好地描述,α-FeO(OH)和β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分别为50.25和42.02mg/g。对初始质量浓度达10mg/LCr(Ⅵ)的水样,通过α-FeO(OH)和β-FeO(OH)的吸附作用,可以将水中Cr(Ⅵ)控制在饮用水安全标准之下。200mg/LCl-、SO42-,100mg/LF-作为共存离子时,对2种吸附剂吸附Cr(Ⅵ)的效果无明显影响;但100mg/L的H2PO4-和HCO3-共存,可使α-FeO(OH)、β-FeO(OH)对Cr(Ⅵ)的去除效果降低15%～20%。离子强度增加使吸附能力降低。     

响应面法优化硅藻土负载纳米零价铁去除水中Cr(Ⅵ)

近年来,纳米零价铁(Nanoscale zerovalent iron, NZVI)因高还原性、高比表面积等优点被广泛应用于去除水中Cr(Ⅵ)的研究。本文采用壳聚糖改性后的硅藻土(CDt)对NZVI进行负载制备了硅藻土负载型纳米零价铁(NZVI-CDt),并对其去除水中Cr(Ⅵ)的条件进行了响应面法优化。以负载比(CDt与NZVI的质量比)、温度、反应时间以及反应溶液pH值为4个响应因素,以水中Cr(Ⅵ)的去除率为响应值进行了四因素三水平的响应面实验设计(Box-Behnken Design, BBD),建立了响应面模型。分析结果表明：模型在整个回归区域内拟合度好,4个因素对Cr(Ⅵ)去除率的影响是显著的(F值为146.83),影响顺序为溶液p H值>负载比>反应时间>温度。通过模型优化得到最佳去除条件为：负载比3∶1,温度30℃,反应时间35 min,pH=4,且预测的Cr(Ⅵ)最高去除率为97.81%。通过3组平行实验对模型的预测结果进行验证,得到预测值高于实际值且绝对误差为1.93%,说明预测值与实际值的拟合度较好。通过该研究优化了NZVI-CDt去除水中Cr(...     

不同类型阴离子交换树脂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

通过静态吸附实验、动力学实验,从3种吸附去除Cr(Ⅵ)的离子交换树脂中优选出DEX-Cr树脂,研究了pH、温度对其交换性能的影响,进一步对树脂的动态吸附-再生性能和重复使用稳定性进行了考察。结果表明DEX-Cr树脂对Cr(Ⅵ)的吸附去除效果好,且重复使用稳定性高,可以作为分离去除Cr(Ⅵ)的高效吸附剂。     

环糊精修饰SiO_2萃取-原子吸收测定Cr(Ⅵ)

合成了改性β-环糊精修饰的氧化硅复合材料(SiO_2@CD),并将其作为固相萃取材料,研究了该材料在重金属离子Cr(Ⅵ)的形态分析中的应用。结果表明,在pH 2.5的缓冲溶液中,材料能定量吸附Cr(Ⅵ),而几乎不吸附Cr(Ⅲ)。在优化条件下,材料对Cr(Ⅵ)的富集倍数为25,饱和吸附容量为16.8 mg/g。建立了SiO_2@CD固相萃取-火焰原子吸收联用测定Cr(Ⅵ)形态的新方法,方法的检出限为0.75μg/L。该方法用于检测汽水和茶水样品中Cr(Ⅵ),加标回收率为97.8%~106.3%,结果满意。     

MSCB吸附剂去除水体中Ni~(2+)、Cu~(2+)、Cr(Ⅵ)的机制研究

以NaOH和二硫化碳对甘蔗渣进行了改性,通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对改性蔗髓纤维(MSCB)进行表征并研究了MSCB去除水中Cr(Ⅵ)、Ni~(2+)、Cu~(2+)的性能。结果表明,MSCB吸附重金属离子的平衡时间为30~60 min,处理含Cr(Ⅵ)浓度在10~40 mg/L范围内的废水去除率达97%以上,比改性前蔗髓纤维(SCB)对Cr(Ⅵ)的吸附率(23.7%)提高了74.35%。对含Ni~(2+)浓度30~60 mg/L的废水去除率达98%以上,吸附容量达59.12 mg/g、对Cu~(2+)浓度在20~55 mg/L废水的去除率在90%以上,吸附容量达49.9 mg/g。对电镀废水中Cr(Ⅵ)处理率达96.69%,吸附量8.16mg/g,出水浓度0.93 mg/L;Ni~(2+)去除率达99.13%,吸附量51.89 mg/g,出水浓度1.06 mg/L,水质澄清。     

生物硅源制备花状硅酸镁及其对放射性核素U(Ⅵ)的去除

放射性核素U(Ⅵ)的水污染问题已经成为当前核能发展亟待解决的难题之一.硅酸镁因其独特的结构特征,在水污染治理方面具有广泛的应用前景.因此,采用废弃生物硅源来代替传统硅源,制备高性能硅酸镁吸附剂具有极大的研究价值.本文通过两步法制备了高性能花状硅酸镁吸附剂,并对其进行了表征.系统研究了溶液的pH、吸附时间、吸附剂用量等因素对硅酸镁吸附行为的影响.结果表明,硅酸镁对U(Ⅵ)的吸附动力学符合拟二级速率方程;吸附和pH有很强的依赖关系;最大吸附量高达～663.7 mg/g,吸附过程符合Langmuir模型.     

多胺型阴离子交换纤维吸附铬(VI)的动力学

以聚丙烯腈纤维为原料, 采用化学改性法, 制备了多胺型阴离子交换纤维. 研究该纤维对Cr(VI)的吸附特性. 在研究的温度及浓度范围内, 该纤维对Cr(VI)吸附的平衡数据符合Langmuir和Freundlich吸附等温方程, 对Cr(VI)有较强的亲和力, 吸附反应易于进行. 重点研究了该纤维对Cr(VI)的吸附动力学特性, 分别采用Lagergren一级动力学方程、修正伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程进行拟合, 计算相应的速率常数. 研究表明, 该吸附是一个快速吸附过程, 20 min即可接近吸附平衡, 吸附过程符合伪二级动力学方程, 以化学吸附为主, 该纤维能够多次反复对Cr(VI)进行吸附.     

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.     

花旗参中铬含量的光度法测定

研究了Cr (Ⅵ )催化H2 O2 氧化溴甲酚红 (BR)的反应。在HAc NaAc介质中 ,以溴化十六烷基三甲铵 (CTMAB)为增敏剂 ,测定波长为 5 86nm ,Cr (Ⅵ )浓度在 0～ 0 0 8μg/mL范围内与吸光度呈线性关系。方法灵敏 ,选择性好 ,用于花旗参中铬含量的测定 ,结果满意