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。     

二硫代氨基甲酸键合硅胶对Cu2+吸附性能研究

本文以柱层层析硅胶为原料,用γ-氨丙基三甲氧基硅烷对其表面进行修饰,制得氨基键合硅胶微粒,进而在碱性条件下与二硫化碳反应,合成二硫代氨基甲酸键合硅胶(DTC-SiO2)。以Cu2+为吸附对象,考察DTC-SiO2对金属离子的吸附性能,探讨了溶液pH值、吸附剂用量、初始Cu2+浓度、吸附时间等影响材料吸附效果的因素,并研究了吸附剂对Cu2+的吸附等温线和动力学吸附特性。结果表明,在温度298K下,DTC-SiO2对Cu2+的吸附符合Langmuir等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述Cu2+在DTC-SiO2上的吸附动力学行为。     

含酰胺结构的硅胶键载二乙烯三胺螯合微粒的合成及其吸附性能

硅胶与γ-氨丙基三甲氧基硅烷(AFFS)进行硅烷化反应,然后与丙烯酸甲酯(MA)进行迈克尔加成反应引入酯基,最后与二乙烯三胺(DETA)反应生成氨基结尾的酰胺基硅胶,其结构经红外光谱、元素分析,热重分析(TG)和X射线衍射仪(XRD)表征.元素分析表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的氨基含量分别为1.992mmol/g、1.699mmol/g、3.416mmol/g.研究了该硅胶微粒对重金属离子Ag 、Hg2 、Cu2 的吸附容量、吸附动力学、等温吸附过程等静态吸附性能.结果表明,对3种离子的吸附量分别为0.71mmol/g、0.46mmol/g,0.35mmol/g.动力学吸附过程为液膜扩散控制,吸附过程符合Langmuir或Freundlich模型.     

硅胶负载硫脲型吸附材料对Zn(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了通过均相法和异相法合成的硅胶负载硫脲型吸附材料(HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS)对Zn(II)的吸附性能,考察了溶液p H值、温度、时间及金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明,均相法合成产物HO-SG-GPTS-TS对Zn(II)的吸附量较异相法合成产物HE-SG-GPTS-TS高。对Zn(II)的最佳吸附p H值均为6。等温吸附结果表明,随温度及浓度的升高,对Zn(II)的吸附量增大,吸附过程符合Langmuir模型,为单分子层吸附;D-R模型拟合结果表明,对Zn(II)平均吸附自由能均大于8k J/mol,为化学吸附过程。动力学研究表明,吸附材料对Zn(II)的吸附符合拟二级动力学模型,为液膜扩散控制过程。     

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。     

硫脲功能化多孔硅胶对Cu(Ⅱ)的吸附机理研究

本文研究了通过均相法和异相法合成的硫脲功能化多孔硅胶(HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS)对Cu(Ⅱ)的吸附机理。系统探讨了影响吸附性能的因素,通过密度泛函理论(DFT)对吸附剂和Cu(Ⅱ)的相互作用机理进行了理论模拟。HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS对Cu(Ⅱ)的最佳吸附pH值均为6,且HO-SG-GPTS-TS的吸附量高于HE-SG-GPTS-TS。吸附动力学表明,对Cu(Ⅱ)的吸附平衡时间为105min,吸附过程符合拟二级动力学模型,液膜扩散过程为控速步骤。对Cu(Ⅱ)的吸附量随温度和溶液浓度的升高而增大,等温吸附符合Langmuir模型,为自发、吸热、熵增的化学吸附过程。DFT计算表明,材料对Cu(Ⅱ)的吸附主要通过功能基中的S原子以及羟基中的O原子实现,S原子是配位作用的主要贡献者。     

微波辅助合成镍离子表面印迹聚合物及其性能

本研究以镍离子为模板离子,水杨醛缩乙二胺席夫碱为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,以烷基化硅胶为载体,通过表面印迹法在微波条件下制备了镍离子印迹聚合物(IIP)。用傅里叶红外光谱(FITR)和扫描电子显微镜(SEM)对离子印迹聚合物进行了表征。通过研究吸附过程中pH值、温度和初始浓度等因素对IIP吸附性能的影响,确定最佳吸附条件为:pH=8,温度为30℃,吸附时间为40 min,浓度为30 mg·L~(-1)。结果表明,Langmuir等温线可以较好地描述IIP吸附过程,最大吸附量为24.23 mg·g~(-1),与饱和吸附量24.97mg·g~(-1)基本相符,符合准二级动力学模型。此外,对IIP进行了镍离子的选择吸附性能研究,其选择性系数远大于1,表明该聚合物有良好的选择性吸附性能。     

球状壳聚糖负载噻二唑树脂的合成及其吸附性能

用苯甲醛保护胺基后,将2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑引入到大孔壳聚糖微球上,合成了亲水性的多孔球状吸附树脂(CTS-AMT)。 对比研究了CTS-AMT和母体微球(CTS)对Zn2+、Cu2+、Cd2+、Pb2+、Ag+和Hg2+的吸附性能。 结果表明,pH=5.0,T=298.15 K时,CTS-AMT树脂对上述金属离子的吸附在1.5 h内基本达到平衡,对金属离子Hg2+、Ag+和Pb2+的静态饱和吸附量分别为2.54、2.31和1.71 mmol/g。 在实验浓度范围内该树脂对Hg2+的吸附过程符合 Langmuir等温吸附模型。     

氨基功能化离子印迹硅胶对Cd2 的吸附行为及机理

研究了氨基功能化离子印迹硅胶对Cd2+的吸附行为及机理,进行了等温吸附模型和吸附动力学的测定和吸附热力学计算。结果表明,饱和吸附量的实验值为30.7mg/g;20min即可达到吸附平衡;等温吸附曲线符合Langmuir等温吸附模型,吸附过程以单层吸附为主;Cd2+的吸附动力学数据均符合准二级反应动力学模型;反应的吉布斯自由能为负值,焓变为23.01k J/mol,熵变为104.1J/mol·K,说明吸附是一个吸热的自发进行的过程。     

亲水性氨基吡啶树脂的合成及其吸附性能

将氨基吡啶功能基引入亲水性大孔球状聚甲基丙烯酸环氧丙酯（PGMA）,合成了高亲水性的氨基吡啶螯合树脂(PGMA-AP),考察了该树脂对Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺等重金属离子的静态吸附性能及影响因素。 结果表明,该树脂对上述4种重金属离子在25 ℃时的静态饱和吸附容量分别为2.145、1.715、1.023和0.654 mmol/g,最佳吸附pH值为4.5～5.0,吸附性能随温度升高而改善,在实验浓度范围内该树脂对上述重金属离子的等温吸附符合Langmuir和Freundlich方程。     

果胶改性硅胶复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以废弃柚子皮中提取的果胶改性硅胶表面,制备出新型的果胶改性硅胶复合材料——P-硅胶,研究了P-硅胶对水中亚甲基蓝染料的吸附性能。利用红外光谱对材料进行表征,并通过分光光度法考察了用量、p H值、吸附时间、温度及实际水样对P-硅胶吸附亚甲基蓝性能的影响。硅胶经果胶改性后,其对亚甲基蓝的吸附容量由31.6 mg·g-1增至41.7 mg·g-1,吸附性能明显提高;P-硅胶对亚甲基蓝的吸附容量随着p H值、温度的升高而增大,碱性条件有利于吸附。结果显示:当p H 7.0,P-硅胶用量为5 mg,吸附时间为2 h,吸附温度为50℃时,制备出的P-硅胶对亚甲基蓝染料溶液的吸附容量最大可达59.2 mg·g-1。动力学研究显示,P-硅胶对亚甲基蓝的吸附能够在120 min内迅速达平衡,吸附行为符合准二级动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。吸附等温线研究表明,与Freundlich模型相比,实验数据拟合更符合Langmuir吸附等温模型。P-硅胶对环境水样中亚甲基蓝的去除率可达90%以上。     

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.     

球型乙二醇单苯醚-甲醛负载三乙烯四胺螯合树脂的制备及其对Cu2+的吸附性能

以乙二醇单苯醚、甲醛为原料,采用分散聚合方法制备出乙二醇单苯醚-甲醛聚合物微球;经二甲亚砜氧化,制得醛基化改性微球(PB-CHO);微球(PB-CHO)与三乙烯四胺进行Schiff碱反应及加氢反应,制备出球型乙二醇单苯醚-甲醛负载三乙烯四胺螯合树脂(PB-TETA).对所制备的新型螯合树脂进行了红外光谱、扫描电镜等表征,并研究了PB-TETA对Cu2+的吸附性能.结果表明,在pH值为5时,PB-TETA对Cu2+的最大吸附量为0.16mmol/g;树脂对Cu2+的吸附受液膜扩散控制;吸附动力学符合拟一级动力学模型;等温吸附符合Langmuir吸附模型.     

明胶功能化石墨烯制备及吸附去除水中罗丹明B的动力学研究

采用绿色的化学还原法以明胶作为还原剂和保护剂合成了具有良好水溶分散性及大比表面积的明胶功能化的石墨烯(gelatin-G)。将gelatin-G用于对罗丹明B(RB)的吸附动力学研究,系统考察了吸附动力学、吸附等温线、pH值、温度及盐效应对吸附性能的影响。利用吸附模型对RB在gelatin-G上吸附平衡的模拟表明RB在gelatin-G上的吸附过程是静电相互作用的结果。最大吸附容量可达106.6 mg·g-1,其吸附动力学完全符合拟二级吸附动力学模型,化学吸附为速率控制步骤。     

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。     

纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂对镉离子的吸附研究

采用响应面法对纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂吸附Cd(II)过程进行了拟合和优化,分别以pH值、温度和Cd(II)浓度为自变量,研究了其对响应值镉离子最大吸附量的影响,并通过吸附动力学方程和吸附等温线数据对吸附机理进行了探讨。结果表明,采用响应面法对pH值、温度和Cd(II)浓度3个自变量进行优化后得出最大吸附量为79.07mg/g,其最优条件为:pH 6.35,镉离子浓度91.36mg/L,温度50℃;氢氧化铝-聚丙烯酰胺对Cd(II)的吸附在120min内达到平衡,且吸附动力学数据符合准二级动力学模型,表明吸附过程包含化学吸附;吸附速率的控制步骤是吸附脱附平衡步骤;吸附等温线数据与Langmuir吸附等温模型相一致,表明镉离子在氢氧化铝-聚丙烯酰胺表面形成的是单层吸附层。     

磷酸锡晶体去除海水中Pb(Ⅱ)研究

利用合成的磷酸锡晶体作为吸附剂,考察了pH值、吸附时间、初始浓度、温度等因素对吸附水溶液中Pb2+的影响,同时考察了在模拟海水中的吸附效果。结果表明,磷酸锡对Pb2+的吸附量随着pH(3~6)以及吸附时间的增大而增加。吸附动力学过程符合准二级动力学模型。等温吸附数据用Langmuir方程拟合效果最好,20℃时饱和吸附量达到110.50mg/g。Dubinin-Radushkevich(D-R)模型研究表明吸附机理属于化学离子交换。反应机理为磷酸锡中的H+与溶液中的Pb2+发生了离子交换反应。热力学研究表明磷酸锡对Pb2+的吸附是一个自发的、吸热的过程,升温有利于吸附。模拟海水中Pb2+的吸附实验结果表明,高盐度对磷酸锡吸附Pb2+有一定的不利影响,但幅度不大,可以用于去除养殖海水中的Pb2+。所吸附的Pb2+可以用HCl解吸,说明磷酸锡具有重复利用的潜能。     

巯基功能化膨润土吸附Pb2+的动力学和热力学研究

研究了自制巯基功能化膨润土(TFB)对Pb2+的吸附行为,考察了溶液的pH值、离子强度、吸附时间和温度对吸附平衡的影响,并对吸附过程进行了动力学与热力学研究.结果表明,常温下,吸附时间为60min、0.1mol/L的KNO3、pH=6.0、5.0g/L TFB对200mg/L的Pb2+的吸附率达到85.4％以上,TFB对Pb2+的吸附动力学符合准二级动力学方程;TFB对Pb2+的吸附热力学符合Langmuir等温线方程和Dubinin-Radushkevich (D-R)等温线方程,表明吸附主要发生在TFB表面的活性区域,属于单分子层吸附,其吸附平均活化能E在8-16kJ/mol范围内,表明该吸附过程为化学吸附,不同温度下的吸附热力学的吉布斯自由能以及熵变和焓变表明该吸附过程为自发放热反应.     

海带吸附Ag(Ⅰ)的物理化学特性研究

以海带(Laminaria japonica)干粉为吸附剂,研究了海带吸附Ag+的物理化学特性.结果表明海带对Ag+有很强的吸附能力,最大理论吸附量可达273mg/g干重.该吸附在20～40℃范围内是一个不依赖于温度的快速过程;对溶液的pH值有较宽的适应范围;海带浓度在0.5～4.0mg/L范围内,海带对Ag+的吸附量与海带粉的浓度成反比;起始Ag+浓度在10～800mg/L的范围内,海带对Ag+的吸附量与起始Ag+浓度成正比.吸附等温线符合Langmuir模型.TEM观察结果表明,海带能够将Ag+还原成Ag0.海带可用于从含Ag+的强酸废液中回收Ag+,当废液中Ag+浓度为121.9mg/L时,其回收率可达98.3%.     

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。