镁铁类水滑石的制备、表征及吸附甲基橙的性能

采用恒pH沉淀法,以混合碱(NaOH和Na_2CO_3)溶液为沉淀剂,控制反应溶液pH为8.5制得不同镁铁物质的量比(x)的4种类水滑石(Mg_xFe-LDH)。450~oC煅烧Mg_xFe-LDH得到Mg_xFe-cLDH。通过XRD、SEM技术对Mg_xFe-LDH和-cLDH进行了表征。结果显示,Mg_xFe-cLDH颗粒的纯度、分散程度随x的增加呈现先增加后下降的过程。当Mg/Fe物质的量比为2.26,即Mg_(2.26)Fe-cLDH具有理想的纯度和分散程度。以甲基橙(MO)为模拟污染物,研究了Mg/Fe物质的量比、竞争阴离子(OH~-,NO_3~-,Cl~-,SO_4~(2-),CO_3~(2-))、温度对Mg_xFe-cLDH吸附MO的影响。吸附结果表明,Mg_(2.26)Fe-cLDH在Mg_xFe-cLDHs(x=0.98～4.50之间)中具有最大的饱和吸附量(1191.8 mg·g~(-1)),这可能与其具有良好的分散程度有关。竞争阴离子对该吸附无明显影响,表明Mg_(2.26)Fe-cLDH对MO产生选择性吸附。Langmuir方程模拟结果表明该吸附是自发、吸热的化学过程。吸附机理可能是Mg_(2.26)Fe-cLDH与MO之间生成了MO插层超分子化合物。     

α-磷酸锆插层复合材料制备及其对Cs~+吸附性能的研究

文中采用预撑插层的方法成功的将大环化合物二苯并-21-冠-7引入α-磷酸锆(α-ZrP)材料进行预插层,获得新型二苯并-21-冠-7插层α-ZrP复合材料。由于二苯并-21-冠-7插入显著提高了α-ZrP材料对Cs~+的吸附容量,其最大可达298.2 mg·g~(-1),远优于未插层的α-ZrP材料(64.1 mg·g~(-1))。本实验的开展为新型吸附材料设计与制备提供了新的思路和线索。     

顺式二胺基二苯并-18-冠-6插层α-磷酸锆复合材料的制备及对锶吸附性能的研究

使用直接插层法制备了顺式二胺基二苯并18-冠-6(cis-DAmDB18C6)插层α-磷酸锆(α-ZrP)材料,通过静态吸附实验,对比了顺式二胺基二苯并18-冠-6插层磷酸锆材料和α-磷酸锆对Sr~(2+)的吸附性能。实验结果表明,二胺基二苯并-18-冠-6插层磷酸锆材料对Sr~(2+)的吸附平衡时间约48h,中性溶液高温有利于吸附,低温高酸有利于解吸,最大吸附容量为125mg·g~(-1),这种插层材料对Sr~(2+)的吸附能力优于α-磷酸锆。     

响应面优化制备花生壳纤维素及其对罗丹明B的吸附性能

以废花生壳为原料制备了花生壳纤维素吸附剂并将其用于去除水中水中罗丹明B(Rhodamine B,RhB)染料。采用Box-Behnken Design(BBD)响应面法(RSM)法对制备条件进行了优化,筛选出获得吸附效果最佳的花生壳纤维素的制备条件。系统考察了溶液的pH值,初始浓度、吸附时间以及溶液离子强度对其吸附性能的影响。结果表明:pH=4时,花生壳纤维素对RhB的吸附效果最佳,饱和吸附容量q_m为166.7 mg·g~(-1);与RSM模型预测值吻合。吸附过程可在30 min内达到平衡,符合准二级动力学模型。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RhB的吸附效率仍能保持91%以上,表明该材料可以多次循环使用,是潜在的高效吸附材料。     

稻壳灰吸附剂对罗丹明B的吸附性能研究

以发电废弃物稻壳灰为原料,以NaOH为活化剂制备了稻壳灰吸附剂,并将其用于去除水中罗丹明B(Rhodamine B,Rh B)染料。系统考察了溶液pH值、初始浓度、吸附时间、吸附温度以及溶液离子强度对其吸附性能的影响。结果表明:pH=3时,稻壳灰吸附剂对水中Rh B的吸附效果最佳,饱和吸附容量q_m为322. 6mg·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7. 67 kJ·mol~(-1),ΔS为24. 92 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG0,表明稻壳灰吸附剂对Rh B的吸附过程是自发的吸热熵增过程;吸附过程可在20 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;吸附过程的活化能E_a为24. 1 kJ·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次循环使用后稻壳灰吸附剂对Rh B的吸附效率仍能保持91%以上,表明该材料可以多次循环使用,是潜在的高效吸附材料。     

一种偕胺肟基纤维材料对模拟盐湖水中铀的吸附研究

本文采用预辐射接枝法在7 L固液接枝反应釜中批量制备了偕胺肟(AO)基的超高分子量聚乙烯(UHMWPE-g-(PAO-co-PAA))纤维吸附材料,用红外光谱和扫描电子显微镜表征了材料的功能基团和表观形貌,研究了该材料在模拟盐湖水中对铀酰离子的吸附行为,并考察了溶液矿化度(TDS)、铀酰离子初始浓度等因素对材料吸附行为的影响.在TDS、溶液pH 8.1和铀酰初始浓度与西藏达则错盐湖相当的模拟盐湖体系中,AO含量为6.0 mmol g~(-1)的材料在28 d后对铀的吸附量高达8.29 mg g~(-1).铀酰离子的吸附量随TDS增加而有所降低,在TDS相当于海水10倍的pH 8.1模拟盐湖水中,铀的吸附量仍然达到6.63 mg g~(-1).材料对铀酰离子的吸附量随其初始浓度的增加而增大,在pH 8.1的模拟盐湖水中当铀浓度由187增加到1639μg L~(-1),其吸附量由4.54增加到17.48 mg g~(-1).结果表明,UHMWPE-g-(PAO-co-PAA)纤维材料在盐湖体系铀的提取中具有很好的应用前景.     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0 mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150 min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的,同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

氢氧化镁改性活性炭对酸性品红的吸附

为提高活性炭(GAC)的吸附性能,采用氢氧化镁对活性炭进行改性,制得经济高效的改性活性炭材料。利用扫描电镜、XRD对改性活性炭进行表征;通过实验确定改性活性炭的最佳制备条件:氯化镁浓度为1.0mol·L~(-1),氢氧化钠浓度为0.5 mol·L~(-1),氢氧化钠浸泡活性炭的温度20℃;吸附酸性品红吸附时间为150min时,改性活性炭对酸性品红的吸附量为6.16 mg·g~(-1),而原活性炭吸附量为4.12 mg·g~(-1);热力学吉布斯自由能ΔH~00和焓变ΔH~00,说明该吸附过程是吸热和自发进行的。同时考察了吸附时间、溶液pH值、吸附剂投加量和温度等因素对吸附效果的影响。     

化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石及对亚甲基蓝的吸附机理

基于工业蛭石优异的热膨胀性及阳离子交换性,利用化学-微波法制备高膨胀率膨胀蛭石(HEV),采用对比分析法对亚甲基蓝(MB)的吸附性能进行了研究。结果表明,HEV膨胀率高(膨胀率K=60倍),比表面积大(80 m^2·g^-1),孔径主要分布在2~5 nm之间,仍保持蛭石、水金云母和金云母的物相结构,阳离子交换容量由原样的0.835 mmol·g^-1增加到1.005 mmol·g^-1。HEV对MB的吸附容量受MB初始浓度、吸附时间、溶液pH和吸附温度影响。当MB溶液初始浓度为300 mg·L-1、吸附时间为240 min、溶液pH值为9、吸附温度为298 K时,吸附量为419.87 mg·g^-1,远高于蛭石原矿。吸附过程符合Langmuir模型与准二级动力学模型,为单分子层吸附和吸附势垒较低的自发无序吸热反应过程。HEV具有优异的阳离子交换性和吸附性,是一种具有开发价值的高效低成本吸附剂。     

Mg/Fe类水滑石的磷酸根吸附性能及吸附机理

采用共沉淀法成功制备了Mg/Fe类水滑石(Mg/Fe-hlc),并研究了其对废水中磷酸根的吸附性能及吸附机理。研究结果表明:制备的Mg/Fe-hlc具有典型的类水滑石结构和较大的比表面积(156.7 m~2·g~(-1));Mg/Fe-hlc对磷酸根的吸附动力学过程符合准二级动力学模型;Langmuir和Tempkin方程都可以很好地拟合Mg/Fe-hlc对磷酸根的等温吸附数据,Langmuir方程拟合得到的最大吸附量可达47.38 mg·g~(-1);共存阴离子NO_3~-、Cl~-和SO_4~(2-)对磷吸附性能的影响很小;通过分析吸附磷酸根前后的Mg/Fe-hlc的结构和织构性质以及表面官能团变化,并结合溶液pH对磷酸根吸附影响实验结果,发现静电相互作用、配体交换和阴离子交换是Mg/Fe-htl吸附磷酸根的三种主要机制。     

Fe_3O_4/菹草磁性材料的制备及对刚果红吸附研究

本研究以菹草为原料,采用化学共沉淀方法制备Fe_3O_4/菹草磁性纳米材料并应用于刚果红染料的吸附实验中。探究了pH、吸附时间、吸附剂用量、温度四个因素对吸附效果的影响。研究结果表明:该材料吸附刚果红的最佳条件为初始浓度为20 mg·L~(-1)时,pH值为5,吸附剂投加量0.2 g,吸附时间4 h及温度为30℃;在最佳吸附条件下,其对刚果红去除效率远远高于商业活性炭,吸附率达到96.8%,吸附量为4.84 mg·g~(-1),为商业活性炭的1.91倍。该新型材料原料易得、制备简单、绿色高效、易于回收,在有机废水的治理中将具有潜在的应用前景。     

微米尺寸二硫化钼层间化合物的电化学制备及其储镁性能

采用一种简便的电化学方法制备了有机阳离子(1-丁基-3-甲基咪唑阳离子,BMIM~+)插层的微米尺寸MoS_2层间化合物,并将其用作镁离子电池正极材料。所制备的MoS_2层间化合物(MoS_2-BMIM~+)具有扩大的层间距(0.98 nm),能有效降低Mg~(2+)的嵌入/脱出势垒,为存储Mg~(2+)提供了更多的活性位点,从而表现出显著提高的充电比容量和良好的倍率性能。MoS_2-BMIM~+在20 mA·g~(-1)电流密度下的充电比容量可达101.93 mAh·g~(-1)(约4倍于初始体相MoS_2)。我们进一步证明了这一方法同样适用于插层1-丁基-1-甲基吡咯烷双阳离子(Pyr~+_(14)),所得化合物的层间距为1.04 nm。     

MgZnAl-EDTA柱撑水滑石的制备及其对Pb(Ⅱ)的吸附

以共沉淀法合成的Mg2ZnAl-CO3水滑石为前体,采用离子交换插层组装方法制备了Mg2ZnAl-EDTA柱撑水滑石,并用XRD和IR进行表征。以水滑石前体和柱撑水滑石为吸附剂,用于废水中Pb2+的吸附。柱撑水滑石的吸附容量明显大于水滑石前体,柱撑水滑石的最佳吸附条件为:温度45℃,pH 5.5,吸附时间150min,Pb2+初始浓度100 mg·L-1。在最佳吸附条件下,柱撑水滑石对废水中Pb2+的饱和吸附量为183.51 mg/g。     

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。     

制备方法对CMC@生物炭-Fe_3O_4吸附Cu~(2+)的影响

分别采用共沉淀法和混合法将花生壳生物炭(PSB)、木屑生物炭(WB)与羧甲基纤维素钠(CMC)复合并负磁制备了四种复合材料c-CMC@PSB-Fe_3O_4、c-CMC@WB-Fe_3O_4和m-CMC@PSB-Fe_3O_4、m-CMC@WB-Fe_3O_4。利用FTIR、SEM、EDS、XRD、BET等手段对样品进行表征,并研究了四种材料对Cu~(2+)的吸附效果。结果表明,四种材料由于成功引入CMC、Fe_3O_4,且材料具有较好的表面结构,四种材料以中孔为主,比表面积分别为98.292m~2·g~(-1)、95.934m~2·g~(-1)、29.877m~2·g~(-1)、27.402m~2·g~(-1)。当Cu~(2+)溶液初始浓度为40mg·L~(-1)、p H为6,吸附平衡时,共沉淀法制备的c-CMC@PSB-Fe_3O_4、c-CMC@WB-Fe_3O_4对Cu~(2+)去除率分别为86.91%、81.30%,远高于混合法制备的m-CMC@PSB-Fe_3O_4、m-CMC@WB-Fe_3O_4。而混合法制备过程相对简单,比较适用于工业生产,有望解决生物炭复合材料大批量生产的难题。     

中孔分子筛P1 23-SH分离富集-火焰原子吸收光谱法测定礼花弹中银

制备了中孔分子筛P123-SH,并对其用于吸附银离子的条件进行了探索。试验发现在温度为(20±1)℃,介质pH值为3.6时,振荡吸附10 min,吸附容量为15.97 mg·g~(-1),吸附率可达98.5%。吸附在中孔分子筛P123-SH上的银离子可用0.2 mol·L~(-1)盐酸-0.1 mol·L~(-1)硫脲溶液5 mL完全洗脱回收,用火焰原子吸收光谱法测定洗脱液中痕量银的含量。银的质量浓度在0.008～0.24 mg·L~(-1)范围内与其吸光度呈线性关系,方法的检出限(3σ)为0.64μg·L~(-1)。方法用于礼花弹样品中银含量的测定,加标回收率在97.5%～115.0%之间,相对标准偏差(n=7)为2.4%。     

有机硅修饰的剥层水滑石及其对废水中金属离子的吸附

对剥层的镁铝硝酸根水滑石(Mg2Al-NO3-LDHs)片表面进行了有机硅化合物(N-(2-Aminoethyl)-3-aminopropyl)tris-(2-ethoxy)silane(KH-791)修饰,并研究了修饰后的水滑石片对废水中Pb2+,Cu2+和Zn2+离子的吸附行为。结果表明:在相同的温度和金属离子浓度条件下,被修饰的水滑石片对Pb2+吸附容量最大,达到378.0 mg.g-1;在以上几种金属离子的混合溶液中,修饰主体材料表现出对Pb2+高度的选择性吸附,对Pb2+吸附容量为85 mg.g-1,而对Zn2+和Cu2+的吸附容量只有30 mg.g-1左右。     

新型芳香三嗪超交联多孔聚合物去除水溶液中甲基橙（英文）

有机染料,尤其是阳离子染料甲基橙(MO)是有毒有害的污染物之一,开发新型高效吸附剂去除MO具有重要意义。本文将含氮原子单体2,4-二氨基-6-苯基-1,3,5-三嗪通过一步傅克烷基化法合成了一种新型芳香三嗪超交联多孔聚合物(HAPP)。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、元素分析(EA)、热重分析(TGA)、固体~(13)C核磁共振(~(13)C NMR)和N2吸附-脱附等温线表征了材料。结果表明,HAPP材料是表面不规则的粗糙无定型多孔有机聚合物,具有较高比表面积(104.4 m~2·g~(-1))和良好的热稳定性。HAPP对水溶液中的染料MO有很好的吸附效果,其对MO最大吸附容量(qmax)高达249.3 mg·g~(-1),比之前一些文献报道的多孔材料MO吸附容量高。通过实验与理论计算相结合的方法详细讨论了HAPP高效吸附MO的吸附机理。5次吸附-脱附循环实验表明,HAPP对MO的去除率没有显著下降。     

Fe3O4/GO/PPy复合材料的制备及其对2-硝基-1,3-苯二酚的吸附性能

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,用水热法首次制备了Fe_3O_4/GO/PPy(聚吡咯)三元复合粒子用于处理含2-硝基-1,3-苯二酚(NRC)的废水,研究了其对水中NRC的吸附性能。采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计及ζ电位等对所制备复合粒子的结构进行了表征;研究了溶液pH值、吸附剂用量、NRC的初始浓度、吸附时间和温度对吸附NRC的吸附性能的影响,并对吸附过程进行了吸附动力学模拟。结果表明:制备的Fe_3O_4/GO/PPy复合材料为层状分散结构,PPy及Fe_3O_4颗粒无规则地镶嵌在石墨烯片层之间。Fe_3O_4颗粒为多面体晶体结构,尺寸为100～300 nm。Fe_3O_4/GO/PPy具有超顺磁性,40 s可以磁分离,NRC移除率达91.6%;在NRC浓度为200 mg·L~(-1)、pH=5±0.05、温度T=318 K、吸附剂用量10 mg·L~(-1)和吸附时间6 h的条件下Fe_3O_4/GO/PPy对NRC的吸附量最大,达到163.3mg·g~(-1)。NRC吸附动力学符合二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。循环使用5次后,NRC的移除率由最初的91.6%下降至77.6%,说明Fe_3O_4/GO/Ppy磁性复合物的结构具有较好的稳定性,且可以再重复利用。     

聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蒙脱土/腐殖酸钠复合物对Pb2+的吸附性能

用制备的聚(丙烯酸-co-丙烯酰胺)/蒙脱土/腐殖酸钠复合吸附剂,研究了溶液pH值、吸附时间和Pb2+溶液初始浓度等因素对重金属Pb2+的吸附性能,探讨了复合吸附剂对Pb2+的吸附机理。结果表明,在pH值为6.0、吸附时间2 h、Pb2+溶液初始浓度0.01 mol/L和吸附剂用量0.10 g的条件下,复合吸附剂对Pb2+的吸附量达到364.05 mg/g,平衡所需的时间为15 min。与蒙脱土相比,复合吸附剂具有更高的吸附容量和更快的吸附速率。