聚丙烯酸盐-丙烯酰胺水凝胶的制备及对重金属离子吸附性能的研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)为单体,K2S2O8为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,采用水溶液聚合法合成P(AA-AM)水凝胶,通过正交实验优化了P(AA-AM)水凝胶的制备工艺.对制备的P (AA-AM)水凝胶进行了SEM和XPS分析,探讨了P(AA-AM)水凝胶对Cu2+、pb2+、Zn2+和Cd2+的吸附等温线和吸附动力学行为,研究了P(AA-AM)水凝胶的粒径、吸附温度、pH值和重金属离子的初始浓度对P(AA-AM)水凝胶吸附性能的影响.实验结果表明,所制备的P(AA-AM)水凝胶是一种具有三维网络结构的高分子材料,其表面的氨基和羧基残基能够与重金属离子发生螯合反应.减小P(AA-AM)水凝胶粒径、增大溶液pH值、升高吸附环境温度均有利于吸附反应的进行.粒径为0.097 ～0.15 mm的P(AA-AM)水凝胶粉末,在35℃、pH=5的条件下进行吸附等温线实验,得到水凝胶对重金属Cu2+,pb2+,Zn2+和Cd2+的理论最大吸附量分别为186,588,208和403 mg/g.P(AA-AM)水凝胶对重金属离子的吸附符合准二级动力学模型(R2＞0.98),吸附等温线符合Langmuir吸附等温线(R2＞0.95).干扰离子实验和理论模拟均证明P(AA-AM)水凝胶对pb2+具有良好的吸附性.     

蒙脱土和高岭土对Pb2+的吸附

选择带结构负电荷的蒙脱土和带微量结构负电荷的高岭土,研究了其对Pb2+的吸附性能,并探讨了吸附机理。 研究表明,蒙脱土和高岭土吸附Pb2+的动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。 Pb2+同时以内层络合和外层配合形式吸附,其相对量与pH值有关。 在pH值小于4和大于8的范围内,以内层配合物为主;而pH值在4～8范围内外层配合物比例增大。 Pb2+能进入蒙脱土的层间,而不能进入高岭土的层间;部分Pb2+可进入黏土颗粒的微孔中被固定。 蒙脱土对Pb2+的吸附能力和饱和吸附量明显高于高岭土。     

非均相聚砜螯合滤膜的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能研究

通过探讨共混比例、螯合树脂粒径及铸膜液温度对膜结构的影响 ,确定了最佳制膜工艺 ,用相转换法制备出对Cu2 + 具有大螯合容量的非均相螯合滤膜 .研究了螯合树脂颗粒粒径、盐溶液pH值和盐溶液浓度对膜螯合吸附量的影响 ,发现膜对Cu2 + 的最大吸附量可达 70 0 μg cm2 ,吸附行为满足Freundlich吸附等温式 .对膜进行动态螯合吸附测试表明该膜对Cu2 + 可实现吸附与解吸同步进行     

羧基化核壳磁性纳米Fe3O4吸附剂的制备及对Cu2+吸附性能

在以共沉淀法制备的磁性纳米Fe3O4粒子(Magnetic nanoparticles, MNP)表面进行了化学修饰, 制备了一种新型富含羧基功能团的核壳磁性纳米吸附剂(Carboxylic functionalized Fe3O4 magnetic nanoparticles, CMNP). 利用透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射仪(XRD)、 X射线能量色散谱(EDS)、 振动样品磁强计(VSM)、 傅里叶变换红外光谱(FIIR)和热重分析仪(TGA)对CMNP的形貌、 结构、 化学组成和磁性能进行了表征, 并考察了吸附剂对Cu2+的吸附性能, 研究了溶液pH值、 吸附时间和Cu2+初始浓度对吸附性能的影响. 结果表明, 羧基化核壳磁性纳米Fe3O4颗粒的平均粒径为15 nm, 具有良好的超顺磁性, 饱和磁化强度为41.84 A·m2/kg, 在10 min中内可达到吸附平衡, 在pH=7.0时吸附量最高, 吸附等温数据符合Langmuir模型, 饱和吸附量qm= 43.48 mg/g.     

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。     

原位聚合法制备聚吡咯-钴铜锌铁氧体复合材料及其电磁性能

采用自蔓延燃烧法和原位聚合法分别制备纳米Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体和聚吡咯(PPy)-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4纳米复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对材料的结构和形貌进行表征,使用波导法和振动样品磁强计(VSM)研究了材料的介电性能、微波吸收性能和磁性能.结果表明,制得了纯相的尖晶石结构Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体,少量Cu2+离子替代了铁氧体八面体位置上的Co2+离子,使得材料的晶格常数减小;2种粉体粒子分散性较好,它们的平均粒径分别约为15 nm和50 nm;在5.0~20.0 GHz频率范围内,PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4复合材料的反射损耗在-16.25dB到-20.27 dB之间,且在18 GHz处出现极大值-20.27 dB,带宽为2.0 GHz(最强峰的半高宽),PPyCo0.7Cu0.1-Zn0.2Fe2O4复合材料的反射损耗明显大于铁氧体;PPy-Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4的饱和磁化强度(Ms)和剩余磁化强度(Mr)分别为12.9 A/g和4.29 A/g,小于Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体的相应值,但复合材料的矫顽力大于Co0.7Cu0.1Zn0.2Fe2O4铁氧体的,为38.96 kA/m.     

H3PO4改性PS-EDTA树脂对水相中Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能研究

大孔氯甲基化聚苯乙烯小球先后与乙二胺、2-氯乙酸反应得EDTA型螯合树脂(PS-EDTA),再用磷酸在室温处理得PS-EDTA/P树脂。PS-EDTA/P树脂被用于水相中Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附净化处理,探讨了溶液的pH值、初始金属离子浓度、时间、温度等因素对吸附性能的影响,并研究了其对重金属离子的吸附动力学和热力学。结果表明,PS-EDTA/P树脂对Cu2+和Zn2+的吸附符合Langmuir等温式、对Cd2+的吸附符合Freundlich等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述3种金属离子在树脂上的吸附动力学行为。同时,PS-EDTA/P树脂对重金属吸附的热力学参数表明,PS-EDTA/P树脂对Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附是一个自发的、吸热的过程。已吸附Cu2+、Zn2+和Cd2+的树脂可以用0.1mol/L HCl解吸,解吸后的树脂对Cu2+、Zn2+和Cd2+仍具有较高的吸附量。     

胺甲基化聚丙烯酰胺稀溶液行为的研究——pH值对粘性行为及其絮凝作用的影响

pH值对胺甲基化聚丙烯酰胺(CPAM)稀溶液粘性行为的研究表明:不同的CPAM-H_2O溶液体系(胺化度28.8～38mol％,外加盐浓度0～0.2M)的粘性行为,特性粘数[η]和Huggins常数k′随溶液pH值变化分别是现极大值和极小值;CPAM对有机污泥脱水絮凝作用随溶液pH值变化存在极大值。本文从CPAM电荷的形成、电荷密度的增加以及屏蔽出发讨论了上述两种极限现象。     

板栗壳活性炭对重金属离子吸附性能研究

研究了不同制备条件下,板栗壳活性炭对重金属离子Cu2+和Cd2+的静态吸附性能。以板栗壳为原料,采用ZnCl2活化法制备活性炭,使用X-射线衍射、扫描电镜、氮气吸附等方法对活性炭进行表征;比较了活性炭内部结构对Cu2+和Cd2+的吸附性能影响;同时考察了吸附温度、溶液pH值等对Cd2+和Cu2+的吸附性能的影响。研究结果表明:板栗壳制备活性炭最佳条件为ZnCl2活化浓度30wt%,料液比1:6,炭化温度600℃,炭化时间3h;同时发现板栗壳活性炭是一种具有较多孔隙的无定型炭材料,所制备的活性炭平均孔径为2~6nm,孔容为0.04~0.14cm3/g,比表面积可以达到1500m2/g以上;板栗壳活性炭对重金属离子的吸附性能主要由本身的比表面积和孔容大小决定,且同时受吸附温度和溶液pH值的影响,上述条件制备的活性炭吸附Cu2+的最佳条件为温度25℃,溶液pH值为6.5;吸附Cd2+的最佳条件为温度25℃,溶液pH值为7.5。     

贵阳污灌区菜地土壤团聚体中有机碳和重金属的含量特征及相关性分析

以贵阳某污灌区菜地土壤为研究对象,分别采用微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法和水合热重铬酸钾氧化分光光度法分析不同粒径土壤团聚体中重金属和有机碳的含量特征,并对有机碳和重金属的相关性进行分析。结果表明,以2mm粒径团聚体的含量为最高,约占75%。Cu、Zn、Cd和Pb在0.25～0.5mm粒径团聚体中含量最高,Cr在5～8mm粒径团聚体中含量最高,As在不同粒径团聚体中的含量变化不大,重金属含量随土层深度增大而减小。土壤重金属富集因子表现为CuPbCdZnCrAs,Cu、Zn、Cd和Pb在0.25～0.5mm粒径团聚体中分布因子最高,而在5～8mm粒径团聚体中重金属的质量负载因子最大。土壤有机碳含量随团聚体粒径的增大表现为先增大后减小,不同粒径团聚体中Cu、Cd、Pb和As含量与有机碳含量均呈显著正相关(p0.05)。污灌区菜地土壤Cr、As在5～8mm粒径团聚体中富集现象显著,Cu、Zn、Cd、Pb在0.25～0.5mm粒径团聚体中均表现出显著的富集特征。6种重金属在5～8mm粒径团聚体中的质量负载因子均为最高,表明6种重金属在5～8mm粒径团聚体中的贡献最大。     

Fe3+/Ba2+/Co2+/Zn2+/Cu2+在NH4HCO3-NH3·H2O和NaOH-Na2CO3体系中的热力学分析

通过对Fe3+/Ba2+/Co2+/Zn2+/Cu2+在NH4HCO3-NH3·H2O和NaOH-Na2CO3体系中的热力学分析,得到各金属离子总浓度(cMe)与pH值的关系,确定了2种体系中5种离子完全共沉淀的pH值范围.结果表明:在NH4HCO3-NH3·H2O体系中,Co2+、Zn2+、Cu2+3种离子和氨的配位能力很强,其中Cu2+与氨的配位能力最强,在相同的pH值条件下,Cu2+沉淀困难,5种金属离子的完全共沉淀区域由Cu2+决定.在NaOH-Na2CO3体系中,随总碳浓度(cc)的增加,Ba、Co、Zn、Cu的溶解度都随之减小,当cc=1.0 mol·L-1时,各金属离子完全共沉淀的pH值范围为7.5～11.在两种体系中,Fe的溶解度都是随pH值的增大而减小,最终达到平衡.以NaOH-Na2CO3 为沉淀剂.在pH=10.0的条件下,采用化学共沉淀法合成出了晶粒细小、粒度均匀的Y型纯相结构的平面六角铁氧体微粉.     

麦秆对重金属pb2+和Cr3+吸附性能的研究

本文以麦秆作为生物吸附剂吸附去除溶液中的pb2+和Cr3+,针对pH值、吸附时间和金属离子浓度等影响吸附的主要因素进行了实验研究,并探讨了麦秆的改性处理.结果表明,溶液pH值是影响吸附的重要因素,麦秆对Pb2+和Cr3++的吸附量随溶液初始pH值的升高而升高.Pb2+和Cr3+在麦秆表面的吸附速度很快,60 min即可...     

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。     

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。     

压力下流化床流动特性的实验研究

利用摄像技术在φ60mm×800mm压力为0.1MPa～1.5MPa的冷模加压流化床实验装置上, 对两种不同粒径颗粒的最小流化速度和床层膨胀高度进行了研究。研究结果表明,大粒径聚苯乙烯颗粒的Umf与p-0.3成比例,小粒径石英砂的Umf与p-0.21成比例,并根据实验值拟合出压力下最小流化速度公式为: Umf=μdp ρg｛［(34.15)2+0.05916×dp3 ρg( ρs- ρg)gμ2］12-34.15｝ 床层膨胀高度随气速的增大而不断增高,在相同U Umf下床层膨胀高度随压力的增大而增高,在大于0.7MPa时,压力对膨胀高度的影响减弱。对于聚苯乙烯颗粒,相同的H/Hmf下,U Umf随压力的增大而逐渐减小,当H/Hmf＝1.4～1.6时,U Umf与p-0.52～p-0.58成比例。     

水杨酸型螯合吸附材料对重金属离子的吸附性能

将5-氨基水杨酸接枝到PGMA/SiO2微粒的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)大分子链上,成功制备了一种新型螯合吸附材料ASA-PGMA/SiO2。采用静态法研究了ASA-PGMA/SiO2对重金属离子Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+的吸附性能,结果表明其对Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+具有很强的螯合吸附能力,吸附容量分别可以达到0.42、0.40、0.35、0.31mmol/g。体系的pH对吸附容量影响较大,吸附行为服从Langmuir和Freundlich吸附模型。使用0.1mol/L的盐酸溶液就可实现重金属离子的解吸。通过反复吸附-解吸实验证明ASA-PGMA/SiO2具有良好的重复使用性能。     

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。     

提取腐植酸后的残渣对Cu~(2+)的吸附性能研究

研究了天祝褐煤中提取腐植酸后的残渣对Cu2+的吸附性能。结果表明,在室温(20～25℃)条件下,吸附平衡时间约为5h,吸附最佳pH为5～6,相关系数R为0.9889,特性常数n为3.449。吸附符合Freundfich吸附等温式,提取腐植酸后的残渣对Cu2+有较好的吸附性能,其吸附过程可用Ho准二级反应动力学模型描述。     

磁性壳聚糖去除水中腐殖酸的研究

采用高温水热法合成了磁性壳聚糖,并研究了其对水中腐殖酸(HA)的吸附、脱附行为。表征结果表明,磁性壳聚糖粒径大小为200～300nm,氨基含量1.29mmol·g-1,BET比表面积36.00m2·g-1,饱和磁化强度为38.78emu·g-1,易于磁性分离。HA在磁性壳聚糖上的吸附等温线可用Freundlich方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程。HA的吸附量随溶液pH值的升高而降低,随不同阳离子浓度增加而增加,不同类型的阳离子对HA吸附效果影响的大小顺序为:Ca2+Mg2+Na+K+。经5个脱附再生循环,磁性壳聚糖仍能保持79.8%的吸附量,表明该吸附剂再生性好,可循环使用。     

粉煤灰/壳聚糖复合材料制备及处理含重金属工业废水的研究

研究了粉煤灰/壳聚糖制复合颗粒吸附材料的工艺条件、再生方法,并用其处理含重金属工业废水。实验结果表明,壳聚糖与粉煤灰质量比为0.08:1,乙酸浓度为4%,液固质量比为0.6:1,制成的颗粒材料吸附效果好。在未调节该废水pH值的条件下,复合颗粒吸附材料用量为0.025g/mL,吸附时间为60min,温度为25℃,Cu2+、Pb2+、Zn2+的去除率分别为99.25%、75.16%、79.33%,处理后的废水中Cu2+、Zn2+的残留浓度远低于国家污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准,Pb2+的残留浓度低于该标准最高允许排放值。吸附遵循Langmuir吸附等温式:CCu/Q=1.3249CCu+0.1458。对Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附选择性顺序为:Cu2+Zn2+Pb2+。用1mol/LNaCl溶液对吸附饱和复合颗粒吸附材料进行再生,用其处理该废水效果仍然较好。