改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)吸附性能及热力学和动力学分析

研究了改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,pH对改性高粱秸秆吸附Cu(Ⅱ)影响显著。常温(30℃)下,对20mL pH=5.0的20mg/L的Cu(Ⅱ)溶液,改性高粱秸秆投加量0.35g,吸附时间60min,Cu(Ⅱ)去除率可达84.82%。改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir吸附等温方程和准二级动力学模型,吸附过程的△G0<0,△H0>0且仅为4.31kJ/mol,△S0>0说明改性高粱秸秆对Cu(Ⅱ)的吸附是以单分子层物理吸附为主的自发吸热过程。     

壳聚糖希夫碱金属[Cu(Ⅱ),Mn(Ⅱ)]配合物的合成及其抑菌活性

壳聚糖的氨基与水杨醛发生反应制得壳聚糖希夫碱配体(L);L与铜盐或锰盐发生配位反应制得壳聚糖希夫碱金属[Cu(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)]配合物(1和2),其结构经UV,IR,TGA和荧光光谱表征.L的酚亚胺的N原子和酚羟基的O原子同时参与配位.抑菌活性测试结果表明,1和2对大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,沙门氏菌和枯草杆菌的抑菌活性较配体和金属盐均有明显提高.     

磷酸酯化改性梨渣吸附污水中Cu(Ⅱ)离子的研究

通过批次试验法研究了不同pH值、吸附剂浓度、试验物浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附.溶液pH=4.5时,Cu(Ⅱ)离子的吸附达到最大值;浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)离子,15g/L及以上的改性梨渣能吸附62%Cu(Ⅱ)离子.酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为20.16 mg/g.Cu(Ⅱ)离子达到吸附平衡的时间为loo min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程.     

希夫碱型木质素基吸附材料的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

以乙酸木质素为原料,通过曼尼希胺化反应和希夫碱反应制备希夫碱型木质素基离子吸附材料(SLA),利用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等手段对SLA的结构进行表征。考察了溶液pH值、吸附剂用量和离子溶液初始浓度等因素对SLA吸附性能的影响。结果表明,在pH=5.0、吸附剂用量2.0g/L、Pb~(2+)溶液浓度200mg/L条件下,SLA对Pb~(2+)具有较高的吸附量(65.45mg/g)和良好的吸附选择性。研究结果表明,SLA对Pb~(2+)的等温吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,存在非均匀多层吸附现象;SLA对Pb~(2+)的吸附动力学过程符合准二级吸附动力学模型,表明SLA对Pb~(2+)的吸附作用主要为化学吸附。     

吡啶多胺壳聚糖微球对抗生素和Cu(Ⅱ)的共去除特性研究

以自合成的吡啶多胺壳聚糖微球(CNP)为吸附剂,考察了其对典型抗生素[磺胺甲恶唑(SMZ)、环丙沙星(CIP)、四环素(TC)]和Cu(Ⅱ)的共去除行为。pH值为5时,在单组分的抗生素体系中,CNP对磺胺甲恶唑的吸附量为0.41mmol/g,然而对环丙沙星和四环素的吸附量几乎为零。在抗生素和Cu(Ⅱ)的复合体系中,少量抗生素的引入对Cu(Ⅱ)的吸附均具有促进作用,当抗生素浓度大于0.50mmol/L时,就会有微小的抑制。相对于单组分Cu(Ⅱ)体系,当SMZ浓度为0.5mmol/L时,CNP对Cu(Ⅱ)的吸附量增加了20.2%。少量Cu(Ⅱ)的引入对抗生素的吸附同样也具有促进作用,CNP对环丙沙星和四环素的吸附量随Cu(Ⅱ)浓度的增加逐渐增大。通过Zeta电位、ESI-MS、FT-IR和XPS分析了CNP对抗生素和Cu(Ⅱ)的吸附机理,抗生素与Cu(Ⅱ)之间在CNP的多胺活性位点上存在竞争和桥联两种作用。当抗生素浓度较低时,桥联作用占主导,使得吸附量增大,当抗生素浓度进一步增大时,两者对吸附位点的竞争作用逐渐增强,使得吸附量有小幅降低。     

二乙烯三胺键合硅胶的制备及其对痕量铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)的吸附性能研究

以二乙烯三胺为改性剂,对硅胶进行表面修饰,制备了二乙烯三胺改性硅胶吸附材料,采用傅立叶红外光谱仪(IR)对其进行表征,用静态法考察了该吸附材料对痕量铜(Ⅱ)、镉(Ⅱ)的吸附性能。在p H 5.5,35℃下恒温振荡50 min,Cu2+,Cd2+能同时被吸附材料很好的吸附,吸附的Cu2+,Cd2+可用0.5 mol/L硫脲+0.2 mol/L HNO3完全洗脱。其静态饱和吸附容量分别为16.63,24.86 mg/g。对2.0 mg/L的Cu2+,Cd2+的标准溶液液进行11次测定,相对标准偏差分别为3.3%和1.5%,检出限(3σ,n=11)分别为5.90,3.77μg/L。加标回收率分别95%~101%和99%~104%。方法可用于实际矿样中痕量铜、镉的测定。     

分子印迹技术改性壳聚糖吸附废水中钴(Ⅱ)

采用分子印迹技术对壳聚糖进行化学处理,制备出钴(Ⅱ)模板壳聚糖吸附剂。吸附试验结果表明:对于钴(Ⅱ)质量浓度≤350 mg.L-1的废水,当钴(Ⅱ)模板壳聚糖用量为8 g.L-1,吸附温度70℃,吸附时间25 min,pH为6.0~6.5时,吸附容量最佳。在该条件下钴(Ⅱ)模板壳聚糖对含钴(Ⅱ)废水中钴(Ⅱ)的饱和吸附容量33.27 mg.g-1,比壳聚糖对钴(Ⅱ)的饱和吸附容量提高了17.92%。采用原子吸收光谱法测定钴。方法用于2件工业废水样品的分析,钴(Ⅱ)的加标回收率为99.0%和100.0%,测定值的相对标准偏差(n=6)为1.1%~1.4%。     

聚丙烯酸一聚偏氟乙烯共混膜对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)吸附性能的研究

应用引发剂热引发聚合和相转移技术,制备了具有离子交换性能的聚丙烯酸-聚偏氟乙烯(PAA-PVDF)共混膜,采用XPS、SEM和FTIR表征了PAA-PVDF共混膜的结构和组成,测定了共混膜的零电荷点(pHpzc)和离子交换容量.分析了共混膜对水溶液中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附性能,研究了PAA-PVDF共混膜对Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)的吸附热力学和吸附动力学.结果表明,动力学吸附过程符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Langmuir模型.吸附过程的平均吸附能为8～16kJ/mol,表明该吸附过程为离子交换反应.热力学参数△G0＜0、△H0＞0、△S0＞0,证实了吸附过程为自发的吸热过程.PAA-PVDF共混膜经吸附/脱附4次循环后,对水体中Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)吸附量分别大于0.025mg/cm2和0.005mg/cm2,脱附率超过95%.PAA-PVDF共混膜具有优良的吸附/脱附性能,良好的稳定性和潜在的应用前景.     

磁性氧化石墨烯/MIL-101(Cr)表面金属离子印迹聚合物制备及其对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)选择性吸附

本文以磁性氧化石墨烯/MIL-101(Cr)复合材料为载体,以Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)模板,多巴胺(DA)为功能单体,采用表面印迹技术成功制备一种对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)具有高选择吸附性能的磁性离子印迹聚合物。 采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等技术对该磁性离子印迹聚合物的形貌、粒径大小和磁性能进行表征。 详细探讨了该磁性离子印迹聚合物对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附动力学、等温吸附性能及吸附选择性,结果表明该磁性离子印迹聚合物对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为144.92和322.58 mg/g。 优化了磁固相萃取条件,该磁性离子印迹聚合物成功用于水样中微量Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的分离和检测,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的回收率分别为81.99%~89.91%和81.24%~95.15%。     

壳聚糖黄原酸盐对Cu2+的吸附性能

用红外、紫外和热重分析等测试技术分别对二硫代氨基甲酸改性壳聚糖(壳聚糖黄原酸钠,DTC-CTS)进行了表征和测试.比较了DTC-CTS与未改性的壳聚糖(CTS)对水溶液中Cu2 吸附性能的差别,考察了溶液的pH值、温度、时间及取代度对其吸附性能的影响.结果表明,DTC-CTS的取代度越高,吸附性能越好,对Cu2 吸附的最佳pH值范围为6.0～7.0,最佳温度为40℃,最佳吸附时间为0.5h.在最佳吸附条件下,DTC-CTS的吸附量为349.5mg/g,比CTS提高了7%.用体积分数为10%的氨水可将吸附在DTC-CTS上的Cu2 定量的洗脱,脱附率为96%,DTC-CTS能重复使用3次.     

庚醛改性壳聚糖的制备及其对酚类化合物的吸附性能

在相转移催化剂存在下由庚醛与壳聚糖反应生成Schiff's碱,再用NaBH4 还原制备了N-烷基化壳聚糖衍生物,改性壳聚糖(CTS)产物的结构用FTIR和XRD进行了表征,研究了它对2,4-二氯酚的吸附性能. 考察了吸附时间、溶液pH值、2,4-二氯酚浓度和改性剂用量等因素对吸附的影响. 结果表明,改性CTS具有较好的抗酸碱性能;溶液的pH值对吸附的影响较大,在pH=6.0,吸附2 h时对2,4-二氯酚的吸附量最大,酚浓度对吸附的影响符合Freundlich吸附等温方程;改性壳聚糖对2,4-二氯酚的吸附性能明显优于未改性的CTS,对质量浓度为0.6 g/L的2,4-二氯酚溶液的吸附量分别为70.0和7.7 mg/g.     

Cu(Ⅱ)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈-衣康酸对水中微量砷的吸附

以丙烯腈和衣康酸为原料合成了聚丙烯腈-衣康酸[P(AN/IA)],与盐酸羟胺反应得到偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)],进一步与Cu(Ⅱ)配位得到Cu(Ⅱ)负载偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)]聚合物配体交换树脂。通过红外光谱和扫描电镜对AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)的结构进行了表征,并研究了AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对砷的吸附性能。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)在p H 3时对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)有最大吸附量,分别为0.56mg/g和0.51mg/g。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,遵循Langmuir吸附等温式。尽管存在干扰离子,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附选择性仍然比较好。吸附(固定床)实验表明,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对含砷模拟废水具备优良的分离与重复使用性能。     

季铵盐型螯合树脂的合成及其对铅离子的吸附研究

合成了一种含有季铵盐结构的希夫碱型螯合树脂(CPS-DMA-S-HCTA),研究了其对Pb(II)离子的吸附和脱附行为.树脂红外光谱分析和元素分析结果表明,成功合成了CPS-DMA-S-HCTA螯合树脂;树脂的热分析结果表明,CPS-DMA-S-HCTA树脂的初始分解温度为205℃,具有良好的热稳定性;静态实验结果表明,在研究的浓度范围内,吸附平衡数据符合Freundlich等温吸附方程,且吸附为放热、混乱度减小的自发过程,吸附过程以化学吸附为主,298 K,Pb(Ⅱ)溶液的初始浓度为600 mg/L时,适宜的吸附pH为5~6,平衡吸附量为96.1 mg/g,吸附达到平衡的时间约为10 min.采用1.5 mol/L的硝酸溶液作脱附剂,脱附率可达98%以上,解吸速率快,10 min左右流出液中重金属离子的浓度几乎为0 mg/L.经过10次吸附-解吸-吸附研究表明,树脂可重复使用性强.     

浮石负载壳聚糖吸附去除水中丙溴磷

通过浮石负载壳聚糖制备了吸附剂壳聚糖/浮石复合物,采用扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、元素分析、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和X射线荧光光谱(XRF)等技术手段表征了吸附剂性质,考察了吸附剂量、吸附时间、溶液pH值、离子强度和温度对该吸附剂吸附去除水中丙溴磷的影响,研究了再生吸附剂的吸附性能。结果表明,负载在浮石上的壳聚糖占吸附剂总量的8.69%;在p H值3.0~7.0内,壳聚糖/浮石对丙溴磷的吸附率大于90%;这种吸附剂对丙溴磷的吸附受溶液离子强度影响较小,随温度升高而稍微减小。在溶液温度25℃、pH=7.0、丙溴磷浓度40 mg/L、壳聚糖/浮石剂量为0.7 g/L和吸附平衡时间为90 min条件下,此吸附剂对丙溴磷最大吸附率为93.3%(最大吸附量为53.4 mg/g)。壳聚糖/浮石连续经过3次吸附/再生循环,每次循环对丙溴磷的吸附率下降约12%。可见壳聚糖/浮石通过吸附可有效地去除水中的农药丙溴磷。     

乙二胺树脂对铜和磺胺甲恶唑的吸附特性与机制

系统研究了乙二胺树脂(PSA)对铜Cu(Ⅱ)和磺胺甲恶唑(SMZ)污染物的共去除性能及交互影响规律。研究结果表明,PSA对Cu(Ⅱ)和SMZ的吸附等温线可采用Langmuir方程进行拟合,共存不同浓度SMZ时,Cu(Ⅱ)的饱和吸附量升高(18.11~32.9%);共存不同浓度Cu(Ⅱ)时,SMZ的饱和吸附量降低(2.18~36.5%)。结合预负载、动态吸附实验及固相FT-IR分析,低SMZ浓度时,Cu(Ⅱ)的增强去除主要是由于质子化氨基被阴离子SMZ-吸附,屏蔽了正电荷对Cu(Ⅱ)的静电排斥作用。Cu(Ⅱ)与SMZ分别与PSA中的氨基发生配位作用和静电/氢键作用,因而存在竞争吸附,且Cu(Ⅱ)的吸附作用力更强;固相中Cu(Ⅱ)对SMZ具有架桥吸附作用,形成了-N-Cu(Ⅱ)-SMZ三元络合物构型。用1.0mol/L的HCl对吸附后的PSA进行再生,SMZ和Cu(Ⅱ)的再生率分别达98.2%和99.8%。共存无机盐显著促进了Cu(Ⅱ)的吸附(4.7~42.7%),略抑制了SMZ的吸附(1.6~19.4%),而共存腐植酸对两种目标污染物的去除基本无影响。     

苯并15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜分离锂同位素性能研究

以壳聚糖与4'-甲酰基苯并-15-冠-5醚为原料,通过希夫碱反应制备了苯并-15-冠-5醚接枝壳聚糖薄膜,采用固-液萃取法研究薄膜吸附锂离子动力学和热力学行为,及其锂同位素吸附分离性能.结果表明:冠醚接枝壳聚糖薄膜对锂离子的吸附过程更加适合于准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,薄膜对锂离子的吸附是一个由化学吸附控制的单层表面吸附,是一个自发进行的放热过程.此外以水-碘化锂/冠醚接枝壳聚糖薄膜(冠醚固载量为2.98 mmol/g)作为萃取体系,其单级分离因子高达1.053(10oC).且轻同位素6Li富集于薄膜相,重同位素7Li富集于液相.     

水稻秸秆的改性及其对重金属Cu2+的吸附

重金属Cu2+可直接或间接危害人体,作为天然吸附剂的农业废弃物因价廉易得、来源广泛、吸附高效等优点备受青睐。本文选用水稻秸秆（RS）为吸附原料,分别经酸、碱改性后得到H2SO4-RS和NaOH-RS,通过FT-IR、SEM和BET对改性前后吸附材料的表面官能团、表观形貌和结构等理化性质进行分析,考察投加量、吸附时间、初始Cu2+浓度和离子强度对吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线和热力学模型对吸附过程进行探讨。结果表明：改性水稻秸秆对Cu2+达到吸附平衡所需的投加量和时间较之未改性RS大大减少,去除率由42.0%分别提升至85.9%（H2SO4-RS）和90.0%（NaOH-RS）;随初始Cu2+浓度和离子强度的增大,RS的吸附性能显著降低,H2SO4-RS有所降低,而NaOH-RS只是稍有下降,NaOH-RS对150 mg/L含Cu2+溶液的去除率仍达到84.2%,离子强度cNaCl = 0.1 mol/L时去除率维持在86.1%。吸附动力学和吸附等温实验表明水稻秸秆对Cu2+的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型;热力学分析显示,相同温度下RS、H2SO4-RS和NaOH-RS吸附Cu2+过程的ΔG逐渐减小,且改性后两种吸附剂的ΔG均小于0,ΔH由改性前的正值转变为负值,说明水稻秸秆改性后吸附Cu2+的自发性更强,为自发的放热过程。     

羧甲基壳聚糖微球对活性艳红X-3B的吸附行为研究

用交联的壳聚糖微球(CTS)与氯乙酸在碱性条件下反应,合成了羧甲基壳聚糖树脂(CMCT)。其吸附染料活性艳红X-3B的实验结果表明,CMCT和CTS均对偶氮染料活性艳红X-3B有较好的去除能力。实验条件下,最大平衡吸附量分别为611.5mg/g和365.2mg/g,说明羧甲基的引入提高了壳聚糖的吸附能力。等温吸附可以用Langmuir方程较好的描述,表明为单分子层吸附。动力学过程用二级吸附动力学模拟具有很好的线性相关性,通过二级吸附模型计算出的平衡吸附量与实验值相符。流动床实验表明,CMCT和CTS对浓度为100mg/L的X-3B溶液吸附的穿透点分别为6000ml/g和3375ml/g,用0.1mol/L的氢氧化钠溶液洗脱,洗脱峰集中,洗脱率都在90%以上。洗脱再生后的CMCT和CTS树脂均可重复使用。     

可逆性化学反应结合HPLC测定氨丙基硅胶表面上氨基的含量

采用苯甲醛与氨丙基硅胶表面上的氨基反应形成希夫碱,再将其水解为苯甲醛,通过HPLC测定水解后苯甲醛的量,可以间接测定硅胶表面上所链接的氨基量,从而建立了一种测定氨丙基硅胶表面上氨基含量的方法.希夫碱的生成与水解最佳条件分别为:40℃反应1 h;40℃,pH 6.0超声反应1 h;色谱条件:PHENOMENEX Luna C18(150 mm×4.6mm,5μm)色谱柱,流动相:V(乙腈):V(水)=50:50,柱温30℃,紫外检测波长246 nm,流速1.0 mL/min.苯甲醛的线性范围为1.0～50.0 mg/L(r=0.9999),平均回收率100.8%,RDS为1.6%.该方法对氨丙基硅胶没有破坏性,测定完后的硅胶可回收使用,适用于氨丙基硅胶表面上氨基的含量测定.     

凹凸棒土应用于重金属离子吸附剂的研究

以新型无机矿物材料凹凸棒土作为吸附剂处理废水中的重金属离子。通过扫描电镜、红外光谱及等温吸附-脱附曲线对凹凸棒土进行了表征,并阐述了凹凸棒土对重金属离子的可能吸附机理。在室温下,分别将0.05 g凹凸棒土投入初始质量浓度为500 mg.L-1的Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的溶液中,凹凸棒土对上述离子的平衡吸附量分别高达99、56、117、198 mg.g-1。结果表明,用凹凸棒土吸附废水中的重金属离子切实可行、经济有效。