三维氮掺杂石墨烯对水中铅和镉的吸附

采用多巴胺(DA)作为还原剂和功能化试剂,进行了氧化石墨烯的功能化,制备了三维结构的氮掺杂石墨烯材料(rGO-DA)。与还原性氧化石墨烯(rGO)对比,rGO-DA具有更大的吸附容量。rGO-DA对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量分别为91.4,43.5 mg/g。考察了吸附时间、pH值、初始浓度对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附效果的影响。结果表明,rGO-DA对Pb~(2+)和Cd~(2+)吸附达到平衡的时间为120 min,最佳pH值为5.0。在Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度小于30μg/m L时,二者的吸附去除率分别为100%和87.7%。在吸附Pb~(2+),Cd~(2+)后,rGO-DA可轻松从水体中移除。用HCl脱附,循环使用3次后,rGO-DA对Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量无明显变化,可再生并重复使用。     

新型MCM-41/酰腙螯合吸附剂对Ni~(2+)的吸附性能研究

以十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,正硅酸乙酯为硅源,采用水热晶化合成法制备MCM-41分子筛,然后采用物理浸渍法对其进行酰腙修饰,得到2-羰基丙酸-4-硝基苯甲酰腙/MCM-41复合材料(简称吸附剂1)和2-羰基丙酸-4-甲氧基苯甲酰腙/MCM-41复合材料(简称吸附剂2)。以MCM-41分子筛为参照,研究了吸附剂1和吸附剂2对Ni~(2+)的吸附性能,测试了硫酸镍、乙酸镍与丁二酮肟作用的最佳显色时间,考察了吸附时间、Ni~(2+)初始浓度、吸附剂用量、温度等因素对吸附剂1和吸附剂2吸附Ni~(2+)性能的影响,最后用正交试验确定出吸附剂1和吸附剂2对Ni~(2+)的最佳吸附条件为:吸附60min,吸附剂0.3g,Ni~(2+)初始浓度70mg/L,温度40℃,吸附量分别为68.72mg/g和65.17mg/g     

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。     

N-硫代酰基硫乙酸功能化三乙撑四胺交联PVC树脂的制备及对Hg~(2+)的吸附

以聚氯乙烯为原料依次与四乙烯五胺、CS_2和ClCH_2COONa反应合成了一种新的含N、O、S的N-硫代酰基硫乙酸功能化三乙撑四胺交联聚氯乙烯螯合树脂,树脂结构经红外分析和元素分析表征. 探讨了在不同pH值、Hg~(2+)初始浓度、吸附温度和时间等条件下合成树脂对Hg~(2+)的吸附性能. 结果表明,螯合树脂对Hg~(2+)有较快的吸附速率,pH值约为2.0时,树脂对Hg~(2+)的吸附效果最好,随温度升高吸附量逐渐增大. 温度在35 ℃、Hg~(2+)起始浓度为17.66 mmol/L时,树脂对Hg~(2+)的吸附量可达3.330 mmol/g. 树脂对Hg~(2+)的吸附符合Langmuir和Freundlich等温式. 用0.2 mol/L HNO3-10%硫脲对吸附后的树脂进行洗脱,脱附率达99.20%.     

改性核桃壳生物炭对模拟水样中Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

该文利用改性核桃壳生物炭对水中Pb(Ⅱ)进行吸附研究,探究了吸附剂投加量、pH值、接触时间、金属离子初始浓度和温度对吸附性能的影响,并对改性前后核桃壳的吸附性能进行了比较.Pb(Ⅱ)初始浓度为100mg/L时,在298K下,当pH值为5.0、投加量为7g/L、以180r/min振荡吸附2h,改性吸附剂CMBC的平衡吸附...     

新型功能介孔吸附剂NiNb_2O_6的合成及其吸附性能研究

通过柠檬酸溶胶-凝胶反应,合成了新型功能介孔NiNb2O6吸附剂,通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面积及孔径分析(BET)对其结构进行表征。通过影响因素实验、吸附动力学实验和等温吸附实验,探讨了NiNb2O6吸附剂对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能和机理。结果表明,NiNb2O6介孔吸附剂具有正交相晶体结构,平均粒径为30~200nm,比表面积为66.3m2/g。吸附剂用量、温度和pH值均对吸附行为有一定的影响;在35℃时,亚甲基蓝在吸附剂上吸附行为符合Langmuir方程,吸附动力学符合拟二级动力学方程,初始浓度为40mg/L,pH值为7.03时,0.2g介孔吸附剂NiNb2O6对亚甲基蓝的吸附量最大,吸附过程中液膜扩散为主要速率控制步骤。     

聚乙烯亚胺-磁性羧甲基纤维素复合物对铜离子和镉离子的吸附

制备了聚乙烯亚胺修饰的磁性羧甲基纤维素纳米复合材料(PEI-MCMC),对其结构进行了表征分析,探究了该材料在不同p H和时间、不同离子浓度下对铜离子(Cu~(2+))和镉离子(Cd~(2+))的吸附量。结果表明,PEI-CMC对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程均符合拟二级动力学模型,为化学吸附的过程。该材料在pH 5～6条件下,Cu~(2+)和Cd~(2+)分别在10和25 min时达到吸附平衡,平衡时的理论吸附量分别为32.24和83.33 mg/g。该吸附材料对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附速度快,适用条件广,便于分离,为含Cu、Cd的废液处理提供了一定的参考。     

响应面法优化污水处理厂改性污泥对水中Cu~(2+)的吸附作用

以开封县污水处理厂改性污泥为实验材料,处理模拟含铜废水.对实验过程中溶液初始pH(A)、吸附时间(B)、废水中Cu~(2+)浓度(C)三个重要影响因素之间的交互作用进行了考察,并建立了数学模型.结果表明,各因素对Cu~(2+)去除率的影响依次为初始浓度﹥pH﹥吸附时间.研究将吸附剂对Cu~(2+)吸附工艺参数进行了优化,得出吸附最优条件:初始浓度为18.00 mg/L,pH为5.50,吸附时间为30.00 min.在此最优条件下,3次试验的Cu~(2+)去除率均值都达到99.42%,试验值与理论值绝对偏差为0.69%.     

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。     

MCM-41-PAA杂化介孔材料的制备及其对Hg(Ⅱ)离子吸附研究

本文基于介孔材料具有均一可调的孔径结构、高比表面积以及稳定的骨架,利用硅藻土作为硅源,CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)为模板剂,掺杂聚丙烯酸,制备了杂化的功能介孔材料MCM-41-PAA,采用FT-IR、XRD、氮气吸脱附、SEM等手段对该介孔材料的组成、结构与形貌进行了表征,并利用所制备的功能吸附剂MCM-41-PAA对Hg(Ⅱ)进行了吸附研究,探讨了吸附剂的用量、Hg(Ⅱ)初始浓度、pH值和吸附时间等因素对Hg(Ⅱ)离子吸附效果的影响。研究表明:当吸附剂的用量、Hg(Ⅱ)浓度、pH和吸附时间分别为0.2g、300mg/L、4和180min时,对应的吸附量达到132mg/g。     

吡啶酮改性纤维素吸附剂对金属离子的吸附性能

经过两步简单反应合成了一种新型吡啶酮功能化纤维素吸附剂。该吸附剂的结构和表面形貌分别通过红外光谱和扫描电镜进行了表征,研究了其作为吸附剂对重金属离子的吸附性能。结果表明,吡啶酮双酸改性后纤维素吸附剂的表面变粗糙、比表面积增大,该吸附剂对Cu~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)、Co~(2+)的最大吸附容量分别达到146.52mg/g、233.05mg/g、192.08mg/g、258.13mg/g;对金属离子的吸附行为符合拟二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型;通过对吸附剂吸附金属离子前后的红外光谱研究,发现吡啶酮的酮羰基和羧酸基团同时参与了金属离子的吸附过程。     

改性介孔二氧化硅分离富集-火焰原子吸收光谱法检测痕量镉

利用叠氮化介孔二氧化硅与炔丙胺反应,制备了炔丙胺介孔二氧化硅吸附材料,采用傅立叶红外光谱仪对其进行表征,并用于水样中痕量镉的富集。吸附材料在溶液pH 7.5时,恒温振荡30 min能高效吸附痕量Cd~(2+),吸附的Cd~(2+)用1 m L 1 mol/L HNO_3振荡30 min完全洗脱,火焰原子吸收法测定。在最佳实验条件下,方法的线性范围为0.5~50 ng/m L,方法检出限为0.06 ng/m L(3σ,n=20),富集倍数可达50倍,对20 ng/m L Cd~(2+)测定相对标准偏差为1.9%(n=20),加标回收率为95.5%~97.5%。吸附材料可循环使用25次以上并用于水样中Cd~(2+)的测定。     

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。     

凹凸棒黏土负载纳米TiO_2-Fe_3O_4吸附剂的制备及Cr(Ⅵ)的脱除

采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO_2和Fe_3O_4的凹凸棒黏土(TiO_2-Fe_3O_4-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO_2-Fe_3O_4前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3∶4时吸附效果最佳。当吸附剂质量为0. 6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0. 8 mg/L时,pH=6,温度20℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79. 8%。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。在20～40℃条件下,吸附过程ΔG 0、ΔS=-43. 55 J/(mol·K)、ΔH=-14. 36 k J/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。TiO_2-Fe_3O_4-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。     

污泥/钛铁矿复合吸附剂的制备及其吸附Cr(Ⅵ)研究

以城市污水处理厂剩余污泥为原料,添加微量钛铁矿,采用氯化锌活化法制备复合吸附剂,并考察了其对含Cr(Ⅵ)废水的处理效果。研究表明:钛铁矿添加量1.5%、氯化锌浓度3 mol/L、固液比1∶2、活化温度550℃和活化时间40 min时,复合吸附剂碘吸附值可达523.24mg/g,比表面积为285.003 m2/g,相对于不添加钛铁矿的纯污泥吸附剂分别提高了27.95%和43.08%;吸附Cr(Ⅵ)废水研究表明,当pH为1.5、吸附剂用量为4 g/L、吸附时间为120 min时,吸附率可达99.17%,吸附量为12.4 mg/g。     

Fe3O4/HA复合吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

采用碱溶酸析法提取腐植酸(HA),通过CaCl₂对其改性后与Fe₃O₄进行复合,制备出不同配比的Fe₃O₄/HA复合吸附剂。利用SEM、BET、FT-IR、XRD分析方法对HA、钙改性HA、Fe₃O₄/HA复合吸附剂进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Ni(Ⅱ)吸附率的影响。结果表明:质量复合比mHA:mFe₃O₄:mCaCl₂为3∶2∶2的Fe₃O₄/HA复合吸附剂(HA2)对Ni(Ⅱ)吸附效果最佳。当加入0.8 g吸附剂,Ni(Ⅱ)初始浓度为0.1 g·L^-1,吸附5 h,pH=5,温度40℃,吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附率为92.57%。复合吸附剂在4次吸附脱附后,对Ni(Ⅱ)的吸附率仍达到52%。吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温式。在20℃~40℃条件下,热力学参数ΔG<0、ΔS=37.57 J/(mol·K)、ΔH=11.07 kJ·mol^-1,表明该吸附是自发、熵增、吸热的过程。     

微孔结构铅(Ⅱ)印迹聚合物的制备及其吸附性能的FAAS法分析

以8-羟基喹啉作为络合剂,Pb(NO_3)_2为模板离子,苯乙烯、EGDMA和AIBN分别为功能单体、交联剂和引发剂,本体聚合技术制备微孔结构Pb~(2+)印迹聚合物,用于从水溶液中快速吸附和选择分离痕量Pb。傅里叶变换红外光谱法和扫描电镜表征Pb-IIPs和NIPs的表面形貌和结构。以FAAS法研究了Pb~(2+)初始质量浓度、溶液pH及吸附时间等因素对聚合物吸附性能的影响。结果表明,Pb~(2+)的最佳吸附条件为:Pb~(2+)初始质量浓度为10mg/L,pH5~6,吸附时间约为4h时,最大吸附容量达到2.86mg/g,是非印迹聚合物吸附容量的3.95倍;印迹聚合物重复使用5次以上,选择分离痕量Pb重复效果较好。     

改性香蕉叶对Ca~(2+)的吸附性能研究

以改性香蕉叶作为吸附材料吸附溶液中的Ca~(2+),研究了Na OH浓度和反应时间对香蕉叶改性效果的影响,并研究了吸附时间、温度、吸附剂用量、Ca~(2+)初始质量浓度、溶液p H值对改性香蕉叶吸附性能的影响,包括吸附平衡和吸附动力学过程。结果发现,改性香蕉叶吸附剂的最佳制备方案为:Na OH浓度为0.2mol/L,反应时间为1h;改性香蕉叶吸附剂对Ca~(2+)的吸附平衡较好地符合Langmuir吸附等温式,其吸附动力学符合准二级动力学模型,由此确定其吸附类型为化学吸附;通过红外光谱分析和扫描电镜显示,改性的过程可除去香蕉叶纤维表面的果胶、半纤维素、木质素,使Ca~(2+)更容易接触纤维表面而被吸附。     

Ca~(2+)交联聚丙烯酸钠的合成及其对Pb~(2+)的吸附研究

利用溶液聚合法和Ca~(2+)表面交联法制备了Ca~(2+)交联的聚丙烯酸钠(CPAANa)。在25℃条件下,以CPAANa为吸附剂,开展了对Pb~(2+)的吸附研究工作,以FT-IR,SEM和TGA测试手段分析了吸附前后CPAANa样品的变化。吸附研究显示,CPAANa在p H值为2~5.5的范围内具有很好的吸附性能,对初始浓度低于300mg/L的Pb~(2+)废水可以达到99%以上的去除率。CPAANa对Pb~(2+)的吸附动力学符合准二级动力学模型,其等温曲线符合Langmuir吸附模型,由此得到的最大吸附量为650.34mg/g。由D-R模型得出的平均吸附自由能E=26.1k J/mol,表明CPAANa对Pb~(2+)的吸附属于化学吸附。重复利用实验显示,该材料具有较好的重复利用性能。     

改性蓖麻秸秆对镉的吸附特征研究

以蓖麻秸秆为研究对象,通过红外光谱、扫描电镜和比表面分析仪对改性前后蓖麻秸秆粉末的结构进行了表征,采用正交设计法研究了NaOH浓度、时间和温度对改性后蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)吸附的影响,并分析了改性前后蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)的吸附热力学和动力学特征。结果表明:NaOH改性使蓖麻秸秆中较多的羟基暴露出来,使得蓖麻秸秆的表面结构疏松、比表面积增加、有效吸附位点增加,提高了改性蓖麻秸的吸附能力; 10%NaOH在150℃、反应8 h后制得的改性蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)的吸附率最大,达71.24%,是改性前的1.79倍,吸附率提高了78.50%;改性蓖麻秸秆粉末对Cd2+的吸附是单层吸附,既有物理吸附也有化学吸附,改性后蓖麻秸秆粉末对Cd~(2+)的最大吸附容量是138.81 mg/g,是改性前的2.21倍,其吸附过程更适合用伪二级动力学模型描述。