新型络合吸附剂的研究(Ⅲ)——镍离子模板高分子多乙烯多胺络合吸附剂的合成和特性

以金属Ni(Ⅱ)离子为模板,合成了高分子多乙烯多胺络合吸附剂.研究了它们对重金属离子(Cu²⁺,Ni²⁺,Zn²⁺,Co²⁺的吸附特性.结果表明,这类吸附剂对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)离子的吸附容量分别达239.60、231.30、131.83、81.23mg/g(千);相应选择性顺序为Cu(Ⅱ)≈Ni(Ⅱ)>Zn(Ⅱ)>Co(Ⅱ).     

一步法制备糖蜜基活性炭及其界面吸附行为

以糖厂废弃的糖蜜为原料,Na_2CO_3为活化剂,采用一步直接化学活化法制备了糖蜜基活性炭(AC).采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、N_2吸附-脱附及元素分析手段对产物进行了表征,证实其为多孔的石墨化碳材料,比表面积高达1023 m~2/g.研究了糖蜜基活性炭对溶液中的重金属离子Pb(Ⅱ)的脱除性能,结果表明:糖蜜基活性炭的吸附容量高于市售活性炭(CC),且所需吸附时间和投炭量均低于市售活性炭;其吸附动力学符合准二级动力学的Langmuir吸附,为单分子层的化学吸附;吸附Pb(Ⅱ)的糖蜜基活性炭可循环再生和重复使用.     

新型络合吸附剂的研究(Ⅱ)——铜离子模板高分子多乙烯多胺络合吸附剂的合成和特性

以金属Cu(Ⅱ)离子为模板,合成了高分子多乙烯多胺络合吸附剂,研究了它们对重金属离子(Cu²⁺,Ni²⁺,Co²⁺,Zn²⁺)的吸附特性。发现这类吸附剂具有高吸附容量和优良的吸附选择性。     

改性层状双氢氧化物对铜离子(Ⅱ)和双酚A的协同吸附

采用离子交换法制备了十二烷基苯磺酸根(DBS^-)和柠檬酸根(Cit^3-)复合改性层状双氢氧化物(LDHs),简写为DBS-Cit-LDHs。 利用粉末X射线衍射分析、红外光谱分析、比表面积测定以及元素分析等技术手段对样品进行了表征。 结果表明,DBS^-和Cit^3-已柱撑进入LDHs层间。 研究了DBS-Cit-LDHs对水中重金属离子Cu²⁺和有机污染物双酚A(BPA)的协同吸附性能。 吸附实验结果表明,DBS-Cit-LDHs能同时高效去除Cu²⁺和BPA;对Cu²⁺的强吸附能力缘于DBS-Cit-LDHs层间Cit^3-与Cu²⁺形成了稳定配合物;对BPA的强吸附能力缘于分配作用,且吸附能力与样品比表面积无关。 DBS-Cit-LDHs对Cu²⁺的吸附动力学和热力学分别符合准二级动力学方程和Freundlich等温式;对BPA的吸附分别符合准一级动力学方程和Linear等温式。 二者吸附过程的ΔG^o和ΔH^o均为负值,表明吸附为自发放热过程。     

Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)-MOF探针研究进展

金属有机框架材料(MOF)是一种由金属离子和桥联配体自组装而成三维网状结晶固体骨架材料，是一种新型的多孔配位聚合物材料。由于其具有孔结构可调节性，结构可设计性和超高比表面积等特点，因此在很多领域展现出广泛的应用前景，尤其是在吸附重金属离子方面的应用受到了很大关注。本文综述了近几年分别由单配和混合方式构筑的MOF材料在吸附Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)方面的应用，并对MOF材料在重金属离子吸附领域做出展望。     

羟基磷灰石及其复合材料对重金属的吸附研究进展

羟基磷灰石具有特殊的晶体结构,对二价的重金属离子有很强的结合力,是一种可用于环境污染治理的新型功能性材料。它可有效地吸附去除水中的Pb2+,Cd2+,Cu2+,Zn2+,Co2+,Ni2+等重金属离子,但其粉体的结构却限制了它在水环境中的实际应用。随着纳米技术、复合材料技术的发展,在羟基磷灰石的基础上开发出的具有高效吸附性能或分离特性的新型材料在重金属吸附研究中显示了潜在的优势。本文综述了羟基磷灰石及其复合材料对水中重金属去除方面的研究进展,探讨了它对重金属吸附机理,并对羟基磷灰石进一步的研究提出了展望。     

麦麸对重金属离子的吸附性能研究

以麦麸为天然吸附剂,从水溶液中去除重金属离子.实验表明,麦麸对重金属离子有优良的吸附性能.在约10min内达到吸附平衡,吸附容量分别为:Hg2 70mg/g、Pb2 63mg/g、Cd2 21mg/g、Cu2 15mg/g、Ni2 13mg/g及Cr3 9.3mg/g;吸附速率很快,并且对上述金属离子有良好的选择性.     

还原态氧化石墨烯的制备及其对重金属离子的吸附性能

通过乙二胺（EDA）对氧化石墨烯（GO）进行还原制备了还原态氧化石墨烯（RGO）,利用红外光谱、拉曼光谱、热重分析和扫描电子显微镜等技术对制得的RGO进行了表征。 考察了RGO复合材料在静态吸附条件下对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)金属离子的吸附性能。 结果表明,该吸附材料对上述4种重金属离子在25 ℃时的静态饱和吸附量分别为396.6、115.3、54.2和38.6 mg/g。 吸附于RGO上的Pb(Ⅱ)可用0.05 mol/L HCl溶液进行洗脱,再生后的RGO重复使用3次时吸附量能达到首次吸附量的85%。     

芴基共价三嗪骨架聚合物的室温合成和取代基效应研究

高效合成和功能性基团的引入是当前有机微孔聚合物材料研究的热点. 采用强质子酸催化的腈基三聚环化反应, 室温合成制备了一系列带有不同取代基的芴基共价三嗪骨架聚合物(FCTF1～FCTF3), 系统研究了取代基的变化对所得材料光学性能、多孔性能及CO₂吸附能力的影响. 其中乙基取代的聚合物FCTF2具有最高的BET比表面积(621 m²/g)和CO₂吸附能力(1.8 mmol/g, 273 K/1.1 bar). 该研究有助于加深对有机微孔聚合物结构与性能关系的理解, 对该类材料的分子设计有借鉴意义.     

多孔氧化物块体材料的制备及其对重金属离子吸附研究进展

目前去除重金属离子的方法较多,其中吸附法因操作简单、经济性好而被广泛使用。多孔氧化物块体材料作为新兴的吸附材料具有比表面积高、机械强度高及可回收性好等特点,但吸附选择性差以及孔结构单一的缺陷限制了其在水体重金属处理中的应用。本文详细叙述了多孔氧化物块体材料的多种制备方法,并分别讨论了各方法的优势及其不足。介绍了近几年研究较多的多孔氧化物块体材料及其制备方法与特性。最后,对多孔氧化物块体材料对Pb、Cd及Cr等重金属离子吸附性能的影响因素及改善措施方面进行了总结分析,并指出多种材料的复合、材料表面的接枝改性及分级多孔结构的构建会增强对重金属离子的吸附性能。期望本文为多孔氧化物块体材料的制备及其在重金属离子吸附方面的应用提供参考。     

Simultaneous analysis of Cu and Pb as ABEDTA complexes in Rhizoma coptidis by capillary electrophoresis coupled with solid phase extraction

A novel capillary electrophoresis method for simultaneous determination of Cu and Pb has been developed in this paper.Cu（Ⅱ） and Pb（Ⅱ） ions were reacted with ABEDTA to form complex to achieve an ideal sensitivity of heavy metal complexes.The digestion solution of Rhizoma coptidis drug sample was purified by neutral Al₂O₃ column chromatography and the chromatographic behavior of metal-L complexes was investigated.The calibration curve was linear in the range of 5-60μg/mL for Cu²⁺ and 5-25μg/mL for Pb²⁺ with the correlation coefficients 0.9970 and 0.9972 for each（n = 5）.The average recoveries were 86.2%for Pb and 90.1%for Cu,while the relative standard deviations were 5.1%and 3.6%respectively.The method was successfully applied to determine Cu and Pb in R.coptidis drug samples.     

乙基纤维素磁性复合材料对溶液中铜离子的吸附性能

重金属离子对生态环境以及人类健康造成了严重的危害,因此处理水体中的重金属离子迫在眉睫。采用共沉淀法,以乙基纤维素为模版,将四氧化三铁（Fe₃O₄）纳米颗粒与乙基纤维素复合,制备了乙基纤维素磁性复合材料（EC/Fe₃O₄）。探究了吸附添加量、溶液pH值和吸附时间等因素对溶液中Cu（Ⅱ）吸附过程的影响。结果表明,EC/Fe₃O₄表现出良好的吸附速率和吸附性能。吸附4 min,可达到吸附平衡状态。在Cu（Ⅱ）浓度为20 mg/L,pH=7,吸附时间为160 min条件下,EC/Fe₃O₄的单位吸附量q_e为76.98 mg/g,最大去除率为94.68%。在经过8次吸附循环后,单位吸附量为62.21 mg/g。     

13X分子筛去除水中重金属离子的研究

以人工合成的13X型分子筛为吸附剂,研究了水中Pb2 、Cd2 和Cu2 在分子筛上的吸附行为,讨论了Pb2 、Cd2 和Cu2 共存条件下的竞争吸附,并考察了水中存在的Na 、Mg2 、Ca2 等离子对分子筛吸附去除重金属的影响.实验结果表明,13X分子筛对Pb2 、Cd2 和Cu2 3种离子的吸附符合Langmuir模型,最大吸附量分别为2.47mmol/L、2.0mmol/L和1.78mmol/L.在竞争吸附条件下,13X分子筛对3种重金属离子的选择性依次为pb2 ＞Cd2 ＞Cu2 .水中存在的Na 、Mg2 、Ca2 等对分子筛吸附重金属效率有一定的影响,其中Ca2 对Cu2 在分子筛上的去除影响最为显著.     

Highly Efficient Co-removal of Heavy Metals in Wastewater from Chemical Oxygen Demand Testing Instrument by Cysteine-functionalized Magnetic Nanoparticles

Wastewater discharged from chemical oxygen demand（COD） testing instrument was generally difficult to treat due to its high content of heavy metals and very low pH. In this study, a kind of cysteine-functionalized magnetic nanoparticles（MNPs-Cys） was synthesized and used to treat the wastewater. The synthesized MNPs-Cys as the adsorbent for heavy metal removal from aqueous solutions were systematically investigated. The adsorption dynamic process fit the Langmuir isotherms well with a maximum adsorption capacity of 76.92 mg/g for Cu（Ⅱ）. The adsorbent could be easily regenerated by 0.1 mol/L HNO3, which exhibited a high adsorption performance within 10 cycles. This adsorbent, combined with a developed pretreatment approach, could make Cr（Ⅲ）, Hg（Ⅱ） and Ag（Ⅰ） in the wastewater discharged from COD testing instrument effectively removed and the removal efficiency is more than 99%. This work gave a new insight into the design and synthesis of high-performance materials for treating wastewater with heavy metals.     

超声辅助高吸附型复合凝胶的制备及对水中Pb(Ⅱ)的响应和去除性能

以秸秆纤维素和木质素为原料,通过超声辅助法制得了新型纤维素-木质素复合凝胶（UCHy）。对样品进行扫描电镜（SEM）、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱和X射线衍射（XRD）表征分析,考察了其在不同浓度Pb（Ⅱ）中的溶胀性能,研究了pH值、反应时间、温度、Pb（Ⅱ）初始浓度对其吸附能力的影响。结果表明,纤维素和木质素的添加有利于凝胶形成致密的纤维束堆积结构,超声作用则能促进凝胶连续孔洞微结构的形成,因而具备较高的溶胀率以及污染物吸附量。溶胀初期Pb（Ⅱ）溶液在UCHy中的扩散行为可用non-Fickian扩散定律描述,整体溶胀行为符合Schott’s准二级动力学方程。UCHy对Pb（Ⅱ）的吸附量随溶液pH值的增大而增大,随反应温度的升高而减小。吸附等温数据同时符合Langmuir与Freundlich模型,饱和吸附容量为786.16 mg·g^-1,吸附过程符合拟二级动力学方程。该复合凝胶表现出极高重金属的吸附性能和敏感性,具有较大的应用前景。     

离子印迹法制备对铜离子(Ⅱ)选择性吸附的碳基材料

通过钨离子印记方法,合成了对铜离子有高选择性吸附性能的碳基材料。 在四乙烯五胺(TEPA)、钨酸铵和葡萄糖摩尔比为1:1:5条件下,经水热法合成的碳基吸附材料能有效地吸附铜离子,对铜离子吸附的最佳pH=5。 在Cd²⁺、Co²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺和Zn²⁺摩尔浓度相近体系中,离子印记碳基吸附材料对铜离子的吸附率高达97.2%,而对Cd²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺吸附率分别为20.1%、9.63%、20.3%、13.3%,表明这种离子印记碳基吸附材料对Cu²⁺具有非常优异的选择吸附能力。     

UiO-66-NH2/wood的设计构筑及高效去除水中微量重金属离子性能

矿山开采、 金属冶炼、 新型金属材料的发展以及城市供水系统老化所造成的重金属(铅、 镉、 汞、 砷、 铬、 铜及锌等)污染问题已日趋严重. 传统的水处理方法很难有效地去除低浓度的重金属污染物. 本文以天然木材为载体, 采用溶剂热合成法, 在木材三维孔道中原位合成UiO-66-NH₂金属有机框架材料(MOFs)纳米颗粒, 制备了UiO-66-NH₂/wood复合膜材料. 该复合膜材料对去除水中微量重金属离子(Hg²⁺, Cu²⁺)表现出优异的性能. 当处理速率为1.1×10² L?m^-2?h^-1时, 该复合膜材料去除水中微量重金属离子的效率仍可达到90%以上, 且处理后水中重金属离子含量低于国家饮用水标准. 这可归因于木材本身独特的三维孔道结构, 在提高水通量的同时, 还可以增加水溶液中重金属离子与MOFs颗粒的接触机会, 以及孔道内均匀分布的UiO-66-NH₂ MOFs颗粒中的—NH₂可以与重金属离子通过配位作用相结合. 该UiO-66-NH₂/wood复合膜材料还具有良好的重复利用性, 在连续6次循环使用后其去除效率无明显变化, 有望进行实际应用.     

Remove of Heavy Metals(Cu2+, Pb2+, Zn2+ and Cd2+) in Water Through Modified Diatomite

At present, heavy metal pollution has become a major environmental problem, influencing the survival of human and other creatures. Developing heavy metal ion adsorbents, which are environment friendly, of low cost and good performance is one of the effective means to solve heavy metal pollution. Rich low-grade diatomite mineral, as raw material, was modified with calcium carbonate to improve the adsorption properties of diatomite for heavy metal ions. The effects of dosage(m), pH, adsorbing time(t), temperature(T) and concentration of adsorbent(c) on the removal rate of heavy metal ions(Cu²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺ and Cd²⁺) were studied. The results show that under the suitable conditions, T=15 ℃, c=1.5 mmol/L, m=10 g/L, t=60 min, in a weak acid environment, the removal effect of the four kinds of metal ions by modified diatomite is the best.     

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。     

Efficient Removal of Lead from Washing Effluent of Lead-contaminated Soil with Garlic Peel

Wastewater produced from the soil washing process contains heavy metals, which limits its reuse for washing. So it is necessary to develop an efficient and economical way to recycle it, and this study presented a biosorption method to realize this goal. A typical soil sample contaminated by lead was taken from the real field near a lead smelting factory, used for the toxic metals extraction with dilute citric acid. A leach liquor was obtained with lead ions at the level of 12.35 mg/L, Cd 1.2 mg/L, Cu 1.5 mg/L, Zn 2.6 mg/L, as well as the coexisting anions, such as sulphate, silicate, chloride at the concentration of several hundred miligram per liter. The garlic peel was modified by a simple chemical saponification process and used as the biosorbent for toxic metal removal. Firstly, the adsorption behavior of lead ions on the saponified garlic peel was systematically investigated using the synthetic solutions, and then the adsorption mechanisms were explored by detailed experiments combining with the thermodynamic calculation reuslts of the aqueous system of Pb(Ⅱ)-citrate-H₂O. It was found that in artificial solution containing 0.01 mol/L citrate, the maximum adsorption capacity of 261.0 mg/g was reached at pH near 3.0, and also at this very pH value the Pb²⁺ and Pb(H₂Cit)⁺ were the dominant lead species, which are favorable for adsorption due to its easier approaching to the -COO^- ligands in the saponified garlic peel partilces via charge attraction, and the appearance of Pb(HCit)⁰ and Pb(Cit)^- at pH above 3.0 inhibits the adsorption. Secondly, the real leach liquor was used for adsorption tests, and twice adsorption under the optimal conditons would decrease the residual concentrations of Pb, Cd, Cu and Zn to zero. After elution by using 0.1 mol/L nitric acid, the adsorbed metals can be recovered and garlic peel can be reused for at least 10 cycles effectively. This study presents a prospective biosorption method for economical and efficient removal of the lead ions from soil washing wastewater with citric acid as the leaching reagent.