二硫代氨基甲酸酚醛型螯合树脂的合成及其对Ag~+的吸附性能研究

以乙二醇单苯醚-甲醛负载三乙烯四胺螯合树脂(PB-TETA)为前驱体,经氨基与二硫化碳反应,得到含二硫代氨基甲酸基酚醛型螯合树脂(PB-TETA-CS2)。对所制备的新型螯合树脂进行了红外光谱和元素分析等表征,研究了树脂对Ag+、Hg2+、Cu2+、Pb2+和Ni2+等金属离子的静态饱和吸附量及树脂对Ag+的动力学及热力学吸附性能。结果表明,该树脂对Ag+的吸附量最高;pH=4时的最大吸附量为0.18mmol/g。树脂对Ag+的吸附受液膜扩散控制,等温吸附过程符合Langmuir单分子吸附模型。     

典型含氮螯合树脂对铜镍离子吸附分离特性的研究

选择典型含氮螯合树脂IRC747作为高选择性吸附剂,系统研究其对单组份及双组份Cu(II)与Ni(II)的吸附分离行为。单组份静态实验结果表明,静态吸附等温线和动力学过程可以采用Langmuir方程和Lagergren二级动力学方程拟合。通过分析吸附作用前后树脂理化结构,推测螯合树脂与重金属离子的配位结合形式是以N原子和磷酸羟基上的O原子组成的五元环,并通过DFT理论模型进行了计算验证。在Cu(II)/Ni(II)双组份体系中,Cu(II)和Ni(II)的竞争吸附行为可用Extended Langmuir模型较好地描述。高浓度Ni(II)条件下,Cu(II)在IRC747树脂上有更好的吸附选择性能,在前230BV、245BV出水中,Ni(II)纯度分别高达100%、99.999%,经过简单的电解浓缩处理后可回收利用,并设计高纯镍制备工艺流程,为树脂在高纯金属制备方面提供了理论和技术上的支持。     

以Pb-(BrO_3~-/Br~-)为媒介间接电氧化合成双醛淀粉

应用间接氧化法,以Pb为阳极,BrO3-/Br-为氧化媒介,电氧化淀粉制备双醛淀粉.研究了温度、硫酸与淀粉浓度对电合成过程的影响.在35℃,阳极液WNaBr=2%,CH2SO4=0.05 mol/L,W淀粉=10%,电流密度15 mA/cm2的实验条件下,电流效率为50%.     

新型吸附剂的合成、表征及其对Ni(II)的吸附研究

利用滴加法合成了球形含Ni2 交联壳聚糖,并通过胺化引入大量活性氨基,再经除镍制成对重金属镍离子具有较好吸附能力的新型吸附剂[P-C-CTS(Ni)].通过Ni2 吸附容量的测定,IR及XPS分析,验证了合成技术路线的正确性.通过研究pH值对吸附量的影响,初步讨论了无柠檬酸根(Cit)配位体存在时,吸附剂对Ni(II)的吸附为螯合作用.通过Cit存在条件下(cNi=cCit=0.852mmol·L-1),吸附剂对Ni(II)离子和Cit的吸附量随pH值的变化,结合相应pH值下金属镍的形态分布,探讨了其对Ni(II)的吸附机理,研究认为不仅仅是简单的螯合作用,其吸附机理和吸附量与溶液中金属离子的存在形式有关,引入静电吸附原理解释了吸附剂对Ni(II)的吸附现象.     

固定化脲酶催化作用下双醛纤维素对尿素氮的吸附平衡和动力学

研究了在固定化脲酶催化作用下双醛纤维素对尿素氮的吸附平衡和动力学. 吸附过程符合Langmuir方程, 为单分子层化学吸附. 考察了双醛纤维素的氧化度、初始尿素氮浓度、双醛纤维素与固定化脲酶的质量比和温度等对双醛纤维素吸附尿素氮的影响, 结果表明上述因素对尿素氮的吸附均有较显著的影响. 实验数据能很好地拟合准二级吸附速率方程, 说明该吸附过程遵从二级动力学模型. 当氧化度为88%的双醛纤维素与固定化脲酶的质量比为10∶1, 尿素氮浓度为638.3 mg•L^－1时, 由Arrhenius方程求得表观吸附活化能为6.0 kJ•mol^－1, 该吸附过程为吸热反应.     

聚苯乙烯负载双亚砜及三乙烯四胺螯合树脂的合成及其对Hg~(2+)的吸附性能研究

合成了聚苯乙烯负载双亚砜及三乙烯四胺新型螯合树脂[PS-(SO-TETA)_2]。对所制备的新型螯合树脂进行了红外光谱和元素分析等表征,研究了树脂对Hg~(2+)的静态饱和吸附量及树脂对Hg~(2+)的动力学及热力学吸附性能。结果表明,pH=3时,PS-(SO-TETA)_2对Hg~(2+)的最大吸附量为0.89mmol/g。树脂对Hg~(2+)的吸附是以液膜扩散为主的过程,拟二级动力学方程能更好地描述该吸附行为,等温吸附符合Langmuir单分子吸附模型。     

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。     

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。     

双变性淀粉吸附剂的合成及吸附性能研究

以环氧氯丙烷、交联化淀粉和丙烯腈为原料,水为溶剂,硝酸铈铵为引发剂,通过接枝反应合成了双变性淀粉吸附剂。其最佳制备工艺条件是交联化淀粉2g,硝酸铈铵浓度0.004mol/L,丙烯腈浓度0.3774mol/L,接枝温度35℃,接枝时间240min,料液比1:10(W/V)。对制得的双变性淀粉进行金属离子吸附性能评价,发现Cr6 吸附时使溶液处于中性或微酸性环境下,Cu2 吸附时使溶液处于弱碱性环境下,Cu2 的吸附率达到86.3%,Cr6 吸附率达78.2%,Cu2 吸附效果大于Cr6 。     

交联氨基淀粉对氨基黑的吸附性能研究

合成了乙二胺改性交联氨基淀粉(CAS),并研究了其对酸性偶氮染料氨基黑的吸附性能.结果表明,CAS对氨基黑的吸附基于静电作用,溶液最优酸度为pH=3.0,5h内即达到吸附平衡.吸附动力学研究表明,其吸附过程满足准二级吸附方程式.在金属离子共存条件下,CAS对氨基黑的吸附容量增加,其中Cu2+、Ni2+离子存在下其吸附容量上升最大,增加了36.6%,金属离子的共协同效应主要由于金属离子被CAS吸附,增加了CAS的正电荷,进一步增强了与氨基黑的静电作用,使吸附容量上升.     

氨基乙酸类螯合树脂对高盐重金属离子废水的高效无害化处理技术研究

以自制的氨基乙酸螯合树脂(NDC-AA)为吸附剂,分别研究其对Ni(II)的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明,在p H=5时,NDC-AA对Ni(II)的吸附量达到0.654mmol/g。静态吸附等温线和动力学过程可采用Langmuir方程和准二级动力学方程进行拟合。通过研究共存盐体系下NDC-AA树脂对Ni(II)的吸附规律,发现NDC-AA相比于商用树脂Amberlite 747和D001具有更好的耐盐性。动态吸附实验结果表明,NDC-AA树脂在处理实际废水时优选2BV/h的吸附流速。采用质量分数为4%的盐酸对吸附后树脂进行再生,多次再生后树脂吸附效果稳定。可见,NDC-AA树脂可应用于高盐重金属离子废水的高效无害化处理。     

新型支化聚乙烯亚胺螯合树脂的制备及吸附性能研究

在聚乙烯亚胺(PEI)的胺基上接枝4种不同的侧链,制备出4种新型的螯合树脂。研究这些螯合树脂对重金属离子Hg(II)、Cd(II)、Co(II)、Cu(II)、Zn(II)、Pb(II)、Mg(II)的吸附性能以及选择性吸附,并对温度对Cu(II)的最大吸附量的影响进行了研究。结果表明:新型的螯合树脂对Hg(II)有很好的吸附性能和吸附选择性,对Cu(II)、Cr(III)重金属离子也有较好的吸附性能,随着温度的升高,树脂对金属离子的吸附量逐渐上升。     

新型吸附剂的合成、表征及其对Ni(II)的吸附研究

利用滴加法合成了球形含Ni^2＋交联壳聚糖, 并通过胺化引入大量活性氨基, 再经除镍制成对重金属镍离子具有较好吸附能力的新型吸附剂[P-C-CTS(Ni)]. 通过Ni^2＋吸附容量的测定, IR及XPS分析, 验证了合成技术路线的正确性. 通过研究pH值对吸附量的影响, 初步讨论了无柠檬酸根(Cit)配位体存在时, 吸附剂对Ni(II)的吸附为螯合作用. 通过Cit存在条件下(c_Ni＝c_Cit＝0.852 mmol•L^－1), 吸附剂对Ni(II)离子和Cit的吸附量随pH值的变化, 结合相应pH值下金属镍的形态分布, 探讨了其对Ni(II)的吸附机理, 研究认为不仅仅是简单的螯合作用, 其吸附机理和吸附量与溶液中金属离子的存在形式有关, 引入静电吸附原理解释了吸附剂对Ni(II)的吸附现象.     

一种环境友好的淀粉基缓释铜肥的制备及性能测试

以L-半胱氨酸、双醛淀粉缩合反应制得双醛淀粉半胱氨酸螯合树脂并实现了对Cu~(2+)的螯合吸附,此后经海藻酸钠包埋造粒,制备了一种新型淀粉基缓释铜肥。采用红外、元素分析和扫描电镜对该铜肥的组成及形貌做了表征。通过水溶出率试验以及土壤培养试验初步考察了该肥料的缓释性能。结果表明,该肥料中铜含量为1.40%,粒径约为3 mm,铜的释放主要依赖于肥料的降解。pH,温度及土壤湿度对Cu释放率有一定的影响。在正常的土壤湿度下,该铜肥28天后的释放率仅为17.66%,具有良好的缓释效果。     

高容量咪唑型螯合树脂的制备及其对Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)的吸附性能

以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂,1-乙烯基咪唑(VIM)为单体,溴化亚铜/2,2'-联吡啶为催化剂体系,采用表面引发原子转移自由基聚合技术(SI-ATRP),将1-乙烯基咪唑接枝到CMCPS树脂表面,制得新型咪唑型螯合树脂(VIM-CMCPS),并采用X射线光电子能谱、元素分析和扫描电镜对其进行表征。考察了该螯合树脂对Cd2+和Zn2+的吸附性能、动力学和热力学参数。该螯合树脂表面VIM接枝密度达1.008 mg/m2。结果表明,该树脂对Cd2+和Zn2+的吸附量随溶液初始浓度和温度的升高而增加,当p H值分别为3.6和2.4时,对Cd2+和Zn2+的吸附效果最佳,树脂的静态饱和吸附容量分别为653.1 mg/g和793.3 mg/g,Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度。热力学平衡方程计算得ΔG0,ΔH=24.47 k J/mol,ΔS0,表明该吸附过程是自发、吸热、熵增加的过程。动力学研究表明,该过程符合准二级动力学模型。     

Ni^2＋／TiO2介孔材料光催化降解造纸废水影响因素的研究

溶胶-凝胶法合成了不同Ni掺杂量的Ni2 /TiO2介孔复合材料.用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、红外(FT - IR)光谱和N2吸附脱附等对产物结构进行了表征.考察了Ni掺杂量、催化剂的用量、初始pH、外加氧化剂等因素对光催化降解造纸废水的影响.结果表明: Ni2 /TiO2介孔复合材料光催化降解造纸废水的最佳反应条件为:Ni掺杂量为2%、催化剂用量1.5g/L、初始pH=4、通氧;光照4 h后,废水色度去除率达100%; 12 h后,废水CODCr去除率达到83.4%.     

高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂的制备及吸附性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 氯甲基化的交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为大分子引发剂, CuBr/2,2'-联吡啶(Bpy)为催化剂, 采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术, 使甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合在CMCPS树脂表面, 制得了环氧化聚合物. 将该聚合物与亚胺基二乙酸(IDA)反应, 制备了高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂(IDA-PGMA-CMCPS), 用元素分析对其进行了表征. 考察了螯合树脂对Cu²⁺的吸附性能及动力学和热力学参数. 该螯合树脂表面IDA接枝密度达8.15 mg/m². 研究结果表明, 树脂对Cu²⁺的吸附量随离子浓度和温度的升高而增加, 当pH值为2.2时, 对Cu²⁺离子的吸附效果最佳. 树脂的静态饱和吸附容量为1339.66 mg/g, Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度. 通过热力学平衡方程计算ΔG<0, ΔH=270.60 kJ/mol, ΔS>0, 表明该吸附过程是自发、 吸热、 熵增加的过程. 动力学研究结果表明, 准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果, 该过程符合准二级动力学模型.     

尿素改性制备螯合剂的研究

以玉米淀粉为原料,分别制备交联淀粉、醚化淀粉、胺基淀粉和DTC改性淀粉,并对四种改性淀粉的最佳制备条件进行了研究。通过对各样品进行FTIR和SEM分析,并对DTC改性淀粉进行了CuSO4溶液螯合实验。FTIR和SEM分析均表明,淀粉改性成功,且通过螯合实验分析可知,在中性CuSO4溶液中,螯合性能随DTC改性淀粉硫含量的增加而增加;在不同pH的CuSO4溶液中对螯合性能进行比较,当pH=11,硫含量为1.54%(wt),DTC改性淀粉用量为0.10g时,螯合性能达到最高值500.9mg/g。     

异双希夫碱配合物的合成与表征

邻苯二胺与5-氯-2-羟基二苯酮、2-羟基-1-萘醛作用合成了一种异双四齿希夫碱配体C30H21N2O2Cl(H2L)。在无水体系中该配体与金属醋酸盐作用合成了5种固体配合物[ML]·nH2O(M=Cu(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ);n=0-1)。通过元素分析、IR、UV、TG-DTG及摩尔电导分析等手段对合成的配合物进行了表征。     

淀粉接枝改性聚丙烯酸/钠高吸水性树脂吸附Pb2+的研究

以可溶性淀粉和丙烯酸为原料,过硫酸铵为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,通过自由基聚合法制备可溶性淀粉接枝聚丙烯酸/钠高吸水性树脂,研究树脂对Pb~(2+)的吸附性。结果表明,接枝后树脂网络孔径增大,其吸附Pb~(2+)的pH值范围宽,饱和吸附时间短,最大吸附容量为277.7mg/g。吸附过程研究发现,淀粉接枝聚丙烯酸/钠高吸水性树脂对Pb~(2+)的吸附符合准二阶动力学模型,吸附的控速步骤为化学吸附;Langmuir等温吸附方程与实验数据吻合良好,表明对Pb~(2+)的吸附为均匀的单分子层吸附;吸附热力学表明,对Pb~(2+)的吸附为自发进行的放热反应。机理研究表明,吸附过程有树脂与Pb~(2+)的静电作用、羧酸根离子与Pb~(2+)二齿螯合配位作用以及Na+与Pb~(2+)的离子交换等,离子交换程度随着Pb~(2+)浓度的增加而增大。