聚苯乙烯系席夫碱螯合树脂的制备及其对Hg(Ⅱ)的吸附性能研究

通过大孔氯甲基化聚苯乙烯树脂的化学改性,制得了与金属离子具有良好配位性能的聚苯乙烯系席夫碱螯合树脂PSCS,借助红外光谱、扫描电镜和元素分析等方法对PSCS进行了表征。采用静态吸附的方法,研究了PSCS树脂对水体中Hg(Ⅱ)的吸附性能,分别考察了介质pH、接触时间、金属离子初始浓度等因素对PSCS吸附Hg(Ⅱ)的影响。结果表明,当Hg(Ⅱ)溶液初始浓度在10~200mg/L范围内,PSCS对Hg(Ⅱ)的去除率均可保持在97%以上,显示了良好的Hg(Ⅱ)去除能力。PSCS对Hg(Ⅱ)的吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型,说明该螯合树脂对Hg(Ⅱ)的吸附是化学吸附和物理吸附的共同结果。     

均苯三甲酸改性凹凸棒石对水中Hg(Ⅱ)的吸附研究

以硅烷偶联剂KH550和均苯三甲酸(BTC)对凹凸棒石(ATP)进行改性作为重金属离子的吸附剂,研究了其对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能。采用FT-IR、SEM等对改性前后的凹凸棒石进行表征;研究了溶液的pH值、时间和温度等因素对Hg(Ⅱ)吸附特性的影响,并对Hg(Ⅱ)的吸附过程进行动力学和热力学分析。研究表明,改性凹凸棒石对Hg(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,最大吸附容量为143.68mg/g。改性凹凸棒石对Hg(Ⅱ)的吸附动力学符合准二级动力学方程。此外,均苯三甲酸改性凹凸棒石是可重复使用的,在5次再生实验后依然保持着良好的吸附能力。这些结果表明,均苯三甲酸改性凹凸棒石是一种高效的Hg(Ⅱ)吸附材料。     

一种高选择性汞(Ⅱ) 吸附剂的制备和应用

利用两步反应法制备了溴联苯三酚红功能性硅胶(BPRSG),并通过静态平衡方法研究了该功能性硅胶对多种性质相近的金属离子的选择性吸附性能,考察了溶液pH值和搅拌时间对Hg?吸附率的影响。结果表明,在pH=7.0时,该固相萃取剂对Hg(Ⅱ)有特异的选择性吸附,可以实现与Pb(Ⅱ),Co(Ⅱ),Mn(Ⅱ),Zn(Ⅱ),Cu(Ⅱ),Cd(Ⅱ),Ni(Ⅱ)等金属离子的选择性分离,对Hg?的吸附平衡时间为30 min;最大吸附容量为4.80 mg/g。将该吸附剂制成微型固相萃取柱,用动态平衡法研究了柱流速、洗脱剂种类、洗脱速度和各种干扰离子对分离富集Hg(Ⅱ)的影响。在优化条件下,微柱对Hg?的最低富集浓度为10μg/L,富集倍率为170倍,柱容量为0.65 mg/g。20种常见离子不干扰Hg?的吸附,用1.0 mol/L醋酸即可洗脱Hg(Ⅱ),柱子可重复使用。将微柱用于环境水样中Hg?的固相萃取,回收率在95.5%～98.0%之间。     

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...     

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。     

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。     

6-(4'-烟酰胺基)苯基-3-(3'-吡啶基)哒嗪并[3,2-c]1,2,4-三唑的制备及其对Hg(Ⅱ)离子吸附性能

利用3-(4-溴苯基)-6-氯哒嗪和烟肼合成了新化合物6-(4'-烟酰胺基)苯基-3-(3'-吡啶基)哒嗪并[3,2-c]1,2,4-三唑(K_2),通过红外光谱、核磁共振氢谱和碳谱等技术手段对化合物K2进行了表征。化合物K_2可以选择吸附Hg(Ⅱ)离子。通过火焰原子吸收法(FAAS)检测Hg(Ⅱ)离子吸附,结果表明,在pH值6.0~8.0条件下,20 min即可达吸附平衡,饱和吸附量为45.60 mg/g。以0.50 mol/L HCl与1.00 mol/L硫脲作为洗脱剂,洗脱率达97%。对Cd(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)和/Mn(Ⅱ)的选择性系数分别为5.67、6.70、10.20、8.90和9.21,体现了化合物K_2良好的选择吸附能力。化合物K_2对Hg(Ⅱ)离子的吸附符合准二级动力学反应控制的化学吸附过程和Langmuir模型。     

聚丙烯酸钠配合-超滤分离Hg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)

以聚丙烯酸钠为配合剂,研究了Hg(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)混合溶液配合-超滤分离行为。考察了pH值和负载比LR对混合体系分离的影响,结果表明,pH=5适宜分离;当LR从0.01增大至2时,金属离子分离系数SHg-Cd和SHg-Cu逐渐增大,LR=2时达到最大值。在pH=5、LR=2、体积浓缩因子为15和各金属离子的初始质量浓度为30mg/L时,截留液中金属离子的质量浓度ρr,Hg、ρr,Cu和ρr,Cd分别为435.3、42.6和34.2mg/L;SHg-Cd、SHg-Cu和SCu-Cd基本不变,依次为229.3、184.3和1.2,即Hg(Ⅱ)得到选择性浓缩。浓缩液的洗涤研究结果表明,随着洗涤液体积增大,ρr,Hg基本不变,ρr,Cu和ρr,Cd分别下降至12.54和4.73mg/L。收集含Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的各渗透液,调节LR=0.033和pH=5,浓缩16倍时,ρr,Cu从27.34mg/L升高至430.9mg/L,ρr,Cd从27.83mg/L仅升高至61.5mg/L,SCu-Cd为95.8,Cu(Ⅱ)获得选择性浓缩。     

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.     

二-(2-乙基己基)磷酸萃取锰(Ⅱ)的研究

在25±1℃下用分配法研究了HDEHP-煤油从硫酸盐介质中萃取Mn(Ⅱ)以及HDEHP-TOPO-煤油协同萃取Mn(Ⅱ)的机理;考察了介质pH、金属浓度、萃取剂浓度、温度和中性膦氧试剂对萃取的影响。     

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。     

硫脲功能化多孔硅胶对Cu(Ⅱ)的吸附机理研究

本文研究了通过均相法和异相法合成的硫脲功能化多孔硅胶(HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS)对Cu(Ⅱ)的吸附机理。系统探讨了影响吸附性能的因素,通过密度泛函理论(DFT)对吸附剂和Cu(Ⅱ)的相互作用机理进行了理论模拟。HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS对Cu(Ⅱ)的最佳吸附pH值均为6,且HO-SG-GPTS-TS的吸附量高于HE-SG-GPTS-TS。吸附动力学表明,对Cu(Ⅱ)的吸附平衡时间为105min,吸附过程符合拟二级动力学模型,液膜扩散过程为控速步骤。对Cu(Ⅱ)的吸附量随温度和溶液浓度的升高而增大,等温吸附符合Langmuir模型,为自发、吸热、熵增的化学吸附过程。DFT计算表明,材料对Cu(Ⅱ)的吸附主要通过功能基中的S原子以及羟基中的O原子实现,S原子是配位作用的主要贡献者。     

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。     

离子交换法纯化重组类人胶原蛋白Ⅱ的吸附动力学研究

为了确定重组类人胶原蛋白Ⅱ(Recombinant human-like collagen,RHLC Ⅱ)在CM52树脂上的动力学行为,考察温度、初始浓度等因素的影响,分别采用简单线性推动力模型(液膜扩散控制时)和均相扩散模型(颗粒扩散控制时)研究RHLC Ⅱ在不同工艺条件下的反应速率,确定离子交换过程的速率控制步骤,并计算模型参数.结果表明,(1)速率控制机理受转速和料液初始浓度的影响,在转速和料液初始浓度较低时,为液膜扩散控制(Film Diffusion Control,FDC);反之,则为颗粒扩散控制(Particle Diffusion Control,PDC);(2)以简单线性推动力模型拟合液膜扩散控制时的动力学数据,其线性关系良好,模型准确度较高;对于颗粒扩散控制的吸附,则以均相扩散模型拟合,求出有效扩散系数,模型较好地描述了CM52对RHLC Ⅱ的PDC吸附.(3)对于FDC,温度越高,溶液浓度越大,搅拌转速越高,外扩散速度常数越大,吸附越快;对于PDC,温度升高,有效扩散系数增大,吸附加快,料液浓度对有效扩散系数的影响不显著.     

乙二胺硅胶复合材料对Zn2+的吸附特性

以γ-氯丙基三氯硅烷为偶联剂,将乙二胺偶合接枝在硅胶表面,合成对锌离子具有吸附作用的乙二胺硅胶复合材料（EDA/SiO2）,考察了Zn2+溶液pH值、初始浓度、吸附温度和吸附时间等因素对复合材料吸附性能的影响。 结果表明,在研究的溶液浓度及温度范围内,Zn2+溶液pH值对EDA/SiO2的吸附量影响显著,吸附的最佳pH值范围在3.0~5.5;Zn2+的吸附平衡数据符合Langmuir吸附模型,热力学数据显示,EDA/SiO2对Zn2+的吸附行为为一吸热且自发进行的过程,升高温度有利于吸附,并对此吸附行为作了解释;吸附动力学数据可用拟二级吸附动力学方程描述,得到的吸附速率常数与溶液初始浓度有关。     

三乙烯四胺修饰啤酒废酵母吸附Hg（Ⅱ）的性能

将三乙烯四胺修饰到戊二醛交联的啤酒废酵母菌表面,合成了一种新的生物吸附剂。 研究了它吸附Hg(Ⅱ)的性能及影响吸附行为的因素。 结果表明,修饰啤酒废酵母菌吸附Hg(Ⅱ)的适宜条件是:2.5 ℃,吸附溶液的pH=2.8,吸附平衡时间20 min,对汞的吸附容量为132.6 mg/g,是未修饰菌的6.3倍。 该法静态处理含汞模拟废水(4.9~17.5 mg/L),汞去除率可达100%。 吸附动力学用准二级方程拟合,相关系数R2=0.999 9。 判定Langmuir模型更适合描述吸附Hg(Ⅱ)的过程,表明是单分子层吸附。     

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.     

细菌纤维素和TEMPO氧化细菌纤维素对Fe(Ⅱ)的吸附

利用TEMPO/Na Br/Na Cl O氧化体系氧化细菌纤维素(BC)制备氧化细菌纤维素(TOBC)。考察了p H值、反应时间、反应温度以及Fe(Ⅱ)初始浓度等因素对TOBC吸附Fe(Ⅱ)的影响,并进一步模拟其吸附动力学。结果表明,氧化后,BC链上引入了羧基,使改性后的BC对Fe(Ⅱ)的吸附率得以提高,特别是Fe(Ⅱ)浓度较低时,吸附率达到90%及以上;吸附过程符合准二级动力学特征方程,具有良好的线性相关性,属于化学吸附。     

炭化玉米秸秆对水中Pb(Ⅱ)的去除行为研究

以炭化玉米秸秆(CCS)为吸附剂去除水中Pb(Ⅱ),研究反应过程的动力学特性和等温线方程,考察溶液pH值和反应温度对Pb(Ⅱ)去除的影响,分析CCS的解吸行为。结果表明:吸附过程更好地符合准二级动力学方程和Langmuir等温线方程,拟合系数R2分别为0.9972和0.9959;由Langmuir方程计算可知,CCS对Pb(Ⅱ)的理论最大吸附量qm为30.3030mg/g。反应过程自发、吸热,反应后体系自由度略有增加。Pb(Ⅱ)去除的最适pH值为6,对于浓度为40mg/L、体积为100mL的Pb(Ⅱ)溶液,使用0.1g CCS能去除水中63.53%的Pb(Ⅱ)。反应温度对Pb(Ⅱ)去除效果的影响很小。蒸馏水和HCl都能实现Pb(Ⅱ)的有效解吸,再生后的CCS对Pb(Ⅱ)仍能取得15.69mg/g的二次吸附量。     

油茶果壳活性炭的制备及其对Cr(Ⅵ)的去除

利用磷酸活化法制备油茶果壳活性炭,并将其作为吸附剂用于去除水溶液中的Cr(Ⅵ),同时探讨了不同参数(Cr(Ⅵ)的初始浓度、吸附剂的用量、pH、温度等)对油茶果壳活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:当温度为293 K,Cr(Ⅵ)初始浓度为250 mg/L,pH为2.0时,Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达165.0 mg/L。根据吸附动力学原理,发现其吸附过程遵循拟二级动力学模型。Cr(Ⅵ)的去除程度随Cr(Ⅵ)初始浓度的升高而增加,且其平衡数据与Freundlich模型拟合良好。