铕基金属有机框架材料从混合染料中选择性分离亚甲基蓝

利用紫外-可见吸收光谱和粉末X射线衍射等技术, 通过染料吸附实验、 混合染料吸附实验、 吸附动力学实验和循环吸附实验, 研究了一种铕基金属有机框架材料从混合染料水溶液中选择性分离亚甲基蓝的性能与机理. 研究结果表明, 该材料对亚甲基蓝的最大吸附量为20 mg/g, 在12 h内可完成对亚甲基蓝的选择性吸附, 且可以循环使用3次以上. 混合染料吸附实验结果表明, 该材料的吸附选择性源于孔道的静电作用与尺寸排斥效应.     

改性纳米二氧化硅的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以溶胶凝胶、原位修饰法制备偶联剂KH550表面修饰纳米二氧化硅作为新型吸附剂,对吸附剂进行FTIR、SEM、TG等分析表征。探讨了新型吸附剂对阳离子染料亚甲基蓝模拟废水进行吸附处理,研究了pH、离子强度、温度对亚甲基蓝吸附性能的影响及吸附机理。改性纳米二氧化硅吸附染料的p H应用范围较宽。NaCl浓度对染料吸附有较大的影响,浓度增大,亚甲基蓝吸附容量增大。温度升高,亚甲基蓝吸附容量因脱附有所下降。改性纳米二氧化硅吸附亚甲基蓝符合Langmuir吸附模型,最大吸附容量为17.7mg·g~(-1),为优惠吸附。改性纳米二氧化硅经五次再生后,可重复利用吸附亚甲基蓝,吸附量基本不变。     

氧化石墨烯吸附亚甲基蓝的分子动力学模拟

采用分子动力学方法研究了亚甲基蓝在不同氧化度的氧化石墨烯表面的吸附行为及其动力学性质, 从微观角度讨论了亚甲基蓝由体相到氧化石墨烯表面的吸附过程及主要作用机制, 并通过亚甲基蓝分子动力学性质解释了氧化石墨烯的氧化度和含氧官能团类型对吸附行为的影响. 结果表明, 吸附过程中, 亚甲基蓝主要受氧化石墨烯表面含氧官能团的静电作用, 以近似垂直氧化石墨烯表面的方向进入, 并以平行的方式吸附于氧化石墨烯表面; 亚甲基蓝不易脱离高氧化度氧化石墨烯的吸附位点; 吸附平衡过程中, 相对于低氧化度的氧化石墨烯, 高氧化度氧化石墨烯对亚甲基蓝的束缚性更强, 同时与亚甲基蓝间相互作用更强; 含氧官能团中的环氧基与亚甲基蓝间的作用势能更强, 且羟基能够与亚甲基蓝间形成氢键结构, 共同保障了亚甲基蓝吸附层的稳定性.     

明胶改性磁性石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能研究

采用化学还原法制备了一种新型的明胶掺杂磁性石墨烯复合材料(gelatinMGO),并进一步研究了pH值、接触时间和温度对该材料吸附亚甲基蓝的影响。亚甲基蓝吸附实验结果表明,gelatin-MGO对亚甲基蓝有较大的吸附能力,最大吸附容量可达210.5mg/g,吸附为自发吸热过程,在pH值为6.5时去除率最大,其吸附过程符合拟二级反应动力学方程和Langmuir吸附模型,解吸实验表明,明胶改性石墨烯的再生性能优异,重复使用5次去除率仍为85%以上,该材料适合作为吸附剂去除废水中的亚甲基蓝。     

关于亚甲基蓝在活性炭表面吸附投影面积σA的探讨

溶液吸附法测定活性炭比表面积是大学本科基础物理化学实验中一个较重要的实验.亚甲基蓝在活性炭表面的吸附符合Langmuir单分子层吸附,但按照实验教科书及文献介绍的溶液吸附法测定活性炭比表面积的方法,大量学生实验的测定结果比活性炭实际比表面积偏低很多.本文以BET表面吸附装置测定活性炭比表面积,再以溶液吸附法测定了亚甲基蓝在活性炭表面的最大吸附量Γ∞,计算了亚甲基蓝在活性炭表面吸附投影面积σA.结果表明亚甲基蓝在活性炭表面可能不是端基吸附,而是平面吸附,分子的投影面积σA应为1.35×10-18 m2.     

以铬皮为原料制备多孔炭及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

以铬皮为原料制备多孔炭,并考察其对亚甲基蓝染料的吸附性能,对其吸附机理进行了探讨。结果表明,体系pH、亚甲基蓝初始浓度和吸附时间对多孔炭吸附亚甲基蓝的能力影响较大。通过吸附等温线和吸附动力学研究,发现该吸附过程可用Langmuir吸附等温线来描述,且符合准二级动力学吸附模型。铬皮基多孔炭有望成为含亚甲基蓝污水处理的良好净化剂。     

二氧化硅/氧化锌复合体系的制备及其去除亚甲基蓝和罗丹明B研究

利用溶剂热法,以正硅酸乙酯为硅源,硝酸锌为锌源一次性合成了二氧化硅/氧化锌(SiO₂/ZnO)复合材料,利用傅里叶红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征分析,研究了该复合材料对亚甲基蓝和罗丹明B的吸附性能。结果表明,SiO₂/ZnO可快速去除水中的亚甲基蓝和罗丹明B,并在20 min内达到吸附平衡,SiO₂/ZnO对亚甲基蓝的吸附速率和吸附量均高于罗丹明B。吸附动力学研究表明,SiO₂/ZnO对亚甲基蓝和罗丹明B的吸附动力学均符合准二级动力学方程。等温吸附数据分析表明,Langmuir比Freundlich模型能更好地拟合亚甲基蓝和罗丹明B的吸附过程,由Langmuir计算得到亚甲基蓝和罗丹明B的单层饱和吸附量分别为235.3 mg/g和100.1 mg/g。此外,SiO₂/ZnO具有良好的重复使用性能,经过5次吸附-脱附循环后,其对亚甲基蓝的吸附能力仍保持在80%以上。     

累托石对亚甲基蓝吸附性能的研究

研究了累托石对于亚甲基蓝的吸附性能．结果表明，累托石对亚甲基蓝的最大吸附量可迭40．88mg/g，其吸附规律较好的符合Langmuir吸附等温式．累托石能较快的吸附亚甲基蓝，15min即可达到饱和．随着温度的升高，吸附率略有增加，但在常温下累托石也能有效吸附亚甲基蓝．随着pH值的增加，累托石对亚甲基蓝的吸附率增加．已饱和吸附的累托石在400℃高温下煅烧2h后仍能较好的吸附亚甲基蓝．     

花生壳纤维素的制备及其对水中亚甲基蓝吸附的研究

本文以废花生壳为原料制备了花生壳纤维素并将其用于去除水中亚甲基蓝染料。系统考察了溶液的p H值,亚甲基蓝的初始浓度,吸附时间,吸附温度以及溶液离子强度对亚甲基蓝吸附性能的影响。结果表明:pH=9时,花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附效果最佳,饱和吸附容量q_m为156.2 mg·g~(-1);吸附热力学研究表明,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。吸附过程焓变ΔH为-44.74 k J·mol~(-1),ΔS为-137.9 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG0,表明花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附过程是自发的放热过程;吸附过程可在20 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;其吸附过程的活化能Ea=82.6 k J·mol~(-1)。吸附容量随着溶液离子强度的增大而减小,说明其吸附是以静电作用为主的吸附过程。10次循环使用后花生壳纤维素对亚甲基蓝的吸附效率仍能保持88%以上,表明该材料可以多次循环使用。     

三维全碳多孔结构对亚甲基蓝吸附性能的动力学探究

采用低温-烧结法,以碳纳米管(CNTs)为基本骨架,聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球为造孔剂,制备了一种孔径可调的三维全碳多孔结构(ACPs);利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)、拉曼光谱(Raman)、比表面积及孔结构分析等对ACPs的形貌、组成、结构及比表面积进行了表征;考察了ACPs对模拟污染物亚甲基蓝的吸附效果.结果表明,该ACPs为内部含有大孔、介孔及微孔的三维连通孔隙结构,具有较大的比表面积.ACPs对亚甲基蓝的吸附过程符合伪二级动力学模型,对亚甲基蓝的平衡吸附量qe与亚甲基蓝溶液的平衡浓度ce的关系满足Langmuir等温吸附模型,由Langmuir模型计算得到ACPs对亚甲基蓝的最大吸附容量为151.3 mg/g.     

果胶改性硅胶复合材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以废弃柚子皮中提取的果胶改性硅胶表面,制备出新型的果胶改性硅胶复合材料——P-硅胶,研究了P-硅胶对水中亚甲基蓝染料的吸附性能。利用红外光谱对材料进行表征,并通过分光光度法考察了用量、p H值、吸附时间、温度及实际水样对P-硅胶吸附亚甲基蓝性能的影响。硅胶经果胶改性后,其对亚甲基蓝的吸附容量由31.6 mg·g-1增至41.7 mg·g-1,吸附性能明显提高;P-硅胶对亚甲基蓝的吸附容量随着p H值、温度的升高而增大,碱性条件有利于吸附。结果显示:当p H 7.0,P-硅胶用量为5 mg,吸附时间为2 h,吸附温度为50℃时,制备出的P-硅胶对亚甲基蓝染料溶液的吸附容量最大可达59.2 mg·g-1。动力学研究显示,P-硅胶对亚甲基蓝的吸附能够在120 min内迅速达平衡,吸附行为符合准二级动力学方程,表明该吸附过程以化学吸附为主。吸附等温线研究表明,与Freundlich模型相比,实验数据拟合更符合Langmuir吸附等温模型。P-硅胶对环境水样中亚甲基蓝的去除率可达90%以上。     

芭蕉芋渣对亚甲基蓝的吸附及机理研究

以芭蕉芋渣作为吸附材料,探讨了pH值、温度、亚甲基蓝(MB)初始质量浓度、吸附时间等因素对其吸附MB的影响,利用FT-IR、SEM等技术,结合吸附等温线和动力学模型分析研究了其吸附机理。结果表明,芭蕉芋渣能与阳离子染料亚甲基蓝上的正电荷基团之间形成静电引力,从而产生较好的吸附作用,亚甲基蓝的起始浓度在100～5 000 mg/L,吸附量达到185.0 mg/g。随吸附时间的增加,芭蕉芋渣对亚甲基蓝的去除率增大,180 min后达到平衡;随着温度的升高,吸附量也增大。芭蕉芋渣对亚甲基蓝的吸附作用更符合Redlich-Peterson等温模型;该吸附动力学过程可以用准二级模型进行很好的描述,拟合所得的初始吸附速率随着温度的增加而提高。     

超细粉煤灰吸附亚甲基蓝的机理研究

以西安西郊热电厂粉煤灰(XFA),西安灞桥热电厂粉煤灰(BFA)和陕西渭河电厂粉煤灰(WFA)为原料,球磨后经旋风分级再用布袋收集逸出物分别得到超细粉煤灰XUFA、BUFA和WUFA。研究了超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附动力学、热力学以及pH值对吸附的影响。结果表明,超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附性能明显好于原粉煤灰。超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附性能按顺序为WUFA>XUFA>BUFA。粉煤灰颗粒粒度、比表面积和活性组分(SiO2 Al2O3)含量是影响粉煤灰吸附性能的主要因素。WUFA对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温式,而XUFA和BUFA对亚甲基蓝的吸附符合Freundlich吸附等温式。超细粉煤灰对亚甲基蓝的吸附均符合二级吸附动力学模型,吸附过程由颗粒内扩散过程控制。当溶液pH由2增加到8时,超细粉煤灰吸附量增加,后随pH值增加,吸附量略有下降。     

有序介孔炭的合成及液相有机大分子吸附性能研究

分别采用有序介孔氧化硅SBA-15和NaY分子筛为硬模板合成了系列有序介孔炭OMC和微孔炭CFY. N₂静态吸附测试表明, 所合成的介孔炭具有丰富的介孔结构和集中的介孔分布. 以亚甲基蓝为探针分子, 研究其在有序介孔炭OMC和微孔炭CFY上的吸附行为. 研究结果表明, 有序介孔炭中大于3.5 nm的大介孔孔容是决定亚甲基蓝吸附容量和吸附速率的关键因素. 吸附动力学理论研究表明, 准二级动力学方程可以很好地描述亚甲基蓝分子在介孔炭上吸附动力学行为.     

活化赤泥对染料废水吸附性能研究

以赤泥为原料,十二烷基苯磺酸钠为活化剂,制备出活化赤泥吸附剂,并对亚甲基蓝(MB)染料废水吸附性能进行研究。结果表明,活化赤泥对亚甲基蓝的吸附效果有一定提高。振荡时间15min,活化赤泥6g·L~(-1),中性条件下,对40mg·L~(-1)亚甲基蓝吸附率可达90%。吸附符合Langmuir和Freundlich吸附等式,最大吸附量为16.37mg·g~(-1)。活化赤泥吸附亚甲基蓝为放热反应,低温利于亚甲基蓝吸附。     

介孔氮化碳:一种新型高效的亚甲基蓝消除吸附剂

以硅溶胶为模板、盐酸胍为前驱体制备了介孔氮化碳(meso-g-CN),并首次研究了其对亚甲基蓝的吸附消除性能.采用X-射线衍射、傅里叶红外光谱、透射电子显微镜、N2物理吸附、X-射线光电子能谱和CO_2程序升温脱附表征了催化剂的物化性质.结果表明:在硅溶胶与盐酸胍质量比为0.7时制得的meso-g-CN_0.7具有较大的比表面积(166 m~2/g)、孔径(14.2 nm)、孔容(0.62 cm~3/g)及丰富的表面碱性位,因而显示出最好的亚甲基蓝吸附除去性能.该材料对亚甲基蓝的吸附容量达1.2′10~(-4) mol/g,为传统吸附剂如活性炭的4倍、介孔硅SBA-15的1倍,并能够循环使用至少5次而保持吸附除去率基本不变,说明meso-g-CN是一类非常有前景的、用于吸附消除有机染料的吸附剂.     

改性埃洛石材料的制备及其对亚甲基蓝吸附行为的研究

使用硅烷偶联剂KH550改性埃洛石纳米管获得改性材料HNTs-APTS,并对其吸附亚甲基蓝的行为进行研究。利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-衍射仪(XRD)对改性前后的埃洛石进行表征。考察了吸附时间和温度对吸附过程的影响,并采用Lagrange准二级动力学方程、Langmuir等温线方程及Freundlich等温线方程对实验数据进行拟合。结果表明,KH550成功负载到埃洛石表面;改性后材料的吸附能力大大提高。改性埃洛石对亚甲基蓝的吸附约在60 min达平衡,最大吸附容量为21.66 mg/g。其吸附过程符合准二级动力学方程,热力学较好地符合Langmuir等温线方程,且吸附过程为自发吸热,升高温度有利于吸附的进行。改性材料可重复再生6次,具有良好的再生性能,可在工业处理亚甲基蓝废水中使用。     

示波极谱法测定膨润土的吸蓝量

膨润土是一种以含蒙脱石类矿物为主的粘土,由于蒙脱石具有独特的矿物结构和结晶化学性质,使膨润土具有很大的实用价值。膨润土分散于水溶液中具有吸附次甲基蓝的能力,其吸附的量被称为吸蓝量,膨润土中蒙脱石含量越高,吸蓝量越多。因此,吸蓝量可成为粗略估计膨润土矿中蒙脱石相对含量的技术指标。示波极谱法测定膨润土的吸蓝量,基于经蒙脱石吸附后的水悬胶液中,用极谱法测定剩余的次甲基蓝量,该设想立意新颖,是继patterson和Boenisch创立晕环法后唯一能获得准确结果的新方法。     

改性焦粉对亚甲基蓝吸附性能及机理的研究

以废弃焦粉为原料,50%硝酸为改性剂,借助JSM、XPS分析测试方法表征其结构。考察了改性焦粉、焦粉对亚甲基蓝吸附性能、吸附平衡等温线、黏附几率和活化能,用Weber-Morris曲线研究吸附机理。结果表明,硝酸改性焦粉是硝酸刻蚀焦粉表面增加孔结构,增大表面积,表面氧化形成较为丰富含氧功能组的过程;改性焦粉对亚甲基蓝吸附性能明显优于焦粉;改性焦粉吸附量随亚甲基蓝溶液浓度、pH的增大而增加;吸附过程符合Langmuir、Freundlich吸附等温式;黏附几率和活化能分别为S=0.1977、2.5635kJ/mol;该吸附过程主要为颗粒内扩散控制的物理吸附。     

多硅酸改性石墨烯及其吸附性能的研究

通过多硅酸改性石墨烯合成惰性物质改性的石墨烯基吸附剂,研究了改性石墨烯的官能团与成分。进行氮气吸附脱附测试,结果表明改性石墨烯的孔径增加。改性石墨烯的吸附性能用亚甲基蓝、甲基橙和腐植酸进行测试,吸附性能提高。改性石墨烯对亚甲基蓝的吸附量达到202.4 mg·g-1,高于石墨烯的吸附量115.9mg·g-1。