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。     

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。     

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。     

改性小麦秸杆纤维素球对苯酚吸附性能研究

本文利用制得的改性小麦秸秆纤维素球对苯酚吸附性能进行了研究。实验结果表明:改性小麦秸秆纤维素球对苯酚的吸附30min内基本达到平衡,吸附剂对苯酚吸附量随起始质量浓度的增加而增加,且呈线性关系;在T=298K、pH=5.0时,吸附剂对苯酚的吸附量达到最大。在一定浓度、温度条件下,改性小麦秸秆纤维素球吸附苯酚的过程符合Freundlich吸附模型。吸附再生实验表明,改性小麦秸秆纤维素球对苯酚有较好的吸附再生能力。并对印染废水中的苯酚进行了实际的吸附测定。     

微波辅助细菌纤维素酯的制备及对Pb(Ⅱ)的高效去除

以细菌纤维素(BC)为原料,通过微波辅助酯化改性的方法制得了两种改性细菌纤维素,细菌纤维素黄原酸酯(XMBC)和细菌纤维素硫酸酯(SMBC)。对所制备的样品进行X射线衍射(XRD)、扫描电镜-电子能谱(SEM-EDS)、傅里叶变换红外(FT-IR)光谱和BET比表面积分析,通过续批式实验考察其对Pb(Ⅱ)的去除效果。研究了pH值、反应时间、温度、污染物初始浓度、离子强度对其吸附能力的影响以及材料再生性能。结果表明,改性细菌纤维素的比表面积和孔容均有上升,其对Pb(Ⅱ)的吸附量随反应温度和离子强度的增加而降低,最优pH值为5.0。巯基的引入增强了细菌纤维素对Pb(Ⅱ)的吸附能力,改性后的吸附剂显示出比原始BC更优异的吸附性能,其中XMBC和SMBC的最大吸附量分别为144.93和126.58 mg·g^-1,该吸附过程符合准二级速率方程和Langmuir等温吸附模型。材料对Pb(Ⅱ)的吸附是自发的放热过程,且吸附剂易于再生和重复回收。因此, SMBC和XMBC作为从水中富集分离重金属的新型材料具有及大应用前景。     

丙烯酸接枝改性花生壳的制备及其对Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附研究

以花生壳(PH)和丙烯酸(AA)为原料,采用Fe~(2+)-H_2O_2引发接枝反应,制备了丙烯酸接枝改性花生壳(PH-g-AA)吸附材料,用热重分析(TG)、能谱分析(EDS)和零电荷点(pHpzc)的测定等对其结构进行表征。考察了pH值、吸附时间、Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)初始浓度、温度、共存离子等因素对Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)吸附效果的影响。结果表明:PH-g-AA对Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的最佳吸附pH范围均为5.0~6.0,在金属离子的初始浓度为50mg·L~(-1)、温度为20℃时的吸附效率均超过95%。吸附量随温度升高而增大,热力学参数△G、△H的计算值表明是自发、吸热过程。吸附动力学可以用准二级动力学模型描述和预测,Freundlich方程能较好地描述PHg-AA吸附Hg(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的等温吸附过程。表面络合和离子交换作用是主要的吸附机制。     

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。     

改性果胶磁性微球的制备及吸附性能研究

为了提高果胶磁性微球的分散性及成球性,采用油酸对磁性微球进行表面改性后,制备改性果胶磁性微球。通过红外光谱、扫描电镜、XRD和磁性分析等对样品进行表征。油酸和果胶在纳米四氧化三铁表面形成了良好的修饰层,且油酸的加入提高了果胶磁性微球的分散性及成球性。研究了改性果胶磁性微球用量和溶液pH值等对其吸附Cu(Ⅱ)性能的影响,考察了其吸附动力学和吸附等温线。25℃时,改性果胶磁性微球对Cu(Ⅱ)的吸附达平衡需要2 h,饱合吸附容量为52.36 mg/g,Freundlich模型和Langmuir模型可以较好的拟合实验结果,最大吸附量为119.05 mg·g~(-1)。     

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。     

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。     

硫化钠改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

采用质量分数为3%的Na_2S溶液对活性炭浸渍,在600℃以N_2作为保护气对其进行高温处理,研究Na_2S改性活性炭(SAC)吸附Pb(Ⅱ)的动力学和热力学机理,并对吸附Pb(Ⅱ)前后的改性活性炭进行了表征和分析。结果表明,与改性前活性炭相比,SAC的比表面积和总孔容减小,S元素含量显著提高。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附效果显著提高,在Pb(Ⅱ)初始浓度为300mg/L时,SAC对Pb(Ⅱ)最大吸附量为122.56mg/g,并且在吸附过程的前80min内可达到总吸附量的95%以上。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附过程可用Langmuir模型描述,动力学特性符合拟二级动力学模型。SAC对Pb(Ⅱ)的吸附的热力学参数ΔG在-80~-20k J/mol之间,ΔH0,ΔS0,表明吸附是自发进行的物理吸附与化学吸附共同作用的放热过程。对吸附前后改性活性炭的傅里叶变换红外谱图分析表明,经过Na_2S改性后,活性炭表面引入了砜基,并且砜基强化了改性活性炭对Pb(Ⅱ)的吸附性能。     

磁性PS-DEA树脂的制备与表征

利用二乙醇胺(DEA)对氯甲基化聚苯乙烯基树脂(PS-Cl)进行表面改性,制备了亲水性的PS-DEA树脂,然后以FeCl3·6H2O和FeSO4·7H2O为前驱体通过共沉淀法原位复合制备了磁性PS-DEA树脂.表征了磁性PS-DEA样品的形貌、结构以及磁性能,研究了PS-DEA和磁性PS-DEA对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能.结果表明,含有Fe3O4的磁性PS-DEA树脂的比饱和磁化强度(Ms)为0.92 A·m2/kg,磁性树脂中Fe3O4所占的质量分数为1.7%.用Langmuir等温模型拟合了PS-DEA和磁性PS-DEA对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附数据,计算得到最大吸附量分别为320.51和352.11 mg/g,这表明磁性纳米粒子的引入有利于提高树脂的吸附性能,这种磁性树脂有望作为吸附剂用于水处理领域.     

改性纳米二氧化钛对Pb(Ⅱ)的吸附行为研究

利用浸渍法对纳米二氧化钛进行表面改性, 制备出改性纳米二氧化钛, 用扫描电镜(SEM)对其进行了表征, 并以其为吸附剂, 以火焰原子吸收光谱法(FAAS)为分析手段, 探讨了改性纳米二氧化钛在静态吸附条件下对Pb(Ⅱ)的吸附性能, 考察了影响其吸附和解脱的主要因素及优化条件下Pb(Ⅱ)的吸附容量, 考察了常见共存离子的影响. 结果表明: 在pH 5.0下, 改性纳米二氧化钛能定量吸附Pb(Ⅱ); 1.0 mol/L HNO3作为解脱剂可使Pb(Ⅱ)定量解脱; 优化条件下Pb(Ⅱ)的静态饱和吸附容量为32.88 mg/g.     

磷酸化油菜秸秆纤维素吸附剂的制备及对溶菌酶的吸附

以天然产物油菜秸秆纤维素粉作为基质,二甲基甲酰胺为交联剂,磷酸为修饰剂,制备了新型磷酸化油菜秸秆纤维素生物吸附剂。用红外光谱、透射电子显微镜及X射线光电子能谱,对油菜秸秆纤维素和磷酸化油菜秸秆纤维素吸附剂进行表征。研究了油菜秸秆纤维素粉改性前后对溶菌酶的吸附,包括吸附溶液的pH值、溶菌酶的初始浓度、吸附时间、温度及NaCl的浓度等因素对吸附的影响。结果表明,在温度25℃,pH值7.4,吸附时间10h的条件下,磷酸化油菜秸秆纤维素粉微球对溶菌酶的吸附容量为451.71 mg·g-1,而未修饰油菜秸秆纤维素粉微球对溶菌酶的吸附容量只有332.43mg·g-1。在优化条件下用修饰吸附剂从鸡蛋清中分离纯化溶菌酶,纯化倍数为19.8,收得率为51.3%。     

纳米纤维素的改性及其吸附重金属离子的应用研究

纳米纤维素材料(cellulose nanomaterials,CNs)作为一种可再生材料,具有比表面积大、高结晶度、高强度、高杨氏模量、高表面活性、化学性质稳定等优异性能。纤维素作为天然高分子材料,在清除水体重金属离子中具有较好的应用的价值,因此本文对纤维素的改性及其吸附重金属的应用进行了综述。首先简要地介绍了纳米纤维素的结构与命名方法;其次,对纳米纤维素的改性(即小分子改性与高分子改性)进行了详细的介绍,并重点阐述了改性纳米纤维素基材以粉末、凝胶(包括水凝胶与气凝胶)两种不同的形态通过吸附清除水体重金属离子的应用研究。最后,对改性纳米纤维素基水吸附材料存在的优缺点进行了探讨,并指出了该材料在生产和应用过程中还需解决的问题。     

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。     

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。     

巯基/氧化纤维素的制备及氯化体系中Ag(Ⅰ)的选择性吸附

以废纸纤维素为原料,将纤维素氧化开环胺化后再进行巯基化反应,制备得到了一系列巯基修饰的纤维素类吸附剂。研究发现,无论是单一氯化体系还是高铜高镍氯化混合体系,基于氨基硫脲修饰戊二醛交联的氧化纤维素吸附剂对配阴离子AgCl_4~(3-)的吸附效果最好,最大吸附量可达到171.16 mg/g。通过红外、X射线光电子能谱、热力学等技术手段分析探讨了其不同吸附效果的原因及该吸附剂对配阴离子Ag(Ⅰ)的静电引力吸附机理。     

麦草制吸附剂对水体中不同阴离子的吸附性能

采用环氧氯丙烷、乙二胺和三乙胺对麦草秸秆进行化学改性,研究改性麦草秸秆的性能指标并重点考察其对水体中的NO3-,PO43-和Cr2O72-的吸附性能及效果.研究结果表明,改性麦草秸秆引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对阴离子的吸附性能;改性麦草投加量、pH值、吸附时间和温度对吸附性能影响较大,吸附过程符合伪二级动力学方程和Langmuir等温吸附模式;改性麦草秸秆对NO3-、PO43-(P)和Cr2O72-(Cr)的最大吸附量分别为53.5、62.4和386.2mg·g-1.     

微波辅助DMSO/AmimCl复合溶剂预处理玉米秸秆的酶解影响

为了实现玉米秸秆纤维素的高效糖化, 设计利用微波加热辅助的离子液体1-烯丙基-3-甲基咪唑氯盐(AmimCl)/二甲基亚砜(DMSO)复合溶剂生物质预处理体系, 破坏玉米秸秆天然结构, 提高纤维素酶解效率. 研究发现, 15% (w)DMSO, 110℃, 60 min 及4 g 秸秆/100 g 复合溶剂为最适预处理条件. 在此条件下, 秸秆溶解率、提取率可分别达46.6%和22.9%; 提取物纤维素酶解率14 h 可达71.4%, 相较于天然玉米秸秆的20 h 酶解率12.5%有极大提高. 通过XRD,SEM及¹H NMR 分析发现:秸秆预处理后, 提取物纤维素晶型由Ⅰ 型变为Ⅱ 型, 残渣纤维素相对结晶度明显降低, 有利于纤维素酶解的进行, 达到了生物质预处理的目的; 预处理过程中使用的AmimCl 离子液体经简单回收再生, 结构及秸秆溶解性能未发生变化, 可循环使用. 为玉米秸秆生物质预处理提供了一个新的方案.