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。     

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。     

金属有机框架材料对Cr(Ⅵ)离子的吸附去除研究进展

重金属离子污染问题一直备受关注。开发利用多孔材料吸附去除水中重金属离子一直是材料、环境等相关学科领域的研究热点之一。金属有机框架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是一类新型的多孔材料,具有结构多样、比表面积大、孔径可调、孔表面特征易设计调控等特点,在气体分离、催化、传感等领域表现出极大的应用潜力。近年来,高稳定MOF材料的构筑取得了许多重大突破,大量研究工作探索了这类材料在水中的应用,包括水中重金属离子的吸附去除。Cr （Ⅵ）离子是一类毒性大、分布广的重金属离子,不同条件下存在形态多样,其吸附去除研究具有理论和实际意义。本文主要综述了近年来利用MOF材料吸附去除水中Cr （Ⅵ）离子的研究工作,并将这些材料归属为：（1）高稳定的锆基MOF、（2）阳离子框架型MOF、（3）后修饰的MOF及（4） MOF基复合材料4类;也对这些材料的Cr （Ⅵ）离子吸附机理、吸附量、材料再生性等进行了概括;最后分析了MOF材料在重金属离子吸附去除实际应用上存在的问题并展望了今后的重点研究方向。     

功能化碳质材料的制备及其对水中重金属的去除

重金属污染是目前最为严峻的环境问题之一,我国的重金属污染问题尤为突出。活性炭、纳米碳管和石墨烯等环境友好型碳质材料由于其比表面积大,吸附能力强等优点而被应用于水中重金属的去除,而进行官能团功能化改性后其吸附效果可以明显提高。本文重点阐述了活性炭、纳米碳管、石墨烯及生物质炭等碳质材料的巯基化(-SH)、氨基化(-NH₂)等功能化改性方法及其应用,考察了功能化碳质复合材料对水中重金属离子的去除效果和影响因素,最后展望了功能化碳质复合材料对水中重金属污染物去除研究的发展方向。     

金属有机框架材料用于去除环境污染物研究进展

金属-有机框架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)是以有机配体为连接体以及以金属离子或金属离子簇为节点,由配位键自组装形成的具有周期性结构的金属配位聚合物.自20世纪以来,MOFs的研究取得了突破性的进展.研究发现,MOFs不仅在光、电、磁、催化方面具有潜在的应用前景,而且在识别与交换、存储与吸附、化合物的选择性分离等方面也具有日益广泛的应用,正在发展成为一种新型多功能材料.近年来,研究人员对MOFs在吸附去除各种环境污染物机理和应用进行了较为系统深入的研究.本文就以下几方面进行阐述:MOFs对农药分子的吸附去除;水中有机染料分子与PPCPs(药物及个人护理产品)的吸附去除;水中重金属离子的吸附去除;大气中PMs(悬浮颗粒物)的吸附去除四个部分.     

PEI/SiO2复合材料对Zn2+、Cd2+的螯合吸附性能研究

采用螯合电导滴定法研究了聚乙烯亚胺(PEI)与Zn2 、Cd2 的配合过程,提出了PEI与各种金属离子所形成螯合物的可能结构;通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷媒介,将PEI偶联接枝在硅胶微粒表面,制备了复合型螯合吸附材料PEI/SiO2;研究了PEI/SiO2对Zn2 、Cd2 等重金属离子的吸附性能。结果表明,水溶性聚胺PEI与Zn2 、Cd2 等离子都能定量地形成四配位的水溶性螯合物,且配合过程速度较快;PEI/SiO2复合型螯合吸附材料对Zn2 、Cd2 都具有强的螯合吸附能力;等温吸附数据符合Langmuir方程,且吸附容量随温度升高而增大;pH对吸附过程有很大的影响,pH=7时,吸附容量最高。     

功能化MOFs及MOFs/聚合物复合膜在有机染料和重金属离子吸附分离中的应用

全球工业的发展带来了严重的水污染问题,对含各类有机和无机污染物工业废水的处理也成为了重要研究课题。金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)化合物由于其大比表面积、高孔隙率、有序孔道结构及可调节孔道物理化学性质、热稳定性高、易于合成和丰富的开放活性位点等特点,在诸多领域得到广泛应用,其中在固相吸附/分离领域,特别是吸附水中污染物方面展现出良好应用前景。通过合成后改性、使用含取代基配体原位合成、与特定功能材料复合等方法实现MOFs功能化,可有效增加MOFs材料的吸附活性位点,提高吸附性能和吸附选择性。与MOFs颗粒相比较,MOFs/聚合物复合膜结合了MOFs颗粒的结构与物理化学特性以及聚合物薄膜优秀的分离/载体性能,在有机染料及重金属离子的吸附中表现出优秀的吸附/分离性能。本文重点综述了以染料和重金属离子为代表的有机、无机污染物的吸附去除为目标的MOFs功能化方法,以及MOFs/聚合物复合膜的制备方法,并对未来研究方向和研究前景进行展望。     

四氧化三铁基纳米材料制备及对放射性元素和重金属离子的去除

四氧化三铁(Fe_3O_4)纳米材料因比表面积大、功能基团多、活性强、便于磁性分离等优点,在吸附和分离放射性元素及重金属离子方面显示出了广阔的应用前景。然而,该材料也存在着易团聚、分散性差、化学稳定性差等局限性,这些缺点可通过表面功能化修饰得到大大改善。本文概括了四氧化三铁基纳米复合材料合成方法的特性、优越性和局限性,综述了水体放射性元素及重金属离子污染去除研究中的磁性纳米材料的类型,归纳总结并比较了功能性磁性纳米材料对不同种类的放射性元素及重金属离子的去除能力及优缺点,探讨了四氧化三铁基纳米材料在放射性元素和重金属离子污染去除中的应用并对其机理进行了分析,对功能化磁性纳米材料在去除放射性元素及重金属离子污染水体治理中的应用前景进行了展望。     

辐射诱导合成水凝胶及其处理重金属废水的研究进展*

水凝胶是一种经适度交联而具有三维网络结构的新型功能高分子材料。制备水凝胶因操作简单、无须添加交联剂和引发剂等优点而受到关注。传统的处理重金属废水的方法或成本较高,或效率低,利用水凝胶处理重金属废水成为一种新的颇具潜力的方法。本文综述了辐射法制备水凝胶及其在重金属吸附去除方面的研究进展包括材料的制备、改性、去除重金属性能等方面的研究进展,并指出了水凝胶去除重金属的发展前景和今后的研究方向。     

硅藻土基吸附与光催化材料在水处理中的应用

硅藻土是一种由硅藻遗骸所形成的多孔材料,具有比表面积大、抗腐蚀性好和绿色无毒等优点。作为一种原料易得且价格低廉的吸附与催化载体材料,硅藻土在水处理方面表现出广泛的应用前景。天然硅藻土中含有不同比例的金属氧化物杂质,会降低硅藻土的孔隙率和影响其吸附及催化活性。因此,表面修饰和复合改性增强硅藻土吸附及催化性能是目前硅藻土材料应用于水处理方向的研究重点。本文从吸附和光催化原理出发,分析了不同表面修饰及复合改性方法对硅藻土结构与性能的影响,总结了硅藻土基材料在有机废水,富营养污水和重金属离子废水等污水处理方面的应用进展,并对硅藻土基吸附与光催化材料的发展和研究方向进行分析和展望。     

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。     

静电纺丝法制备新型吸附分离材料

随着现代经济、工业的发展,许多环境问题出现在了人类面前,对于新型吸附分离材料的需求也变得十分迫切。静电纺丝法是一种简单有效制备连续纳米长丝的技术,有着十分广阔的应用前景。由于静电纺丝法制备的纤维膜具有较大的比表面积、易于调控的微观结构及化学性质,静电纺丝法能够用于制备新型的吸附分离材料。本文对电纺纤维膜的制备与改性,以及电纺纤维膜在空气过滤、油水分离、重金属离子去除等领域的应用进行了介绍,同时对其未来的发展进行了展望。     

螯合高分子对重金属处理的新动向(下)

二、螯合树脂对重金属的处理螯合树脂适于从废水中去除有害重金属。目前已广泛使用于垃圾焚烧厂,高等院校,科研单位,医院,工厂等大规模的重金属处理工艺中。下面仅它对水中的微量金属离子选择吸附特性及其在金属分离与回收领域中的应用作简要说明。     

聚氨酯泡沫材料用于环境中金属离子监测及污染物去除的研究进展

聚氨酯泡沫材料具有加工成型简便、成本低廉、孔结构丰富、比表面积大、对环境中污染物吸附性能强、耐老化和抗有机溶剂浸蚀等优点,在环保与监测领域中的应用正受到广泛关注。本文重点综述了聚氨酯泡沫材料在金属离子富集与分离、固定化微生物去除废水中的重金属离子和有机污染物等环境保护领域的应用,并对其应用前景作了展望。     

MXene二维无机材料在环境修复中的应用

MXenes是一类结构新颖的无机层状纳米材料,它是由几个原子层厚度的过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物构成,目前被广泛应用于能源、光学、催化和吸附等领域。由于其具有高亲水性、比表面积大、表面带负电和高离子交换力等特性,被作为一种优异的吸附剂材料。MXenes材料会通过静电吸引、配位螯合等相互作用去除环境中的重金属离子与放射性元素,有望成为吸附重金属离子与放射性元素的理想载体。本文介绍了MXene材料的结构与制备方法,其去除重金属离子(如铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、镍(Ni))与放射性元素(如铀(U)、铯(Cs)、铕(Eu)、钡(Ba)、锶(Sr))的研究进展,并对其相关的吸附行为与相互作用机理进行了重点阐述。此外,还对MXene材料在该领域所面对的挑战和未来发展进行了展望。     

新型生物质基复合水凝胶球珠高效吸附去除Ni-EDTA络合物的特性与机制

以壳聚糖(CS)与海藻酸钠(SA)为基体,以四乙烯三胺五乙酸(DTPA)与聚乙烯亚胺(PEI)为改性试剂,制备了富含氨基与羧基的新型生物质基复合水凝胶球珠MCS/SA@PEI,并系统深入研究其吸附去除Ni-EDTA络合物的特性与机制.FT-IR、XPS等表征结果均证明氨基与羧基被成功引入.该体系的最优化条件为:pH3,...     

新型Al、Ti改性MCM-41材料对污水中Cu~（2＋）的吸附研究

研究了改性介孔硅基材料（以下简称MCM-41）对污水中重金属铜离子的吸附行为。在MCM-41材料中加入Al、Ti两种诱因金属离子来合成新的Al-Ti-MCM-41及Ti-Al-MCM-41改性材料,通过氮气吸附―脱附等温线对Al-Ti-MCM-41（1∶1）样品进行了表征,考察了吸附剂的投加量、Cu2＋初始浓度和吸附温...     

生物材料对重金属离子的吸附富集作用

介绍了重金属离子的生物吸附富集作用,从生物材料的类型、生物吸附的选择性、化学修饰与生物吸附、生物对重金属离子的浓缩富集作用和生物吸附的机理及模型等方面作了说明。利用生物材料可去除水体中的重金属离子。     

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。     

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。