硅胶负载硫脲型吸附材料对Zn(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了通过均相法和异相法合成的硅胶负载硫脲型吸附材料(HO-SG-GPTS-TS和HE-SG-GPTS-TS)对Zn(II)的吸附性能,考察了溶液p H值、温度、时间及金属离子初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明,均相法合成产物HO-SG-GPTS-TS对Zn(II)的吸附量较异相法合成产物HE-SG-GPTS-TS高。对Zn(II)的最佳吸附p H值均为6。等温吸附结果表明,随温度及浓度的升高,对Zn(II)的吸附量增大,吸附过程符合Langmuir模型,为单分子层吸附;D-R模型拟合结果表明,对Zn(II)平均吸附自由能均大于8k J/mol,为化学吸附过程。动力学研究表明,吸附材料对Zn(II)的吸附符合拟二级动力学模型,为液膜扩散控制过程。     

螯合树脂S930对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能与作用机理研究

通过静态吸附和动态吸附研究系统分析了螯合树脂S930对单组分与双组分体系中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附行为,经结构表征(FT-IR、XPS)与软硬酸碱理论(HASB)深入探讨了3种金属离子在S930树脂上的作用机理。结果表明,树脂吸附金属离子的最佳pH值为5.0左右,且对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir方程,而对Cd(Ⅱ)的吸附过程符合Freundlich方程。吸附过程在6h左右达到平衡,且符合Lagergren二级吸附动力学模型,表明化学作用是吸附速率决定步骤。Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的动态吸附过程符合Thomas模型。FT-IR、XPS及HASB同时证明树脂对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的作用包括离子交换与配位作用,而对Cd(Ⅱ)的作用以离子交换为主,是树脂对Cd(Ⅱ)吸附选择性较差的主要原因。     

新型多胺螯合树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过二乙烯三胺改性反应成功制备了多胺螯合树脂(DA),以Cu(Ⅱ)为吸附质研究了该树脂对重金属离子的吸附性能。实验结果表明该树脂对Cu(Ⅱ)的吸附符合二级动力学模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述其吸附过程,但Langmuir方程拟合的效果更好。在pH=5时,DA树脂对Cu(Ⅱ)的饱和吸附量达到1.360mmol/g,超过了商用树脂S984,表现出良好的吸附性能,有潜在的应用价值。     

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.     

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。     

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.     

壳聚糖衍生物对Zn(Ⅱ)的吸附动力学及机理研究

利用吸附体系研究了Zn(Ⅱ)与壳聚糖衍生物的吸附行为。评价了Zn(Ⅱ)在壳聚糖衍生物上的吸附能力。探讨了壳聚糖衍生物对Zn(Ⅱ)的吸附动力学行为,动力学实验数据与二级动力学模型相吻合,表明化学吸附过程为速率控制步骤。通过红外光谱和X射线光电子能谱,研究了壳聚糖衍生物与Zn2 的配位机理。结果表明,配合物中Zn2 与α-酮戊二酸缩壳聚糖中羧基氧原子和氨基氮原子配位,与羟胺α-酮戊二酸缩壳聚糖配位的配位原子为—NH—中的氮原子、羟肟酸中的氧原子及羰基中的氧原子。     

硫脲基纳米螯合纤维对水溶液中Cd(Ⅱ)的吸附和密度泛函理论计算

以聚丙烯腈为原料, 利用静电纺丝技术和化学接枝制备得到硫脲基纳米螯合纤维, 并用于水溶液中 Cd(Ⅱ)的去除. 结合样品的表征和密度泛函(DFT)理论计算结果, 揭示了所制备纳米纤维材料对Cd(Ⅱ)的吸附机理. 借助静态吸附和动态吸附实验, 考察了硫脲基纳米螯合纤维对Cd(Ⅱ)的吸附性能. 结果表明, 纳米纤维吸附材料对Cd(Ⅱ)的最大吸附容量可达349.46 mg/g, 吸附过程在90 min以内即可达到基本平衡. 整个吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型. 硫脲基纳米螯合纤维吸附Cd(Ⅱ)的吸附机理为表面配位络合, 增加纳米纤维表面硫脲基团的含量是提高吸附容量的重要途径. 该吸附材料经6次循环使用后, 最大动态吸附容量并未发生明显改变.     

纳米氧化镁对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用乳液法制备不同形貌的花状和片状MgO纳米粒子并研究其对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。运用静态吸附实验考察吸附时间和吸附剂MgO用量对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的去除率影响,探讨MgO纳米粒子的微观机构对其吸附性能的影响机制。结果表明,花状MgO和片状MgO对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子表现出优异的吸附性能,对金属离子的去除效果是Cu(Ⅱ)Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ),5min基本达到吸附平衡;花状MgO对金属离子Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能明显优于片状MgO,这归因于比表面积大、多孔结构的花状MgO为金属离子提供更多的吸附活性位。与Temkin模型和Freundlich模型相比,Langmuir等温吸附模型更符合MgO样品在含Cu(Ⅱ)离子溶液体系中对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子的吸附过程,这意味着Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子在MgO纳米粒子表面的吸附属于单分子层吸附。花状和片状MgO对金属铬离子的吸附行为符合伪一级动力学模型。     

一种阴离子型三维金属有机框架材料Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)(BDC=对苯二甲酸根,Bipy=联吡啶)的制备及其对甲基紫的吸附性能

以2-氨基对苯二甲酸、4,4'-联吡啶配体和硝酸铜为原料,在溶剂热的条件下,合成了一种的阴离子型三维金属有机框架(MOF)材料Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)(BDC=对苯二甲酸根,Bipy=联吡啶)。通过IR、XRD、SEM、TG、N_2吸附法测比表面积等技术手段表征材料的结构和性能。研究了Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)材料对甲基紫的吸附性能,探讨了甲基紫溶液的初始p H值和初始浓度以及不同吸附温度对吸附量的影响。结果表明,等温吸附模型符合Langmuir等温吸附模型,动力学符合拟二级动力学。热力学参数ΔG0、ΔΗ0和ΔS0,表明Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)对甲基紫的吸附是自发和放热的,在溶液p H=9,温度为20℃条件下,Cu(BDC-NH_2)(4,4'-Bipy)_(0.5)对甲基紫的吸附量为60.09 mg/g,说明Cu(BDC)(4,4'-Bipy)_(0.5)材料可以通过氨基改性,提高其对染料的吸附能力。     

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。     

纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂对镉离子的吸附研究

采用响应面法对纳米氢氧化铝-聚丙烯酰胺复合絮凝剂吸附Cd(II)过程进行了拟合和优化,分别以pH值、温度和Cd(II)浓度为自变量,研究了其对响应值镉离子最大吸附量的影响,并通过吸附动力学方程和吸附等温线数据对吸附机理进行了探讨。结果表明,采用响应面法对pH值、温度和Cd(II)浓度3个自变量进行优化后得出最大吸附量为79.07mg/g,其最优条件为:pH 6.35,镉离子浓度91.36mg/L,温度50℃;氢氧化铝-聚丙烯酰胺对Cd(II)的吸附在120min内达到平衡,且吸附动力学数据符合准二级动力学模型,表明吸附过程包含化学吸附;吸附速率的控制步骤是吸附脱附平衡步骤;吸附等温线数据与Langmuir吸附等温模型相一致,表明镉离子在氢氧化铝-聚丙烯酰胺表面形成的是单层吸附层。     

Cu(Ⅱ)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈-衣康酸对水中微量砷的吸附

以丙烯腈和衣康酸为原料合成了聚丙烯腈-衣康酸[P(AN/IA)],与盐酸羟胺反应得到偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)],进一步与Cu(Ⅱ)配位得到Cu(Ⅱ)负载偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)]聚合物配体交换树脂。通过红外光谱和扫描电镜对AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)的结构进行了表征,并研究了AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对砷的吸附性能。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)在p H 3时对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)有最大吸附量,分别为0.56mg/g和0.51mg/g。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,遵循Langmuir吸附等温式。尽管存在干扰离子,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附选择性仍然比较好。吸附(固定床)实验表明,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对含砷模拟废水具备优良的分离与重复使用性能。     

基于磁性树脂吸附的复合污染物共去除行为与机制研究

电镀废水是典型复合污染废水,其中重金属离子、表面活性剂、络合剂等多种污染物共存。本文选取电镀工艺中常用的添加剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以及络合剂柠檬酸钠(CA)为研究对象,使用自主研发的新型磁性强碱树脂NDMP对有机酸吸附动力学、吸附等温线进行了研究,同时考察了溶液条件(p H值、重金属等)对吸附的影响。研究表明,NDMP树脂对2种有机酸的吸附等温线均符合Langmuir模型,说明有机酸在树脂上的吸附是单层吸附,303K下NDMP对SDBS和CA的最大吸附量Q0分别为2.97mmol/g和0.959mmol/g。通过研究Cu(Ⅱ)与SDBS和CA复合组分在树脂上的吸附行为,结果表明,NDMP能同时吸附CA-Cu(Ⅱ)的复合组分,且随着p H值的升高吸附量增大,当p H3时,CA-Cu(Ⅱ)组分中Cu(Ⅱ)主要以[Cu(Ⅱ)-Citrate]-实现与CA在树脂上的共吸附。     

磁性共价有机框架材料吸附甲基橙和茜素绿两种阴离子有机染料

以自制的磁性共价有机框架材料(COF)为吸附剂,采用静态吸附法研究了其对甲基橙(MO)和茜素绿(AG-25)的吸附行为。 结果表明,在25 ℃,pH值6~8的条件下,磁性COF对两种阴离子染料的的吸附量分别为997和1314 mg/g。 两种染料的吸附等温线符合Langmuir等温吸附模型,表明吸附过程为单层吸附;吸附动力学均符合准二级动力学模型,说明吸附过程以化学吸附为主。 磁性COF对水体中的阴离子染料体现出高吸附量和快速吸附的特点,具有潜在的价值。     

Cu(Ⅰ)NH4Y吸附剂的制备及其乙烯/乙烷吸附分离性能

本研究采用液相离子交换法,用不同浓度的CuCl2对NH₄Y分子筛进行离子交换制得系列CuNH₄Y-x分子筛吸附剂,并通过固定床吸附穿透实验及一系列表征手段探究了Cu的价态和负载量对乙烯/乙烷吸附分离性能的影响。吸附穿透实验结果表明,Cu(Ⅰ)NH₄Y0.10的乙烯吸附量明显高于Cu(Ⅱ)NH₄Y0.10,且Cu(Ⅰ)NH₄Y系列吸附剂的乙烯吸附量随着Cu负载量的增加呈现先增加后减小的趋势。H₂-TPR和HRTEM表明,当Cu的负载量较低时,高度分散落位于Y分子筛超笼中的Cu(Ⅰ)物种是乙烯有效吸附位点。然而,当Cu的负载量较高时,部分Cu物种发生团聚,造成对乙烯吸附能力的减弱。DFT密度泛函理论计算表明相比于Cu(Ⅱ)NH₄Y吸附剂,乙烯更容易吸附在Cu(Ⅰ)NH₄Y吸附剂上。该研究结果可为乙烯分离用高效Cu离子改性分子筛吸附剂的开发提供重要理论依据与指导。     

Mg/Al水滑石的焙烧产物吸附酸性红88的动力学和热力学机理研究

文章研究了Mg/Al水滑石焙烧产物(LDO)对酸性红88 (AR88)的吸附性能及其机理. 考察了温度对其吸附性能的影响, 探讨了吸附过程的动力学和热力学规律. 热力学研究表明: LDO对AR88的吸附过程稍符合Langmuir等温吸附. 从Langmuir等温式计算的 , 为负值, 表明吸附过程为放热、熵减小的过程, 这是因为LDO在吸附酸性染料后恢复了层状结构|不同温度下 均为负值, 表明吸附过程是自发进行的. 动力学研究表明: 吸附动力学符合准二级动力学模型, 动力学计算吸附过程的活化能E_a＝54.53 kJ•mol^－1. 利用Materials Studio 4.3软件中的CASTEP程序模块和Focite模块模拟了AR88染料分子在Mg/Al水滑石(LDHs)的尺寸大小和排列方式, 推测吸附机理是以表面吸附占主要优势并伴有少部分插层.     

甘氨酸及5-氨基水杨酸改性淀粉对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

以淀粉(Starch)为基体,接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)后得到starch-g-GMA,再分别将甘氨酸(Gly)或5-氨基水杨酸(ASA)修饰在starch-g-GMA上,形成2种对Cd(Ⅱ)具有优良吸附效果的新型改性淀粉螯合剂starch-g-GMA-Gly和starch-g-GMA-ASA。借助红外光谱、扫描电镜、元素分析仪等表征了改性淀粉螯合剂的结构,通过原子吸收光谱仪测试了改性淀粉螯合剂对Cd(Ⅱ)的静态吸附性能。结果表明,上述改性淀粉螯合剂对Cd(Ⅱ)的吸附过程均符合准二级动力学方程,且吸附等温线用Freundlich模型拟合效果优于Langmuir模型。starch-g-GMA-Gly和starch-g-GMA-ASA对Cd(Ⅱ)的平衡吸附量均较大,分别达到130mg/g和149mg/g。     

活性白土对油脂溶液中β-胡萝卜素的吸附热力学及动力学研究

探讨了活性白土(AAB)对油脂溶液中β-胡萝卜素的吸附热力学及动力学特征,AAB对β-胡萝卜素的吸附行为可用Langmuir和Freundlich等温式进行描述,相关性均较好,在高温条件下(75～95℃),AAB对β-胡萝卜素的吸附更符合Freundlich模型的吸附行为.分别采用拟一级反应乖拟二级反应模型描述了吸附动力学数据,表明AAB吸附β-胡萝卜素适合于拟二级吸附动力学行为,且高温有利于提高吸附量和吸附速率.AAB对β-胡萝卜素的吸附表现活化能E_a为38.673kJ/mol,表明整个吸附过程涉及到化学吸附作用;通过对吸附热力学参数△H、△S及△G的分析,表明吸附过程是自发进行且伴随着吸热及熵值的增加,吸附趋势随着温度的升高而有所增大.