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。     

H3PO4改性PS-EDTA树脂对水相中Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附性能研究

大孔氯甲基化聚苯乙烯小球先后与乙二胺、2-氯乙酸反应得EDTA型螯合树脂(PS-EDTA),再用磷酸在室温处理得PS-EDTA/P树脂。PS-EDTA/P树脂被用于水相中Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附净化处理,探讨了溶液的pH值、初始金属离子浓度、时间、温度等因素对吸附性能的影响,并研究了其对重金属离子的吸附动力学和热力学。结果表明,PS-EDTA/P树脂对Cu2+和Zn2+的吸附符合Langmuir等温式、对Cd2+的吸附符合Freundlich等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述3种金属离子在树脂上的吸附动力学行为。同时,PS-EDTA/P树脂对重金属吸附的热力学参数表明,PS-EDTA/P树脂对Cu2+、Zn2+和Cd2+的吸附是一个自发的、吸热的过程。已吸附Cu2+、Zn2+和Cd2+的树脂可以用0.1mol/L HCl解吸,解吸后的树脂对Cu2+、Zn2+和Cd2+仍具有较高的吸附量。     

水杨酸型螯合吸附材料对重金属离子的吸附性能

将5-氨基水杨酸接枝到PGMA/SiO2微粒的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)大分子链上,成功制备了一种新型螯合吸附材料ASA-PGMA/SiO2。采用静态法研究了ASA-PGMA/SiO2对重金属离子Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+的吸附性能,结果表明其对Cu2+、Cd2+、Zn2+、Pb2+具有很强的螯合吸附能力,吸附容量分别可以达到0.42、0.40、0.35、0.31mmol/g。体系的pH对吸附容量影响较大,吸附行为服从Langmuir和Freundlich吸附模型。使用0.1mol/L的盐酸溶液就可实现重金属离子的解吸。通过反复吸附-解吸实验证明ASA-PGMA/SiO2具有良好的重复使用性能。     

Cu(Ⅱ)印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子

研究了以Cu2+为模板的壳聚糖交联多孔微球(Cu-CSCPM)对溶液中Cu2+的吸附性能,为该材料应用于去除废水、果蔬汁等有毒重金属铜离子提供理论基础。首先制备了Cu2+印迹壳聚糖交联多孔微球,并表征了微球的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究了该微球对Cu2+的吸附行为。结果发现,制得的微球表面多孔,含有活性-NH2,其含水量为69.59%,树脂骨架密度为1.22g/cm3,孔度值为73.68%,交联度为82.42%。初始浓度为60mmol/L、吸附温度40℃、pH=4.0时,Cu-CSCPM对Cu2+的饱和吸附容量为1.89mmol/g。Cu-CSCPM再生5次对Cu2+仍然具有较高吸附容量。     

交联壳聚糖对Zn2+的吸附性能

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖树脂(AECTS)对Zn 2 的吸附行为,探讨温度、溶液的pH、反应时间、再生次数等因素对吸附性能的影响,并用红外光谱(FTIR)和光电子能谱(XPS)对吸附产物表面的元素结构及其结合能的变化进行表征. 结果表明,AECTS对Zn 2 的吸附导致AECTS结构和性能发生显著变化. FTIR和XPS分析表明,Zn 2 以配位键的形式吸附于AECTS,使AECTS中氨基的伸缩振动、变形振动发生了明显变化,N原子发生化学位移,而AECTS分子链上的羟基没有直接参与配位反应;AECTS对Zn 2 有较强的吸附能力和较快的吸附速率,在30 ℃、Zn 2 初始质量浓度为1 g/L的溶液中,吸附量可达163 mg/g树脂,是壳聚糖饱和吸附量的1.7倍左右;吸附量受pH的影响较大,在pH＝5时吸附量最高;AECTS对Zn 2 的吸附行为符合Freundlich等温吸附方程,温度升高吸附量增大,该过程为一吸热过程;AECTS经再生重复使用5次,吸附量基本不变.     

水稻秸秆的改性及其对重金属Cu2+的吸附

重金属Cu2+可直接或间接危害人体,作为天然吸附剂的农业废弃物因价廉易得、来源广泛、吸附高效等优点备受青睐。本文选用水稻秸秆（RS）为吸附原料,分别经酸、碱改性后得到H2SO4-RS和NaOH-RS,通过FT-IR、SEM和BET对改性前后吸附材料的表面官能团、表观形貌和结构等理化性质进行分析,考察投加量、吸附时间、初始Cu2+浓度和离子强度对吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线和热力学模型对吸附过程进行探讨。结果表明：改性水稻秸秆对Cu2+达到吸附平衡所需的投加量和时间较之未改性RS大大减少,去除率由42.0%分别提升至85.9%（H2SO4-RS）和90.0%（NaOH-RS）;随初始Cu2+浓度和离子强度的增大,RS的吸附性能显著降低,H2SO4-RS有所降低,而NaOH-RS只是稍有下降,NaOH-RS对150 mg/L含Cu2+溶液的去除率仍达到84.2%,离子强度cNaCl = 0.1 mol/L时去除率维持在86.1%。吸附动力学和吸附等温实验表明水稻秸秆对Cu2+的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型;热力学分析显示,相同温度下RS、H2SO4-RS和NaOH-RS吸附Cu2+过程的ΔG逐渐减小,且改性后两种吸附剂的ΔG均小于0,ΔH由改性前的正值转变为负值,说明水稻秸秆改性后吸附Cu2+的自发性更强,为自发的放热过程。     

麦壳对水溶液中铜离子的动态吸附研究

对麦壳柱吸附铜离子的动态实验进行了研究。pH为5时有利于吸附,Na+和Ca2+的存在不利于吸附,说明在吸附过程中存在离子交换机理。溶液流速、溶液浓度对流出曲线有较大的影响。吸附后的麦壳用0.5mol/L盐酸再生,能重复使用。对不同流速和不同浓度的流出曲线用Thomas和Yoon-Nelson线性模型进行了拟合,并预测了流出曲线。结果表明,饱和吸附量随着初始浓度的增大而增大,随流速的增加而减小;穿透时间随初始浓度和流速的增大均减小。在不同条件下的线性相关系数为0.920～0.948,说明Thomas和Yoon-Nelson模型都可用于描述穿透曲线。     

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。     

原子吸收光谱法测定改性梨渣吸附Pb(Ⅱ)的研究

通过原子吸收光谱法研究了在不同pH、吸附剂量、Pb2+浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣吸附Pb2+的行为。结果表明:溶液初始pH 4.2时,Pb2+的吸附达到最大值;酯化梨渣≥10 g/L能除去Pb2+为30 mg/L溶液中的91%的Pb2+。酯化梨渣对Pb2+的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为43.99 mg/g。Pb2+达到吸附平衡的时间为40 min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Pb2+的吸附过程。     

二硫代氨基甲酸键合硅胶对Cu2+吸附性能研究

本文以柱层层析硅胶为原料,用γ-氨丙基三甲氧基硅烷对其表面进行修饰,制得氨基键合硅胶微粒,进而在碱性条件下与二硫化碳反应,合成二硫代氨基甲酸键合硅胶(DTC-SiO2)。以Cu2+为吸附对象,考察DTC-SiO2对金属离子的吸附性能,探讨了溶液pH值、吸附剂用量、初始Cu2+浓度、吸附时间等影响材料吸附效果的因素,并研究了吸附剂对Cu2+的吸附等温线和动力学吸附特性。结果表明,在温度298K下,DTC-SiO2对Cu2+的吸附符合Langmuir等温式,准二级吸附动力学方程能够很好地描述Cu2+在DTC-SiO2上的吸附动力学行为。     

Chelating resin containing s-bonded dithizonefor the separation of copper(II), nickel(II) and zinc(II)

Analytical and physicochemical properties of a crosslinked poly (vinyl pyridine) based resin containing dithizone were examined. The resin was further used for the preconcentration of copper, nickel and zinc at batch and column level. Various conditions such as pH, equilibration time, temperature were optimised for the maximum loading of copper, nickel and zinc. The loading capacities of the resin for copper, nickel and zinc were observed to be 0.51, 0.59 and 0.65 mmol g⁻¹ of dry resin respectively. Elution of loaded copper, nickel and zinc from the resin was done by using 0.1 M HCl, 0.1 M H₂SO₄ and 0.1 M HNO₃ respectively. Separation of copper, nickel and zinc in binary and ternary mixtures was achieved without any cross contamination.     

ADSORPTION BEHAVIORS OF Pt（IV） AND Pd（II） ON POLYMERIC ESTER THIOUREA RESIN

Polymeric ester thiourea resin （PDTU-I） is a new kind of chelating resin with functional atoms S, N and O, so it is an excellent adsorbent for noble metal ions. In batch testes, the adsorption capacities of PDTU-I for Pt（IV） and Pd（II） increase with the increase of contact time, temperature and initial concentration of metal ions. The adsorption data fit Boyd＇s diffusion equation of liquid film, Langmuir adsorption isotherm and Freundlich adsorption isotherm. The maximum adsorption capacities calculated by Langmuir equation are 2.54mmol/g for Pt（IV） and 4.88mmol/g for Pd（II）. According to FTIR and XPS results, functional groups of PDTU-I coordinate with noble metal ions in the adsorption process.     

一种新型亲水性胺基羧酸树脂的合成及其性能研究

以交联聚甲基丙烯酸缩水甘油酯为起始聚合物，经氨解和氯乙酸化反应，制得了一类骨架结构与聚甲基丙烯酸羟乙酯类似的亲水性胺基羰酸树脂，研究了这类树脂对Cu^2 的吸附性能，发现这类树脂对Cu^2 的吸附量可高达1.78mmol/g，且可以重复使用。     

亲水性氨基吡啶树脂的合成及其吸附性能

将氨基吡啶功能基引入亲水性大孔球状聚甲基丙烯酸环氧丙酯（PGMA）,合成了高亲水性的氨基吡啶螯合树脂(PGMA-AP),考察了该树脂对Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺等重金属离子的静态吸附性能及影响因素。 结果表明,该树脂对上述4种重金属离子在25 ℃时的静态饱和吸附容量分别为2.145、1.715、1.023和0.654 mmol/g,最佳吸附pH值为4.5～5.0,吸附性能随温度升高而改善,在实验浓度范围内该树脂对上述重金属离子的等温吸附符合Langmuir和Freundlich方程。     

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。     

Nonlinear Analysis of the Kinetics and Equilibrium for Adsorptive Removal of Cd(II) by Starch Phosphate

In the present study, the nonlinear analysis method was used to evaluate the kinetics and equilibrium for Cd(II) adsorption on crosslinked starch phosphate (SP) from aqueous solution. The pseudo-first-order, pseudo-second-order and Elovich kinetic models were applied to test the kinetics experimental data, and the pseudo-first-order kinetic model provides a best correlation of the experimental data. Adsorption equilibrium data were fit by Langmuir, Freundlich, Dubinin-Radushkevich, and Sips isotherms. The results show that the data are best described by the Sips isotherms with a maximum adsorption capacity of 2.00 mmol/g. The effects of initial pH, and SP dose on the Cd(II) adsorption were also investigated. The adsorption capacities of Cd(II) on SP increase with the pH increasing from 2.0 to 8.0.     

二乙烯三胺改性多壁碳纳米管对溶液中Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附

以二乙烯三胺(DETA)为改性剂, 对多壁碳纳米管(MWCNTs) 进行共价键修饰,合成了一种对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)有选择性的吸附剂MWCNTs-DETA, 并对Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的吸附参数进行了研究和优化. 结果表明, 最佳洗脱剂浓度为1.0 mol/L 硫脲-1.0 mol/L 盐酸, Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的洗脱率分别为94.48%和89.06%, 最佳条件下Au(Ⅲ)和Pd(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为50.45和25.68 mg/g. 在对吸附等温线的考察中, Au(Ⅲ)拟合Langmuir等温线较好, 而Pd(Ⅱ)则拟合Freundlich等温线较好. 吸附动力学均拟合二级模型较好.     

表面印迹纳米磁性壳聚糖的制备及对Cu(Ⅱ)的吸附研究

将壳聚糖与自制的纳米四氧化三铁反应,加入一定量的铜盐使其与壳聚糖络合,再用环氧氯丙烷交联,用酸洗脱铜离子,得到表面印迹的纳米磁性壳聚糖.考察了阴离子、交联剂浓度对铜印迹效果的影响.用振动磁力仪及透射电镜对样品的性质进行表征.研究了表面印迹的纳米磁性壳聚糖对Cu2 的吸附性能.研究结果显示,用硝酸铜印迹制备的表面印迹纳米磁性壳聚糖吸附剂平均粒径为25nm,饱和磁化强度为98.56emu/g,壳聚糖含量为18.7%.吸附剂吸附容量大,吸附速度快.在Cu2 初始浓度为3.91mmol/L,pH为5时,15min即达到吸附平衡,以壳聚糖计Cu2 的饱和吸附量为4.07mmol/g,比纯壳聚糖粉高2倍.在含Zn2 或Cd2 、Pb2 的二元体系溶液中,离子印迹吸附剂对Cu2 具有明显的选择吸附性,而未印迹的纯壳聚糖粉几乎没有选择性.吸附剂易回收,重复使用性好,重复使用4次后,吸附量约保留最初饱和吸附量的98%.     

Synthesis of Calcium Silicate Hydrate from Coal Gangue for Cr(VI) and Cu(II) Removal from Aqueous Solution

Both the accumulation of coal gangue and potentially toxic elements in aqueous solution have caused biological damage to the surrounding ecosystem of the Huainan coal mining field. In this study, coal gangue was used to synthesize calcium silicate hydrate (C-S-H) to remove Cr(VI) and Cu(II)from aqueous solutions and aqueous solution. The optimum parameters for C-S-H synthesis were 700 °C for 1 h and a Ca/Si molar ratio of 1.0. Quantitative sorption analysis was done at variable temperature, C-S-H dosages, solution pH, initial concentrations of metals, and reaction time. The solution pH was precisely controlled by a pH meter. The adsorption temperature was controlled by a thermostatic gas bath oscillator. The error of solution temperature was controlled at ± 0.3, compared with the adsorption temperature. For Cr(VI) and Cu(II), the optimum initial concentration, temperature, and reaction time were 200 mg/L, 40 °C and 90 min, pH 2 and 0.1 g C-S-H for Cr(VI), pH 6 and 0.07 g C-S-H for Cu(II), respectively. The maximum adsorption capacities of Cr(VI) and Cu(II) were 68.03 and 70.42 mg·g⁻¹, respectively. Furthermore, the concentrations of Cu(II) and Cr(VI) in aqueous solution could meet the surface water quality standards in China. The adsorption mechanism of Cu(II) and Cr(VI) onto C-S-H were reduction, electrostatic interaction, chelation interaction, and surface complexation. It was found that C-S-H is an environmentally friendly adsorbent for effective removal of metals from aqueous solution through different mechanisms.