改性柏树锯末对铜离子吸附机制研究

本文以KMnO₄改性处理的柏树锯末为吸附剂,对溶液中的Cu²⁺吸附去除。结果表明,改性锯末增大了孔径和比表面积,吸附剂表明吸附位点增多,当pH=7、吸附剂用量1 g·L^-1及温度318 K的条件下吸附效果最佳。改性柏树锯末对Cu²⁺的吸附动力学和等温线线性拟合结果分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型,说明该吸附过程是单分子层吸附,并以化学吸附为主。     

活性炭/CoFe2O4复合物的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

通过低温回流法制备了具有磁分离响应的活性碳(AC)与CoFe₂O₄的复合物AC/CoFe₂O₄（MAC）。采用批式吸附实验法对MAC吸附溶液中偶氮染料亚甲基蓝（MB）的吸附动力学过程及吸附平衡进行了研究,考察了溶液初始pH值对MAC吸附MB的影响。结果表明,MAC吸附MB的过程很快,20 min几乎达到平衡。MAC吸附MB过程可以用准二级动力学方程描述。等温吸附过程服从Langmuir方程,MAC对MB的饱和吸附容量为120.48 mg/g。在较低pH值时,MB吸附量较小。随着pH值的升高,MAC对MB的吸附量增大。     

磷钼钨杂多酸修饰金属有机骨架MOF-5复合材料吸附亚甲基蓝

采用水热合成法,在合成金属有机骨架MOF-5的过程中引入活性组分磷钼钨杂多酸(H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂),制备出一种新型吸附剂H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5。 利用H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5材料对亚甲基蓝溶液进行了材料的吸附性能研究,探讨了亚甲基蓝溶液的初始pH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,在较低的温度和亚甲基蓝溶液较低的初始pH值的条件下,有利于H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对亚甲基蓝的吸附。 实验结果能够较好地符合Langmuir吸附等温式以及二级动力学模型,对亚甲基蓝的最大吸附量可达401.6 mg/g。 热力学参数ΔG<0、ΔH<0和ΔS>0,表明H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对亚甲基蓝的吸附过程是自发、放热的。 此外,还探讨了H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对甲基紫、孔雀石绿、罗丹明B和甲基橙等其它染料的吸附性能,结果表明,H₆P₂Mo₁₅W₃O₆₂/MOF-5对阳离子染料有较好的吸附效果。     

新型功能介孔吸附剂NiNb_2O_6的合成及其吸附性能研究

通过柠檬酸溶胶-凝胶反应,合成了新型功能介孔NiNb2O6吸附剂,通过X-射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和比表面积及孔径分析(BET)对其结构进行表征。通过影响因素实验、吸附动力学实验和等温吸附实验,探讨了NiNb2O6吸附剂对水溶液中亚甲基蓝的吸附性能和机理。结果表明,NiNb2O6介孔吸附剂具有正交相晶体结构,平均粒径为30~200nm,比表面积为66.3m2/g。吸附剂用量、温度和pH值均对吸附行为有一定的影响;在35℃时,亚甲基蓝在吸附剂上吸附行为符合Langmuir方程,吸附动力学符合拟二级动力学方程,初始浓度为40mg/L,pH值为7.03时,0.2g介孔吸附剂NiNb2O6对亚甲基蓝的吸附量最大,吸附过程中液膜扩散为主要速率控制步骤。     

Fe3O4/HA复合吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

采用碱溶酸析法提取腐植酸(HA),通过CaCl₂对其改性后与Fe₃O₄进行复合,制备出不同配比的Fe₃O₄/HA复合吸附剂。利用SEM、BET、FT-IR、XRD分析方法对HA、钙改性HA、Fe₃O₄/HA复合吸附剂进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始浓度对Ni(Ⅱ)吸附率的影响。结果表明:质量复合比mHA:mFe₃O₄:mCaCl₂为3∶2∶2的Fe₃O₄/HA复合吸附剂(HA2)对Ni(Ⅱ)吸附效果最佳。当加入0.8 g吸附剂,Ni(Ⅱ)初始浓度为0.1 g·L^-1,吸附5 h,pH=5,温度40℃,吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附率为92.57%。复合吸附剂在4次吸附脱附后,对Ni(Ⅱ)的吸附率仍达到52%。吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich吸附等温式。在20℃~40℃条件下,热力学参数ΔG<0、ΔS=37.57 J/(mol·K)、ΔH=11.07 kJ·mol^-1,表明该吸附是自发、熵增、吸热的过程。     

羧甲基纤维素/Fe3O4复合纳米磁性材料的制备、表征及吸附性能的研究

采用改进的氧化沉淀法在羧甲基纤维素(CMC)体系中制备了以磁性纳米Fe₃O₄为核心, 外层包覆羧甲基纤维素的复合磁性纳米材料. 用透射电镜、X射线衍射、红外光谱、Zeta电位和震动样品磁强计对复合纳米Fe₃O₄进行了表面形貌、结构和磁学的表征. 在此基础上研究了复合纳米Fe₃O₄对Cu^2＋的吸附性能, 探讨了溶液pH、反应时间和 Cu^2＋的初始浓度对其吸附性能的影响. 实验结果表明, 复合Fe₃O₄粒子为反尖晶石型, 平均粒径在40 nm左右, 羧甲基纤维素在Fe₃O₄粒子表面是化学吸附, 复合Fe₃O₄粒子的饱和磁化强度为36.74 emu/g, 在中性溶液中Cu^2＋的吸附量最高, 吸附平衡时间为1.5 h, 二级动力学模型能够很好地拟合吸附动力学数据, 吸附等温数据符合Langmuir模型. 复合纳米Fe₃O₄对Cu^2＋的吸附机理主要为表面配位反应.     

磁性阴离子交换树脂对水体中环丙沙星的吸附行为研究

制备不同Fe₃O₄含量的丙烯酸系强碱阴离子交换树脂为吸附剂,去除水环境中的环丙沙星(CPX),考察了不同Fe₃O₄含量的阴离子交换树脂对CPX的吸附行为。结果表明,树脂吸附使其准一级动力学和准二级动力学常数都有所增加,更符合一级动力学方程,R²>0.996,树脂中Fe₃O₄含量增加可增强吸附性能;Langmuir模型和Freundlich模型对系列树脂吸附CPX的过程均有较好的拟合效果,相关系数R²>0.93,树脂中Fe₃O₄含量的变化不会改变树脂对CPX的吸附机制;pH值<6.18时,吸附量逐渐增加,pH值在6～8之间时,吸附量最高,当pH>8.76时,吸附量下降明显。较高Fe₃O₄含量的磁性丙烯酸系阴离子交换树脂受NaCl影响较大。     

Microwave assisted hydrothermal synthesis of tin niobates nanosheets with high cycle stability as lithium-ion battery anodes

SnNb₂O₆ and Sn₂Nb₂O₇ nanosheets were synthetized via microwave assisted hydrothermal method, and innovatively employed as anode materials for lithium-ion battery. Compared with Sn₂Nb₂O₇ and the previously reported pure Sn-based anode materials, the SnNb₂O₆ electrode exhibited outstanding cycling performance.     

H3PMo12O40/MOF-808复合材料制备及其吸附性能研究

以Keggin型磷钼酸、1,3,5-均苯三甲酸和八水氯氧化锆为原料，通过一步原位溶剂热制备了复合型吸附剂，通过XRD、SEM、FT-IR和TGA等表征手段说明，将亲水性杂多酸固定在MOF-808金属有机骨架基体上，对水溶液中亚甲基蓝溶液的吸附能力得以提升。动力学实验表明，H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808对亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型，吸附等温线遵循Langmuir等温线模型，表明MB均匀吸附在H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808表面。根据Langmuir模型，在pH值为8,T=303K,吸附剂吸附性能最好。热力学研究表明，吸附过程是一个自发的放热反应。此外，H₃PMo₁₂O₄₀/MOF-808在五个连续循环实验中从其水溶液中吸附MB分子，表现出较好地可重复使用性。     

模拟烟气气氛下矿物元素组分对砷的吸附特性研究

利用气相砷吸附反应实验装置,研究了300-900℃条件下CaO、Fe₂O₃、MgO、Al₂O₃、K₂SO₄及钙铁混合吸附剂在模拟烟气气氛下的As₂O₃（g）吸附特性。结果表明,在五种单元素吸附剂中,CaO的吸附能力最强,K₂SO₄最弱;随着温度升高,CaO的吸附量先增加,在700℃时略微下降后又增加,Fe₂O₃的吸附量先增加后减少,MgO、Al₂O₃、K₂SO₄的吸附量一直增加;三种比例的钙铁混合吸附剂的吸附效果的实验值相比计算值至少提高了92%,Ca：Fe比为3：1时,吸附效果最好,达到7.91 mg/g。混合后烧结反应导致表面结构改变是吸附效果提升的重要原因。     

凹凸棒黏土负载纳米TiO2-Fe3O4吸附剂的制备及Cr(Ⅵ)的脱除

采用溶胶-凝胶法、一锅反应法制备了负载纳米TiO₂和Fe₃O₄的凹凸棒黏土(TiO₂-Fe₃O₄-ATP)吸附剂,并进行了模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附及脱附性能的研究。 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和EDS等分析方法对ATP负载纳米TiO₂-Fe₃O₄前后结构进行了表征,考察了物料配比及吸附时间、pH值、温度、投加量和初始质量浓度对Cr(Ⅵ)吸附率的影响。 结果表明,吸附剂在Ti元素含量与负载总量的摩尔比为3：4时吸附效果最佳。 当吸附剂质量为0.6 g,Cr(Ⅵ)离子初始质量浓度小于0.8 mg/L时,pH=6,温度20 ℃,吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附率为79.8%。 TiO₂-Fe₃O₄-ATP吸附剂对Cr(Ⅵ)离子吸附满足Freundlich模型。 在20~40 ℃ 条件下,吸附过程ΔG<0、ΔS=-43.55 J/(mol·K)、ΔH=-14.36 kJ/mol,表明该吸附是个自发、熵减、放热的过程。 吸附过程符合准二级动力学模型,吸附速率控制步骤以表面化学反应为主。 TiO₂-Fe₃O₄-ATP吸附剂在循环使用4次后,吸附率仍能达到65%以上。     

分级多孔γ-Al2O3空心微球微波水热法制备及其对刚果红的快速吸附

以KAl(SO₄)₂和尿素为前驱体,通过微波水热法于180 ℃反应20 min,经600 ℃焙烧2 h制得分级多孔γ-Al₂O₃空心微球.所制备的样品被用于吸附典型有机染料刚果红(CR)溶液.结果表明,制备的γ-Al₂O₃空心微球直径为0.8-1.0 μm,厚度约为200 nm.此γ-Al₂O₃空心微球具有高的比表面积(243 m²·g^-1)和分级大孔-中孔结构,此结构非常有利于液相过程中的质量传递.微波水热法制备的γ-Al₂O₃空心微球比水热法制备的γ-Al₂O₃和商用的γ-Al₂O₃样品显示出更快和更强的吸附性能.此样品的吸附数据很好地符合假二级速率方程和Langmuir吸附理论模型.从Langmuir吸附理论模型计算得到微波水热法制备的γ-Al₂O₃空心微球的最大吸附量(q_max) 25 ℃时高达515.4 mg·g^-1.由于具有分等级结构、高比表面积、大的孔容和吸附能力,微波水热法制备的γ-Al₂O₃空心微球样品有望成为一种具有很好应用潜力的环境吸附剂.     

改性凹凸棒的制备及对砷离子的吸附研究

针对日益严重的砷离子污染问题，本文采用灵敏简便的原子荧光分析法，探究了凹凸棒石粘土吸附剂对砷离子的吸附性能，测定了pH、吸附时间、砷离子的初始浓度等因素对凹凸棒石粘土负载铁氧化物对砷离子吸附能力的影响，并通过SEM、EDX、FTIR对所制得的吸附剂进行了表征研究，同时进行了吸附动力学和吸附等温模型的分析。研究结果表明，改性后的凹凸棒对砷离子的吸附性能有了显著提升，在较低浓度时吸附效率可达98%，该吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学方程。     

MgO/Al2O3吸附剂对CO2动态吸附性能的研究

以γ- Al₂O₃为载体,采用等体积浸渍法制取MgO/Al₂O₃吸附剂,利用BET、XRD等表征手段对吸附剂进行表征;并通过固定床测量穿透曲线的方法研究其对CO2动态吸附性能的影响,考察了MgO负载量、吸附温度、气体流量等因素对吸附剂吸附CO₂性能的影响,同时还通过多次吸脱附实验考察MgO/Al₂O₃吸附剂的稳定性和再生能力。结果表明,MgO负载量为10%的吸附剂,吸附温度在50℃左右,流量为45mL/min动态吸附量最大;经数次循环后材料的结构性质和吸附性能未见明显变化,可再生性能比较优异,是一种潜在的可工业化应用的CO₂吸附剂。     

B2O3对Ag/TiO2-Al2O3吸附剂的柴油吸附脱硫性能影响

采用浸渍法制备了不同B₂O₃负载量(e.g. 5%~20% (w))的Ag/TiO₂-B₂O₃-Al₂O₃吸附剂。以含硫量为245.36mg(S)/L 的商业柴油作为考察对象,常温常压下采用静态评价进行吸附脱硫性能研究。结果表明,B₂O₃改性后的Ag/TiO₂-Al₂O₃吸附剂的柴油吸附脱硫活性有了较大提高,当B₂O₃的负载量为15%时,吸附剂的吸附脱硫活性最高,2%Ag/4%TiO₂-15%B₂O₃-Al₂O₃ (w)的饱和吸附硫容达到2.36mg(S)/g 吸附剂。这对于未经预处理的商业柴油而言,吸附脱硫活性已经达到较高水平。采用N₂物理吸附、O₂化学吸附、X射线衍射(XRD)、NH₃程序升温脱附(NH₃-TPD)、傅里叶红外光谱(FT-IR spectra)、¹¹B核磁共振(¹¹B-NMR)等表征手段对不同负载量B₂O₃改性Ag/TiO₂-Al₂O₃吸附剂的织构性质、晶相结构和表面酸性的影响进行研究。关联活性测试和表征结果发现,吸附剂的吸附脱硫活性主要与吸附剂的表面弱酸性有关,而B₂O₃改性在吸附剂表面引入了较多的四配位的BO₄物种,能显著增加吸附剂表面弱酸性位点数量,提高吸附剂的吸附脱硫活性。     

Aluminum-type superparamagnetic adsorbents: Synthesis and application on fluoride removal

Two effective types of superparamagnetic nano-scale adsorbents of bayerite/SiO₂/Fe₃O₄ have been synthesized via three sequential steps: chemical precipitation of Fe₃O₄, coating of SiO₂ on Fe₃O₄ using acidifying method, and further coating of bayerite (Al(OH)₃) on SiO₂/Fe₃O₄ adopting sol–gel (MASG) or homogeneous precipitation (MAHP) methods. The characteristics of MASG and MAHP were identified using the transmission electron microscopy (TEM) micrograph, scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDX), X-ray powder diffractometer (XRD), and superconducing quantum interference device (SQUID). Removal of fluoride from aqueous solution was examined to evaluate the adsorptive capacity of MASG, MAHP, and commercial activated alumina (CA), and the effects of enclosure of Fe₃O₄ with SiO₂ for SiO₂/Fe₃O₄, MASG, and MAHP particles. Among the adsorbents tested under the same experimental condition, MASG is the most effective adsorbent, of which the adsorption capacities are 38 g/kg (based on adsorbent mass of adsorption in terms of equilibrium constant q_L of Langmuir isotherm), and can compete with CA even at a high pH value. The innovative superparamagnetic adsorbents synthesized in this study possess physicochemical stability at pH range of 6–8 and great potential in the adsorption processes due to not only their high adsorption capacity but also the conveniently magnetic separation which can overcome the difficulty in solid–liquid separation for nano-particles in solutions.     

新晶态磷酸铝分子筛CFAP-6的合成与性质

磷酸铝分子筛是新的一类晶态无机材料.1982年美国联合碳化物公司首次公布了约廿种不同结构的磷酸铝分子筛的合成专利^[1],作者在研究P₂O₅-Al₂O₃-H₂O系统的水热合成中^[2],发现用Al₂(SO₄)₃溶液作为Al₂O₃源,固体(NH₄)₃PO₄·3H₂O作为P₂O₅源,加入适量的有机胺,也能合成分子筛相,新晶态分子筛CFAP-6就是用上述原料,在二正丁胺-(NH₄)₂O-P₂O₅-Al₂O₃-H₂O系统中水热合成的。