乙基纤维素磁性复合材料对溶液中铜离子的吸附性能

重金属离子对生态环境以及人类健康造成了严重的危害,因此处理水体中的重金属离子迫在眉睫。采用共沉淀法,以乙基纤维素为模版,将四氧化三铁（Fe₃O₄）纳米颗粒与乙基纤维素复合,制备了乙基纤维素磁性复合材料（EC/Fe₃O₄）。探究了吸附添加量、溶液pH值和吸附时间等因素对溶液中Cu（Ⅱ）吸附过程的影响。结果表明,EC/Fe₃O₄表现出良好的吸附速率和吸附性能。吸附4 min,可达到吸附平衡状态。在Cu（Ⅱ）浓度为20 mg/L,pH=7,吸附时间为160 min条件下,EC/Fe₃O₄的单位吸附量q_e为76.98 mg/g,最大去除率为94.68%。在经过8次吸附循环后,单位吸附量为62.21 mg/g。     

焙烧层状氢氧化镁铝对水中氟离子的吸附性能

研究了焙烧层状氢氧化镁铝(CLDH)对水中氟离子的吸附性能,考察了焙烧温度、吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值等条件对吸附的影响.发现在较宽的pH(5.5～9.5)值范围内,CLDH对水中氟离子具有良好的吸附能力,室温下0.2gCLDH可将50mL浓度为15mg/L氟离子溶液处理为符合含氟标准的饮用水.吸附平衡符合Langmuir方程,在60min内达到饱和吸附,室温下饱和吸附量为22.64 mg/g.吸附饱和后的CLDH焙烧再生,循环使用5次后饱和吸附量为10.37 mg/g.     

氧化石墨烯对磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶的吸附性能研究

采用改进的Hummers法制备得到氧化石墨烯(GO),以两种磺胺类抗生素——磺胺甲恶唑(SMZ)和磺胺甲基嘧啶(SMR)为探针分子,研究了氧化石墨烯的吸附特性。利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对所制备的氧化石墨烯进行表征。考察了溶液p H值、吸附时间、初始浓度对氧化石墨烯吸附性能的影响,通过吸附动力学和吸附热力学对其吸附性能进行了研究。结果表明,酸性和碱性条件有利于氧化石墨烯对SMZ和SMR的吸附,当p H=1时吸附效果最佳;氧化石墨烯对SMZ和SMR吸附平衡时间分别为100和120 min,最大吸附容量分别为138.50和96.06 mg/g;吸附行为均符合准二级动力学方程,表明此吸附过程以化学吸附为主,与Langmuir等温方程式拟合度良好。氧化石墨烯作为富集分离材料用于湖水中SMZ和SMR的富集分离,获得了较好的结果。     

基于黄药子药渣制备微孔碳材料及其吸附氯霉素的研究

本文通过NaCl/KCl活化黄药子残渣制备微孔碳材料(DBL-800-AC)用于氯霉素的吸附研究。采用粉末X射线衍射仪(PXRD)、拉曼光谱仪(Raman)、比表面积及孔径分析仪(BET)等仪器表征碳材料稳定性、化学组成、石墨化程度和孔隙结构。探讨NaCl/KCl活化物、溶液pH、温度、氯霉素初始浓度和离子强度对氯霉素吸附性能的影响。采用NaCl/KCl活化剂进行活化后,DBL-800-AC的比表面积达到1634 m²/g,总的孔体积为0.85 m²/g,表明DBL-800-AC微孔碳具有丰富的孔隙结构。当pH值为5时,温度35℃时,DBL-800-AC吸附氯霉素的吸附量约900 mg/g。吸附过程中动力学模型符合二级动力学模型,等温模型可用Freundlich吸附等温模型描述。中药药渣制备的微孔碳材料是有效的去除水中氯霉素的吸附剂。     

氧化铟改性聚丙烯酰胺复合材料吸附水中铅的研究

环境中铅污染将威胁到生命体安全,因此去除过量的铅显得尤为重要。采用一锅法制备了复合材料吸附剂氧化铟改性的聚丙烯酰胺,通过扫描电子显微镜、N_(2)吸附-脱附仪和热重分析仪对吸附剂进行了表征。结合火焰原子吸收光谱法,研究其对水中的铅吸附性能。优化了溶液pH值及振荡时间对铅吸附的影响,并运用动力学和热力学研究了复合材料对铅的吸附行为。实验结果表明:在初始浓度为10 mg/L,溶液pH值为6.0,振荡时间为100 min时,铅的最大吸附量为9.689 mg/g;吸附行为符合拟二级动力学方程和Freundlich方程;当T=293.15 K时,ΔG=-8.38 kJ/mol,ΔH=23.90 J/mol,证明了复合材料对铅的吸附是自发进行,并且是吸热过程;经过3次吸附—解吸实验,复合材料对铅的解吸率仍大于87%,说明吸附剂的再生性能良好。     

牛磺酸改性埃洛石纳米管的制备及其对四环素的吸附性能

四环素在环境中难于降解,容易残留在环境中,影响生态系统和人体健康。埃洛石纳米管是一种天然硅酸盐矿物,具有均匀的纳米中空管状结构。本文通过化学键合以牛磺酸对埃洛石纳米管表面进行修饰得到改性的埃洛石纳米管(HNTs-Tau),显著提高其对四环素的吸附能力。系统研究pH、吸附时间、吸附温度及离子强度对吸附性能的影响。结果表明,HNTs-Tau在pH=6的弱酸性溶液下吸附效果最佳。振荡时间为2 min时,去除率可达到90%以上。在25℃下采用10 mg HNTs-Tau对800μg/mL的四环素溶液的吸附容量可以达到512.5 mg/g。采用4种动力学模型拟合,HNTs-Tau对四环素的吸附行为更加符合准二级动力学模型。采用2种热力学模型拟合,HNTs-Tau对四环素的吸附行为更加符合Freundlich模型,对四环素的最大吸附容量可以达到714.3 mg/g。     

D406螯合树脂对硫酸锌溶液中氟的吸附和解吸性能及动力学研究

研究了D406螯合树脂对硫酸锌溶液中氟的吸附和解吸性能,考察了影响氟吸附和解吸的因素以及该树脂吸附和解吸氟的动力学参数。结果表明,在25℃、pH=2、硫酸锌浓度为1.50mol/L、氟离子浓度为200mg/L条件下,D406螯合树脂对氟的吸附量为5.55mg/g。D406螯合树脂对氟的吸附符合Freundlich吸附模型。吸附和解吸的动力学符合Boyd液膜扩散方程,吸附反应活化能Ea=12.14kJ/mol,解吸反应活化能Ea=19.54kJ/mol。     

用玫瑰茎制备多孔炭及其水溶液中对铬(Ⅵ)的吸附研究

以玫瑰茎为原料,制备了多孔炭材料,并将其应用于含Cr(VI)的污染水净化。研究结果表明,用玫瑰茎制备的炭材料具有多孔结构,且具有较高的比表面积。应用EDS分析和傅立叶红外光谱分析进一步证明了该炭材料具有含氧官能团活性位点,是一种潜在的吸附材料。将其应用于含Cr(VI)污染水净化研究结果表明,净化过程符合准二级动力学,最大吸附量可达344.83 mg/g,明显高于市售污水净化用炭材料Norit CGP(最大吸附量305.81 mg/g)。这种炭材料有望成为性能优异的含Cr(VI)污水的净化剂。     

微流控法制备的多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能

利用玻璃毛细管搭建单级微流控装置制备单分散水包油（O/W）乳液,以乳液为模板,紫外光照射乳液引发自由基聚合,成功制备了单分散甲基丙烯酸甲酯/甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯（MMA/DMAEMA）多孔微球。微球粒径偏差系数（CV）值小于5%,单分散性良好。研究了MMA/DMAEMA多孔微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能、再生吸附性能、吸附机理。结果表明：pH对微球吸附Cr(Ⅵ)的量有较大影响,当pH=3时,微球对Cr(Ⅵ)吸附率达到52.9%;循环4次后微球吸附率基本不降低,循环性能好;微球吸附符合准二级动力学模型,属于化学吸附;微球等温吸附符合Langmuir模型,属于单分子层吸附。     

纯相钙铝层状双氢氧化物对磷的吸附特性

采用乙醇辅助液相共沉淀法制备了纯相Ca-Al-LDH层状双金属氢氧化物,考察了Ca-Al-LDH的投加量、吸附时间、pH值、无机电解质(Na₂CO₃ ,KCl ,Na₂SO₄,KNO₃)和温度等因素对磷吸附的影响,结果表明,纯相Ca-Al-LDH对磷酸根离子具有很好的吸附性能,最大饱和吸附量可达160.78 mg/g,当pH值为5.1、温度为45 ℃、吸附时间为600 min、LDH投加量为0.6 g/L、磷初始浓度为80 mg/L时,磷的去除率高达95.88%;无机阴离子会抑制磷在吸附剂上的吸附,当Cl^-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量从69.96 mg/g降至53.18 mg/g,降低了23.99%;当SO₄^2-浓度从2.5 g/L升高到25 g/L时,Ca-Al-LDH对磷酸盐的最大饱和吸附量降低了24.79%,其它无机阴离子对磷在吸附剂上的吸附也有一定的影响。 Ca-Al-LDH对水中磷的吸附符合二级动力学方程和Langmuir等温模型。 采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪等技术手段对制备的纯相Ca-Al-LDH及其吸附磷酸根后的产物进行表征,揭示了Ca-Al-LDH对磷酸根的吸附可能是静电吸引、化学吸附和阴离子插层等过程协同作用的吸附机理。     

希夫碱型木质素基吸附材料的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

以乙酸木质素为原料,通过曼尼希胺化反应和希夫碱反应制备希夫碱型木质素基离子吸附材料(SLA),利用红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析等手段对SLA的结构进行表征。考察了溶液pH值、吸附剂用量和离子溶液初始浓度等因素对SLA吸附性能的影响。结果表明,在pH=5.0、吸附剂用量2.0g/L、Pb~(2+)溶液浓度200mg/L条件下,SLA对Pb~(2+)具有较高的吸附量(65.45mg/g)和良好的吸附选择性。研究结果表明,SLA对Pb~(2+)的等温吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,存在非均匀多层吸附现象;SLA对Pb~(2+)的吸附动力学过程符合准二级吸附动力学模型,表明SLA对Pb~(2+)的吸附作用主要为化学吸附。     

部分还原氧化石墨烯-Fe3O4对水中Mn(Ⅱ)的快速去除

采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO), 继而用一步共沉淀法制备了部分还原氧化石墨烯-四氧化三铁复合物(PRGO-Fe₃O₄). 采用X射线衍射(XRD)、 场发射扫描电子显微镜(FESEM)、 X射线能量色散光谱(EDX)、 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、 选区电子衍射(SAED)及傅里叶变换红外光谱(FTIR)等技术对其进行了分析表征; 考察了pH值、 接触时间、 吸附材料用量、 共存物质、 GO的还原、 循环使用次数等因素对Mn(Ⅱ)吸附行为的影响. 结果表明, PRGO-Fe₃O₄中Fe₃O₄颗粒分布均匀, 大小为15~20 nm, 剩磁和矫顽力均很小. 因Fe₃O₄颗粒的锚定作用, 石墨烯片层很薄, 使PRGO-Fe₃O₄对Mn(Ⅱ)表现出高效的吸附性能和良好的循环使用性能: 当pH=7、 PRGO-Fe₃O₄用量为500 mg/g时, 对201.3211 mg/L的Mn(Ⅱ)溶液仅3 min即达吸附平衡, 吸附率和吸附量分别为99.35%和404.49 mg/g, 磁分离仅需10 s, 经5次循环吸附后, 容量保持率为首次的78%. 机理与热力学研究结果表明, 吸附为吸热、 自发的单层化学吸附.     

翅碱蓬炭基固体酸的制备及其对双氯芬酸钠吸附性能研究

通过限氧恒温炭化法将翅碱蓬草进行炭化制备生物炭C-800,又将生物炭经浓硫酸磺化得到翅碱蓬炭基固体酸S-800。利用SEM-EDS,XRD,FT-IR,NH3-TPD和比表面积及孔径分布等表征方法对材料结构、性质进行了分析。对影响材料吸附的单因素进行了探究,在此基础上进行了四因素三水平正交实验,得出在反应时间360 min,吸附剂用量0.010 g,双氯芬酸钠的初始浓度为150 mg/L,pH为3时,S-800对双氯芬酸钠的最大吸附量为310 mg/g。经过反应动力学研究和吸附等温线拟合,结果表明S-800材料更好的遵循拟二级动力学,说明该吸附过程主要是化学吸附,更符合Langmuir模型,说明主要是单分子层吸附。对潜在的吸附机理进行推断,主要通过静电作用和氢键作用实现对双氯芬酸钠的吸附。     

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。     

P掺杂煤沥青基多孔炭的制备及对废水中广谱抗生素的吸附性能

以煤沥青为碳源,一水合次亚磷酸钠为磷源,氧化镁为模板耦合KOH活化,采用一步法制备了多孔炭(CPC_x);并采用扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附仪、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱等对炭材料进行了表征,考察了CPC_x对土霉素和氯霉素的吸附性能.结果表明,当煤沥青与磷源的质量比为2∶1时,制得的CPC_2.0总比表面积和微孔比表面积分别为2739和2353 m²/g,平均孔径为3.78 nm;苯基吸收峰有所加深,出现新的P—O伸缩振动峰;碳材料表面的磷及磷构型中最稳定的C₃—P=O官能团含量分别达0.45%和37.7%(摩尔分数);Langmuir模型和拟二级动力学模型能更好地描述CPC_2.0对抗生素的吸附过程,CPC_2.0对土霉素和氯霉素的最大吸附容量分别为1780和1122 mg/g,表现出优异的吸附性能.     

具有染料选择吸附性的衍生于沸石咪唑酯骨架-67的NiCo-层状双氢氧化物设计与合成

以沸石咪唑类金属有机骨架(ZIF-67)为模板合成了一种新型的中空吸附剂NiCo-LDH@ZIF-67,该吸附剂对甲基橙具有良好的选择吸附性以及可循环性。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、红外光谱、电子能谱和氮气吸附-脱附等手段对样品进行了表征。 研究了溶液的pH值、甲基橙的初始浓度以及染料与吸附剂作用时间对NiCo-LDH@ZIF-67吸附性能的影响。 结果表明,该吸附剂对甲基橙的吸附动力学符合准二级动力学模型,且吸附等温线符合朗缪尔方程。 当pH值等于4, 吸附时间15 min,吸附剂用量为2400 mg/L时,该吸附剂对甲基橙的最大吸附量可达1766 mg/g,高于之前文献报道的类似吸附剂。 此外,NiCo-LDH@ZIF-67能从甲基橙和亚甲基蓝的混合溶液中选择性吸附甲基橙。     

改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附性能

染料废水由于结构复杂、色度高、难降解成为废水处理的一大难题。吸附法由于操作简单、效果好等优点成为处理印染废水的重要方法之一。本文采用磷酸、过氧化氢改性的废弃茶渣作为一种价格低廉、来源丰富、环保无污染的吸附材料,以酸性橙Ⅱ染料废水作为研究对象,从吸附动力学、等温吸附、pH值的影响等方面探讨改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附性能。实验结果表明,改性茶渣具有粗糙多孔的表面结构。25℃,pH值为2左右时,磷酸、过氧化氢处理的茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附量分别为49.24mg/g和49.03mg/g。随着温度升高,改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附量增大,吸附过程符合Freundlich等温方程。随着吸附时间的增加,吸附量逐渐增大至平衡,吸附过程符合拟一级动力学方程。pH值增大,改性茶渣对酸性橙Ⅱ的吸附量降低,在pH值为2.0时吸附效果最佳。     

核桃青皮制备高含氧量多孔炭及其对Ni2+的吸附性能

以核桃青皮为原料, 先用水热法制备其炭前驱体, 然后以不同的温度活化得到生物质炭(HBC_x). 采用扫描电子显微镜(SEM)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 氮气吸附-脱附仪(BET)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对HBC_x进行了表征, 并考察其对废水中高浓度和低浓度Ni²⁺的吸附性能. SEM和BET表征结果表明, 大量的大孔(约2 μm)均匀地分布在HBC_x上, 其具有分级多孔结构, 当活化温度为800 ℃, 所得HBC₈₀₀的比表面积为 94 m²/g, 平均孔径为4.07 nm; 炭材料表面含氧和含氮官能团丰富, 氧含量(摩尔分数)高达21.24%, 可与Ni²⁺发生离子交换或共沉淀, 这些基团有利于吸附过程的进行. 所制备的多孔炭对废液中低浓度的Ni²⁺去除率接近100%, 表现出优异的吸附性能. Langmuir等温模型能很好地描述了HBC_x对Ni²⁺的吸附过程, 为单分子层吸附, HBC₈₀₀对Ni²⁺的最大理论吸附量高达127.39 mg/g. 拟二级吸附动力学模型可以更好地反映吸附过程, 吸附速率主要由化学吸附所控制. 固定床动态吸附结果表明该材料有优异的工业应用前景.     

十六烷基三甲基溴化铵修饰P型沸石吸附水中直链烷基苯磺酸钠的研究

通过使用碱液对天然斜发沸石(Z)进行处理制得P型沸石(PZ), 再用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对Z和PZ进行修饰, 制得有机改性沸石ZC和PZC, 对比考察了ZC和PZC对直链烷基苯磺酸钠(LAS)的吸附性能. 实验结果表明, 制得的PZ硅/铝比为2, 比Z(4.85)降低58.8%; PZ的零净电荷点、 比表面积、 孔径和孔容均高于Z; 吸附平衡时间为4 h. 当pH=2时, ZC和PZC对LAS吸附量达到最高, 吸附数据符合Langmuir准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量(q_m)分别为12.658和27.100 mg/g, 吸附过程主要为单分子层的化学吸附, PZC的吸附速率常数大于ZC, 具有更好的动力学性能.     

多孔NiO的制备及其对水中四环素的吸附

采用水热法及高温灼烧合成了多孔金属氧化物NiO,并用于水样中四环素(TC)的吸附。使用扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)以及X-射线衍射(XRD)方法进行表征。结果表明,产物呈现团簇的花朵状结构,表面多孔。考察了pH值、吸附时间、TC浓度及温度对NiO吸附能力的影响。得到NiO吸附TC的最佳pH值为7.0,吸附120 min即可达到吸附平衡,当TC浓度由10 mg/L增加到100 mg/L时,吸附量由26.49 mg/g增加到134.84 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型,通过Langmuir模型拟合得出NiO对TC的最大吸附容量为144.90 mg/g。NiO具有可重复使用、成本低廉、制备方法简单,对TC吸附容量高等优点,适用于污染水体中TC类污染物的快速去除。