活性炭的改性及对Pb2+的动力学吸附研究

论文以活性炭为主体吸附剂,进行氯化铁改性,制备出氯化铁改性活性炭吸附剂,并通过FT-IR、SEM、比表面积和孔体积进行表征。实验进一步探究改性活性炭对Pb²⁺的吸附能力,结果表明,当吸附时间为300 min,吸附剂投加量为0.4 g, pH为6时,吸附效果最佳。在此吸附条件下,改性活性炭对Pb²⁺的去除率达到91.2%。对改性活性炭吸附Pb²⁺进行动力学吸附研究,结果表明二级速率方程能够更好地描述其动力学吸附过程,吸附的机理可归结为氯化铁改性导致活性炭孔道结构中酸性官能团增加,使得金属阳离子与官能团上的H之间产生离子交换作用,有利于吸附的进行,这一实验结果为后期循环吸附研究提供了新依据。     

壳聚糖-叶酸复合凝胶的制备及Pb2+吸附性能研究

叶酸(FA)通过离子交联壳聚糖构筑了壳聚糖-叶酸水凝胶(CS-FA-HG),利用红外光谱、紫外-可见光谱、电子扫描显微镜等对其结构进行表征,并考察了CS-FA-HG对Pb²⁺的吸附性能。实验结果表明,FA、壳聚糖醋酸盐(CS-Ac)浓度均为35 mg/mL,Na₂CO₃溶液的质量分数为5.0%时,FA钠盐通过静电作用离子交联CS-Ac,形成CS-FA-HG,微观呈枝状纤维结构;在pH 5.0,吸附温度30℃的条件下,80 mg干CS-FA-HG在50 mL初始浓度15 mg/L的Pb²⁺溶液中,对Pb²⁺的吸附量为8.14 mg/g;吸附符合二级动力学方程和Langmuir吸附等温式。CS-FA-HG制备方法简单,绿色环保,无二次污染,在重金属离子吸附方面有潜在应用。     

多孔壳聚糖接枝聚丙烯酸/钠基蒙脱土复合高吸水凝胶的制备及其对Pb2+的吸附

以十二烷基苯磺酸钠(SDS)胶束为孔模板,过硫酸铵(APS)引发,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)交联,壳聚糖(CS)与丙烯酸(AA)、钠基蒙脱土(Na-MMT)在水溶液中接枝共聚,成功制备了多孔壳聚糖接枝聚丙烯酸/钠基蒙脱土(CS-g-PAA/Na-MMT)复合高吸水凝胶,提出了SDS胶束致孔机理。扫描电子显微镜(SEM)分析表明,添加SDS的样品,凝胶表面出现多孔结构。通过考察SDS浓度对复合高吸水凝胶平衡吸水倍率和吸水速率的影响,发现当SDS浓度为1.5 mmol/L时,复合凝胶在蒸馏水和生理盐水中的平衡吸水倍率相对于空白样分别提高53.9%和35.3%,初始溶胀速率常数K_is也由空白样的1.2652 g/(g·s) 提高到5.1680 g/(g·s)。多孔结构也使复合凝胶对Pb²⁺的吸附速率加快,在10 min内即可达到饱和吸附量的95%,30 min完全达到吸附平衡。     

改性香蕉皮对Pb2+的吸附研究

分别探讨了香蕉皮改性以及改性香蕉皮吸附Pb2+的主要影响因素。改性试验结果表明,香蕉皮的最佳改性剂为体积比为5:1的乙醇与乙酸混合溶液。通过正交试验得到最佳吸附条件为:Pb2+初始浓度20mg/L,pH=5,吸附剂用量为0.7g,吸附时间为70min,其中pH值和Pb2+初始浓度是影响Pb2+去除率的两个主要因素。在此条件下,当搅拌速率为150r/min时,100mL模拟废水中Pb2+去除率达到97.8%,吸附后残留的Pb2+浓度仅为0.46mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的一级标准。等温吸附实验表明,改性香蕉皮对Pb2+的吸附用亨利等温方程拟合较好。     

改性壳聚糖的制备及对Cu2+Pb2+的吸附研究

用巯基乙酸作为巯基化剂,对壳聚糖进行改性,选择了巯基化的条件.实验表明,在浓度为188mg/L的铜溶液中,CTS-SH的最大吸附率达90.3%以上,吸附容量为27.76mg/g,在浓度为203mg/L的铅溶液中,对铅的最大吸附率达到99%以上,在浓度为1.015g/L的铅溶液中,最大吸附率达95.5%.此时的吸附容量为97.4mg/g,吸附容量大于147.2mg/g时的吸附率为36.3%.经XRD及EMS图片的分析,可以看出,改性壳聚糖在吸附前后,结构发生了改变.     

壳聚糖对Zn2+的吸附性能研究

本文用壳聚糖对Ｚｎ＾２＋的吸附条件进行了研究,探讨了脱乙酰度,分子量,粒度大小,溶液的ｐＨ值,温度,Ｚｎ＾２＋起始浓度和不同锌盐等方面对壳聚糖吸附性能的影响。结果表明：壳聚糖对Ｚｎ＾２＋的吸附具有Ｌａｎｇｍｕｉｒ吸附特征,其吸附最佳条件是壳聚糖脱乙酰度为１００％,锌盐为硫酸锌,Ｚｎ＾２＋溶液ｐＨ值为６．０,起始浓度４－５ｍｇ／ｍｌ。     

Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂的制备及其对Pb2+吸附性能

用乙二醇为溶剂,三氯化铁和尿素为起始反应试剂,柠檬酸为粒子表面修饰剂,通过一步溶剂热法制备Fe3 O4纳米粒子,然后以一定浓度配比的Na2 SO4与NaOH混合液为沉淀剂,通过沉淀聚合法制备Fe3 O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(IR)、透射电子显微镜(TEM)和物理特性测试仪(PPMS)表征样品的结构、形貌和磁性能,并使用原子吸收分光光度计(AAS)评价吸附剂对Pb2+的吸附去除性能。结果表明,Fe3O4/壳聚糖复合纳米粒子吸附剂是由磁性Fe3O4纳米球形粒子和鱼卵状壳聚糖纳米粒子聚集体复合而成,该吸附剂对Pb2+有很好的吸附去除性能,它对Pb2+的等温吸附线符合Langmuir模型,在温度298k和pH值5时,吸附剂对Pb2+的饱和吸附量为105.5mg/g。     

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.     

壳聚糖对Cd2+的吸附性能

壳聚糖(ｃｈｉｔｏｓａｎ,简称ＣＴＳ)是由虾、蟹壳脱钙、蛋白质和脂肪后、经化学改性得到的天然高分子聚合物,分子中存在能与金属离子配位的羟基或氨基,其配合物可作为絮凝剂和螯合吸附剂用于水处理[1 3]及湿法冶金[4]等。本文考察了壳聚糖对Ｃｄ2+的静态吸附性能。1　实验部分1.1　试剂与仪器壳聚糖(浙江玉环县化工厂);硫酸镉、硝酸镉(分析纯,广州化学试剂厂);碳酸镉(化学纯,上海试剂二厂),其余试剂均为分析纯。78 1型磁力加热搅拌器(江苏金坛市恒丰仪器厂),501型超级恒温器(上海实验仪器厂),ｐＨＳ 3型酸度计(上海第二分析仪器厂)。1…     

蒙脱土和高岭土对Pb2+的吸附

选择带结构负电荷的蒙脱土和带微量结构负电荷的高岭土,研究了其对Pb2+的吸附性能,并探讨了吸附机理。 研究表明,蒙脱土和高岭土吸附Pb2+的动力学曲线符合准二级动力学方程,吸附等温线符合Langmuir方程。 Pb2+同时以内层络合和外层配合形式吸附,其相对量与pH值有关。 在pH值小于4和大于8的范围内,以内层配合物为主;而pH值在4～8范围内外层配合物比例增大。 Pb2+能进入蒙脱土的层间,而不能进入高岭土的层间;部分Pb2+可进入黏土颗粒的微孔中被固定。 蒙脱土对Pb2+的吸附能力和饱和吸附量明显高于高岭土。     

交联壳聚糖对氨基酸的吸附性能

本文研究了交联壳聚糖对甘氨酸、谷氨酸和赖氨酸的吸附性能，吸附率依次为甘氨酸＞赖氨酸＞谷氨酸，并决定于上柱液的ＰＨ值及其浓度。用０．０５和０．１ｍｏｌ／ｌＮＨ４ＯＨ可以解吸。     

壳聚糖亚铁螯合物的合成及吸附动力学

亚铁离子;配合物;螯合物;壳聚糖亚铁螯合物的合成及吸附动力学     

胺基化壳聚糖树脂吸附分离茶多酚的研究

对珠状壳聚糖树脂进行胺基化改性,制备了胺基化珠状壳聚糖树脂,并用FTIR对胺基化珠状壳聚糖树脂进行了结构表征。利用该树脂对绿茶中茶多酚进行吸附分离,探讨了其吸附条件,考察了其吸附性能。结果表明,胺基化壳聚糖树脂对茶多酚的吸附既符合Langmuir等温式,也符合Freundlich等温式;本实验最佳吸附条件为:温度25℃,茶汤溶液pH值5,吸附时间2h;最大吸附量达到486.0mg/g。     

Comparative Adsorption of Lead(II) on Flake and Bead‐Types of Chitosan

The adsorption of Pb(II) ions from aqueous solutions by chitosan flakes and beads was studied. The chitosan beads were prepared by casting an acidic chitosan solution into alkaline solution. Experiments were carried out as a function of pH, agitation period and initial concentration of Pb²⁺ ions. The uptake of Pb²⁺ ions from aqueous solution was determined from changes in concentration as measured by atomic absorption spectroscopy. The maximum uptake of Pb²⁺ ions on chitosan beads was greater than that on chitosan flakes. Adsorption isothermal data could be interpreted by the Langmuir equation. The experimental data of the adsorption equilibrium from Pb²⁺ ion solutions correlated well with the Langmuir isotherm equation. SEM analyses were also conducted for visual examination of the chitosan flakes and beads. Physical properties including surface area and average pore diameter were characterized by N₂ adsorption experiment.     

交联壳聚糖树脂对Ni(II)的吸附行为研究

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖树脂(AECTS)对Ni(II)的吸附行为和吸附Ni(II)对树脂结构及性能的影响.用FTIR,WAXD,TGA和DSC对吸附产物进行了结构表征,并深入分析了AECTS与Ni(II)之间的作用机理.结果表明:AECTS主要以配位形式吸附Ni(II);AECTS吸附Ni(II)后,结晶度下降、总体上热稳定性变差;Ni(II)对AECTS的主链分解具有明显的催化功能,而空气气氛中对AECTS在500℃附近的分解表现出火焰缓蚀作用.AECTS对Ni(II)的吸附行为符合Langmuir模型,属于单分子层吸附,所有吸附位对Ni(II)的作用近似相同;与壳聚糖(CTS)比较,造成AECTS对Ni(II)吸附量增大的主要原因是AECTS结晶度下降和孔隙率增加,二者导致在交联处理前Ni(II)难于接近的吸附位点“活性”相对增大,使其更容易与Ni(II)相结合;不同介质对AECTS吸附Ni(II)的影响大小顺序为HCl>CdCl2>MgCl2>NaCl,前两者使吸附量减小,MgCl2使吸附量稍有增加,NaCl对吸附量基本没有影响.     

交联壳聚糖树脂对Ni(II)的吸附行为研究

研究了甲醛、环氧氯丙烷交联壳聚糖树脂(AECTS)对Ni(II)的吸附行为和吸附Ni(II)对树脂结构及性能的影响. 用FTIR, WAXD, TGA和DSC对吸附产物进行了结构表征, 并深入分析了AECTS与Ni(II)之间的作用机理. 结果表明: AECTS主要以配位形式吸附Ni(II); AECTS吸附Ni(II)后, 结晶度下降、总体上热稳定性变差; Ni(II)对AECTS的主链分解具有明显的催化功能, 而空气气氛中对AECTS在500 ℃附近的分解表现出火焰缓蚀作用. AECTS对Ni(II)的吸附行为符合Langmuir模型, 属于单分子层吸附, 所有吸附位对Ni(II)的作用近似相同; 与壳聚糖(CTS)比较, 造成AECTS对Ni(II)吸附量增大的主要原因是AECTS结晶度下降和孔隙率增加, 二者导致在交联处理前Ni(II)难于接近的吸附位点“活性”相对增大, 使其更容易与Ni(II)相结合; 不同介质对AECTS吸附Ni(II)的影响大小顺序为HCl＞CdCl₂＞MgCl₂＞NaCl, 前两者使吸附量减小, MgCl₂使吸附量稍有增加, NaCl对吸附量基本没有影响.     

Lead Adsorption on a Soil: A Polarographic Study

The adsorption of lead by a non‐contaminated loamy sand soil (Guarda, Portugal) was studied by voltammetric titrations using differential pulse polarography for pH values of 6.0, 6.8 and 7.2 and I of 0.5, 0.1 and 0.01 mol L^?1. After lead or soil additions, residual lead in solution was measured in the presence of the soil particles after an equilibration period, thus with minimum sample manipulation. The characteristics of the surface groups were studied by acid base potentiometric titrations. Lead retention by the soil is influenced both by pH and ionic strength of the medium. From the voltammetric data surface constants and total available binding groups have been estimated according to a complex surface model for the different experimental conditions and the results interpreted in terms of the surface characteristics of the soil and the support medium. Surface binding capacities in the range 1 to 70 mmol Pb kg^?1 were found depending on the pH and the ionic strength. The behavior found is in agreement with what is known in soil chemistry thus supporting the conclusion that voltammetric methods are quite appropriate for determining the extent of interaction between metal ions and soils.     

壳聚糖膜对水杨酸吸附及释放过程的实时介电谱法研究

制备了壳聚糖膜,并且测量了壳聚糖膜/水杨酸溶液、含水杨酸的壳聚糖膜/蒸馏水两个膜/液体系的介电谱,在100～700 kHz频率范围,发现两种体系都存在显著的介电弛豫现象,而且该弛豫的特征参数随壳聚糖膜在相应溶液相中浸泡时间的不同而变化.将该体系介电模型化、并利用在Maxwell-Wagner界面极化理论上建立的公式对介电谱进行解析,得到了体系中两相--壳聚糖膜相和溶液相的介电常数和电导率随时间的变化曲线.通过分析电导变化曲线得知,壳聚糖膜对溶液中的水杨酸有吸附现象,而含有水杨酸的壳聚糖膜在蒸馏水中可以缓慢释放出水杨酸;吸附过程包含的机制有氢键的形成、疏水力和扩散;而水杨酸的脱附过程则包含吸附过程几种机制的逆反应.理论分析和解析结果都验证了介电谱方法对吸附和释放过程实时监测的有效性.     

新型交联甲壳糖吸附树脂对胆红素的吸附性能研究

以天然甲壳素为原料合成了珠状高分子吸附剂，研究了吸附剂在磷酸二氢钠和磷酸氢二钠缓冲溶液中对非结合型胆红素的吸附性能，实验结果表明：交联甲壳糖吸附树脂对非结合型胆红素很好的吸附效果。     

基于静电吸附碳纳米管和壳聚糖固定葡萄糖氧化酶的生物传感器

以Nafion-聚中性红修饰电极为基底,自组装多壁碳纳米管和壳聚糖之后,再固定上葡萄糖氧化酶,制成葡萄糖生物传感器.实验表明,本传感器在30 ℃的PBS(pH 7.0)中对葡萄糖的线性响应范围为5.0×10-6～2.0×10-3 mol/L,线性相关系数为0.9948,检出限为1.0×10-6 mol/L,达到95%稳态电流所用的时间<10 s.本修饰电极具有良好的稳定性,于4 ℃环境保存30 d后峰电流值约为原来的84.3%,且具有较低的工作电位,能有效地消除抗坏血酸等的干扰.