改性没食子酸对Cu~(2+)和Pb~(2+)吸附沉淀性能的研究

以含单宁量98.50%的没食子酸为原料,通过磺化一胺甲基化反应制得改性没食子酸,研究了改性没食子酸对金属Cu2+和Pb2+的吸附沉淀,以及初始溶液pH值、金属溶液初始质量浓度、平衡吸附温度对Cu2+和pb2+吸附沉淀容量的影响及规律.结果表明,吸附沉淀剂对Cu2+、Pb2+的吸附平衡符合Freundlich方程,pH值和初始质量浓度对吸附沉淀量的影响最显著.综合认为改性没食子酸对Cu2+、Pb2+的吸附沉淀机理基本一致.     

改性竹炭对水溶液中Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用不同方法对竹炭进行改性,寻求吸附效果最好的改性产品,并研究其对溶液中Cu2+、Cd2+的吸附性能,考察了吸附时间、溶液pH值、吸附温度和溶液初始浓度对吸附效果的影响,同时与未改性竹炭的吸附性能进行了对比。实验结果表明:相同条件下,氧化改性竹炭对Cu2+、Cd2+的吸附效果明显优于其他方法改性竹炭和未经改性的竹炭。吸附温度为15℃、25℃、45℃时,氧化竹炭对Cu2+的最大吸附量分别为6.653mg/g、6.702mg/g和7.897mg/g,而氧化竹炭对Cd2+的最大吸附量分别为1.700mg/g、1.826mg/g和2.282mg/g。氧化改性竹炭对Cu2+、Cd2+的吸附均符合Freundlich方程和Langmuir方程。实验证明,氧化竹炭是一种应用前景广泛的重金属离子吸附剂。     

Pb2+离子印迹材料的制备及性能研究

以Pb2+作为模板,环氧氯丙烷作为交联剂,MWNTs-CO/PEI作为功能单体,制备Pb2+-IIP材料。采用红外光谱和TEM对产物进行了表征。探讨了初始浓度、溶液pH值、吸附剂质量对吸附容量的影响。通过静态吸附实验研究Pb2+-IIP和Pb2+-NIP材料吸附实验的影响因素。结果表明,当吸附溶液的pH=5.0,吸附剂质量为0.03g,Pb2+的初始质量浓度为45mg/L时,Pb2+-IIP的最大吸附量为37.50mg/g,是Pb2+-NIP的2.47倍,40min内即可达到吸附平衡,吸附速率较快,选择识别性好,重复使用率高。     

聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素的合成及对金属离子的吸附性能

以羧甲基纤维素(CMC)为基质,用戊二醛(GA)做交联剂,将聚乙烯亚胺(PEI)交联到羧甲基纤维素上制得聚乙烯亚胺-羧甲基纤维素吸附剂(PEI-CMC)。采用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜、X射线光电子能谱对PEI-CMC的结构进行了表征,测定了其对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附性能,并研究了pH值、时间、金属离子的初始浓度对吸附的影响。结果表明,当CMC、PEI和GA的反应比为1 g∶5 mL∶20 mL,反应温度为25℃,反应时间为3 h时,合成的PEI-CMC的含氮量为13.23%。当CMC和PEI的反应比为1 g∶5 mL时,随着戊二醛(质量分数2.5%)的加入量增加,PEI-CMC的产率先增大后降低。在pH值1~14的范围内,溶液酸碱度的变化对PEI-CMC的交联度没有影响。PEI-CMC吸附剂对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量在实验范围内随pH升高而增加。PEI-CMC对Pb2+和Cu2+、Cd2+的吸附在90 min和180 min后分别达到平衡,吸附动力学符合准二级反应动力学模型。随着Cu2+、Pb2+和Cd2+初始浓度的增加,PEI-CMC对Cu2+、Pb2+和Cd2+的吸附量开始时快速增加,而后达到饱和,吸附等温数据符合Freundlich模型,最大吸附容量分别为Cu2+250.0mg/g、Pb2+635.9 mg/g、Cd2+142.8 mg/g。     

木质纤维素基纳米复合材料对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以原位插层共聚法制备木质纤维素-g-丙烯酸/丙烯酰胺/蒙脱土(LNC-g-AA/AM/MMT)纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究在金属离子初始浓度、吸附时间、吸附温度、pH值等不同吸附条件下,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+吸附性能的影响。结果表明,当Pb2+、Cd2+初始浓度分别为0.04和0.06mol/L,吸附时间分别为120和60min,吸附温度分别为40和30℃,pH值为5.5时,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+的吸附量分别高达504.2和246.9 mg/g。整个吸附过程均符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级动力学模型,且是个自发放热的反应过程。同时对最佳条件下吸附饱和的LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料进行解吸研究,脱附率分别为93.4%和92.9%。     

多官能团化棉花秸秆吸附剂的制备及其Cu2+、Ni2+的吸附研究

利用经酒石酸和三氯氧磷酯化改性的棉花秸秆吸附废水中的Cu2+和Ni 2+,研究了不同吸附条件(如:温度、pH值、吸附剂用量、吸附时间)对吸附效果的影响。改性棉花秸秆对Cu2+、Ni 2+的吸附受pH影响较大,受温度影响较小,在优化的吸附条件下,改性棉花秸秆对Cu2+、Ni 2+的吸附容量分别达9.78、1.65mg/g。棉花秸秆对Cu2+、Ni 2+的吸附过程均遵循拟二级反应动力学方程。     

玉米须吸附剂去除水溶液中Pb2+的研究

利用废弃物玉米须制备生物质吸附剂,研究其对废水中重金属Pb2+的吸附效果。考察体系pH值、Pb2+初始浓度、吸附剂添加量以及共存离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+对吸附率的影响。结果表明:在25℃,玉米须吸附Pb2+的最佳pH值为4.0;吸附剂添加量为0.150g,金属初始浓度为40mg/L时,吸附率高达99%以上。其动力学数据符合准二级动力学模型,Langmuir-Freundlich模型成功拟合了平衡数据,由该模型所得吸附剂的最大吸附容量为68.533mg/g。利用Zeta电位仪、红外光谱仪和扫描电镜进一步探讨玉米须对重金属的吸附机理。结果表明:玉米须外表面遍布墙形褶皱,断面存在孔道,这有利于对Pb2+的吸附;当体系pH>2.0时,玉米须颗粒表面带负电,可以和Pb2+发生静电吸附;-COOH、-OH、-C=O等含氧官能团参与了吸附过程。     

玉米须吸附剂去除水溶液中Pb2+的研究

利用废弃物玉米须制备生物质吸附剂,研究其对废水中重金属Pb2+的吸附效果。考察体系pH值、Pb2+初始浓度、吸附剂添加量以及共存离子K+、Na+、Ca2+、Mg2+对吸附率的影响。结果表明:在25℃,玉米须吸附Pb2+的最佳pH值为4.0;吸附剂添加量为0.150g,金属初始浓度为40mg/L时,吸附率高达99%以上。其动力学数据符合准二级动力学模型,Langmuir-Freundlich模型成功拟合了平衡数据,由该模型所得吸附剂的最大吸附容量为68.533mg/g。利用Zeta电位仪、红外光谱仪和扫描电镜进一步探讨玉米须对重金属的吸附机理。结果表明:玉米须外表面遍布墙形褶皱,断面存在孔道,这有利于对Pb2+的吸附;当体系pH>2.0时,玉米须颗粒表面带负电,可以和Pb2+发生静电吸附;-COOH、-OH、-C=O等含氧官能团参与了吸附过程。     

改性浒苔生物炭吸附水溶液体系中的Cd2+

本研究运用NaOH浸渍法和合成硅源方法,采用NaOH和TMT-102(一种商用重金属捕捉剂)改性浒苔生物炭,研究两种改性产物NaOH-BC和TMT-BC的Cd2+吸附效果.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)、Brunauer-Emmett-Teller法(BET)测定比表面积等手段进行表征,探究了吸附时间、初始Cd2+浓度、吸附剂投加量、初始溶液pH值、吸附温度、共存离子等因素对改性生物炭的Cd2+吸附影响.结果显示未改性的生物炭表面光滑,NaOH-BC表面未见有明显的腐蚀痕迹,TMT-BC表面呈密集雪花状,且吸附后的两种改性生物炭比表面积相对于吸附前减小;改性和吸附处理后,生物炭的衍射峰位置发生了变化;改性浒苔生物炭的吸附属于均匀的单层化学吸附;在吸附300 min,初始Cd2+浓度为15 mg·L-1,初始溶液pH值为6、吸附剂用量为0.8 g·L-1的条件下,上述两种改性生物炭对Cd2+的最大吸附量分别为1.21和7.23 mg·g-1.TMT-102负载改性法可有效提高浒苔生物炭吸附Cd2+效果.     

Cu~(2+)-IIP印迹材料的制备及性能研究

以Cu2+为模板,环氧氯丙烷(ECH)为交联剂,羧基碳纳米管(MWNTs-COOH)为载体,采用"Grafting onto"方法在羧基碳纳米管表面键连大分子链聚乙烯亚胺(PEI),制备了功能单体MWNTs-CO/PEI,获得铜离子印迹材料。利用FTIR、TEM对产物进行了表征,探讨了模板离子的初始浓度、溶液pH值、吸附时间对吸附容量的影响,以及印迹材料的吸附选择性和重复使用率。结果表明,PEI中的N-H键断裂,H原子被烷基取代,环氧氯丙烷发生开环反应,键连到PEI的N原子上;羧基碳纳米管表面包覆了一层厚度约为20nm的印迹层,呈蜂窝状;在Cu2+初始质量浓度为100mg/L、pH=6、吸附时间为1h时,Cu2+-IIP印迹材料和非印迹材料的最大吸附容量分别为43.68mg/g和21.85mg/g;在同时存在Cu2+、Zn2+的溶液中,印迹材料的选择性能较好;重复使用时,吸附性能稳定。     

改性木质素磺酸盐制备及吸附重金属离子研究

工业废水中的铅离子和镉离子对人类健康构成重大威胁。为开发一种高效绿色的吸附剂,本文运用自由基聚合法合成了改性木质素磺酸盐复合材料(LC),同时将改性木质素磺酸盐复合材料应用于处理Pb^{2+和Cd2+。采用傅里叶红外光谱仪、扫描电镜以及热分析仪对改性木质素磺酸盐复合材料进行表征,研究了pH、吸附剂用量、时间、质量浓度4种因素对改性木质素磺酸盐复合材料吸附性能的影响,并在此基础上探究了改性木质素磺酸盐复合材料的吸附动力学和等温线模型。研究表明,改性木质素磺酸盐复合材料具有多孔的结构,且热稳定性高。当pH=5时,改性木质素磺酸盐复合材料对Pb2+}的吸附容量为345 mg/g,对Cd²⁺的吸附容量为278 mg/g。针对动力学和等温线模型的研究表明,改性木质素磺酸盐复合材料对Pb^{2+和Cd2+的吸附主要由静电吸引和化学螯合主导。此外,经过5次吸附-解吸实验后,改性木质素磺酸盐复合材料对Pb2+和Cd2+的吸附效率仍可达84%以上。改性木质素磺酸盐复合材料具有高效、绿色的吸附性能,能够有效地处理Pb2+和Cd2+}。     

硫代乙酰胺键合硅胶吸附剂的制备及对铜铅的吸附性能

制备了硫代乙酰胺键合硅胶(TAA-SG),并以它作为固相萃取吸附剂,通过火焰原子吸收光谱法(FAAS)研究了对Cu2+、Pb2+的萃取性能。系统考察了pH、振荡时间和吸附容量等静态吸附性能实验以及流速、洗脱液条件、最大试样体积和干扰离子等动态吸附性能实验对Cu2+、Pb2+定量回收的影响,确定了最佳吸附条件。实验结果表明,当介质的pH为5时,振荡25 min时吸附达到平衡,对Cu2+、Pb2+的最大吸附容量分别为15.05 mg/g和21.10 mg/g。TAA-SG用于饮用水中痕量Cu2+、Pb2+的吸附富集测定,加标回收率在98.4%~102.0%之间。     

pH值对天然磁铁矿吸附水中Pb2+的影响及吸附机制研究

以天然磁铁矿作为吸附材料,通过静态批式实验考查了pH值对磁铁矿吸附Pb2+的影响,并研究了该吸附剂对Pb2+的等温吸附动力学特性,同时利用XRF和SEM对吸附前后的磁铁矿进行表征,探讨该吸附剂去除水中Pb2+的作用机制。研究结果表明,随着反应初始pH值的增加,磁铁矿对Pb2+的吸附作用不断增加,当pH值=6时,其最大吸附率为97.80%。磁铁矿对水中Pb2+的吸附热力学等温线符合Lang-muir方程。当吸附剂粒径为120~150μm、用量20g/L时,在温度30℃,pH值=5,160r/min振荡30min时其饱和吸附量达16.98mg/g。磁铁矿对Pb2+的吸附作用可以用准二级动力学模型Y=0.0986X+0.5435描述,其相关系数R2 为0.992,吸附速率常数 K2为0.018(g·mg-1)/min。研究结果还表明,磁铁矿所吸附的铅以氧化态形式(PbO和Pb2O3)存在,磁铁矿对Pb2+的去除机制包括表面沉积、离子交换、物理吸附和化学吸附等综合作用的结果。     

纳米纤维素晶须双重接枝共聚物对Cu~(2+)的吸附

将丙烯酸和丙烯酰胺接枝到纳米纤维素晶须表面,制备出双重接枝共聚物。通过红外光谱和偏光显微镜分析表征双重接枝共聚物的官能团和液晶性能,研究了其对Cu2+的吸附性能,考察了吸附时间、吸附温度、pH值和初始浓度对吸附性能的影响。实验结果表明,丙烯酸和丙烯酰胺成功接枝到纳米纤维素晶须的表面;Cu2+的加入影响了双重接枝共聚物的液晶织构;在吸附时间为8h,吸附温度为35℃,pH值为6~8时,双重接枝共聚物对Cu2+具有最佳的吸附效果,最大的吸附容量为38.96mmol/g,吸附过程符合Langmuir方程。     

氨基功能化P(St-HEMA)磁性微球的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能

采用分散聚合法制备了P(St-HEMA)磁性微球,利用乙二胺与磁性微球进行反应得到表面含有氨基的[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球。通过扫描电镜(SEM)、光学显微镜、傅立叶红外光谱(FT-IR)和样品磁力振荡计(VSM)等对样品进行了表征,并将其应用于对含Pb(Ⅱ)的模拟废水吸附性能研究。考察了pH值、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb2+具有较好的吸附能力;在298 K时,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在90 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达87.566 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附。     

笋壳在重金属污染废水处理中的资源化利用

笋壳干粉制成生物吸附剂,应用于重金属污染水体的吸附处理,并对笋壳进行改性以增大其吸附容量和吸附能力。研究结果表明:笋壳对重金属有良好的吸附性能,改性的笋壳吸附效果远远优于未进行改性的笋壳。改性笋壳对4种金属的吸附能力为Zn2+Pb2+Cu2+Cr6+,0.4g改性笋壳对含Zn2+废水处理90min后吸附率达到97.61%。     

氨基功能化大尺寸SiO2大孔材料的制备及其吸附性能

以具有三维骨架结构的环氧树脂大孔聚合物为整体型模板,利用硅酸酯原位水解和高温烧结制备出大尺寸SiO2大孔材料。在溶剂热条件下,用3-氨丙基三乙氧基硅烷对SiO2大孔材料进行表面修饰,得到氨基功能化SiO2大孔材料(H2N-SiO2)。用SEM和FT-IR对制备的大孔材料进行了表征。以Cu2+和Pb2+为模拟污染物,研究了H2N-SiO2的吸附性能。结果表明,室温下,在pH值为6.5时能有效吸附Cu2+和Pb2+;吸附为放热自发过程;吸附过程符合准二级动力学方程;吸附等温线用Freundlich方程拟合的结果优于Langmuir方程,H2N-SiO2对Cu2+和Pb2+的理论最大吸附量分别为76.0和143mg/g;H2N-SiO2对50mg/L水溶液中Pb2+的去除率可达99.4%,重复使用3次后对Pb2+的去除率保持在87.8%。     

聚丙烯腈纤维改性条件优化及其对模拟电镀废水的净化作用

为了寻求低价、环保的电镀废水处理方案,将廉价的聚丙烯腈(PAN)纤维与羟胺试剂反应对PAN纤维进行改性,使其上氰基螯合获得偕胺肟基纤维。通过改变各种改性条件,探讨了改性条件对PAN改性纤维在重金属单离子溶液和多离子混合溶液中吸附性能的影响。结果表明:最佳改性条件为21.2 g/L PAN纤维,27.0 g/L盐酸羟胺,pH值为7.0,70℃下反应2 h;改性PAN纤维对模拟电镀废水中的Cu2+,Zn2+,Ni2+,Pb2+,Cd2+等重金属离子均有较好吸附性能,其中对Cd2+吸附效果最好,吸附量为55 mg/g;在多离子混合溶液中优先选择吸附Cd2+;改性PAN纤维再生效果优良,可重复利用。     

飞灰吸附处理电镀废水中Cu2+的研究

以垃圾焚烧发电厂产生的飞灰为吸附剂,就飞灰对电镀废水中Cu2 的静态吸附特性进行了试验研究,着重探讨了平衡时间、pH值、飞灰剂量、溶液初始浓度等因素对Cu2 吸附效果的影响.结果表明,飞灰吸附处理电镀废水中Cu2 的吸附平衡时间为2 h;pH值是影响飞灰吸附废水中Cu2 的重要因素,pH=6时吸附效果最好,对Cu2 的去除率可达到87.01%;飞灰对Cu2 的吸附等温线较好地符合Henry模型和Freundlich模型,但不符合Langmuir模型.     

污泥灰对Cd(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附作用研究

在静态条件下,以改性城市污泥为吸附剂,研究了污泥灰(MSSA)对重金属离子的吸附性能,着重探讨了改性污泥灰去除工业电镀废水中重金属离子Cd(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的适宜条件.结果表明,pH值是影响污泥灰对重金属离子吸附的重要因素,镉(Ⅱ)、镍(Ⅱ)吸附的最佳pH值为6.0和6.5;当吸附剂最佳用量为10g/L时,Cd(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.21mg/g和1.02mg/g;吸附等温线可以用Freundilich和Langmuir模型描述,吸附过程基本符合Langmuir和Freundilich吸附等温式.该吸附剂吸附性能优越,可有效地去除废水中的相关金属离子.