磁性壳聚糖/聚苯胺甲基橙吸附性能的研究

采用化学氧化聚合法制备磁性壳聚糖/聚苯胺染料吸附剂,研究了pH值、吸附时间和甲基橙染料初始质量浓度对磁性壳聚糖/聚苯胺吸附剂甲基橙染料吸附性能的影响,对磁性壳聚糖/聚苯胺吸附剂甲基橙吸附过程进行热力学等温线和动力学研究,并对磁性壳聚糖/聚苯胺的磁滞性能进行了研究。结果表明,磁性壳聚糖/聚苯胺的饱和磁化强度达16.7 emu/g,显示其具有较好的磁响应性能和磁分离性能,90 min甲基橙的吸附趋于平衡,随着甲基橙初始质量浓度的增加,甲基橙的吸附容量呈现不断增大但增幅趋缓的趋势。随着pH值的增加,甲基橙染料的吸附容量呈现不断降低的趋势。磁性壳聚糖/聚苯胺甲基橙吸附等温线遵循Freundlich方程,甲基橙吸附动力学满足准二级动力学方程。     

凹凸棒石吸附水溶性染料的热力学研究

通过静态吸附实验,研究凹凸棒石对水溶液中阳离子桃红FG、亚甲基蓝和直接耐酸大红4BS的吸附热力学特性,测定了298～328K范围内的吸附等温线。结果表明：在水溶液中3种染料在凹凸棒石上的吸附均符合Langmuir等温吸附方程。凹凸棒石对水溶液中的阳离子桃红FG和亚甲基蓝的吸附是一个吸热过程,而对直接耐酸大红4BS的吸附是放热过程。根据热力学函数关系计算出阳离子桃红FG、亚甲基蓝和直接耐酸大红4BS在凹凸棒石上的吸附焓变分别为0．49,0．26kJ／mol和-19．68kJ／mol。吸附Gibbs自由能变在-27．48～-31．21kJ／mol之间,表明凹凸棒石对3种水溶性染料的吸附是一自发的过程。凹凸棒石吸附3种水溶性染料均是熵增过程。     

改性凹凸棒石黏土对低浓度磷的吸附热力学

通过静态吸附实验,研究了凹凸棒石黏土经改性后对水溶液中低浓度磷的吸附热力学特性,测定了288～318K范围内的吸附等温线。结果表明:改性凹凸棒石黏土对水溶液中低浓度磷的吸附符合Langmuir等温方程。根据热力学函数关系计算出吸附过程的焓变(△H)为47.65kJ/mol,吸附Gibbs自由能(△G)为–21.46～–30.46kJ/mol,表明改性凹凸棒石黏土对水溶液中低浓度磷的吸附是自发的吸热过程,是物理吸附和化学吸附并存的过程。吸附熵变(△S)为35.13J/(mol·K),表明该吸附过程是熵增过程。     

纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料的制备及其动力学

采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2/凹凸棒石光催化复合材料,并对其进行了表征. XRD结果表明,复合材料为锐钛矿相和金红石相的混晶结构,HRTEM和SEM图像显示,在凹凸棒石表面均匀负载了一层纳米TiO2颗粒. 实验考察了煅烧温度、催化剂用量及材料吸附性能对其光催化性能的影响,结果表明,600℃下煅烧制备的复合材料中TiO2晶粒尺寸为16 nm,锐钛矿相含量87%. 复合材料对甲基橙有较强的吸附性,吸附平衡常数Ka=0.00896 L/mg,催化剂添加量为3 g/L时光照2 h对甲基橙的降解率达92%. 光催化动力学方程符合Langmnir-Hinshelwood模型,二级动力学方程可很好地描述其降解规律：lnCt+0.00896Ct=0.418-0.0197t.     

GO/AT复合材料的制备及其吸附性能分析

采用溶液共混法制备氧化石墨烯(GO)/凹凸棒石(AT)复合材料,探讨GO含量对复合材料吸附性能的影响,并对复合材料的组成和微观结构进行了表征和分析。结果表明,当GO/AT的质量比为3/4时,复合材料对盐酸四环素的吸附效果最佳,吸附率达到93.06%。进一步探讨了吸附时间、盐酸四环素初始浓度和溶液pH条件对复合材料吸附性能的变化,分析了复合材料吸附盐酸四环素的过程;GO/AT复合材料对盐酸四环素的吸附过程符合准二级动力学方程,其表观吸附活化能为37.19 kJ/mol,此吸附过程以静电吸附为主;对盐酸四环素的吸附行为符合Langmuir等温式,在研究的温度范围,吸附焓变(ΔHO)为7.77 kJ/mol,吸附自由能变(ΔGO)<0,吸附熵变(ΔSO)为57.62 J/(mol·K),表明该吸附是吸热、自发、熵增过程。     

ATP颗粒吸附剂对磷的吸附性能

通过静态吸附实验,研究了ATP颗粒吸附剂对水体中磷的吸附性能,并从动力学和热力学角度探讨了吸附作用机理。结果表明,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合准二级动力学方程,以化学吸附为速率控制步骤;表观吸附活化能Ea为5.883 kJ/mol,说明温度对该吸附过程影响较小;在288³08 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964308 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964^-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107⁰.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.9850.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.985³3.498 kJ/mol,表明ATP颗粒吸附剂对磷的吸附属于自发的、熵增加的吸热过程,同时存在物理吸附和化学吸附。     

ATP颗粒吸附剂对磷的吸附性能

通过静态吸附实验,研究了ATP颗粒吸附剂对水体中磷的吸附性能,并从动力学和热力学角度探讨了吸附作用机理。结果表明,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合准二级动力学方程,以化学吸附为速率控制步骤;表观吸附活化能Ea为5.883 kJ/mol,说明温度对该吸附过程影响较小;在288~308 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964~-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107~0.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.985~33.498 kJ/mol,表明ATP颗粒吸附剂对磷的吸附属于自发的、熵增加的吸热过程,同时存在物理吸附和化学吸附。     

负载型TiO_2复合材料对甲基橙的吸附行为及光催化降解动力学

以4A沸石和天然蛭石为载体,钛酸四丁酯为钛源,采用溶胶-凝胶法制备了TiO2/4A沸石和TiO2/天然蛭石光催化复合材料,研究了复合材料对偶氮染料甲基橙的暗态吸附规律和光降解性能。结果表明:复合材料对甲基橙的吸附规律都较好地符合Langmu ir和Freund lich吸附等温模型;在紫外光辐照30 m in条件下,TiO2/4A沸石和TiO2/天然蛭石光催化材料对6.11×10-5mol/L的甲基橙水溶液的脱色率分别达到78.5%和84.6%,比同种方法制备的纯TiO2(68%)高,而且对甲基橙光催化反应可用一级反应动力学方程进行描述。     

新型多孔纳米钛酸锶钡的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能

采用反相悬浮聚合溶胶-凝胶法制备了多孔纳米钛酸锶钡吸附剂,分别采用Fourier变换红外光谱、扫描电镜和X射线衍射进行表征。将该多孔纳米钛酸锶钡应用于水中镉离子的吸附,考察了吸附、洗脱条件对其吸附性能的影响,探讨了吸附热力学和动力学规律。结果表明:采用反相悬浮聚合溶胶-凝胶法合成的多孔材料,由纳米粒径的钛酸锶钡晶体组成,平均晶粒粒径为17nm。当pH值为4～7时,该吸附剂对水中的镉离子有很强的吸附能力。其吸附动力学符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程式,吸附过程的焓变为37.337kJ/mol,各温度下,Gibbs自由能变均为负值,熵变均为正,吸附活化能为32.965kJ/mol,该吸附为吸热的自发的物理过程。吸附后,该吸附剂可用1mol/L硝酸洗脱再生。     

磁性聚苯胺的制备及其亚甲基蓝染料吸附性能

采用化学氧化聚合法制备磁性聚苯胺吸附剂,采用傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对磁性聚苯胺的结构进行表征,研究了磁性聚苯胺亚甲基蓝吸附过程的热力学和动力学,并对磁性聚苯胺的磁响应性和磁滞性能进行了研究。FTIR表明磁性聚苯胺具有目标结构,XRD表明聚苯胺为非晶态结构,化学氧化聚合过程没有破坏磁性纳米粒子的晶型和结构,磁性聚苯胺具有较好的磁响应性能和磁分离性能,剩磁和矫顽力均趋于零,饱和磁化强度达10.2 emu/g。磁性聚苯胺亚甲基蓝染料的吸附等温线吻合Langmuir方程,亚甲基蓝染料的吸附动力学遵循准二级动力学方程。