亚微米级Cu3(BTC)2的合成、表征及应用研究

采用水/溶剂热法合成了铜的亚微米级有机金属框架Cu_3(BTC)_2,并用扫描电镜、透射电镜、X射线粉末衍射、傅里叶红外光谱仪及光电子能谱仪对材料的形貌结构及表面性质进行了分析。将制备的Cu_3(BTC)_2用于吸附去除水中亚甲基蓝(MB)污染物。吸附结果表明,MB在Cu_3(BTC)_2上的吸附符合Freundlich模型。当MB初始浓度为30mg/L时,平衡吸附量为29.5mg/g,当初始浓度提高到300mg/L时,平衡吸附量达到244.3mg/g,吸附效果优于文献中报道的大部分吸附材料。     

亲水性磁性Fe3O4复合微球的制备及其对亚甲基蓝吸附的性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯与丙烯酸的混合微乳液经悬浮聚合法一步制备出含—COO^-的亲水性磁性Fe₃O₄复合微球。对样品的形貌和结构进行表征，研究了pH、温度、亚甲基蓝(MB)初始质量浓度及吸附时间对复合微球吸附率的影响。结果表明：磁性复合微球粒径约300nm,有效磁含量约85%,表面Zeta电位约为-47.53mV,在水中具有良好的分散性和超顺磁性，能够对水体中的MB进行吸附分离；吸附行为符合准二级动力学方程，有效吸附的pH范围较宽，受环境温度影响较小，对初始质量浓度为10mg/L的MB吸附效率可达98.75%,吸附速率常数随MB初始质量浓度升高而减小，最大吸附量约为91mg/g,重复利用5次吸附率均超过91%。     

富G海藻酸钠聚氨酯泡沫的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

以低分子量富G海藻酸(LG-HA)为多元醇原料,以六亚甲基二异氰酸酯(HDI)为交联剂制备海藻酸钠聚氨酯泡沫(PFSA)材料,用XRD、FTIR、SEM、BET等手段对其表征,研究了HDI的用量和LG-HA的浓度对PF-SA材料对水相中亚甲基蓝染料(MB)吸附性能的影响。结果表明,HDI的用量、LG-HA的浓度对PF-SA的形貌、结构和材料的吸附性能有明显的影响。当HDI与LG-HA糖单元的摩尔比在1/3-1/4、LG-HA的浓度为0.08-0.1 g/m L时PF-SA形成三维联通多孔结构,有利于PF-SA对MB的吸附。对于初始浓度为100 mg/L的MB溶液,PF-SA在室温下对MB的吸附在30-160 min内达到平衡,对MB的去除率高达99%。     

SCB-g-MMA的固相接枝制备及其吸附性能

采用固相接枝法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到碱处理后的甘蔗渣(SCB)表面,得到固相接枝产物甲基丙烯酸甲酯接枝甘蔗渣(SCB-g-MMA),并通过XRD、FTIR、13 C NMR、SEM和BET(Brunauer-Emmett-Teller)测试等方法对其结构进行表征分析。将SCB-g-MMA作为亚甲基蓝(MB)的吸附剂,进行吸附性能研究。结果表明:在室温下,MB初始浓度在50~400mg/L范围内,当吸附剂投加量大于等于10g/L时,溶液pH范围在6~12,吸附时间超过40min,SCB-g-MMA对MB的去除率达到99%;当吸附剂投加量为2.5g/L时,对MB的吸附量可达97.3mg/g。SCB-g-MMA对MB吸附动力学和吸附等温线更符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型。     

柠檬酸交联环糊精金属有机框架材料的制备及对结晶紫的吸附

环糊精金属有机框架材料(CD-MOFs)是一种绿色环保的新型金属有机框架材料，但由于其水稳定性差，在实际应用中受到了限制。通过交联CD-MOFs和柠檬酸(CA)来提高环糊精基MOFs的水溶液稳定性。研究制备了CA改性的CA-γ-CD-MOF复合材料，并作为吸附剂从水溶液中去除阳离子染料结晶紫。在15mg CA-γ-CD-MOF用量、20℃、pH 6和60mg/L初始结晶紫浓度下，CA-γ-CD-MOF对结晶紫的平衡吸附能力为79.86mg/g,相应的清除率达到99.83%。此外，CA-γ-CD-MOF在经过3次吸附解吸循环，吸附率仍达第一次的98%以上，表现出良好的再生能力。动力学和吸附等温线研究表明，吸附遵循拟二阶动力学，CA-γ-CD-MOF吸附结晶紫是一种自发的单层吸热过程。因此，CA-γ-CD-MOF是一种高效、绿色、可循环利用的吸附剂。     

钛柱撑蒙脱石颗粒的制备及其对镉离子的吸附

为脱除废水中镉离子,以钠基蒙脱石作基质材料,钛酸四丁酯为钛源,制备了钛柱撑蒙脱石。然后将聚乙烯醇、海藻酸钠、钛柱撑蒙脱石以一定的质量比制备钛柱撑蒙脱石颗粒,并进行颗粒的散失实验及镉离子的吸附实验,同时进行吸附等温线及吸附动力学研究。结果表明,Ti-MMT具有较大的晶面间距(d_(001)=3.43 nm)。当m(聚乙烯醇)∶m(海藻酸钠)∶m(钛柱撑蒙脱石)=0.6∶1.0∶20.0时,投加0.25 g颗粒于pH值=6的100 mg/L的镉离子废水中,在40℃下,吸附120 min,颗粒对Cd~(2+)的吸附量达到7.89 mg/g,去除率达到98.63%,且颗粒对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir等温线模型,吸附动力学符合拟二级动力学方程。     

氧化石墨烯/海藻酸钙水凝胶复合膜对水中Cd(II)的吸附

将氧化石墨烯(GO)、致孔剂与海藻酸钠共混后与CaCl₂交联制备的GO/海藻酸钙（CA）水凝胶复合膜作为含重金属废水的吸附材料。采用SEM和TEM表征了复合膜的表面形貌及透射性能,且分析了GO的加入对复合膜的力学性能、平均孔径、水通量及表面官能团的影响。为探究GO/CA水凝胶复合膜的吸附性能,考察了其吸附Cd(II)的影响因素:pH（6~7）值、初始离子浓度、接触时间、温度（三者均正相关）。用FTIR、XPS在吸附前后对复合膜进行了表征;引入了吸附动力学和等温线模型分析其吸附机制。探究结果表明GO的加入提高了复合膜的力学性能、平均孔径及水通量;吸附过程遵循Langmuir等温线,属于单层吸附,拟合得到的最大吸附量为173.61 mg/g;伪一级和伪二级吸附动力学分别在低浓度和高浓度时能较好地描述吸附过程的动力学行为;吸附机制主要为物理作用力吸附和离子交换。经过5个连续的吸附-解吸循环证明了GO/CA水凝胶复合膜的可重复利用性。      

多级结构α-MoO3空心微球的构筑及其对有机染料的吸附性能

具有多级结构的半导体金属氧化物, 其特有的立体空间结构使材料具有超高活性, 在吸附领域具有应用潜力。研究采用简单的一步溶剂热法制备了空心球状的MoO₂前驱体, 400 ℃热处理后得到多级结构α-MoO₃空心微球。空心球的直径为600~800 nm, 由宽度约70 nm的纳米棒构筑而成。该球状α-MoO₃纳米材料对亚甲基蓝(MB)染料具有优良的吸附性能。当α-MoO₃吸附剂用量为0.5 g/L、MB染料浓度为20 mg/L、吸附时间为5 min时, 移除率可达到73.40%。吸附60 min时, 吸附达到平衡, 此后移除率为97.53%~99.65%。该吸附动力学过程符合拟二级动力学模型, 吸附等温线符合 Langmuir 模型拟合, 最大吸附量为 1543.2 mg/g。α-MoO₃微球由于多级且中空的纳米结构, 对MB染料具有用量少、吸附速率快和吸附完全等特点。该材料可以用于吸附废水中其他有机染料。     

壳聚糖功能化磁性氧化石墨烯复合材料的制备及对甲基橙的吸附

用改进Hummers方法和水热法制备壳聚糖功能化磁性氧化石墨烯(CS/MGO)复合材料,通过SEM、FTIR、XRD、BET和振动样品磁强计(VSM)对材料结构和性能进行表征和测试,并对水中甲基橙(Methyl orange,MO)吸附研究。结果表明:氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)与壳聚糖(Chitosan,CS)成功键合,热稳定性好,被壳聚糖修饰后比表面积为36.873 m2·g?1,磁性粒子均匀分布在GO表面,磁性响应明显。考察pH值、MO初始浓度、CS/MGO复合材料添加量及再生性能对MO去除率的影响,结果表明:在pH=3、MO初使浓度为20 mg·L?1、吸附材料为0.12 g·L?1时,210 min后达到吸附平衡,经5次循环后为初使吸附容量的83.7%。吸附过程符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,在298.15、303.15、308.15 K温度下最大吸附量分别为129.96、138.94、145.03 mg·g?1;吸附热力学表明,吸附过程为吸热、熵增自发的吸附过程。      

蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球的制备及其对罗丹明B吸附性能的研究

以蔗渣纤维素、海藻酸钠为三维网络框架,膨润土为吸附功能单元,采用金属离子交联法联合物理包载法制备蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球,研究其对罗丹明B吸附性能,探究其吸附机理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)等表征手段分别对多孔微球形貌、晶相和热稳定性进行表征。结果表明：在固液比2g/L,染料溶液pH=3,体积为25mL,初始浓度为400mg/L,吸附温度为318K,吸附360min后,吸附量高达87.14mg/g。多孔微球吸附罗丹明B过程符合准二级动力学模型,罗丹明B在多孔微球吸附遵循Langmuir等温线吸附模型。吸附罗丹明B前后,多孔微球为类球形,具有一定孔隙结构;多孔微球中膨润土晶型结构无明显改变,且具有一定热稳定性。     

铁锌复合金属有机碳材料对酸性橙7的吸附作用研究

基于铁锌金属有机骨架,制备铁锌复合金属有机碳材料(ZnO/Fe_3O_4@C),并进行了ZnO/Fe_3O_4@C吸附酸性橙7(AO7)的研究,考察初始pH、AO7初始浓度、ZnO/Fe_3O_4@C用量等因素对AO7吸附量的影响,并分析了吸附材料对AO7的吸附动力学模型。结果表明,pH对吸附效果有较大的影响,ZnO/Fe_3O_4@C在酸性条件下显示出了良好的吸附性能,在pH=3.0,AO7初始浓度在10～30μmol/L变化时,单位吸附量随着AO7浓度的增加而增大;在pH=3.0,AO7浓度为20μmol/L,ZnO/Fe_3O_4@C用量为0.5g/L条件下,吸附效果最好,ZnO/Fe_3O_4@C对AO7的降解率可达到92.90%。研究结果还表明,吸附动力学符合假二级动力学模型,化学吸附是其主要速度控制步骤。     

纳米零价铁对钨离子的吸附相平衡和动力学

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),并用PXRD、TEM、BET和XPS等表征手段对材料进行表征。探讨了初始钨(Ⅵ)浓度、纳米零价铁用量和初始pH值对纳米零价铁吸附钨(Ⅵ)性能的影响,测定了纳米零价铁对钨(Ⅵ)的吸附等温线和吸附动力学曲线。研究结果表明,制备的纳米零价铁具有典型的核-壳结构,其粒径在10~30nm之间,BET比表面积为53m~2/g。纳米零价铁对钨(Ⅵ)的回收率随着初始钨(Ⅵ)浓度和初始pH值的增大而减小。在25℃条件下,纳米零价铁对钨(Ⅵ)的平衡吸附容量为172.82mg/g。Langmuir等温线方程可以很好地拟合纳米零价铁对钨(Ⅵ)的吸附等温线,且纳米零价铁对钨(Ⅵ)吸附动力学曲线符合准二级动力学模型。     

多级结构α-MoO_3空心微球的构筑及其对有机染料的吸附性能

具有多级结构的半导体金属氧化物,其特有的立体空间结构使材料具有超高活性,在吸附领域具有应用潜力。研究采用简单的一步溶剂热法制备了空心球状的MoO_2前驱体,400℃热处理后得到多级结构α-MoO_3空心微球。空心球的直径为600～800 nm,由宽度约70 nm的纳米棒构筑而成。该球状α-MoO_3纳米材料对亚甲基蓝(MB)染料具有优良的吸附性能。当α-MoO_3吸附剂用量为0.5 g/L、MB染料浓度为20 mg/L、吸附时间为5 min时,移除率可达到73.40%。吸附60min时,吸附达到平衡,此后移除率为97.53%～99.65%。该吸附动力学过程符合拟二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型拟合,最大吸附量为1543.2 mg/g。α-MoO_3微球由于多级且中空的纳米结构,对MB染料具有用量少、吸附速率快和吸附完全等特点。该材料可以用于吸附废水中其他有机染料。     

HCl浓度对水合氧化铁复合吸附剂P吸附效能的影响

为避免传统水合氧化铁(HFO)负载树脂复合吸附剂制备过程中大量使用HCl对设备防腐、安全及环保带来的问题,优化HFO复合吸附剂的制备工艺方法,改变负载液中HCl浓度制备得到多种HFO复合吸附剂,考察制备得到的HFO复合吸附剂对P的吸附动力学、吸附等温线、初始pH、共存离子影响、解吸再生方法等,评价负载液中HCl浓度对吸附剂吸附效能的影响。结果表明,负载液中HCl浓度由2 mol·L?1降低至0.5 mol·L?1,并不会显著降低HFO复合吸附剂的P吸附容量。HCl浓度为0.5 mol·L?1时制备得到的HFO复合吸附剂对P的最大吸附容量为29.67 mg·g?1,显著高于D201树脂载体(16.39 mg·g?1),其吸附动力学曲线更符合准一级吸附动力学模型,最佳的P吸附pH为6~8,在共存离子Cl?、NO₃?、SO₄2?、CO₃2?浓度为1.0 g·L?1的条件下,吸附剂对P的吸附容量降低31.1%~53.0%。采用5wt%的NaOH溶液能有效实现吸附剂中P的解吸再生。      

不同氧化程度氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶对亚甲基蓝的吸附

氧化石墨烯(GO)对水中染料有着优异的吸附性能,但其氧化程度对复合材料吸附性能和机制的影响还未被充分研究。采用Hummer法,制备3种不同氧化程度的氧化石墨烯,与聚乙烯醇(PVA)复合得到三种GO/PVA气凝胶。利用红外光谱(FTIR)、元素分析(EA)和热重分析(TG)分析了3种GO的氧化程度;以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,通过静态吸附实验考察了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶在不同溶液pH、吸附时间、初始浓度下对MB吸附性能的影响。通过吸附动力学模型、吸附等温线模型和吸附热力学模型探究了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶吸附机制的影响。研究结果表明:GO/PVA气凝胶对MB的吸附行为受pH影响较小;提高GO的氧化程度可以明显提升GO/PVA气凝胶的吸附容量和吸附速度,GO氧化程度的提高增加了气凝胶上的吸附位点,有利于吸附。此外,GO氧化程度对GO/PVA气凝胶的吸附机制无明显影响。      

利用稻杆衍生吸附剂去除液相中呋喃丹(英文)

以KOH为活化剂进行两段式活化程序,将废弃生物质材料转化为活性炭,并评估此活性炭吸对液相中农药(呋喃丹)的去除能力。结果表明,此活性炭具有大比表面积与高吸附能力可快速有效地去除液相中的呋喃丹。吸附前后的活性炭用扫描电子显微镜、元素分析仪与傅里叶变换红外光谱仪进行特征分析。活性炭的比表面积与平均孔径分别为1304.8 m2/g与2.39 nm。同时对不同的吸附参数进行批次分析,包括呋喃丹初始浓度,吸附时间、温度与酸碱度。最大吸附量(296.52mg/g)的吸附参数为90min、30℃、吸附剂剂量100mg/L、180 r/min、呋喃丹初始浓度200mg/L。根据三种平衡吸附等温线(Langmuir,Freundlich and Temkin)与动力学分析,Langmuir模式最符合此活性炭的吸附结果,伪二级动力学方程可预测此活性炭的吸附动力学。     

改性甘蔗渣吸附剂的制备及其对直接桃红12B的吸附性能研究

以农业废弃物甘蔗渣为原料,用氯化钙进行改性,研究了改性甘蔗渣(MB)对染料直接桃红12B(DP12B)吸附过程的动力学、热力学、水体pH、温度、作用时间及离子强度等的影响。结果表明,当MB投加量为2g/L,DP12B的初始浓度为180mg/L,pH为中性,温度为30℃,离子强度小于0.10mol/L时,DP12B的去除率达到86%以上。MB对DP12B等温吸附符合BET吸附等温线方程,属于典型的多分子层吸附类型,适合在较高浓度阴离子染料的条件下吸附。吸附过程符合二级吸附动力学方程(R20.99),吸附本质上以化学吸附为主。吸附热力学参数ΔG0,吸附是易于自发的过程。MB是一种吸附性能优异的吸附剂,用于处理染料废水有较好的应用前景。     

磁性ZnFe2O4/埃洛石复合材料的结构及吸附性能研究

采用溶胶-凝胶法制备磁性ZnFe₂O₄/埃洛石复合材料(MHNTs), 并对其吸附亚甲基蓝(MB)的性能进行研究。利用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)等对MHNTs的结构、形貌和磁性能进行表征, 采用静态批量平衡法对MB在MHNTs上的吸附行为和机理进行探究, 并考察了初始浓度、吸附时间和温度等因素的影响。结果表明: 复合材料中ZnFe₂O₄以10~30 nm尖晶石型纳米粒子沉积到埃洛石纳米管表面, 通过谢乐公式计算纳米ZnFe₂O₄的晶粒尺寸为19.1 nm; MHNTs具有良好的顺磁性和磁回收性。MHNTs对MB的吸附行为符合准二级动力学方程, 其吸附热力学过程符合Langmuir吸附等温线; 温度对MB在MHNTs上的吸附影响较大, 且升高温度有利于MHNTs对MB的吸附。此外, MHNTs可通过磁外场有效回收, 经过5次重复使用后MHNTs对10 mg/L MB溶液的吸附性能基本没有下降。     

改性松果活性炭去除Cr6+的研究

为了提高水中Cr⁶⁺的去除效率，以松果粉末(PC)为原料，利用H₃PO₄改性法制备了低成本高比表面的改性松果活性炭(PCAC)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和全自动比表面积分析仪对PCAC表面理化性质变化进行表征。通过静态吸附实验探究其对Cr⁶⁺的吸附性能，测定了溶液初始pH、PCAC投加量和吸附时间对Cr⁶⁺吸附性能的影响。根据吸附动力学和吸附等温线，探讨了PCAC对Cr⁶⁺的吸附机理。结果表明：经H₃PO₄改性制备的PCAC比表面积和孔隙体积分别为1669.2m²/g和0.851cm³/g,高于未改性的PC;对于100mg/L Cr⁶⁺模拟废水，最佳吸附条件：pH=2、PCAC投加量0.5g、吸附时间3h,此时PCAC对Cr⁶⁺的去除率最大且为99.97%;吸附动力学数据拟合分析，拟二级动力学模型较好...     

季铵化聚乙烯醇-钛酸四丁酯杂化膜对罗丹明B的吸附性能

以季铵化聚乙烯醇(QPVA)与钛酸四丁酯(TBT)为原料通过溶胶-凝胶法制备了有机-无机杂化膜,进而考察了其对罗丹明B(RB)的吸附性能。结果表明,当吸附时间90min、pH值4、RB的初始浓度110mg/L、温度40℃、TBT的质量分数为5%,该膜对RB的吸附量最大(32.92mg/g)。利用吸附动力学和热力学模型对该膜吸附RB的过程进行模拟,结果表明:RB在该杂化膜上的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可以用拟二级动力学模型描述。ΔG、ΔH和ΔS的计算结果表明:该杂化膜对RB的吸附是自发的吸热过程。