吸附材料再生机理研究进展

随着吸附材料日趋广泛的应用,其后处理成为重要议题。再生是处理吸附材料的有效途径,具有节约资源、减少环境污染等现实意义。再生机理作为再生技术的重要内容,已得到关注。阐述了热再生、生物再生、电化学再生、微波加热再生、超临界流体再生、超声波再生、光催化再生和等离子体再生等几种再生方法机理,总结了研究人员对各再生方法机理的不同认识,指出了各再生技术的优缺点。最后,从机理角度展望了未来再生研究的方向。     

石墨烯基吸附剂的特性、吸附原理、改性复合及 研究方法

石墨烯具有独特的结构和优异性能,适合用作水处理吸附材料。介绍了与吸附相关的石墨烯的结构及特性,石墨烯基材料对不同污染物的吸附原理;基于石墨烯的性质和结构特点,对石墨烯基材料的改性、复合方法及其研究方法作了较详细论述。鉴于石墨烯基材料再生性能的重要性,对磁性石墨烯及三维石墨烯吸附材料作了简单介绍,最后对石墨烯基吸附剂研究的发展方向作了展望。     

吸附材料超声波再生的研究进展

超声波再生是处理吸附材料的有效途径之一。介绍了超声波再生技术的原理,分析了影响超声波再生吸附材料效率的主要因素。通过对超声波再生与传统的热再生的比较,探讨了超声波再生的优势与劣势,并对超生波再生技术的发展方向和趋势做了展望。     

多胺基CO_2吸附材料的制备

用纳米级SiO2负载胺化合物,制备CO2捕捉材料。测定了不同原料比例下该材料的吸水率,在饱和水蒸汽和干燥条件下对CO2的吸附量,以及它作为CO2气体吸附材料的重复使用和再生性能。研究结果表明,在饱和水蒸汽环境中,该吸附材料对CO2的吸附量远比干燥环境中的吸附量大的多,其中多胺基聚合物与SiO2比为20∶1时对CO2吸附量最大,可达到17mg/g。该吸附材料具有良好的重复使用及再生性能,经再生使用后,吸附量变化不大。     

吸附材料电化学再生的研究进展

随着吸附材料用量的与日俱增,其后处理成为重要研究课题。作为一种新型的再生技术,电化学再生可有效地处理废吸附材料。本文阐述了电化学再生机理,探讨了影响电化学再生的主要因素。通过电化学再生与传统的热再生和溶剂再生的比较分析,总结了电化学再生技术的优劣势。最后对电化学再生技术的发展方向和趋势做了展望。     

金属-有机框架材料对废水中污染物的吸附研究进展

可用的清洁水资源缩减已成为全球面临的重要危机.引起该危机的主要原因是各种污染物因生产、生活或事故排入水体导致水体污染.因此,解决水资源危机的关键在于对污水处理和再生.多种污水处理和再生方法应运而生,其中吸附法因处理效率高、操作简便、成本低而被广泛应用到污水处理中.吸附法的关键在于吸附剂的选择和应用.应用于水处理的传统吸附剂,如活性炭、沸石、天然粘土、活性氧化铝等,在面对复杂水体环境和各种性质迥异的污染物时已不能符合水污染处理的更高标准.因此,新型吸附剂的开发与应用成为吸附领域研究热点.金属有机框架(Metal-organic frame,MOF)材料,一类金属离子或金属簇与有机配体之间自组装配位形成的化合物,具有高比表面积、高孔隙率和可控的孔结构,已成为吸附领域冉冉升起的新星.目前MOF材料作为水处理吸附剂的研究主要集中在:(1)各种MOF材料对不同污染物的吸附性能研究,以揭示相关吸附规律;(2)MOF材料自身功能化或MOF复合材料的制备,以改善自身稳定性,提高其吸附性能或实现选择性吸附;(3)MOF衍生碳吸附材料的研究,以应对恶劣水体环境或极端水处理条件.本文对单一MOF材料、功能化MOF材料、MOF衍生碳材料吸附去除水体中有机染料、其他有机污染物、重金属离子的相关研究进行了综述.概述了多种MOF材料对不同污染物的吸附性能,总结了针对吸附应用的多种MOF功能化方式及其吸附效果的改进,归纳了多种MOF衍生碳材料作为吸附剂在水处理中的应用,指出了目前MOF吸附材料在水处理中存在的主要问题,并提出了解决这些问题的思路.     

锰铁氧体/生物炭的制备及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb~(2+)离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb~(2+)离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb~(2+)离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb~(2+)离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb~(2+)离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。     

活性碳纤维对有机废气的吸附及再生

研究了新型高效吸附材料活性碳纤维(ACF)对甲苯废气的吸附及再生效果。利用GC- 900 气相色谱分析仪检测甲苯的浓度,通过正交实验得出了实验过程的最佳操作参数。实验结果表明,用该工艺处理的甲苯废气可以达标排放,吸附饱和后的ACF用热的水蒸气再生效果良好,实验对工业实际应用具有一定的指导意义。     

组织工程支架材料生物功能化的研究进展

组织工程的目标之一就是制备出能引导细胞分化并产生具有一定功能再生组织的支架材料,支架材料生物功能化能够有效促进细胞的生物活动,是组织再生的关键。本文从提高支架材料生物功能化入手,说明纳米材料是蛋白和细胞吸附的最佳选择,重点分析了化学改性、引入RGD多肽片断、多肽-聚合物支架及ECM基支架材料四种提高支架材料生物功能化的方法,并对支架材料生物功能化的未来发展趋势进行了展望。     

高分子吸附材料的研究进展

高分子吸附材料是一种新型的功能材料,因其具有孔径和比表面积较大、原料来源丰富、抗氧化性强、容易再生等优点,目前被广泛用于化工、医疗、农业、国防等领域。综述了高分子吸附材料的分类、国内外吸附模型的研究进展及其在废水处理、中草药有效成分的提取、医药卫生及农业保水方面的应用。我国高分子吸附材料的研究虽然起步较晚,但目前已取得了长足的进步。     

I-、IO-3离子废水处理材料研究进展

工业废水中过量或放射性I^-、IO^-₃的存在易引发人体甲状腺病变甚至致癌,同时危害生态环境,因此,去除废水中的I^-、IO^-₃势在必行。吸附、膜分离、化学沉淀是常用方法。近年来,为提高脱除效率,减少吸附剂再生过程造成的二次污染,电化学、光化学辅助吸附逐渐受到重视。在介绍上述方法基本原理的基础上,着重阐述了离子交换树脂、层状双氢氧化物、金属有机框架化合物、天然矿物材料、生物质材料、膜材料等含碘废水处理材料的研究进展,最后对未来研究方向进行了展望。     

超声波法对吸附Ni(Ⅱ)吸附剂的再生

目前,有关超声波对有机改性凹凸棒黏土吸附剂的再生研究不多。研究了有机改性凹凸棒黏土吸附剂吸附Ni(Ⅱ)后,在超声波作用下再生后吸附Ni(Ⅱ)的效果及其与再生各因素的关系,分析了超声波对吸附剂的再生机理。结果表明:用超声波法对有机改性凹凸棒黏土吸附剂进行再生,在超声波频率40 Hz、功率500 W的条件下,最佳再生温度为45℃,最佳再生时间为1 min,最佳再生pH值为6,最佳再生固液比为7 g/L。吸附剂再生5次后,仍有较好的吸附效果。     

石墨烯及其复合材料在重金属离子吸附方面的应用

重金属污染是目前最为严峻的环境污染问题之一,因此,寻找高效的纳米材料去除水中的重金属变的尤为重要。作为碳系家族的新成员,石墨烯已经成为万众瞩目的研究热点。由于具有超大的比表面积、较高的机械强度和稳定的化学性质等突出优势,石墨烯不仅在场效应晶体管、催化、药物输送等领域应用前景广阔,而且作为吸附材料在重金属离子处理方面的潜能也备受关注。综述了近年来有关石墨烯及其复合材料吸附水溶液中重金属离子的研究,系统介绍了石墨烯基材料对重金属离子的吸附效果、吸附机理、影响因素,及该材料的脱附再生性能。最后,对石墨烯及其复合材料研究过程中的挑战进行了评述,同时对它们在水处理过程中的应用前景做了深入探讨和展望。     

树脂/聚醚砜复合膜的制备及其对碘离子的吸附性能

以聚醚砜(PES)为膜的基质材料,以粉末状阴离子交换树脂(201×7)为功能颗粒,采用相转化的方法制备了阴离子交换树脂/聚醚砜复合膜。用扫描电子显微镜(SEM)对膜形貌进行表征,采用电子拉伸试验机测定了复合膜的力学性能,采用傅里叶红外光谱(FTIR)对膜吸附机理进行了研究。SEM结果表明,树脂颗粒在聚合物膜中均匀镶嵌分布,树脂的添加提高了膜的孔隙率,且树脂含量越大孔径越大,复合膜的机械拉伸强度随树脂含量的增加而略有降低。选用树脂含量为60%(w/w)的复合膜进行吸附性能研究,结果表明,吸附可在120min内达到平衡,该吸附膜在pH值为3~9范围内对碘离子有很好的吸附去除效果;吸附量随初始浓度增加而增加,吸附符合Freundlich模型,无饱和吸附量,说明多层吸附在吸附过程中发挥重要作用。共存阴离子如硫酸根、氯离子、硝酸根离子的存在会降低碘离子吸附量。FTIR结果表明,复合膜对碘离子的吸附主要是物理吸附。吸附碘离子的复合膜可以脱附再生,且多次再生后,吸附量未见降低。     

SO_4~(2-)/TiO_2-SiO_2固体超强酸失活原因及再生方法研究

以SO42-/TiO2-SiO2固体超强酸催化剂为例,选择松香与甘油酯化这一高粘度有机反应体系,通过IR、TPD、XRD和BET等检测方法,研究了SO42-/TiO2-SiO2的失活原因。研究表明,催化剂表面吸附有机物、酸中心减少、酸量下降是导致该催化剂失活的主要原因。在此基础上研究了再生方法,优化了再生条件:在500℃焙烧脱去吸附物,再用H2SO4浸渍对失活催化剂进行再生。再生催化剂的催化性能与新鲜催化剂性能基本相同。     

MOF-5@Ni衍生的ZnO@Ni3ZnC0.7/PMS体系用于有机物去除——对吸附降解过程的深入理解(英文)OA

基于过一硫酸盐的非均相催化活化技术在废水处理中越来越受到关注。因此,找到一种可持续、经济、有效的活性材料用于废水处理非常重要。本研究以金属有机框架材料(MOF)-5为前驱体,通过添加镍离子并随后煅烧制备了一种稳定、可循环利用的材料ZnO@Ni₃ZnC_0.7,该材料表现出良好的吸附和催化性能。为了研究和优化实际应用条件,选择了罗丹明B(RhB)在水中的降解作为模型过程。研究表明,体系中有机物的去除涉及吸附和降解过程的耦合。基于此,提出了整个去除过程的机理。扫描电子显微镜、红外光谱分析和理论分析的结果证实,范德华力、静电吸引力和氢键影响吸附过程。电子顺磁共振分析、遮蔽实验和电化学测试证实,RhB的降解路径包括自由基和非自由基途径,表面羟基是关键的活性位点。对吸附底物的降解使活性位点得到再生。用简单方法再生的材料在四个循环测试中对有机化合物的去除效率保持很高。此外,这种材料还可以有效地去除各种有机污染物,并且由于具有磁性,材料易于回收。结果表明,使用具有良好吸附能力的非均相催化材料可能是一种经济有效的策略。     

溢油吸附材料研究进展

溢油吸附材料按照常规分类方法分为天然吸油材料、有机合成吸油材料和无机吸油材料三类。经过近些年的快速发展,其最大吸油倍率、吸油速率、吸附选择性、重复使用性和机械强度等性能均已得到极大的提升。通过对吸油材料总结归类,系统回顾了溢油吸附材料的发展历程和最新研究进展,并对材料吸油能力的提升方法和技术进行了综述评论,最后对溢油吸附材料下一步可能的研究方向进行了简要探讨。     

硅锰复合物的水热合成及其对水中Ni~(2+)的吸附

采用一步水热法制得核壳结构的纳米硅锰吸附复合物(SMNA)。对SMNA进行了表征,并对水中镍离子(Ni~(2+))的吸附性能进行研究,研究了有共存离子条件下溶液pH值、吸附时间和解吸再生等对SMNA吸附性能的影响。结果表明:当SiO_2掺杂量为15%(wt,质量分数)时,SMNA对Ni~(2+)的吸附量可达34.14mg/g,比δ-MnO_2的吸附量提高了17.08%;并且吸附速率也有所增大,达到吸附平衡的时间由原来的60min缩短到了20min;SMNA经过酸再生4次循环后吸附量为32.25mg/g,仅比未经酸再生循环时的最大吸附量34.14mg/g下降了5.36%,具有较好的吸附性能。     

固定吸附床结构对再生和除湿效果的影响

介绍了一种在固定床内通入DN20水管的固定床结构。实验以硅胶为固体吸附材料,向水管中通入不同温度的水,对固定床进行三组实验,利用除湿量、吸附量、吸附能效三个评价指标分析了三组实验的再生能力和吸附效果。结果表明:实验1是再生和吸附效果最佳的一组实验,实验1的解析量是实验2的1.36倍,是实验3的1.12倍;实验1的除湿量是实验2的1.16倍,是实验3的1.17倍。     

皮肤诱导再生材料的研究进展与挑战

烧伤、机械创伤等导致的皮肤缺损及功能丧失是常见的临床难题之一。介绍了皮肤缺损修复的研究背景和皮肤修复材料的发展历史。通过对国内外原位诱导皮肤再生材料研究现状的分析,总结了影响皮肤诱导再生材料性能的关键科学问题,即原位诱导血管化与原位诱导细胞迁移,并归纳介绍了相应的材料设计与改性方法。最后根据皮肤诱导再生材料存在的不足对未来皮肤诱导再生材料的研究与发展进行了展望。