氨基胍功能化树脂的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能研究

以D301树脂为载体,通过接枝于D301树脂表面的单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)上的环氧键与氨基胍盐酸盐发生开环反应,成功制备出一种富含氨基基团的新型吸附材料AHD301。采用傅里叶红外光谱仪对其结构进行表征,并且研究了功能吸附材料对Cd⁽²⁺⁾的吸附性能。结果表明,在298 K,pH为6.8的条件下,AHD301对Cd(2+)的吸附性能。结果表明,在298 K,pH为6.8的条件下,AHD301对Cd⁽²⁺⁾的吸附效率可达97.9%,最大吸附量为535.5 mg/g。并且,AHD301具有较好的重复使用性能。     

Ca2+ 印迹交联改性壳聚糖的制备及对Cd2+ 的吸附

采用Ca~(2+)印迹保护氨基、戊二醛交联、冻干法造孔、CS2化学改性,制得了Ca~(2+)印迹交联改性壳聚糖(CK)。并用FTIR、XRD和BET对吸附剂的结构进行了表征,通过静态吸附实验考察了其对Cd~(2+)的吸附性能及机理。结果表明:Ca~(2+)保护了氨基;戊二醛与壳聚糖(CS)发生了交联,改善了CS的酸溶性,pH=2时仍可使用;冻干法可使微孔比表面积增大至272.82 m2/g,孔体积增大至0.44 cm3/g;经CS2化学改性,成功引入了C=S基团,提高了CK对Cd~(2+)的吸附性能,平衡吸附量可达49.43 mg/g,比CS的吸附量提高了57.7%。CK对Cd~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型,反应速率常数可达25 g/(g·min);CK对Cd~(2+)的吸附过程符合Freundlich吸附等温式,n值可达4.45;Dubinin Radushkevich模型分析表明:CK吸附Cd~(2+)的平均吸附能为2 236 kJ/mol,是化学吸附;选择性识别实验结果表明:CK对Cd~(2+)具有选择吸附性,除Ca~(2+)外,相对选择性系数均大于3.54。     

新型阳离子交换树脂D301-g-PSSS的制备及其对金属离子的吸附性能

利用D301树脂表面的氨基与过硫酸铵构成氧化–还原引发体系,实现了单体对苯乙烯磺酸钠在D301树脂表面的接枝聚合,制得D301树脂表面接枝聚对苯乙烯磺酸钠(PSSS)(D301-g-PSSS)吸附材料。采用傅立叶变换红外光谱对D301-g-PSSS进行了表征,并用称重法和滴定法测定了其接枝率,在适宜条件下的接枝率分别达到17.7%,17.3%。考察了D301-g-PSSS对Al3+,Cu2+,Fe3+的吸附性能。D301-g-PSSS对3种金属离子具有很强的吸附能力,最大吸附容量可分别达到13.285,14.864,15.10 mg/g。3种金属离子的等温吸附符合Langmuir等温吸附模型,平衡吸附容量随着pH值的增大而增大,随着温度的升高而减小。D301-g-PSSS具有较好的重复利用性,重复使用6次D301-g-PSSS吸附Fe3+,其吸附容量变化不大。     

针铁矿对水溶液中Cd2+、Pb2+的吸附影响

水体中镉、铅污染日益严重,如何净化被镉、铅污染的水体是目前污染防治的迫切问题。本文以针铁矿为吸附材料,控制水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)的初始浓度、pH和离子强度的不同,研究针铁矿对Cd~(2+)、Pb~(2+)的吸附特性。研究结果显示:针铁矿吸附Cd~(2+)符合Langmuir吸附模型;吸附Pb~(2+)符合Langmuir和Freundlich吸附模型;随pH升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先上升后趋于平衡;随着NaNO_3浓度升高,对Cd~(2+)、Pb~(2+)吸附量先下降后上升。整体可知,在废水处理中,针铁矿可作为理想的除镉和铅的吸附材料。     

2种介孔硅藻的制备及其对废水中Cd~(2+)的吸附

以硅藻土为天然硅源,CTAB为模板剂制得介孔硅藻(DM)和磁性介孔硅藻(MDM)。采用SEM、FTIR和STA对制备的产品进行了表征,并以Cd~(2+)为目标污染物,研究了2种吸附材料对Cd~(2+)的吸附性能。结果表明,当初始Cd~(2+)质量浓度为10 mg/L,温度为25℃,pH=6,DM和MDM投加量为3 g/L,吸附时间为30 min时,DM和MDM对Cd~(2+)的去除率分别为85.67%和98.75%,且均可再生使用5次。DM和MDM对Cd~(2+)的吸附分别符合Freundlich和Langmuir等温吸附模型,吸附过程均符合准二级动力学方程。     

初始浓度对合成沸石吸附混合重金属的效果研究

利用合成的沸石材料吸附重金属Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)的两种混合与三种混合离子,考察混合重金属的初始浓度对沸石材料吸附三种离子的效果影响。结果表明:初始浓度对沸石材料吸附三种混合重金属的吸附效果影响较大。随着混合重金属离子初始浓度的不断升高,沸石材料对重金属的Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)的吸附去除率逐渐下降。当Cu~(2+)与Ni~(2+)两种离子共存时,整个吸附过程中沸石材料对其吸附去除顺序为:CuNi。当Cu~(2+)与Cd~(2+)两种离子共存时,沸石材料对其吸附去除顺序为:CuCd。当混合重金属中含有Cu~(2+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)三种离子时,沸石材料对其吸附的去除顺序则为:CuNiCd,且三种混合重金属离子共存时,沸石材料对Cu~(2+)的吸附去除率影响不大。     

黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物的吸附性能测试

以改性黄腐酸为功能单体,反相悬浮聚合法制备了Cd~(2+)离子印迹聚合物,并研究其吸附性能。动力学模型表明,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物对Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学吸附模型,相关系数达到0.9977;热力学研究发现,黄腐酸基Cd~(2+)离子印迹聚合物吸附重金属离子的形式为单分子层表面吸附,与Langmuir等温吸附模型相符;竞争吸附实验显示,竞争离子Pb~(2+)、Cr~(3+)存在时,Cd~(2+)/Pb~(2+)、Cd~(2+)/Cr~(3+)的相对选择性系数分别为4.32、13.47,说明MFA-IIP对模板离子拥有较强的选择识别性能,竞争离子化合价不同,选择识别性更加显著。     

锰铁氧体/生物炭复合材料的制备及吸附Cd2+性能

以核桃壳生物炭为原料,利用一步水热法合成锰铁氧体/生物炭复合材料(BMFC),采用SEM、XRD和FTIR对BMFC进行了表征,并研究了pH、吸附时间、起始浓度等对BMFC吸附Cd~(2+)性能的影响,通过XPS对BMFC吸附Cd~(2+)机理进行了研究。结果表明:在25℃下,BMFC对Cd~(2+)的最佳吸附pH为7.0,吸附平衡时间为80min,最大饱和吸附量为32.74mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,对Cd~(2+)的吸附过程属于单分子层化学吸附;根据XPS分析表明,Cd~(2+)的去除是因其与BMFC表面的官能团发生作用。解吸-吸附实验发现,BMFC进行5次循环吸附后,仍对Cd~(2+)表现出较好的再生吸附性能。     

给水厂铝污泥对Cd~(2+)的吸附性能

采用铝污泥作为吸附剂去除废水中的Cd~(2+),研究铝污泥投加量、粒径、初始Cd~(2+)浓度、溶液pH以及不同改性温度对吸附性能的影响。动力学实验和等温吸附实验表明,铝污泥对Cd~(2+)的吸附结果符合准二级动力学和Freundlich等温吸附方程;Cd~(2+)的最大吸附量为3.32 mg/g,化学吸附是速率限制步骤。高温改性能够增强铝污泥对Cd~(2+)的吸附能力,且煅烧温度越高,改性后的铝污泥吸附能力越强。经200,400,600℃改性的铝污泥对Cd~(2+)的吸附量分别为原始铝污泥的1.2,1.5,2.2倍。     

玉米芯改性前后对水中重金属去除的研究

以玉米芯为吸附剂,经氢氧化钠(NaOH)和硫酸(H_2SO_4)改性得到改性吸附剂,研究改性吸附剂对镉、铬、铅吸附性能的影响。实验研究了吸附时间和吸附初始浓度对吸附效果的影响。结果表明,改性玉米芯吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)三种重金属离子的吸附能力都增强,且对Pb~(2+)的吸附效果最好,其吸附顺序为Pb~(2+)Cr~(3+)Cd~(2+);在初始质量浓度为400 mg/L时,酸改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量为15、26、37 mg/g,而碱改性的玉米芯对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附容量分别为17、29、59 mg/g。相对酸改性,碱改性的吸附剂对Cd~(2+)、Cr~(3+)、Pb~(2+)吸附量提高了14.54%、11.22%、57.86%。     

固定化生物吸附剂对废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能

从含重金属废渣堆积区的土壤中筛选分离出一种对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)具有高耐受性的功能菌株,采用包埋法制成固定化生物吸附剂,用于吸附废水中的重金属,考察了重金属的初始浓度、吸附时间、废水pH值及吸附剂添加量等因素对吸附性能的影响.结果表明,筛选出的菌株为短杆菌,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的最大耐受浓度分别为2200和700 mg/L;吸附剂投加量为10 g/L、废水pH为6时,Pb~(2+)和Cd~(2+)达最大吸附率,分别为87.77%和57.50%;Pb~(2+)和Cd~(2+)基本可在40 min内被快速吸附达平衡,最大吸附量分别为114.3和82.12 mg/g;废水初始pH为5?7利于吸附;Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度增加使吸附率降低,且Pb~(2+)初始浓度比Cd~(2+)初始浓度对吸附速率影响更大.Langmuir和Freundlich吸附方程拟合表明,Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附主要为单分子层表面吸附;Pseudo-second order动力学方程拟合表明,吸附过程的限速步骤主要为化学吸附,且Pb~(2+)比Cd~(2+)更易被吸附.     

羟基磷灰石/膨润土复合材料对水中Cd~(2+)吸附研究

采用共沉淀法制备羟基磷灰石/膨润土(HA/B)复合材料,用于去除水溶液中Cd~(2+)。探究了合成时温度、膨润土投加量、Ca~(2+)与PO43–浓度、高温灼烧对吸附的影响。研究了吸附动力学及热力学,分析了Cd~(2+)的吸附机理,研究了pH、阴离子对Cd~(2+)吸附性能的影响以及与阳离子的竞争作用。结果表明,羟基磷灰石成功地负载在膨润土表面;最佳制备条件为:制备温度30℃,羟基磷灰石与膨润土的最佳配比为1:1,Ca(NO3)2的浓度为8.23 g/L,高温灼烧不利于材料的吸附;伪二级动力学模型和Langmuir等温模型能很好地描述Cd~(2+)在HA/B上的吸附,表明吸附以化学吸附为主;热力学表明该吸附是自发的、吸热的过程;F–促进吸附,Cl–抑制吸附,Cu~(2+)、Ca~(2+)、Pb~(2+)、NH4+对Cd~(2+)吸附的干扰大小顺序为:Cu~(2+)Pb~(2+)Ca~(2+)NH4+。     

大孔阴离子交换树脂选择性吸附六价铬性能研究

本文以三种聚苯乙烯大孔阴离子交换树脂D463、D301、D201为吸附剂,通过柱吸附实验考察其对模拟电镀含铬废水中六价铬选择吸附性能,分析共存离子硫酸根对三种材料吸附性能的影响,并测定三种胺基树脂的pH滴定曲线。研究结果表明,在考察的实验条件下(C_(Cr)~(6+)=60mg/L, C_(SO4)~(2-)=480mg/L, pH=2),硫酸根的存在对三种树脂吸附六价铬均有影响。D463树脂饱和吸附率为47.8%,D301树脂的饱和吸附率为84.3%,D201树脂的饱和吸附率98.3%。由此可见,SO_4~(2-)的存在对碱性最弱的D463伯胺树脂的影响最大,对碱性最强的D201季胺树脂吸附六价铬影响最小。这些工作将为离子交换树脂在六价铬资源化治理领域的应用提供良好的参考意义。     

D301树脂的胺基化改性及其对AuCl4-的吸附性能

以D301树脂表面的胺基与过硫酸铵构成氧化-还原引发体系,将单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)接枝聚合到D301树脂表面,制得接枝材料D301-g-PGMA;通过聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)分子链上的环氧基团与乙二胺中胺基的开环反应,实现接枝材料的胺基化改性,制得吸附材料D301-g-APGMA,考察了接枝聚合条件对接枝率的影响及胺基化反应条件对胺基含量的影响,对材料的结构进行了表征,研究了其对AuCl4-的吸附性能. 结果表明,在GMA用量10 mL、过硫酸铵为单体质量的1.5%及40℃条件下反应18 h, PGMA接枝率达41.15%. 胺基化改性时,在90℃下反应8 h,D301-g-PGMA上环氧键的开环率达91.67%. 改性后D301-g-APGMA对AuCl4-的吸附能力比D301树脂有较大提升,吸附容量达276.74 mg/g. D301-g-APGMA具有良好的再生与重复使用性能.     

分子印迹强化胺化改性壳聚糖吸附Cd~(2+)性能研究

利用分子印迹强化胺化技术制备Cd~(2+)模板改性壳聚糖P(Cdb2+)-C-CTS(Cda2+),研究了吸附剂中Cd~(2+)模板含量对其吸附水中Cd~(2+)的性能及含水率的影响。吸附容量随着a值和b值的增加而升高,当a为0.45、b为0.40时,吸附容量达到最大值。以P(Cd0.402+)-C-CTS(Cd0.452+)为研究对象,考察了p H对Cd~(2+)吸附容量的影响,并对吸附选择性能进行研究。结果表明,分子印迹强化胺化技术可制备得到吸附效率更高、选择性更好的改性壳聚糖吸附剂。     

纳米伊/蒙黏土吸附脱除水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子

探索经精细加工的纳米伊/蒙混层黏土吸附水中2种二价重金属离子(即Cu~(2+)和Cd~(2+))的吸附性能,并考察了该黏土在吸附过程中pH值、黏土用量、吸附时间、吸附温度和重金属离子浓度诸因素对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)离子吸附性能的影响。结果表明:纳米伊/蒙黏土对水中重金属离子的吸附量随pH值的增加而增加,当pH4时,吸附量基本趋于稳定;在优化条件下,纳米伊/蒙黏土对水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大吸附脱除率分别为95.15%和91.53%。用准一级和准二级动力学模型拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu2+和Cd2+的吸附动力学过程。结果表明,准二级动力学模型能够拟合纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。吸附热力学研究还表明,纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)属于物理吸附过程。另外,利用Langmuir和Freundlich等温线模型分析纳米伊/蒙黏土分别吸附不同浓度Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附过程。Langmuir模型能有效地拟合纳米伊/蒙黏土吸附Cu~(2+)和Cd~(2+)的等温吸附过程,由其获得的单层纳米伊/蒙黏土对Cu~(2+)和Cd~(2+)饱和吸附量分别为7.99 mg/g和12.68 mg/g。     

硫脲改性D301树脂的制备及其对AuCl_4~–的吸附性能

使用硫脲对一种苯乙烯系阴离子交换树脂——D301树脂进行改性,先在D301树脂大分子链上接枝聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA),然后通过硫脲与PGMA的环氧基的开环反应制得硫脲改性D301树脂(TD301)。对TD301进行了扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、元素分析等表征,研究了硫脲改性条件对TD301吸附性能的影响,并考察了TD301对AuCl_4~–的吸附动力学行为。结果表明,TD301适宜的硫脲改性条件为硫脲用量2 g,反应温度90℃,反应时间8 h;在环境温度25℃,氯金酸溶液pH值为2的情况下,所制得的TD301对AuCl_4~–的吸附量可以达到300.4 mg/g;此外,TD301具有优良的再生与重复使用性能。     

改性泥炭对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的单一及竞争吸附研究

以强碱改性泥炭,研究改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附效果及竞争吸附机制。结果表明,改性泥炭对Pb~(2+)、Cd~(2+)具有显著的吸附效果,吸附容量分别由118,64 mg/g提高到225,95 mg/g;FTIR分析表明,吸附过程为Pb~(2+)、Cd~(2+)与—OH、—COO-、C—H等官能团的络合作用或者离子交换作用。当吸附时间为70 min,pH在4～8,改性泥炭添加量分别为0.8,1.6 g/L时,可达到高效与经济双层效益。竞争吸附中,Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附容量均低于单一离子时的吸附容量,且竞争吸附能力Pb~(2+)Cd~(2+)。     

污泥-秸秆复合吸附颗粒对溶液中Cd~(2+)的吸附特性研究

通过微波热解的方法,制备污泥-玉米秸秆和污泥-大豆秸秆吸附颗粒。研究不同吸附时间、pH值和Cd~(2+)初始浓度对废水中Cd~(2+)的吸附效果影响。结果表明,污泥-玉米秸秆对Cd~(2+)的吸附效果好于污泥-大豆秸秆颗粒。10℃和25℃条件下,两种吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附率随着吸附时间的增加而增加,而35℃条件下,吸附时间为90min时,吸附率达到最大。当pH范围为2～7时,污泥-玉米秸秆和污泥-大豆秸秆对Cd~(2+)的吸附量分别为8.25mg·g~(-1)和2.33mg·g~(-1)。随着Cd~(2+)溶液初始浓度的增加,两种吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附量呈现增加趋势。     

几种离子交换树脂对电镀废水中Ni~(2+)的吸附性能评价

为提高离子交换树脂对电镀废水中镍离子的去除效率,选用732、D751和CH-90Na三种离子交换树脂吸附电镀废水中Ni⁽²⁺⁾,考察了pH、温度和杂质离子强度的影响,评价其吸附性能。结果表明,3种离子交换树脂吸附Ni(2+),考察了pH、温度和杂质离子强度的影响,评价其吸附性能。结果表明,3种离子交换树脂吸附Ni⁽²⁺⁾的最佳pH为5～6,温度对732、D751型树脂的影响较小,杂质离子对732型树脂吸附容量影响较大,D751、CH-90Na型树脂对Ni(2+)的最佳pH为5～6,温度对732、D751型树脂的影响较小,杂质离子对732型树脂吸附容量影响较大,D751、CH-90Na型树脂对Ni⁽²⁺⁾具有更高的选择性。改变初始浓度和吸附反应时间,探究了3种离子交换树脂的吸附等温线和吸附动力学过程,发现3种离子交换树脂均符合Langmuir吸附等温线,且均符合准二级动力学方程,说明其对Ni(2+)具有更高的选择性。改变初始浓度和吸附反应时间,探究了3种离子交换树脂的吸附等温线和吸附动力学过程,发现3种离子交换树脂均符合Langmuir吸附等温线,且均符合准二级动力学方程,说明其对Ni⁽²⁺⁾的吸附属于单分子层吸附和定点吸附、吸附过程主要是离子交换控制的,D751型树脂饱和吸附容量最大且为123.9 mg/g。综合考虑,D751型树脂可以作为处理含镍废水的最佳离子交换树脂。