Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜的制备及其吸附性能研究

基于壳聚糖对金属离子的螯合机理,同时采用离子印迹法和共混法改性壳聚糖膜,制备了Cu~(2+)印迹壳聚糖/聚乙烯醇膜(CS(Cu~(2+))/PVA),并研究了其对Cu~(2+)的吸附性能。利用SEM、 FT-IR对其进行表征,并探讨了各因素对吸附效果的影响,结果表明:当PVA添加量为7.5%, Cu~(~(2+))初始浓度为100 mg·L-1,吸附剂添加量为0.01 g, pH=5.00时, CS(Cu~(2+))/PVA对Cu~(2+)的吸附量最大,为182.1 mg·g-1,是壳聚糖膜(CS)吸附量的1.9倍。吸附在90 min内达到平衡,吸附等温线既符合Langmuir模型,也符合Freundlich模型。吸附动力学符合拟二阶动力学模型。3次循环使用后,吸附量仍可达到102.7 mg·g~(-1)。在有Pb~(2+)存在的混合溶液中,其对Cu~(2+)的吸附量为150.39 mg·g-1,是对Pb~(2+)吸附量(22.14 mg·g-1)的7倍,表现出优异的吸附选择性。     

Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球制备及其对水中Cu~(2+)的吸附研究

研究利用离子印迹技术,以壳聚糖为基材、环氧氯丙烷为交联剂制得Cu~(2+)印迹交联壳聚糖树脂微球,并用于水中Cu~(2+)的吸附。结果表明,正交实验确定优化的制备条件:壳聚糖质量分数4%、Cu~(2+)印迹量500 mg/L、交联剂1m L。单因素实验确定的吸附条件:p H为5.0、温度25℃时,此时吸附容量可达到95.0 mg/g,显示良好的Cu~(2+)吸附能力。对Cu~(2+)的吸附过程符合准2级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型,以表面反应过程控制的化学吸附为主,为放热、自发过程;当Zn~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)分别与Cu~(2+)共存时,印迹微球对Cu~(2+)的选择吸附系数最大,达到28.7以上,离子选择性极高;经过5次循环实验后,对Cu~(2+)的吸附率仍达到96.8%,材料的重复利用性和稳定性好。     

壳聚糖吸附Cu~(2+)的动力学和热力学研究

实验选用壳聚糖为原料,研究壳聚糖对Cu~(2+)的吸附条件,探讨pH值,壳聚糖投加量,温度,吸附时间等因素对壳聚糖吸附性能的影响,并在不同吸附时间和不同温度下,从动力学和热力学两方面对其吸附性能进行探讨。结果表明,pH 4.0~5.0的条件下壳聚糖对Cu~(2+)的吸附能力最强;随着壳聚糖添加量的增加,其对Cu~(2+)的吸附能力逐渐增强,最佳用量均为4 000 mg/L;随着温度的增加,壳聚糖对Cu~(2+)的吸附能力逐渐增强,不同温度下的ΔG均小于零,且温度越高,ΔG越小,ΔH大于零。随着吸附时间延长,初始阶段吸附速率较快,此后趋于平衡,吸附动力学行为符合拟二级速率模型。     

海参营养素对废水中Cu~(2+)、Cr~(6+)的吸附性研究

[目的]研究海参营养素对重金属离子的吸附性能及海参营养素与木质素磺酸钠吸附效果的大小。[方法]采用海参营养素与木质素磺酸钠对比法,对一定浓度的Cu~(2+)、Cr~(6+)溶液进行吸附研究。[结果]在试验条件下,海参营养素对Cu~(2+)、Cr~(6+)的单位吸附量分别为103.24mg/g、83.95mg/g,去除率分别为61.9%、25.2%;木质素磺酸钠对Cu~(2+)、Cr~(6+)的单位吸附量分别为92.49mg/g、41.2mg/g,去除率分别为55.5%、12.4%。[结论]海参营养素对重金属离子具有选择吸附性且其吸附效果优于相同条件下的木质素磺酸钠。     

交联木质素磺酸钠的制备及吸附动力学

以木质素磺酸钠为原料,环氧氯丙烷为交联剂,制备了交联木质素磺酸钠吸附材料。采用红外光谱(FT-IR)和X-射线衍射(XRD)对吸附材料进行表征,用原子吸收光谱测定其对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明,木质素磺酸钠通过环氧氯丙烷成功交联。吸附性能分析表明,吸附动力学过程符合准二级动力学模型,平衡吸附量为109.2 mg/g。     

壳聚糖-氢氧化铝复合材料吸附Cu~(2+)的动力学研究

实验以六水合氯化铝和壳聚糖为原料采用共沉淀法制备了壳聚糖-氢氧化铝复合材料,通过FTIR、TG对其结构和热稳定性进行了表征,并观测了其外观形态。实验研究了壳聚糖-氢氧化铝复合材料对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能,探讨了Cu~(2+)不同浓度、吸附温度、吸附时间等反应条件对吸附性能的影响。实验结果表明,原料六水合氯化铝和壳聚糖质量配比为1∶3时,制备的壳聚糖-氢氧化铝复合材料吸附效果最好;Cu~(2+)浓度在(0~0.01)mol/L范围内吸附效果良好;平衡吸附时间为24 h;TG结果表明,壳聚糖-氢氧化铝复合材料的热稳定性增高,增高了40℃;吸附性能增强,增强了20%;壳聚糖-氢氧化铝复合材料对Cu~(2+)的吸附遵循准二级动力学模型。     

壳聚糖交联聚甲基丙烯酸水凝胶对二价铜离子的吸附

以甲基丙烯酸为单体、壳聚糖为交联剂、过硫酸钾为引发剂,通过自由基聚合制备了聚甲基丙烯酸水凝胶,利用扫描电镜对水凝胶内部结构进行表征。考察了Cu~(2+)质量浓度、水凝胶质量、水凝胶中壳聚糖质量分数、溶液pH值、吸附温度及时间等不同条件对水凝胶吸附Cu~(2+)吸附量的影响。发现当Cu~(2+)质量浓度越大、水凝胶质量越小、吸附时间越长时,水凝胶对Cu~(2+)吸附量越大;壳聚糖质量分数为7%、吸附溶液pH值为6、吸附温度为25℃时,水凝胶对Cu~(2+)吸附量较大。     

壳聚糖改性活性炭纤维毡处理含铜废水的研究

采用壳聚糖改性活性炭纤维毡处理含铜模拟废水,考察了其对Cu~(2+)的去除效果及电化学再生效果。吸附试验结果表明,当pH=3,温度为30℃,Cu~(2+)初始质量浓度为100 mg/L,吸附时间为8 h时,出水Cu~(2+)﹤0.5 mg/L,达到《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)一级排放标准要求。电化学再生试验结果表明,在优化条件下,经再生的壳聚糖改性活性炭纤维毡对Cu~(2+)的去除率达72.39%。     

Cu2+印迹交联壳聚糖微球的合成及吸附性能

利用分子印迹技术,以壳聚糖(CS)为功能单体,Cu~(2+)为印迹离子,通过稀氨水固化、环氧氯丙烷交联、盐酸洗脱Cu~(2+),制得了Cu~(2+)印迹交联壳聚糖微球(Cu~(2+)-ICM)。采用FTIR、XRD和FESEM对产品进行了表征,并测定了微球的骨架密度、含水量和交联度。结果表明:交联改性可使微球具有多孔结构和良好的结构稳定性,能够很好地降低CS的酸溶性,提高微球对Cu~(2+)的吸附性能。通过正交实验L_9(3~4)得到Cu~(2+)-ICM的最优制备条件为:CS 1.5 g,环氧氯丙烷2.5 mL,80℃下交联3.0 h,制得的微球对Cu~(2+)吸附量为67.80 mg/g。在单组分体系中考察了微球对Cu~(2+)的吸附性能。结果表明:当微球投加量为50 mg,Cu~(2+)初始质量浓度为338.7 mg/L,pH=5.0时,吸附量为72.80 mg/g。     

纤维素/壳聚糖复合吸附剂的制备及其对重金属离子吸附的研究

将纤维素和壳聚糖溶于乙二胺/硫氰酸钾溶液中,混合,以甲醇为凝固浴析出制备了环境友好的纤维素/壳聚糖复合物。红外光谱显示,在复合物中纤维素和壳聚糖间形成了分子间氢键作用。XRD谱图显示复合物中纤维素的结晶度下降,有利用金属离子扩散到复合物内部。Cu~(2+)和Pb~(2+)的二元离子溶液吸附实验显示Cu~(2+)和Pb~(2+)之间存在着竞争吸附。     

壳聚糖固化单宁颗粒的制备及其吸附Cu~(2+)离子的研究

采用壳聚糖颗粒为固化介质,将单宁和壳聚糖以共价方式结合,制备了壳聚糖固化单宁颗粒吸附剂。采用红外光谱对所得吸附剂进行表征,并研究了各种操作条件,如溶液的pH值、溶液Cu~(2+)离子浓度、吸附时间等对吸附性能的影响。结果表明,升高溶液的pH值(实验中pH不大于7)和Cu~(2+)离子浓度会提高吸附剂的吸附量;吸附剂对Cu~(2+)离子有较快的吸附速度,60 min可达到吸附平衡;溶液中共存的Na~+离子会降低吸附剂对Cu~(2+)离子的吸附能力;对Cu~(2+)离子的吸附规律符合Langmuir吸附等温模型,最大吸附量达到75.23 mg·g~(-1)。     

固定化Cu~(2+)螯合亲和膜的制备及其吸附研究

以尼龙66为基膜,环氧氯丙烷为活化剂,壳聚糖为交联剂,亚胺基二乙酸为螯合剂,Cu~(2+)为配位基,制备了固定化Cu~(2+)螯合亲和膜。讨论了该膜对牛血清蛋白(BSA)的吸附机理;研究了BSA溶液初始浓度、pH值和吸附时间对亲和膜吸附量的影响,采用SEM对其表面形貌进行表征。结果表明:较高的BSA初始浓度和pH值,较长的吸附时间均有利于膜对BSA的吸附;Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型可用于该膜对BSA的吸附相关性。     

Cu~(2+)印迹磁性壳聚糖微球的表征及吸附性能

以磁性Fe_3O_4为磁核,Cu~(2+)为模板离子,壳聚糖为功能单体,制备了Cu~(2+)印迹磁性壳聚糖微球(MIPs)。采用透射电镜、红外光谱分析、振动样品磁强计和X射线衍射仪对MIPs进行表征。结果表明,MIPs具有三维网状的多孔结构,并且Fe_3O_4被壳聚糖包埋且分布均匀。同时通过振动样品磁强计测得其饱和磁化强度为10.8 emu×g~(-1),具有一定的磁性能。采用静态吸附法研究了MIPs对Cu~(2+)的吸附。结果表明,最佳吸附p H值为5;吸附3 h达到吸附平衡;MIPs对Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学方程。并对MIPs的选择识别能力进行了评价,结果表明:MIPs对Zn~(2+)、Co~(2+)、Ni~(2+)的相对选择性系数K'分别为2.07、2.59、3.44,对Cu~(2+)具有较高的选择识别性能。并且,MIPs再生-重复使用10次吸附容量没有明显的降低。     

壳聚糖/胺基化氧化石墨烯复合膜对Cu~(2+)吸附行为的研究

为增强壳聚糖(CS)膜吸附重金属离子的能力,以CS为基体,利用乙二胺(EDA)对氧化石墨烯(GO)进行胺基化改性,将改性后的GO(n-GO)引入CS制备得到壳聚糖/胺基化氧化石墨烯(CS/n-GO)复合膜。探究吸附时间、吸附剂质量、溶液p H、初始质量浓度等条件下复合膜对铜离子(Cu~(2+))吸附性能的影响。结果表明,GO表面成功接枝上了氨基,最佳的胺基化摩尔比为n(GO)∶n(EDA)=1∶8。在吸附时间为12 h、溶液p H=4、吸附剂质量为70 mg、初始质量浓度为50 mg/L时,CS/nGO复合膜对Cu~(2+)吸附效果最好,吸附率最高可达92. 8%。CS/n-GO复合膜对Cu~(2+)的吸附动力学符合准二级动力学方程,吸附模型符合Langmuir等温吸附模型。经过5次吸-脱附实验后,复合膜仍可重复使用。     

活性白土/壳聚糖复合物对多成分污染物的吸附行为研究

用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为修饰剂对活性白土进行修饰,将改性后的活性白土与壳聚糖混合并加入定量硅烷偶联剂,通过溶液插层技术制备活性白土/壳聚糖复合材料。通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TG)、X-射线衍射分析(XRD)和透射电子显微镜分析(TEM)对所制备的活性白土/壳聚糖复合物进行表征。结果表明,硅烷偶联剂与活性白土形成了稳定的结构,十六烷基三甲基溴化铵和壳聚糖显著提高了活性白土的片层间距,有利于提高复合物的吸附性能。将制得的复合物对Fe~(3+)、Cu~(2+)以及NO_2~-溶液进行吸附研究,探讨了吸附温度、吸附时间、吸附pH、吸附剂用量以及被吸附物质浓度对吸附性能的影响。研究结果显示,活性白土/壳聚糖复合物对3种物质均有较好的吸附效果,其中对NO_2~-的吸附率达79.20%,对Cu~(2+)的吸附率达99.98%,对Fe~(3+)的吸附率达92.59%。     

壳聚糖/聚丙烯酸水凝胶的制备及对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附

以丙烯酸(AA)和壳聚糖(CS)为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,利用辉光放电电解等离子体(GDEP)技术在水溶液中一步引发制备了壳聚糖/聚丙烯酸(CS/PAA)水凝胶。采用FTIR、XRD和SEM对水凝胶的结构和形貌进行了表征,考察了溶液p H、吸附时间和初始质量浓度对Cu~(2+)和Cd~(2+)吸附的影响,探讨了水凝胶的重复利用性。结果表明:AA成功接枝到了CS链上,形成了具有多孔三维网络结构的CS/PAA水凝胶;该水凝胶对Cu~(2+)和Cd~(2+)的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温式;在最佳吸附p H下(p H=4.3),吸附120 min,CS/PAA水凝胶对Cu~(2+)和Cd~(2+)的最大实际吸附量分别为151.2和298.8 mg/g;该水凝胶在0.015mol/L乙二胺四乙酸四钠(EDTA-4Na)溶液中吸附解吸4次后,吸附量变化不大,说明CS/PAA水凝胶具有优异的再生和重复利用性。     

MCM-41分子筛的氨三乙酸功能化及对重金属离子吸附特性研究

用氨三乙酸酐对MCM-41介孔分子筛进行功能化,制备了NATT-MCM-41吸附材料,研究其对废水中Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附特性。XRD、TEM、FT-IR分析表明,MCM-41分子筛表面成功引入了氨三乙酸分子的氨基和酯基基团。NATT-MCM-41吸附剂投加量为1 g/L,Pb~(2+)和Cu~(2+)的初始浓度为150 mg/L,达到吸附平衡后,NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量分别为123.5 mg/g和103.4 mg/g;NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)吸附的最佳p H范围为5.0,吸附去除率分别达到95%和90.4%;NATT-MCM-41循环5次后依然表现出良好的吸附去除性能,说明NATT-MCM-41在处理废水重金属离子方面有较好的应用前景。     

壳聚糖共混膜的制备及其对Cu2+的吸附

采用流延法将不同比例的壳聚糖、聚乙烯醇、甘油复合制膜,对水中Cu~(2+)进行吸附,考察了吸附时间、吸附温度、pH值对吸附性能的影响,结果表明,当pH=8、吸附温度为25℃、吸附时间为1 h,吸附率可达93%。     

无助剂下丙烯酸改性壳聚糖对Cu(Ⅱ)的吸附

采用无助剂条件丙烯酸改性壳聚糖制备吸附剂(CTS-AA),深入考察了pH对吸附Cu~(2+)的影响,pH大约为5.35时为最佳,吸附量达到158.9 mg/g,比壳聚糖的吸附量提高了21%,同时发现低温更有利于吸附的进行。     

鸟粪石炭质黏土复合材料对废水中Cu的去除

使用一种沼液氮磷回收产物,鸟粪石炭质黏土复合材料(HMCC)对模拟废水中的Cu~(2+)离子进行钝化去除。结果表明,当溶液初始pH为5.0时,初始Cu~(2+)的质量浓度为60 mg/L,HMCC投加量为0.3 g/L时,其对Cu~(2+)的吸附量可达182.8 mg/g,对Cu~(2+)的去除率可达93.04%。HMCC对Cu~(2+)的吸附符合准2级动力学模型,吸附表现为化学吸附;HMCC对Cu~(2+)的吸附Langmuir等温吸附模型(R~20.997 0),吸附表现为单层吸附,在25℃下,其Langmuir拟合所得最大吸附量可达186.2 mg/g。HMCC对废水中Cu~(2+)的去除机制主要包括化学沉淀、离子交换、表面络合及络合沉淀等。其中以化学沉淀为主。