壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为的对比

为使壳聚糖粉末吸附后易于固液分离,采用溶胶-凝胶-冷冻干燥法制备毫米级(2.8~3mm)壳聚糖凝胶球,比较了Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为。结果表明,壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附行为不同:Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)最佳吸附pH分别为5.5和3.0;达到吸附平衡Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)分别需要25h和2h;Cu(Ⅱ)的吸附反应是自发、吸热、熵增过程,而Cr(Ⅵ)吸附反应为自发、放热、熵减过程;吸附Cu(Ⅱ)后的壳聚糖凝胶球不易脱附,而吸附Cr(Ⅵ)后凝胶球脱附率相对较高。借助红外表征及Langmuir、Freundlich等温模型、拟一级、拟二级动力学、颗粒内扩散模型对吸附过程拟合表明,Cu(Ⅱ)吸附机理为单层化学吸附,而Cr(Ⅵ)是单层化学吸附与多层物理吸附共同作用的吸附-还原过程。壳聚糖凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的最大吸附量分别为155.67mg/g和185.08mg/g,说明冷冻干燥法可以强化壳聚糖的吸附量,同时毫米级的壳聚糖凝胶球改善了壳聚糖粉体吸附剂难分离的问题。     

草酸铜煅烧法制备多孔氧化铜及Cr(Ⅵ)吸附性能

制备多孔结构是提高材料对重金属离子吸附能力的一种有效方法.利用沉淀法制备了不同形貌的草酸铜粒子,再将草酸铜粒子在400℃煅烧,得到了具有优异吸附能力的CuO多孔微球.研究了Cu2和C2 O2-的摩尔比和反应温度对草酸铜以及煅烧后得到的CuO的物相、形貌和粒径的影响.对比分析了草酸铜和CuO多孔微球对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能.由空心的草酸铜煅烧得到的CuO多孔微球对Cr(Ⅵ)离子表现出优异的吸附能力.最后分析了CuO多孔微球对Cr(Ⅵ)离子吸附的动力学和平衡吸附规律.     

壳聚糖/明胶复合微球的制备及吸附性能研究

以壳聚糖和明胶为原料,span 80为乳化剂,戊二醛为交联剂,采用乳化交联法制备了壳聚糖/明胶复合微球并用于Cr(Ⅵ)的吸附。考察了复合微球的各制备因素对微球形貌的影响,通过单因素分析研究了壳聚糖与明胶的比例、乳化剂用量、乳化时间对复合微球吸附性能的影响。结果表明,壳聚糖与明胶的比例为1∶2、span80用量为6mL、乳化时间为50min时,制备的复合微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能良好,吸附量较大,Cr(Ⅵ)的去除率可达95.3%。     

微塑料对重金属Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附特征研究

通过氧化-紫外老化的实验室模拟老化法对原始微塑料进行老化,研究原始和老化聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)和聚乳酸(PLA)微塑料在水溶液中对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)的吸附特征。SEM、BET、XRD、XPS和FTIR结果表明,氧化-紫外老化法增加微塑料表面粗糙度、孔隙体积和含氧官能团。动力学和等温线吸附实验结果表明,原始微塑料和老化微塑料对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附分别以单层的物理吸附和多层的化学吸附为主。微塑料对重金属Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)的吸附能力和吸附特点与微塑料种类有关。可生物降解微塑料PLA对Cr(Ⅵ)和Pb(Ⅱ)均表现出较强的吸附能力。     

载铁氧化石墨烯壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用加热蒸发法制备了载铁氧化石墨烯壳聚糖(Fe-GOCS)复合球,对合成材料进行了表征,研究其对吸附Cr(Ⅵ)的影响因素。结果表明,随pH的降低,Fe-GOCS对Cr(Ⅵ)的吸附量增加。准1级动力学模型可用于描述0~10 h对Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程,而10~45 h阶段对Cr(Ⅵ)的吸附符合准2级动力学方程。随环境温度的升高,FeGOCS对Cr(Ⅵ)吸附容量变大,吸附过程为自发的吸热反应,并符合Sips和Langmuir吸附等温线模型,对Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达141.5 mg/g。材料经过5次吸附-解吸附后,对Cr(Ⅵ)的平衡吸附容量仍有77.2 mg/g。傅立叶红外光谱和X射线衍射仪证明Fe-GOCS上的-NH——2和负载的铁氧化物参与了Cr(VI)的吸附。     

MGO/SA制备及其对含Cr(Ⅵ)污水吸附处理研究

采用海藻酸钠(SA)溶液与磁性氧化石墨烯(MGO)共混制备复合微球(MGO/SA),研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附处理效果。实验表明,以海藻酸钠为包埋载体,通过添加适量致孔剂处理经磁化的氧化石墨烯,可获得一定尺寸的MGO/SA复合微球,最优制备工艺为:MGO投加量0.45 g,固化温度25℃,NaCl含量2.4 g。FTIR、SEM、VSM等表明,MGO/SA表面粗糙,呈无规则网状结构,内部含氧基团增多,吸附活性增强,且微球具有典型的S型磁滞回线,能快速从水溶液中分离。在MGO投加量为0.3 g、pH值为1条件下,处理10 mg/L的含Cr(Ⅵ)污水270 min, Cr(Ⅵ)的去除率为97.28%;复合微球对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程。     

钛酸锶钡多孔微球对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分离富集性能

研究了纳米钛酸锶钡多孔微球对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分离富集性能,考察了静态吸附和洗脱条件,将多孔微球填充于自制小柱,与注射器连接,制成手控注射式富集器,用于痕量Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的分离富集.结果表明,钛酸锶钡微球对水中Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)具有很强的吸附能力,其吸附性能受介质的pH的影响,当pH≤2时,Cr(Ⅵ)...     

壳聚糖基吸附剂的合成及其对Cu(Ⅱ)吸附性能研究

以壳聚糖、聚乙烯亚胺(PEI)、环氧氯丙烷(ECH)为原料,掺杂不同含量的钛铁矿粉末,制备了一系列壳聚糖基复合吸附剂,并用FTIR、SEM表征了微球的结构。当钛铁矿粉末掺杂量为0. 05 g时,制得的复合吸附剂微球对Cu(Ⅱ)吸附量可达到1. 20 mmol/g。吸附过程能较好地用Langmuir吸附等温线方程及准二级动力学方程进行拟合,相关系数R~2都在0. 90以上,表明是化学吸附控制。随着体系中NaNO_3浓度的增加,复合吸附剂对Cu(Ⅱ)的吸附量会显著上升,增幅可达55%。     

高炉渣制备Ca-Mg-A1类水滑石吸附水中Cr(Ⅵ)

以高炉渣为原料,通过酸浸取-除铁-共沉淀工艺制备了类水滑石介孔材料Ca-Mg-A1/LDH,并对其进行了表征,考察了对水中Cr(Ⅵ)的去除性能。结果表明,Ca-Mg-A1/LDH具有良好的结晶度,比表面积达87.98 m2/g。在30℃、初始Cr(Ⅵ)的质量浓度为20 mg/L、初始pH为2、吸附剂用量1 g/L的静态吸附条件下,Ca-Mg-A1/LDH对Cr(Ⅵ)吸附量为19.0 mg/g,Cr(Ⅵ)去除率为95.0%。Ca-Mg-A1/LDH对Cr(Ⅵ)的吸附过程更符合准2级动力学方程,属于Langmuir单分子层吸附。Ca-Mg-A1/LDH对模拟工业废水中Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)的吸附容量分别可达14.0、19.2、23.0mg/g,且吸附过程同时符合Thomos模型和Yoon-Nelson模型。     

氨基和羧基功能化磁性微球去除水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)

以甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,通过悬浮聚合法制备了氨基和羧基双功能化的磁性复合微球(Fe3 O4@SiO2-NH2/COOH),并探讨了其对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,制备的磁性吸附剂内核为Fe3 O4.红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试表明,氨基和羧基对Fe3 O4@SiO2表面改性成功.吸附试验显示,Fe3O4@SiO2-NH2/COOH吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最优pH值分别为5.0和5.5,吸附过程均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,吸附剂对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为207.807 mg/g和168.995 mg/g.实际饮用水样中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表明,去除率分别可达97.74％和91.44％.该磁性吸附剂对两种重金属离子吸附量大、去除率高,具有良好的实际应用潜力.     

交联壳聚糖微球树脂对Cu(Ⅱ)吸附性能研究

采用反相悬浮法,以戊二醛为交联剂,以环己烷为致孔剂制备交联壳聚糖微球树脂(CCMR);通过静态吸附试验研究树脂对Cu(Ⅱ)的吸附行为。利用金相显微镜和比表面积仪对交联壳聚糖微球树脂(CCMR)的表观形貌和比表面积进行表征;通过紫外可见光谱考察了Cu(Ⅱ)初始浓度对吸附性能影响,研究其吸附动力学。结果表明,随着致孔剂用量的增加,交联壳聚糖微球树脂比表面积增大,吸附性能增强,其中添加环己烷100 m L,乙酸乙酯5 m L制备交联壳聚糖微球树脂对浓度为8 mg/m L的Cu(Ⅱ)溶液的平衡吸附容量可达190 mg/g,吸附性能较好,吸附过程符合准二级吸附动力学模型。     

改性锯末对水中Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能实验研究

以甲醛或硝酸化学改性的锯末为吸附剂,研究了两种改性锯末对水中Cr(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能,探讨了改性锯末的用量、重金属质量浓度、pH、吸附时间等因素对吸附效果的影响,得到了最佳吸附条件。实验结果表明:在废水中Cr(Ⅵ)的质量浓度80mg/L,pH为1.0~2.0,吸附时间2h,改性锯末用量60g/L的条件下,两种改性锯末对铬Cr(Ⅵ)的去除率均在95%以上;当Cu(Ⅱ)的质量浓度为100mg/L、pH5.0~6.0、吸附时间90min、锯末用量30g/L时,甲醛改性锯末对Cu(Ⅱ)的去除率高于90%,而硝酸改性锯末对Cu(Ⅱ)的去除率仅有72%。     

Al_2O_3/CTS复合微球对Cr(VI)的吸附性能研究

制备了Al_2O_3/CTS复合微球,研究Al_2O_3/CTS复合微球吸附剂对Cr(VI)的吸附性能。并探讨了Al_2O_3/CTS吸附剂对Cr(VI)的吸附机理,获得相关热力学参数,表明Al_2O_3/CTS复合微球吸附剂对Cr(VI)去除效果良好,是一种很有应用前景的水处理剂。     

纤维素/壳聚糖复合微球的制备及对铜(Ⅱ)的吸附性能研究

采用纤维素与壳聚糖复合的方法,以戊二醛为交联剂制备了一种具有Cu2+印迹的纤维素/壳聚糖复合微球,考察了制备过程中纤维素种类,纤维素与壳聚糖质量比、戊二醛用量、交联时间、交联温度及溶液pH对吸附铜(Ⅱ)的影响,并用扫描电镜(SEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)对复合微球进行表征.结果表明,当壳聚糖与羧甲基纤维素质量比为...     

氨基功能化超顺磁性PGMA高分子微球去除废水中的铬(Ⅵ)

通过渗透沉积过程合成单分散的磁性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA-NH2)高分子微球,对其进行了SEM,FT-IR,XRD表征.并着重研究了磁性PGMA-NH2高分子微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理.结果表明,此磁性高分子微球对Cr(Ⅵ)有较高的吸附量,等温吸附数据符合Langmuir模型,在温度298.15K,pH=4.5时,吸附剂的饱和吸附容量为263.16mg/g.吸附量与废水中Cr(Ⅵ)的离子形式有关,pH=1.5时吸附效果最好,在15min内达到平衡.吸附以离子交换与静电引力为主,自发进行,焓变ΔH0=9.63kJ/mol.     

松香基磁性微球的结构表征及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能

以马来松香乙二醇丙烯酸酯和甲基丙烯酸为单体,Fe₃O₄为磁源,通过悬浮聚合和酰胺化反应制备出松香基磁性微球。利用热重分析仪、红外光谱、比表面积与孔隙度分析仪、扫描电镜及磁天平对磁性微球进行表征,并通过静态吸附法研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果显示：松香基磁性微球既具有顺磁性(磁化率为9.123×10^-4 cm³/g),又具有功能基团(氨基),比表面积、孔体积和平均孔径分别为29.73 m²/g、0.396 cm³/g和18.023 nm,表面和内部均有大量孔洞。当磁性微球粒径为72~108 μm时,在50 mL质量浓度为0.5 g/L Cr(Ⅵ)溶液中,调节pH值为2,吸附剂用量为0.8 g,25 ℃下振荡吸附,吸附平衡时间为4 h时,平衡吸附量为67.5 mg/g。动力学方程拟合结果显示吸附速率符合准一级动力学方程,吸附过程受液膜扩散和颗粒内部扩散共同影响。磁性微球循环使用5次,去除率仍达第一次吸附的85%以上,具有很好的循环使用性能。     

向日葵秸秆对U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的选择吸附特性

以分别含有单一的U(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)溶液以及U(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)混合溶液为吸附质,系统探讨了pH值、吸附剂量、温度、时间和初始离子浓度对向日葵秸秆吸附效果的影响。采用准二级动力学模型、Langmuir、Freundlich和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对实验数据进行拟合,从分配系数和分离因子角度对吸附选择性进行分析,并对吸附机理进行探讨。结果表明:向日葵秸秆对U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附分别是自发的吸热和放热反应;吸附动力学均符合准二级动力学模型,即化学吸附为控速步骤;单离子体系下U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的吸附等温线分别符合Langmuir-Freundlich和Langmuir等温吸附模型;复配体系下,当干扰Cu(Ⅱ)浓度≥60 mg·L-1时,U(Ⅵ)的吸附等温线可用Langmuir-Freundlich模型描述;而当干扰U(Ⅵ)浓度≥200 mg·L-1时,Cu(Ⅱ)的吸附等温线可用Langmuir模型描述。当溶液中同时存在U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)两种离子时,离子间存在竞争吸附,且向日葵秸秆对U(Ⅵ)具有更高的选择性,这与金属本身的特性有关。向日葵秸秆吸附前后的SEM、EDX和FT-IR图谱表明,吸附U(Ⅵ)和Cu(Ⅱ)的主要方式为络合和离子交换。     

铝污泥基复合凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附性能与机理

以铝污泥、聚乙烯醇、海藻酸钠为原料,采用溶胶-凝胶、冷冻干燥技术制备铝污泥基复合凝胶球(AS-GEL),用于吸附溶液中Cr(Ⅵ).通过静态吸附实验探究pH、AS-GEL投加量、初始质量浓度、温度、吸附时间、共存阴离子浓度对AS-GEL吸附Cr(Ⅵ)的影响.采用SEM、FTIR、XPS对AS-GEL吸附Cr(Ⅵ)的机理进行分析.结果表明,在pH=4、AS-GEL投加量为1.2 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度200 mg/L、温度为35℃、吸附时间为120 min、无其他阴离子共存的条件下,AS-GEL对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为73.364 mg/g.共存阴离子影响顺序为PO43–>NO3–>Cl–.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准一级、准二级动力学方程.其主要吸附机理包括质子化基团对Cr(Ⅵ)的静电吸附及还原作用.5次吸附-解吸实验后,其吸附量保持初次吸附量的89.71％.同时,AS-GEL具有成本低、固液易分离的特性,有望应用在工程上.     

氨基功能化超顺磁性PGMA高分子微球去除废水中的铬(Ⅵ)

通过渗透沉积过程合成单分散的磁性聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA-NH2)高分子微球,对其进行了SEM,FT-IR,XRD表征.并着重研究了磁性PGMA-NH2高分子微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理.结果表明,此磁性高分子微球对Cr(Ⅵ)有较高的吸附量,等温吸附数据符合Langmuir模型,在温度298.15 K,...     

氨基化碳化凹凸棒石的水热制备及对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能

以凹凸棒石(AT)为导向硬模板,葡萄糖和氨水为原料,采用水热碳(C)化法一步制备出氨基化碳化凹凸棒石复合粉体,并用扫描电子显微镜、Fourier红外光谱、元素分析、Zeta电势、Raman光谱、热重分析对复合粉体进行表征分析,研究复合粉体对水中Cr(Ⅵ)的吸附-还原性能。结果表明:氨基化碳化凹凸棒石复合粉体表面富含含氧基团(如羟基、羧基、酮基等)及氨基等活性基团。复合粉体对Cr(Ⅵ)和总铬去除率显著高于碳化凹凸棒石和AT,但和活性炭没有显著差异。复合粉体对Cr(Ⅵ)去除率显著高于总铬,表明复合粉体具有一定的还原性能;Cr(Ⅵ)和总铬去除率均随着Na_2SO_4浓度的增加而减小。对总铬的吸附动力学过程符合准二级动力学模型。对总铬吸附过程适合用Langmuir模型来描述,在288、298、308、318和328 K时,最大吸附量分别为81.5、92.6、109.9、120.5和132.7 mg/g。在研究的温度范围内,Gibbs自由能变为-16.5～-20.8 kJ/mol,焓变为15.6kJ/mol,熵变为110.9～114.1J/(mol·K),表明该吸附是自发、吸热和熵增过程。