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。     

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。     

新型淀粉基水凝胶对Cu~(2+)、Pb~(2+)吸附性能的研究

以淀粉、AA(丙烯酸)和p-CPMA(N-对羧基苯基马来酰胺酸)为原料,合成了具有吸附金属离子能力的Starch-g-P(AA-co-p-CPMA)(淀粉-g-聚丙烯酸-N-对羧基苯基马来酰胺酸水凝胶)新型接枝共聚物。研究该水凝胶在不同吸附条件下对重金属离子Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能,通过FT-IR、SEM、XPS对水凝胶吸附重金属离子前后进行表征。研究结果表明:所制备的水凝胶是一种具有多孔网络结构的高分子聚合物,其对金属离子的吸附机制为离子交换作用;对Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附量随溶液pH、吸附时间、金属离子初始浓度增大而增大;干扰离子试验证明该水凝胶对Pb~(2+)具有良好的吸附性,重复使用4次后吸附量仍较高。     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

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。     

海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8~3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu~(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu~(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu~(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu~(2+)最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

颗粒化坡缕石表征及对Pb~(2+)的吸附特性

坡缕石黏土进行简单提纯后,和海藻酸钠、纯水充分混合(物料比为坡缕石∶海藻酸钠∶水=100 g∶9 g∶77 m L),并在潮湿密闭环境下浸润24 h,制成粒径5 mm颗粒。(105±2)℃干燥后,焙烧2 h,制备颗粒状坡缕石吸附剂,采用XRD、BET进行表征,通过静态吸附实验探讨了pH值、Pb⁽²⁺⁾初始浓度、反应时间和反应温度对吸附的影响,确立了颗粒化吸附剂对Pb(2+)初始浓度、反应时间和反应温度对吸附的影响,确立了颗粒化吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在颗粒化后,坡缕石黏土主要XRD衍射峰得以保留;600℃下烧结,使比表面积降低,而孔容积增大。随着pH值增大,坡缕石颗粒吸附剂对Pb(2+)的吸附动力学和吸附等温线。结果表明,在颗粒化后,坡缕石黏土主要XRD衍射峰得以保留;600℃下烧结,使比表面积降低,而孔容积增大。随着pH值增大,坡缕石颗粒吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附量增加;随着初始浓度的增加,颗粒吸附剂对Pb(2+)的吸附量增加;随着初始浓度的增加,颗粒吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附去除率逐渐降低,平衡吸附量则逐渐上升。当pH值为5.0,Pb(2+)的吸附去除率逐渐降低,平衡吸附量则逐渐上升。当pH值为5.0,Pb⁽²⁺⁾初始浓度2 500 mg/L时,平衡吸附量达59.85 mg/g。吸附动力学符合颗粒内扩散模型。颗粒化坡缕石吸附剂对Pb(2+)初始浓度2 500 mg/L时,平衡吸附量达59.85 mg/g。吸附动力学符合颗粒内扩散模型。颗粒化坡缕石吸附剂对Pb⁽²⁺⁾的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于吸热反应。     

牡蛎壳粉对Cu~(2+)吸附性能的研究

研究了牡蛎壳粉对水中Cu~(2+)的静态吸附性能,通过单因素实验考察了pH值、牡蛎壳粉用量、初始浓度、温度及吸附时间对牡蛎壳粉吸附Cu~(2+)的影响。结果表明:牡蛎壳粉对Cu~(2+)有较好的吸附效果,随着牡蛎壳粉用量增加、溶液pH的增大、温度升高及吸附时间的延长,其对Cu~(2+)的吸附率增大。吸附平衡时间为8 h,牡蛎壳粉用量为10 g/L时其对100 mg/L Cu~(2+)废液的吸附率达96%,吸附量为9.6 mg/g。     

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。     

聚苯胺/聚苯乙烯复合材料的制备及对Pb~(2+)吸附性能的研究

采用机械掺杂法制备了聚苯胺/聚苯乙烯(PANI/PS)共混物,并用红外光谱表征了复合材料的目标结构。研究了pH、Pb~(2+)初始浓度以及吸附时间、温度对PANI/PS复合材料吸附Pb~(2+)的性能影响,并拟合了Pb~(2+)吸附过程的动力学模型和等温模型。结果表明:pH为4.5时,PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量最大,所需吸附平衡时间为50 min。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量随着Pb~(2+)初始浓度的增大而增大,当Pb~(2+)浓度大于300 mg/L时,对Pb~(2+)的吸附容量变化速率放缓。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附过程遵循Langmuir等温模型与准二级动力学方程,在15～50℃为自发吸附过程。     

改性粉煤灰处理含铜废水的研究

采用NaOH溶液对粉煤灰进行改性,并研究了粉煤灰和改性粉煤灰对Cu~(2+)的吸附性能。考察了反应时间、吸附剂投加量及溶液pH值对吸附过程的影响,同时研究了粉煤灰和改性粉煤灰吸附Cu~(2+)的动力学和等温线。结果表明:改性后,粉煤灰的吸附性能显著提高。当反应时间为90min、吸附剂投加量为3g、溶液pH值为9时,改性粉煤灰对Cu~(2+)的去除率达到99%以上。粉煤灰和改性粉煤灰对Cu~(2+)的吸附符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,即符合单分子层吸附理论。     

固定化生物吸附剂处理含铜电镀废水的研究

通过平板涂布法,从电镀污泥中筛选得到1株吸附Cu~(2+)性能优良的菌株,鉴定其为假单胞菌,并将其制成固定化生物吸附剂。研究了包埋比、吸附时间、温度、Cu~(2+)初始质量浓度、pH值、投加量对固定化生物吸附剂去除Cu~(2+)的影响。结果表明:当包埋比为1∶5、吸附时间为60min、温度为35℃、Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L、pH值为6、投加量为10g/L时,固定化生物吸附剂对Cu~(2+)的去除率可达到85.2%。     

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。     

改性文冠果活性炭吸附Ca~(2+)的研究

采用硝酸对文冠果活性炭进行氧化改性,探讨了Ca⁽²⁺⁾溶液初始浓度、吸附温度、时间、pH值对Ca(2+)溶液初始浓度、吸附温度、时间、pH值对Ca⁽²⁺⁾吸附的影响。分析了吸附热力学和动力学,初步探讨了吸附机理。实验表明,当Ca(2+)吸附的影响。分析了吸附热力学和动力学,初步探讨了吸附机理。实验表明,当Ca⁽²⁺⁾的初始浓度为500 mg/L,吸附温度为40℃,吸附时间为120 min,pH值为2时,吸附量最大,可达285.9 mg/g。硝酸改性文冠果活性炭吸附Ca(2+)的初始浓度为500 mg/L,吸附温度为40℃,吸附时间为120 min,pH值为2时,吸附量最大,可达285.9 mg/g。硝酸改性文冠果活性炭吸附Ca⁽²⁺⁾符合伪二级动力学模型和Langmuir等温线模型,吉布斯自由能ΔG°<0、焓变ΔH°<0、熵变ΔS°<0,表明该吸附是一个自发的放热过程。     

聚丙烯酸钠/丙烯酰胺复合物的制备及其吸附

以反相悬浮聚合法制备一系列聚丙烯酸钠和丙烯酰胺共聚物[P(AANa-co-AM)],运用傅里叶红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)等手段对其表征。研究了溶液pH值、单体配比、吸附时间、Pb~(2+)浓度和温度等因素对吸附性能的影响。结果显示,在最适pH值下,不同单体配比的聚丙烯酸钠/丙烯酰胺(AA/AM)吸附剂对Pb~(2+)的吸附效果不同,其中AA/AM单体配比为5∶5时,对Pb~(2+)的吸附效果最好。动力学研究表明,该复合材料对铅离子的吸附符合准二级模型;热力学实验数据显示,Langmuir模型比Freundlich模型更符合吸附等温线。当温度由298 K升高到318 K时,最大吸附量由591.7 mg/g增加到625.0 mg/g,热力学研究表明,P(AANa-co-AM)凝胶对Pb~(2+)的吸附为一自发吸热过程。     

聚丙烯腈基改性功能纤维选择性吸附饮用水中Cu2+研究

将聚乙烯亚胺(PEI)接枝到聚丙烯腈(PAN)纤维上制备了氨基螯合纤维(PAN-PEI纤维),在初始pH值为7.2、铜离子(Cu~(2+))浓度为3.00 mg/L条件下,分别研究了PAN-PEI纤维吸附混合溶液及饮用水中Cu~(2+)时对钙离子(Ca~(2+))和镁离子(Mg~(2+))的选择性。结果表明:在混合溶液中Cu~(2+)初始浓度不变的情况下,随着Ca~(2+)和Mg~(2+)初始浓度的增加,PAN-PEI纤维吸附Cu~(2+)时对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附选择系数降低,但仍具有很好的吸附选择性;在饮用水中Cu~(2+),Ca~(2+),Mg~(2+)浓度分别为0.011,42.42,11.17 mg/L的情况下,将Cu~(2+)浓度加标至3.00 mg/L,采用PAN-PEI纤维处理饮用水,纤维吸附Cu~(2+)时对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附选择系数分别为2 808和1 647,处理后饮用水中Cu~(2+)浓度为0.17 mg/L,Cu~(2+)去除率为94.33%,Ca~(2+)和Mg~(2+)仅分别损失了0.59%和0.98%;采用PAN-PEI纤维处理Cu~(2+)含量超标饮用水,吸附Cu~(2+)时对Ca~(2+)和Mg~(2+)具有很好的选择性。     

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)。     

污泥基生物炭的制备及其对重金属的吸附性能

本研究采用城市生活污泥为原料,污泥活化后低温炭化所得的生物炭用作吸附剂去除水溶液中的Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)重金属离子。并对所得生物炭进行了表征,研究了溶液pH值、初始浓度、吸附时间对生物炭吸附能力的影响,并对吸附机理进行了分析。实验结果表明:所得生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的最大吸附值分别为250 mg/g、93.5 mg/g、44.4 mg/g、142 mg/g。生物炭对Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)的等温吸附曲线符合Langmuir方程,吸附动力学过程可以用伪二阶模型来描述。     

NaOH处理香菇废弃物在二元金属溶液中镉的吸附特性研究

香菇废弃物是一种廉价生物吸附剂,Na OH处理后对Cd~(2+)吸附能力大大提高,在此基础上探讨该生物吸附剂在二元金属溶液中的吸附行为特征。结果显示,NaOH处理后的香菇在二元金属溶液中对镉的吸附更具优势。当共存离子浓度较低时(1~10 mg/L),Cu~(2+)(Pb~(2+))对Cd~(2+)吸附的负影响较小,继续增大共存离子浓度至30 mg/L,Cd~(2+)的吸附量降低了0.247 mg/g(0.111 mg/g)。Zn~(2+)浓度较低时(1 mg/L)对Cd~(2+)吸附的负干扰作用明显,继续增加Zn~(2+)浓度至30 mg/L,Cd~(2+)吸附量维持不变。预处理香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd~(2+)吸附的最适宜p H范围为5~7,较一元镉金属溶液的适宜pH值范围广(6~7)。热力学实验表明,Cu~(2+)/Zn~(2+)/Pb~(2+)对香菇Cd~(2+)吸附的负干扰作用强弱的顺序依次是Zn~(2+)Pb~(2+)Cu~(2+);Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型能够较好地拟合Na OH处理后香菇在二元金属溶液中(Cd+Cu、Cd+Zn、Cd+Pb)对Cd~(2+)的热力学吸附过程。     

丙烯酸/丙烯酰胺/苯乙烯三元共聚水凝胶吸附重金属性能研究

丙烯酸系水凝胶能够高效地去除水体中的重金属污染物,是当前环境科学领域研究的热点之一。以丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和苯乙烯(St)为单体,以过硫酸钾为引发剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,制备了P(AA/AM/St)水凝胶。采用红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)进行了表征。通过热重(TG)测试,发现水凝胶具有良好的热稳定性。通过对钴(Co~(2+))、镉(Cd~(2+))、镍(Ni~(2+))、铜(Cu~(2+))、镁(Mg~(2+))、锌(Zn~(2+))和铅(Pb~(2+))等七种重金属离子进行竞争吸附实验,发现Pb~(2+)的吸附效果最优,其吸附过程很好地拟合了拟二级动力学模型。另外对其在不同离子质量浓度、吸附时间以及pH值等因素进行吸附研究,当吸附时间在1 h时达到了平衡,pH值在5.5时吸附效果最好,吸附量为488.90 mg/g,去除率高达97.78%。在水凝胶对重金属离子溶液的吸附解吸附实验中,发现P(AA/AM/St)具有可重复利用性。