氯代UiO-66吸附染色纸废水中罗丹明B和刚果红

为了进一步提高金属-有机骨架材料（metal-organic frameworks, MOFs）的吸附性能,本文将有机配体对苯二甲酸替换为2-氯对苯二甲酸,合成了金属-有机骨架化合物UiO-66的衍生物——氯代UiO-66（UiO-66-Cl）。以UiO-66、木质活性炭（AC）和蔗渣作为参照,研究了UiO-66-Cl对染色纸废水中罗丹明B（Rh-B）和刚果红（CR）的吸附性能和对染料废水pH的适应性,优化其吸附工艺条件,基于等温吸附模型（Langmuir和Freundlich）拟合其最大吸附量,最终对该吸附剂的回收、解吸附和再利用性能进行评价。研究结果表明：UiO-66-Cl对两种染料（Rh-B和CR）的吸附性能和对染料溶液pH的适应性均显著高于UiO-66、AC和蔗渣;其对Rh-B和CR的吸附过程符合Freundlich等温吸附模型,属于非均质多位点的多层吸附;在10~1000mg/L的初始染料浓度范围内,该吸附剂对Rh-B和CR的最大吸附容量分别为94.28mg/g和151.84mg/g;与HCl（0.1mol/L）、NaOH（0.1mol/L）和95%（体积分数）乙醇溶液相比,乙醇-HCl溶液（0.1mol/L HCl与95%乙醇溶液的体积比为0.5∶99.5）是UiO-66-Cl的良好再生溶剂体系,染料初始浓度为50mg/L时,再生UiO-66-Cl对Rh-B和CR的移除率均接近90%。由此可见,UiO-66-Cl可作为一种稳定、高效且易再生的吸附剂应用于去除染色纸废水中的Rh-B和CR。     

缺陷UiO-66对水中塑化剂的吸附

金属有机骨架材料（metal-organic frameworks,MOFs）是一种具有骨架结构的新型多孔材料。本研究合成了金属有机框架化合物UiO-66和有缺陷的UiO-66（UiO-66-1）,并研究了其作为吸附剂吸附塑化剂邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的性能及其吸附动力学,最后通过拟合吸附等温线和吸附动力学模型拟合了吸附剂的最大吸附量和最快吸附时间。实验结果表明,UiO-66-1对DMP有更好的吸附性能,在5~10min内快速达到吸附平衡,pH在3~10吸附率仍可保持稳定;分析测试结果表明,引入缺陷的UiO-66-1的比表面积比UiO-66大,达到了1438m²/g,孔容为0.58cm³/g,晶体的尺寸也明显增大,吸附量增大了近一倍,最大吸附量可达到404mg/g,且循环利用率高;通过吸附等温线模型和吸附动力学模型的拟合研究表明,UiO-66-1的吸附过程比较符合Langmuir模型和拟二级动力学模型。     

Mg掺杂UiO-66的制备及其塑料油品脱氯性能

采用溶剂热法制备了八面体形态的UiO-66并采用金属Mg掺杂对UiO-66进行改性。为考察最佳掺杂浓度，制备了Mg-UiO-66-n(n为镁锆摩尔比)吸附剂。利用X射线衍射仪（XRD）、红外光谱仪（FTIR）和扫描电子显微镜（SEM）等对吸附剂的形貌和表面性能进行了表征，并研究了Mg-UiO-66-0.07的吸附脱氯性能以及吸附机制。结果表明，Mg掺杂UiO-66吸附剂已被成功制备；Mg-UiO-66-0.07的吸附效果最佳，吸附时间为4 h，吸附温度为40℃，剂油比为1/40时的脱除率达95.03%，可再生循环使用5次。吸附过程是1个自发的化学吸附过程，符合拟二级动力学模型。     

氨基功能化烟叶生物碳对废水中U(VI)的吸附行为

以废弃卷烟烟叶为原材料，对其进行碳化处理后再引入氨基功能团制备氨化烟叶生物碳吸附剂(ATC)，研究pH、投加量、温度、吸附时间对ATC吸附U(VI)的影响。通过扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)等技术进行机理分析。结果表明：在初始浓度为250mg/L、pH=6、投加量为0.2 g/L、温度为40 ℃、吸附时间为210 min，ATC对U(VI)的最大吸附量为495.04mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型；Langmuir吸附等温模型能更好描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为。U(Ⅵ)吸附去除机理主要包括静电相互作用，与氨基(-NH2)、羟基 (-OH)、羧基 (-COOH)的配位络合,与 Si-O-Si的“π-π“相互作用。通过5次吸附-解吸试验发现，U(Ⅵ)去除率在86.71%以上。本研究表明氨化烟叶生物碳具备处理与修复弱酸性含U(Ⅵ)废水污染的潜力。     

氧化石墨相氮化碳吸附U(Ⅵ)的性能与机理

采用酸刻蚀及氧化处理技术制备了氧化氮化碳(OCN)纳米材料,探究了OCN对水中U(Ⅵ)的吸附-解吸性能。考察了溶液pH、温度、OCN投加量、反应时间、U(Ⅵ)初始浓度等因素对OCN吸附U(Ⅵ)的影响,并探讨了吸附机制。结果表明:OCN对U(Ⅵ)有良好的吸附效果,在pH=5、30℃、U(Ⅵ)的初始质量浓度为10 mg/L,OCN的投加量为200 mg/L时,OCN对U(Ⅵ)吸附率达98.9%,比未改性的石墨相氮化碳(g-C_3N_4)吸附U(Ⅵ)的性能提高了约42.82%,吸附反应在10 min即到达吸附平衡。pH是影响OCN吸附U(Ⅵ)的重要影响因素,温度等因素对U(Ⅵ)的吸附影响较小。拟二级动力学方程和Langmuir模型很好地拟合了吸附过程,OCN对U(Ⅵ)的吸附过程为自发的吸热过程。吸附解吸实验结果表明,OCN具有良好的重复利用性。     

茶渣吸附U(Ⅵ)的特性

通过静态吸附实验,考察了铀溶液初始pH、初始浓度以及吸附时间、吸附剂粒度、温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附过程的动力学行为及等温吸附特性,并通过红外光谱和扫描电镜探讨了吸附机理。结果表明:pH对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响较大,pH为2和6时吸附量分别为13.90、43.19 mg·g^-1。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程较慢,吸附过程需要12 h才能达到平衡。吸附过程的准二级动力学方程的拟合效果优于准一级动力学方程。吸附量随铀溶液浓度的增加而增大,而吸附率则相反。铀溶液初始浓度为10~100 mg·L^-1,相应的吸附量为9.40~70.05 mg·g^-1,吸附率为94.04%~70.05%。茶渣吸附U(Ⅵ)的动力学行为更符合准二级动力学方程,等温吸附数据对Freundlich方程的拟合度较高。茶渣粒度及温度对茶渣吸附U(Ⅵ)的影响不大。茶渣吸附U(Ⅵ)的过程中,起主要作用的基团有羟基、羰基、硝基、P-O、Si-O。     

腐殖酸吸附水中铀的特性与机理

通过序批式试验研究了腐殖酸(humic acid)对铀的吸附行为及时间、吸附剂用量、铀的初始质量浓度、pH值、温度和共存离子等试验条件对吸附的影响,分析了其热力学和动力学过程,用扫描电镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)手段分析了相关吸附机理。试验结果表明,吸附过程在60min后达到动态平衡,吸附率最高达99%以上。当pH值在5左右时,腐殖酸投加量越大,吸附效率越高。体系中HCO3-、H2PO4-的存在对腐殖酸吸附U(Ⅵ)有促进作用,而柠檬酸根离子、EDTA2-及Cr6+、Mn2+使腐殖酸对U(Ⅵ)的吸附率降低,影响程度与其离子浓度呈正相关。     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

氨基功能化烟叶生物炭对废水中U(Ⅵ)的吸附行为

对废弃卷烟烟叶进行炭化处理后再引入氨基功能基团制备了氨基化烟叶生物炭吸附剂(ATC),通过SEM、FTIR、XPS对ATC进行了表征,考察了pH、ATC投加量、温度、吸附时间、U(Ⅵ)初始质量浓度对ATC吸附U(Ⅵ)的影响.结果表明,在U(Ⅵ)初始质量浓度为250 mg/L、pH=6、ATC投加量为0.2 g/L、温度为40℃、吸附时间为210 min时,ATC对U(Ⅵ)的最大理论吸附量为495.04 mg/g.吸附动力学符合准二级动力学模型;Langmuir吸附等温模型能更好地描述ATC对U(Ⅵ)的吸附行为.ATC对U(Ⅵ)的吸附去除机理主要包括静电相互作用,与 —NH2、—OH、—COOH的配位络合,与Si—O—Si的"π-π"相互作用.5次吸附-解吸实验后,ATC对U(Ⅵ)的吸附率在86.71％以上.     

改性虾壳粉对水溶液中U(Ⅵ)的吸附性能研究

以水产业中产生的虾壳为原料进行改性,通过静态吸附实验探究H2O2改性后的虾壳粉对水中U(Ⅵ)的吸附影响因素。结果表明,当U(Ⅵ)溶液pH=3,改性虾壳粉投加量为0.2 g/L,U(Ⅵ)溶液质量浓度为10 mg/L,吸附时间为120 min时,改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附量达到48.58 mg/g,pH对改性虾壳粉吸附U(Ⅵ)有较大影响。对吸附过程中的动力学分析以及吸附前后的改性虾壳粉的SEM、FTIR等表征结果表明:改性虾壳粉对U(Ⅵ)的吸附过程符合准一级动力学方程和Freundlich吸附等温模型,改性虾壳粉对U(Ⅵ)吸附的主要官能团为羟基、氨基、磷酸基等基团。响应面分析结果表明,吸附时间一定时,改性虾壳粉对水中U(Ⅵ)的去除影响因素,pH改性虾壳粉投加量U(Ⅵ)溶液浓度。     

改性回流口污泥及对重金属离子的吸附研究

利用简单、方便途径对回流口污泥进行改性,作为生物吸附剂对废水中的重金属Cd2+、Cu2+、Pb2+进行吸附性能研究。利用扫描电镜对改性回流口污泥进行表征研究。主要研究了pH、吸附时间、吸附温度、初始浓度等条件对吸附性能的影响。研究结果表明,吸附时间和溶液的pH是影响回流口污泥吸附重金属的主要因素。在温度为25℃、溶液初始pH值为5.0、污泥用量为1.0g/100 mL的条件下吸附8 h,吸附效果最好。吸附等温拟合结果显示Cd2+和Cu2+在25℃和45℃下的吸附过程更符合Langmuir吸附等温式,Pb2+的吸附过程更符合Freundlich吸附等温式。该吸附剂具有很高的稳定性和重复利用率。     

硫酸盐修饰的含钛高炉渣吸附去除水溶液Cr(Ⅵ)

由高能低温煅烧制备了硫酸盐修饰的含钛高炉渣(sulfate-modified titanium-bearing blast furnace slag,STBBFS)吸附剂.用X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)、Fourier转换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)、X射线衍射和扫描电镜对吸附剂的成分、物相以及表面结构进行了表征.研究了STBBFS的初始质量浓度、溶液pH值、温度对溶液中Cr(Ⅵ)吸附过程的影响.结果表明:Cr(Ⅵ)在STBBFS吸附剂表面上的吸附遵循Langmuir吸附等温线模型;最大吸附容量在pH=1.5时最大,为8.25mg/g.不同吸附温度和初始浓度下,Cr(Ⅵ)的吸附过程都遵循二级吸附动力学模型.通过计算Cr(Ⅵ)吸附过程中的热力学参数:焓变化△H°、自由能变化△G°、熵变化△S°,得出Cr(Ⅵ)吸附至STBBFS吸附剂表面具有自发性,且升高温度易于Cr(Ⅵ)的吸附.根据XPS和FTIR分析结果,可以认为Cr(Ⅵ)先吸附至吸附剂表面,然后被还原为Cr(Ⅲ).     

新型纤维素螯合吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附研究

研究了半皂化偕胺肟基纤维素吸附剂AOSC对Cr(Ⅵ)的吸附,探讨了各种因素对吸附效果的影响。结果表明,当Cr(Ⅵ)的初始质量浓度为100mg/L时,最佳的吸附条件为:吸附液pH值为2,吸附时间2h,吸附温度35℃。在此条件下AOSC的吸附容量和Cr(Ⅵ)去除率分别达到49.8mg/g和99.5%。吸附性能对比实验表明,AOSC对Cr(Ⅵ)的吸附效果优于纤维素基离子交换剂和偕胺肟基螯合吸附剂。     

弱碱性树脂对Cr(Ⅵ)的吸附-解吸性能研究

以D301弱碱性阴离子树脂作为吸附剂,研究其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附-解吸性能。考察了吸附时间、吸附温度及pH对吸附效果的影响,考察解吸剂的加入量及解吸时间对解吸效果的影响。结果表明,在pH=2的酸性环境下,有利于Cr(Ⅵ)的吸附,在6 h吸附达到平衡,吸附等温线符合Langmiur吸附模型。采用质量分数为3%的NaOH,解吸时间为30 min时解吸效果最佳,解吸率达到97.59%,3次吸附-解吸实验表明,树脂能够较好地吸附Cr(Ⅵ)。     

Bacillus-GO的制备及其对水中U(Ⅵ)的吸附

通过海藻酸钠包裹氧化石墨烯(GO)和Bacillus,合成了吸附剂Bacillus-GO。对吸附前和吸附后的BacillusGO进行了表征,通过单因素实验研究了pH、反应时间、初始U(Ⅵ)含量、吸附剂用量等对Bacillus-GO吸附U(Ⅵ)的影响,并运用动力学和等温线研究了吸附过程。结果表明,在pH为6.0、吸附剂用量0.5 g/L、30℃、初始U(Ⅵ)的质量浓度15 mg/L条件下,U(Ⅵ)的最大吸附量为30.73 mg/g。吸附符合准2级动力学、Langmuir等温线。经5次解吸附-重复利用实验,Bacillus-GO对U(Ⅵ)的吸附量仍高于80%。Bacillus-GO是一种较为理想的U(Ⅵ)生物吸附材料。     

酵母菌对电镀废水中Cr(Ⅵ)的去除研究

研究了pH、时间、温度、干扰离子等对酵母菌吸附电镀废水中Cr(Ⅵ)的影响,并对其等温吸附过程及动力学和热力学参数进行了分析和探讨。结果表明,以灭活酵母菌作为生物吸附剂时,溶液中干扰离子的存在会降低吸附剂的吸附效率,一定范围内温度越高吸附效果越好,吸附时间为960 min时吸附达到平衡,吸附效果最佳的溶液pH值为2,吸附剂的吸附过程遵循准二级动力学模型。对电镀废水进行Cr(Ⅵ)吸附试验,发现Cr(Ⅵ)的吸附率可以达到71.71%~76.86%。     

溴化十六烷基吡啶修饰磁性二氧化硅及其对Cr(Ⅵ)吸附研究

文章主要研究阳离子表面活性剂溴化十六烷基吡啶修饰磁性二氧化硅来制备磁性材料,并对水溶液中的Cr(Ⅵ)吸附条件进行优化,并对吸附热力学行为进行研究。结果表明:材料对Cr(Ⅵ)有良好的吸附行为,对Cr(Ⅵ)吸附的最佳pH为3.0,平衡时间为2 h;重现性良好。材料对Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附方程,饱和吸附容量为19.98 mg·g-1,是一种具有较好应用前景的Cr(Ⅵ)吸附剂。     

原位法合成螺吡喃功能化的UiO-66光响应吸附剂及其性能研究

传统吸附剂孔道结构和表面性质固定，往往难以兼顾高效吸附和脱附。采用原位合成法，制备螺吡喃功能化的金属有机骨架UiO-66,在其孔结构中构筑可光控调节的光响应吸附活性位。以阴离子染料甲基橙为吸附质模型，考查材料对吸附质的吸附及脱附性能。经紫外光照射后，样品OP-US对甲基橙的平衡吸附量从33.84 mg·g^-1上升至42.41 mg·g^-1,提升了25.32%;经可见光照后，甲基橙的脱附量比紫外光照时提升了51%。通过光照刺激改变UiO-66孔笼中螺吡喃分子的构型及表面电荷性质，即对吸附活性位进行光控调节，在不同光照条件下实现对吸附质的高效吸附和有效脱附，为新型高效吸附剂的制备和金属有机骨架材料的应用提供思路。     

UiO-66复合材料用于典型有机污染物吸附和光催化氧化的研究进展

UiO-66系列金属有机骨架（MOFs）材料因具有较高的比表面积、丰富的孔结构、优异的结构稳定性和类半导体特性而广泛应用于污染物的吸附和催化领域。文中指出：液相有机污染物主要通过物理吸附、静电、氢键、π-π相互作用被UiO-66基材料吸附去除,同时由于电性等性质差异,UiO-66基材料可从性质差异显著的多种有机污染物中选择性吸附污染物,而气相有机污染物主要通过氢键或UiO-66基材料孔道被吸附去除,同时环境中的水汽对污染物的吸附去除具有显著影响;针对光催化,由于载流子的快速复合,纯UiO-66基材料具有较低的光催化活性,通过与半导体材料复合可显著提高材料载流子分离速率,同时活性位点高度均匀分散在UiO-66基材料表面,利于光的激发及污染物与活性位点的充分接触,进而显著提高材料的光催化活性。与此同时,本文也提出了UiO-66基材料在有机污染物吸附和去除中的不足之处。最后展望了UiO-66基材料的发展前景。     

镁铝类水滑石去除U(Ⅵ)的吸附研究

通过静态吸附试验,研究了镁铝类水滑石(Mg-Al LDH)对UO_2~(2+)的吸附效果。实验考察了初始pH、吸附剂投加量、吸附时间对Mg-Al LDH吸附U(VI)的影响。试验表明,Mg-Al LDH吸附U(Ⅵ)的最佳p H在6.77,反应在120 min达到平衡,Mg-Al LDH对U(VI)的饱和吸附量为53.4 mg/g。