席夫碱锌改性介孔硅对毒死蜱的吸附与缓释

以3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)、水杨醛和锌离子为改性剂,通过共缩聚法合成席夫碱锌配合物改性MCM-41(Zn-MCM-41),并以毒死蜱为模型药物,制备了毒死蜱/席夫碱锌配合物改性MCM-41缓释体系。利用XRD、N2吸附-脱附、FTIR、DSC和XPS对MCM-41、氨基改性MCM-41(NH2-MCM-41)、水杨醛席夫碱改性MCM-41(SA-MCM-41)的结构、毒死蜱的分布形态和Zn-MCM-41的配位情况进行了表征,考察了MCM-41在改性前后对毒死蜱的吸附量,并着重探究了其对毒死蜱的吸附动力学、吸附热力学以及缓释性能。结果表明,APTES和水杨醛席夫碱改性后的MCM-41仍具有较为有序的介孔结构。MCM-41对毒死蜱的吸附量为54 mg·g~(-1),Zn-MCM-41的吸附量为186 mg·g~(-1),相对于MCM-41,其吸附量增加了244%。改性前后的MCM-41对毒死蜱的吸附动力学和吸附热力学分别符合准一级动力学模型和Freundlich模型。毒死蜱/席夫碱锌配合物改性MCM-41缓释体系的释药行为可用Riger-Peppas动力学模型来描述,其药物释放由Fick扩散控制。     

甲基丙烯酸接枝改性玉米芯对Cd2+的吸附及机理

以甲基丙烯酸为单体、高锰酸钾/浓硫酸为引发体系对玉米芯进行接枝改性,成功引入羧基官能团,结合扫描电镜、红外光谱和zeta电位等分析手段研究了吸附条件对玉米芯吸附Cd²⁺过程的影响及其吸附机理。结果表明,吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学方程,改性玉米芯对Cd²⁺的吸附主要是化学吸附过程,吸附速率是颗粒内扩散速率和膜扩散速率共同影响的结果;在pH 7、投加量为5 g·L^-1、温度为30℃、吸附时间为6 h的条件下,接枝改性玉米芯和原玉米芯对Cd²⁺的最大吸附容量分别为28.00 mg·g^-1和5.96 mg·g^-1,提高了近4倍;玉米芯对Cd²⁺的吸附是一个自发的吸热反应,温度越高,自发程度越大;接枝改性玉米芯对Cd²⁺的吸附过程中,参与反应的主要官能团有羧基、羟基、酰胺基和甲基等,吸附Cd²⁺后的接枝改性玉米芯表面出现褶皱和白色小颗粒,孔隙消失,电负性增大。     

啶虫脒/席夫碱改性凹凸棒土缓释体系的制备与性能

采用后接枝法制备了席夫碱铜离子配合物改性凹凸棒土(Cu2+-Sal-ATP),通过浸渍法制备了啶虫脒/凹凸棒土(ATP)缓释体系。利用FTIR、XRD、N2吸附-脱附、SEM和DSC对改性凹凸棒土的结构和性质进行了表征,考察了改性凹凸棒土对农药啶虫脒的吸附行为和缓释体系的释药行为。结果表明:啶虫脒是以非晶相存在于改性凹凸棒土中,药物装载未改变载体的结构。有机改性提高了凹凸棒土对药物的吸附量,经席夫碱铜离子配位改性体系的吸附量最高,为34.17 mg/g,且吸附行为符合准二级动力学模型。Cu2+-Sal-ATP载药体系的缓释效果优于相应的席夫碱改性凹凸棒土(Sal-ATP)体系,其药物在168 h的累积释放率由23.41%降低至19.42%,且其释药行为可用Korsmeyer-Pappas动力学模型来描述。     

粉煤灰源C-S-H吸附U(Ⅵ)性能及机理

以粉煤灰铝回收过程的脱硅液为原料,通过控制钙硅摩尔比的常规沉淀法制备得到大比表面积介孔C-S-H（401 m²·g^-1）,系统研究了初始浓度、投加量、pH和离子强度对C-S-H吸附U（Ⅵ）过程的影响,以及吸附的热动力学特征,并评价了C-S-H去除实际含铀废水中毒性金属的性能。结果表明,通过控制合成条件实现了低品质硅钙渣向高附加值吸附材料的转变。0.75 g·L^-1 C-S-H在pH 2仍具有较高的平衡吸附容量（q_e=67.9 mg·g^-1）,在富含CO₃^2-的碱性溶液中UO₂（H₂O）₅²⁺转变为UO₂（CO₃）₃^4-不利于带负电的C-S-H表面吸附U（Ⅵ）。当C-S-H投加量升高至2～5 g·L^-1,材料对U（Ⅵ）的吸附去除效率即能维持在相对较高水平（C[U（Ⅵ）]_initial=500 mg·L^-1,去除率88.3%～93.5%）,吸附可在数小时内达到平衡,符合拟二级动力学模型和两阶段Weber-Morris方程模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附机理主要为离子交换（84.6%）和表面络合。材料对含铀废水中的U、Zn、Hg、Mn和Cd均表现出良好的吸附去除性能,因而C-S-H可成为在废水毒性金属去除方面极具应用前景的材料。     

Static and dynamic adsorption of fluoride using La(Ⅲ)-loaded chitosan beads crosslinked with EGDE

利用乙二醇二缩水甘油醚(EGDE)替代戊二醛对壳聚糖微球进行交联,然后负载稀土镧离子La(Ⅲ),制备得到新型的除氟剂（CEB-La）。研究了CEB-La对F^-的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明：该除氟剂的静态吸附条件为pH7.0、温度50℃、吸附时间60 min、振荡频率120 r·min^-1;当CEB-La用量3 g·L^-1时,对浓度10 mg·L^-1含氟水的除氟率可达92.9%;CEB-La对F^-的吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,饱和吸附容量为25.7 mg·g^-1;拟二级动力学方程能较好地描述CEB-La对F^-的吸附动力学过程;CEB-La吸附饱和后,经NaOH溶液处理后再与镧离子螯合,可有效再生;共存阴离子特别是CO ^{2 -}₃ 和HCO^-₃对CEB-La的除氟性能有不利影响。动态吸附实验结果表明：进水流量3 ml·min^-1时,CEB-La适于处理F^-浓度2～15 mg·L^-1的含氟水;利用Thomas模型可较好地描述CEB-La对F^-的动态吸附特征,动态饱和吸附容量为3.67 mg·g^-1。因此,CEB-La的除氟性能优越,再生方法简单,使用成本较低,具有较好的应用前景。     

磁性交联壳聚糖对水溶液中铀(Ⅵ)离子的吸附行为

采用纳米Fe₃O₄作为磁流体包埋、戊二醛和硫脲进行交联壳聚糖,制备磁性交联壳聚糖（TTG-MCTS）。红外光谱（FTIR）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,壳聚糖改性后,吸附能力得到提高,铀(Ⅵ)成功地被吸附在TTG-MCTS上。系统研究了溶液pH值、铀(Ⅵ)初始浓度及振荡时间对吸附容量的影响,继而得到最佳工艺条件。吸附过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,最大吸附容量为161.3 mg·g^-1。较之拟一级动力学模型,拟二级动力学模型能更好地拟合实验数据。     

赤泥/煤基铁炭材料的制备及其脱除废水Cr(Ⅵ)的性能

以脱钠赤泥、粉状褐煤为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用碳热还原法制备了可替代商业铁炭微电解填料的廉价铁炭材料,用于去除废水中的Cr（Ⅵ）。考察了不同的制备参数（炭化温度、炭化时间、赤泥/煤质量比）和吸附条件（溶液pH、浓度）,以提升Cr（Ⅵ）去除效果。结果表明质量比（赤泥/煤）为1/3、800℃炭化1h的赤泥/煤基铁炭材料,可达到最大Cr（Ⅵ）吸附量（4.03 mg·g^-1）、最低铁溶出量（< 0.19 mg·g^-1）和最大比吸附量（12.97 mg·g^-1,由Langmuir吸附等温线模型算出）。赤泥/煤基铁炭材料对Cr （Ⅵ）的吸附等温线符合Freundlich方程,其吸附动力学可用准一级或准二级动力学方程来描述。多种表征（XRD、XRF、BET和SEM等）结果进一步表明赤泥/煤基铁炭材料比商业铁炭填料具有更高的铁还原度、更大的比表面积和孔容以及更好的颗粒分散度,使其具有更好的Cr（Ⅵ）的去除效果。     

改性MCM-41分子筛的合成与亚甲基蓝吸附性能

选用TEOS（正硅酸乙酯）做为硅源,CTAB（十六烷基三甲基溴化铵）做为表面活性剂,在碱性条件下水热合成MCM-41。实验采用3-氨丙基三甲基硅烷对MCM-41进行改性,成功得到氨基改性介孔材料NH₂-MCM-41吸附剂,并使用X射线衍射（XRD）对其做了表征。考察了各种实验条件下,比如温度、吸附剂的量、pH、亚甲基蓝初始浓度等条件下MCM-41和NH₂-MCM-41对水溶液中亚甲基蓝（MB）的吸附能力。MCM-41和氨基改性介孔材料NH₂-MCM-41均为平面六方介孔结构。结果表明,温度和pH是影响MCM-41和NH₂-MCM-41对亚甲基蓝吸附的最主要的因素。随着温度的升高,材料吸附能力增强,而过高或者过低的pH都会降低MCM-41和NH₂-MCM-41对亚甲基蓝的吸附能力。     

新型壳聚糖/锆复合球的制备及硼吸附性能

通过氧氯化锆与壳聚糖的配位反应以及Zr （OH）4在壳聚糖内的原位沉淀,制备了一种新型壳聚糖-锆复合球（CTS-Zr）并用于硼的吸附分离。采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱（FTIR）对CTS-Zr进行了表征,系统考察了溶液pH、硼初始浓度、接触时间、温度及共存阴离子Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-对CTS-Zr吸附性能的影响。结果表明：pH=2～7时,CTS-Zr对硼的吸附效率较高;吸附平衡行为符合Langmuir等温吸附模型;pH=7时,最大吸附量计算值为21.1 mg·g^-1;吸附动力学符合准二级动力学模型;常见的共存阴离子对硼的吸附影响很小;吸附热力学研究表明,CTS-Zr对硼的吸附过程为放热的非自发过程;使用pH=12的NaOH水溶液,对吸附剂CTS-Zr进行了洗脱,洗脱效率为96.3%,且经过3次吸附-解吸循环后,CTS-Zr的吸附效率没有明显降低。     

硫酸改性核桃壳处理含Cr(Ⅵ)模拟废水研究

在100 mL 8 mol·L^-1硫酸溶液中,核桃壳加入量为9 g,核桃壳颗粒度为100目,反应时间为3 h,反应温度为25 ℃的条件下制备得到硫酸改性核桃壳。硫酸改性核桃壳对Cr（Ⅵ）具有优异的吸附性能。详细探讨了硫酸改性核桃壳处理含Cr（Ⅵ）模拟废水的影响因素：废水pH值、Cr（Ⅵ）离子浓度、硫酸改性核桃壳用量、处理时间和处理温度等对Cr（Ⅵ）去除率的影响,并进一步通过正交试验及对比试验得出处理150 mL 200 mg·L^-1的含Cr（Ⅵ）模拟废水的最适宜处理工艺为：pH值为1,硫酸改性核桃壳用量为1.4 g,处理时间为2 h,处理温度为25 ℃,在此条件下,对Cr（Ⅵ）的去除率达到95.86%,Cr（Ⅵ）吸附量为20.54 mg·g^-1。     

介孔Cr(OH)3的制备及其对钒(Ⅴ)离子的吸附性能

以CrCl₃·6H₂O作为铬源,通过添加强碱制备出大比表面积（312.70 m²·g^-1）、高孔隙率（0.48 cm³·g^-1）的介孔Cr（OH）₃,并研究了其对溶液中钒（V）离子的吸附性能,考察了溶液pH、吸附剂用量、吸附温度、吸附时间等条件对吸附效果的影响。结果表明,当溶液pH在2.0~9.0、钒离子浓度为100~500 mg·L^-1时,采用该吸附剂均可实现溶液中钒离子的高效去除。在最优实验条件下,钒去除率接近100%,钒离子浓度可由500 mg·L^-1降至0.81 mg·L^-1。吸附热力学的研究结果表明,Cr（OH）₃对钒离子的吸附过程遵循Langmuir等温吸附;吸附过程符合拟二级反应动力学方程,反应级数为拟二级。     

生物质阴离子树脂的合成、表征及吸附性能

采用环氧氯丙烷、二乙烯三胺和三乙胺等对麦草秸秆进行化学改性,制备改性麦草秸秆阴离子交换树脂（改性麦秸树脂）,研究改性麦秸树脂的性能指标并重点考察其对水体中NO^-₃的吸附性能及效果。 研究结果表明,改性麦秸树脂引入了带正电荷的胺基基团,可以显著提高对NO^-₃的吸附性能;拉曼、红外光谱及zeta电位分析证明改性麦秸树脂对NO^-₃的吸附机理为离子交换;吸附过程符合Langmuir等温吸附模式;竞争吸附实验结果表明,改性麦秸树脂对不同阴离子的竞争吸附顺序为SO^2-₄>H₂PO^-₄>NO^-₃>NO^-₂,改性麦秸树脂对NO^-₃的最大吸附量为52.1 mg·g^-1,与商业树脂相当;柱吸附实验表明,改性麦秸树脂对NO^-₃的柱饱和吸附量为45.2 mg·g^-1,0.1 mol·L^-1的NaCl及HCl溶液均可有效再生改性麦秸树脂。     

磁性粉煤灰空心微珠表面印迹聚合物选择性识别头孢氨苄

利用共沉淀法制备了粉煤灰空心微珠磁性复合材料（MFACs）,以乙烯基改性的MFACs为基质材料,利用乳液聚合法制备磁性粉煤灰空心微珠表面印迹聚合物（MMIPs）。通过SEM、FT-IR、TGA、XRD和VSM等方法对其物理化学性质进行表征,其比表面积123.65 m²·g^-1,且具有较好的热稳定性、超顺磁性（M_s=12.155 emu·g^-1）。通过系列吸附实验研究表明,Langmuir等温模型能较好地拟合MMIPs对头孢氨苄（cefalexin,CFX）的吸附平衡数据,25℃时MMIPs的单分子层吸附容量为69.55 mg·g^-1。准二级动力学模型能较好地描述MMIPs对CFX吸附动力学行为,选择性实验研究表明,MMIPs对CFX具有较好地选择识别性。结合高效液相色谱分析技术,MMIPs已成功应用于环境样品中痕量CFX的分离/富集。     

枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用机制

通过静态吸附-解吸实验,研究了枯草芽孢杆菌对U(Ⅵ)的吸附热力学和动力学,U(Ⅵ)的解吸和菌体内P的释放过程,利用扫描电镜、能谱(SEM-EDS)和红外光谱(FTIR)分析了作用机理。结果表明:当pH=5时,在1 L 50 mg·L^-1的铀溶液中,投加枯草芽孢杆菌1.384 mg(干重,DW),2 h后,铀的去除率和吸附量分别为85.34%和308.31 mg·g^-1(DW)。随着作用时间从2 h延长至48 h,铀的解吸率从52.13%下降至36.25%,菌体内释放到溶液中的P浓度从 0.12 mg·L^-1增加到0.40 mg·L^-1。枯草芽孢杆菌对水体中U(Ⅵ)的吸附行为可以用Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程较好地描述。作用过程是放热,可自发进行。SEM-EDS表明枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)作用后,菌体内部断裂呈短节状,铀沉积在细胞表面及周围,无明显晶体产物生成,FTIR图谱出现UO₂²⁺特征吸收峰,氨基、磷酸基团参与枯草芽孢杆菌与水体中U(Ⅵ)的作用。     

Adsorption behavior of U(Ⅵ) ions from aqueous solution on novel cross-linked magnetic chitosan beads

采用纳米Fe₃O₄作为磁流体包埋、戊二醛和硫脲进行交联壳聚糖,制备磁性交联壳聚糖（TTG-MCTS）。红外光谱（FTIR）和X射线能谱（EDS）分析结果表明,壳聚糖改性后,吸附能力得到提高,铀(Ⅵ)成功地被吸附在TTG-MCTS上。系统研究了溶液pH值、铀(Ⅵ)初始浓度及振荡时间对吸附容量的影响,继而得到最佳工艺条件。吸附过程用Langmuir等温式拟合优于用Freundlich等温式,最大吸附容量为161.3 mg·g^-1。较之拟一级动力学模型,拟二级动力学模型能更好地拟合实验数据。     

铜抗性菌株的筛选及其对Cu2+的吸附性能

利用选择性培养基分离出铜抗性细菌BX,经鉴定该菌为产碱普罗威登斯菌(Providencia alcalifaciens)。考察了细菌BX对环境的适应性,讨论了pH、初始Cu²⁺浓度等对其吸附铜离子的影响,分析了吸附过程的动力学及等温吸附特性,并以多孔陶瓷为载体对其进行固定化。结果表明,该菌对Cu²⁺和NaCl的抗性浓度分别为7 mmol·L^-1和7.5%,可生长于pH4.0～11.0、15～50℃的环境中;其最佳吸附条件为pH5.5、温度30℃、起始Cu²⁺浓度100 mg·L^-1,在该条件下,Cu²⁺吸附率达85.84%,吸附量为128.74 mg·g^-1;其对Cu²⁺的吸附符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型;采用曝气挂膜法将细菌固定于多孔陶瓷上,形成的菌膜对50 mg·L^-1铜离子的吸附率达92.53%。表明细菌BX对Cu²⁺有较强的吸附能力,对含Cu²⁺废水的处理具有良好的应用前景。     

棉花模板Zn/Ti/Fe-LDO吸附水中硝酸盐机制

通过共沉淀-焙烧法制备以棉花为模板的Zn/Ti/Fe焙烧态类水滑石（YLDO）和无棉花模板的Zn/Ti/Fe焙烧态类水滑石（NLDO）,运用SEM、N₂吸附法、FTIR和XRD对其进行表征,考察YLDO和NLDO对水中硝酸盐的吸附机制及其紫外光催化再生的机理。结果表明,YLDO在形态中引入棉花的遗迹,比表面积增大为74.8 m²·g^-1,大孔数量增加;在化学成分上引入了C元素,提高了吸附性能;形成磁性物质,可通过磁性分离回收。pH为7、298 K时,YLDO对水中硝酸盐的最大吸附量为66.57 mg·g^-1,比NLDO增加了22.6%。YLDO和NLDO吸附硝酸盐的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学可用准二级动力学方程来描述,吸附热力学研究表明吸附过程为自发吸热过程。吸附饱和的YLDO和NLDO可在紫外光照射下再生,5次再生循环后仍保持较高的吸附性能。YLDO可通过吸附-磁分离-紫外光催化再生工艺有效去除水中硝酸盐,不产生二次污染,在硝酸盐废水处理中具有潜在的应用前景。     

喷雾干燥法制备氧化镁材料及其吸附性能

采用喷雾干燥结合热处理法制备花瓣状的MgO,通过对热处理温度的调整,实现MgO表面形貌的调控。研究了所制备MgO粉末作为吸附剂对刚果红的吸附性能,当热处理温度为400℃,得到花瓣状的MgO纳米结构,比表面积达到140.5 m²·g^-1,且对刚果红溶液的饱和吸附量约为1480 mg·g^-1。它们对刚果红的吸附能力比报道的其他花瓣状结构的金属氧化物要高。此外,对其吸附模型、吸附动力学以及吸附机制进行探究,表明吸附过程符合Langmuir吸附模型,所制备样品对刚果红溶液的吸附过程可以由准二级动力学来描述。所制备的花瓣状MgO其高效的吸附性能,使其成为非常有前景的吸附剂用于去除污水中的刚果红染料。     

ABS树脂废水胶乳浓度对破乳的影响

以ABS树脂接枝聚合工段废水为研究对象,聚合氯化铝（PAC）为破乳剂,考察了胶乳浓度对破乳效果的影响。结果表明,不同胶乳浓度下均存在优化的药剂投加量区间,投加量过小或过大均会造成破乳效果不佳。随着胶乳COD浓度由13012 mg·L^-1下降至192 mg·L^-1,单位胶乳COD的优化药剂投加量由6.1~10.8 mg·g^-1增加至7.7~13.8 mg·g^-1,区间向右移动,最佳COD去除率由99.30%下降至91.24%。稀释前后最优单位胶乳COD的药剂投加量提高了40%左右。PAC对ABS树脂废水胶乳的破乳机理以吸附-电性中和为主,随着PAC投加量的增加,胶粒Zeta电位逐渐升高,Zeta电位在-23~13 mV范围内,胶乳可有效破乳。     

壳聚糖接枝聚丙烯酸/凹凸棒石复合材料对毒死蜱的吸附行为

以壳聚糖（chitosan,CTS）、丙烯酸（acrylic acid,AA）和凹凸棒石（attapulgite,ATP）为原料,利用分散聚合法制备壳聚糖接枝聚丙烯酸/凹凸棒石（CTS-g-PAA/ATP）复合吸附剂,以毒死蜱（chlorpyrifos,CPF）为模型农药,研究了复合吸附剂CTS-g-PAA/ATP在不同温度、时间和不同毒死蜱浓度下对毒死蜱的吸附性能,并对实验结果进行吸附热力学与动力学拟合分析。结果表明,CTS-g-PAA/ATP和HATP（酸化凹凸棒石）在24h和30℃下对毒死蜱的吸附量分别为7.42mg/g和18.95mg/g,复合材料的吸附能力提高了180%;拟合结果分析表明,吸附过程遵循Langmuir单分子层等温吸附（R²≥0.97）,在30℃、35℃、40℃下理论上最大吸附量分别为57.8mg/g、54.3mg/g、51.2mg/g;并与准二级动力学模型精准拟合（R²≥0.97）,化学吸附是吸附过程的主要控制因素。