粉煤灰基地质聚合物制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

为探讨地质聚合物的制备条件对其孔隙结构和吸附性能的影响,以粉煤灰为原料、水玻璃为碱激发剂,分别改变水玻璃模数、液固比、养护温度、养护时间制备地质聚合物,改变溶液的pH值、地质聚合物加入量、吸附时间、Cu~(2+)初始浓度进行Cu~(2+)吸附试验,采用N_2吸附法测量粉煤灰基地质聚合物的孔隙结构,并采用分光光度法分析粉煤灰基地质聚合物对Cu~(2+)的吸附效果。结果表明:不同条件下制备的地质聚合物,孔径主要分布在1~3 nm和70~110 nm;当液固比为0.9、养护温度80℃、养护时间3 d、水玻璃模数为1.4时,制备的地质聚合物比表面积最大,Cu~(2+)吸附量达46.3 mg/g;液固比为1.1时,地质聚合物中1.5~6.0 nm孔含量最高,Cu~(2+)吸附量为43.1 mg/g,养护温度对吸附效果的影响不大;随着养护时间的增加,地质聚合物对Cu~(2+)吸附量增加;地质聚合物对Cu~(2+)的单位吸附量与地质聚合物的比表面积有关,比表面积越大,吸附量越大。在Cu~(2+)溶液pH4的情况下,地质聚合物对铜离子的单位吸附量随p H值的降低而减少,其吸附等温线符合Freundlich吸附方程。     

松香基氨基化聚合物微球的制备及吸附性能

利用氨基硅烷偶联剂（KH-792）对松香基羟基化聚合物微球进行接枝改性,研究了反应温度、反应时间和KH-792用量对聚合物微球性能的影响。利用红外光谱（FTIR）、热重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对聚合物微球进行测试表征,利用电导滴定法测定了聚合物微球的氨基含量。探讨了不同氨基含量的聚合物微球对乙基紫的吸附作用。结果表明：成功制备了松香基氨基化聚合物微球,改性前后聚合物微球形态均无明显变化且球形及单分散性好,热稳定性高于松香基羟基化聚合物微球。较优制备条件为：KH-792用量为松香基羟基化聚合物微球质量的70%,在90℃下反应10h,聚合物微球氨基含量达到181μmol/g。当固液比为1 g/L,pH=9.5,在328 K下吸附5min时,微球对乙基紫的吸附量为57.02 mg/g。     

海藻酸钠/二氧化硅杂化微球结构与吸附性能

利用海藻酸钠（SA）和正硅酸四乙酯（TEOS）为原料,并利用醇解TEOS提供二氧化硅（SiO₂）源与SA分子结构上的羟基（-OH）进行反应,制备一系列不同组分的杂化微球。采用旋转流变仪（DHR）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X-射线光谱（XRD）、热重分析仪（TG）、扫描电子显微镜（SEM）和氮气吸附-脱附方法（BET）对杂化溶液的流变性能以及杂化微球的化学结构、结晶能力、热分解能力、微球形貌、比表面积和孔径进行分析,并研究了其对亚甲基蓝（MB）和重金属铜（Cu²⁺）的吸附能力。结果表明：SA/SiO₂杂化溶液体系黏度下降,在初始剪切速率25s^-1时杂化溶液黏度比SA黏度低了2.2Pa·s;FTIR图说明SA中羟基与TEOS中的硅氧键反应生成硅氧碳键,TEOS与SA发生化学反应;杂化微球结晶曲线中CA结晶特征峰强度降低,同时出现SiO₂的结晶特征峰;杂化微球分解温度由250℃提升到310℃,热分解温度提高;BET测试得到海藻酸钙（CA）比表面积为7.254m²/g,孔径为19.65nm,CA/SiO₂杂化微球的比表面积为49.151m²/g,孔径为21.75nm,杂化微球比表面积提高,孔径类型为介孔;当MB初始浓度为100mg/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到87.09%;当Cu²⁺初始浓度为2.5g/L时,SA/SiO₂杂化微球去除率达到86.8%。     

羟基磷灰石微球的制备及废水除氟性能评价

以壳聚糖为模板,通过反向乳液聚合制备得到羟基磷灰石微球（CTS-HAP）,在利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）、红外光谱（FT-IR）对改性和吸附前后微球进行微观分析基础上,测定其在氟化钠溶液中的平衡吸附量为17.8 mg/g（吸附pH=4）,微球对氟离子吸附符合多层分子吸附模型——Freundlich模型。针对氟离子质量浓度为2 789.2 mg/L、pH为1.7的酸性高含氟废水,设计二阶段除氟。初步除氟阶段氢氧化钙用量为10 864 mg/L,剩余氟离子质量浓度为200.6 mg/L,去除率为92.81%;深度除氟采用CTS-HAP微球吸附法,CTS-HAP微球用量为24 g/L,去除率为95.2%,满足处理后废水氟离子浓度要求。     

体型化NaA分子筛的制备研究

以粉煤灰一步酸溶法提取氧化铝剩余的酸溶渣为原料制备具有一定强度的地质聚合物,经过水热反应原位转化NaA分子筛。通过研究合成过程中的硅铝比、碱量、液固比等因素对制备体型化分子筛的影响,得到了制备酸溶渣基地质聚合物原位转化NaA型分子筛的最佳条件：在二氧化硅与三氧化二铝物质的量比为1.8、氧化钠与三氧化二铝物质的量比为1.0、水与酸溶渣质量比为1.2条件下制备出地质聚合物,之后在0.5 mol/L的75 mL氢氧化钠溶液中晶化,在晶化温度为100 ℃、晶化时间为8 h条件下可以制备出晶相单一、结晶度高的NaA体型化分子筛。制备的NaA体型化分子筛具有明显的立方体形貌,颗粒分布均匀,孔径为0.685 nm,比表面积为86.75 m²/g,抗压强度为4.5 MPa。     

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。     

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。     

W/O/W乳液法制备多孔聚合物微球

采用W/O/W乳液法制备了多孔聚合物微球(聚苯乙烯-二乙烯基苯)(PSDS),通过扫描电子镜、激光粒度仪、孔径及比表面积分析仪等对微球进行了表征,研究了乳化剂类型、分散剂用量及搅拌速率等对PSDS微球形貌、粒径等性能的影响。结果表明:不同种类乳化剂(Span-80、十六烷基三甲基溴化铵、OP-10)均能得到聚合物微球,以Tween-80为乳化剂,形成的PSDS不规则,以Span-80为乳化剂,PSDS的粒径分布较窄;分散剂用量增加,PSDS微球粒径变小,粒径分布变窄;搅拌速率越快,PSDS微球的粒径越小,粒径分布越窄;典型PSDS的比表面积为175.3m~2/g,孔容为0.35cm~3/g,平均孔径为0.86 nm。     

功能聚氨酯泡沫的制备及其对铜（Ⅱ）吸附性能研究

以组合聚醚、多异氰酸酯（PAPI）和8-羟基喹啉等为原料,制备了一种含喹啉基团的功能聚氨酯泡沫,研究了该泡沫对铜（Ⅱ）的吸附性能,并用于含铜废水的处理。结果表明,在置于50mL含铜（Ⅱ）200μg／mL、pH=6条件下,当8-羟基喹啉用量为2．0份,该泡沫对铜（Ⅱ）的饱和吸附容量为19．18mg／g;吸附平衡时间为2h,对废水中铜（Ⅱ）的去除率可达91．48％。     

羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子的制备、表征及吸附性能

以羟甲基化木质素和纤维素为原料，NaOH/尿素水溶液为溶解体系，采用冷冻干燥法制备羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）仪、X射线衍射（XRD）仪、比表面积及孔径分析仪等对其结构进行了表征。研究结果表明：羟甲基化木质素分子通过氢键作用附着在纤维素骨架上，气凝胶内部仍保持三维网状结构，羟甲基化木质素的引入使得气凝胶表面出现明显收缩，网状结构的致密度随着羟甲基化木质素用量提高而逐渐降低；同时气凝胶粒子具有纤维素Ⅱ型红外吸收峰和XRD衍射峰；粒子表现出Ⅱ型吸附/脱附等温线，孔径均在15 nm以下，且随着羟甲基化木质素用量不断提高，比表面积、孔容均有所减小，HKL-4的比表面积为105.3m²/g，孔容为0.336 6cm³/g，孔径为13.67nm。吸附性能分析表明在25℃下吸附5 h，HKL-4气凝胶粒子对金胺O、亚甲基蓝和罗丹明B的吸附量分别为33.06、96.06和43.26mg/g，对亚甲基蓝的饱和吸附量可达208.7 mg/g，吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型，主要为单分子层吸附。     

伊利石硅渣蒸汽辅助合成麦羟硅钠石及其对Cu2+的吸附研究

以伊利石硅渣为原料,采用蒸汽辅助转化法(SAC)合成了高产率、高结晶度的纯相麦羟硅钠石(Magadiite)。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察了钠硅比(n(Na₂O)/n(SiO₂))、晶化温度和晶化时间对合成样品结构及形貌的影响。结果表明,该体系的初步优化合成条件为钠硅比0.15,晶化温度170 ℃,晶化时间16 h,样品形貌为玫瑰花形(尺寸约12 μm)。对合成的Magadiite进行Cu²⁺吸附性能测试,探究了吸附剂用量、pH值、吸附时间和Cu²⁺初始浓度对吸附效果的影响。在吸附剂用量为2 g/L,pH值为5,吸附时间为30 min时,Magadiite对Cu²⁺的最大吸附量为25.99 mg/g。     

多组分氯盐体系镁锂分离规律初探

以Na₂CO₃为沉淀剂,初步研究了多组分氯盐混合体系（0.6 mol MgCl₂+1.1 mol LiCl+3.2 mol NaCl）中选择性沉镁的工艺规律。结果表明：在25~80 ℃,总C与总Mg物质的量比[n（C_T）/n（Mg_T）]为 0.8~1.1时,25 ℃形成针状MgCO₃·3H₂O,40 ℃以上形成Mg₅（CO₃）₄（OH）₂·4H₂O不规则片状团聚微球,其中40~50 ℃形成的片状物较为分散且粒径较小,导致固液分离困难。40 ℃时沉镁率最低。温度越高,Li₂CO₃越易形成,沉锂率越大。n（C_T）/n（Mg_T）越大沉镁率和沉锂率越高。室温（25 ℃）、n（C_T）/n（Mg_T）=1.0时,沉镁率达98%以上,且沉锂率<0.1%,镁锂分离效果最好。     

聚苯乙烯接枝聚乙烯亚胺树脂合成及Cu2+吸附

将聚苯乙烯经氯乙酰化后与聚乙烯亚胺（PEI）反应合成了带有多胺结构的聚苯乙烯接枝PEI树脂PSACP，考察了溶剂、温度、物料比、反应时间等因素对接枝反应的影响，其中，N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，物料比为6:1，50℃反应5h时制得的PSACP全交换容量达到5.21mmol/g。PSACP对水溶液中的Cu²⁺具有明显的吸附作用，吸附量受溶液温度、pH和Cu²⁺初始浓度影响，45℃下对pH=5.7、初始浓度为0.5mg/mL的Cu²⁺水溶液的平衡吸附量为2.42mmol/g，吸附符合Langmuir单分子层吸附，经过三次循环，吸附容量仍然较高。25℃下对Cu²⁺的动态吸附容量达到2.74mmol/g，Cu²⁺可经1mol/L HCl洗脱，脱附率为83.8%且无拖尾现象。     

碱度对A型分子筛成型体的影响研究

以4A分子筛为原料、高岭土作为黏结剂制备分子筛成型体吸附剂,探究了碱度对成型体吸附性能、晶粒大小及强度的影响。结果表明：当氧化钠与二氧化硅物质的量比为2、水与氧化钠物质的量比为50时,可为成型体提供适宜的钠源和碱度,生成晶粒大小适中的分子筛;适宜的碱度可以在保证成型体吸附剂强度的同时,解决高岭土堵塞分子筛孔道影响吸附性能的问题,最大程度提高成型体吸附剂的吸附效率。     

钢渣对Ni2+与Cu2+的竞争吸附研究

将转炉钢渣磨碎筛分,从钢渣投加量、吸附时间、酸性条件等方面探究其对水溶液中Ni²⁺的吸附性能及吸附机理,并讨论Cu²⁺对钢渣吸附Ni²⁺的影响。研究结果表明,100 mL浓度为50 mg·L^-1的Ni²⁺溶液,用200目(0.074 mm)0.15 g的钢渣处理30 min,Ni²⁺的吸附率为99.88%。钢渣吸附Ni²⁺的过程符合准二级动力学模型和Freundlich等温模型。钢渣吸附Cu²⁺与吸附Ni²⁺属于竞争吸附,且钢渣对Cu²⁺的吸附能力优于对Ni²⁺的吸附能力。钢渣吸附Ni²⁺的过程以化学吸附为主,伴随着物理吸附,且随着钢渣表层吸附位点的减少,钢渣对Ni²⁺的物理吸附作用会逐渐减弱。该研究对处理工业含Ni²⁺与Cu²⁺的废水具有一定的指导意义。     

氧化铈-二氧化硅介孔材料制备及对铜离子的吸附性能

采用共沉淀法和沉淀浸渍法制备了纳米氧化铈-二氧化硅（CeO₂-SiO₂）介孔材料吸附剂,主要考察了其对水中铜离子（Cu²⁺）的吸附行为。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮吸附（BET）等手段对合成的介孔材料进行了性能表征,并通过静态吸附实验分析了溶液pH、溶液初始金属离子质量浓度、吸附剂用量、吸附时间等条件对介孔材料吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的纳米CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的去除效果较沉淀浸渍法要好;当溶液pH=7.0时CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的吸附效果最好,20 min时基本达到吸附平衡;溶液初始Cu²⁺浓度增大Cu²⁺去除率降低,Cu²⁺累计吸附量增大;随着吸附剂用量增加Cu²⁺去除率增大,当CeO₂-SiO₂吸附剂用量为0.15 g/L时对Cu²⁺的去除率趋于稳定;CeO₂-SiO₂吸附剂对不同金属离子吸附性能由大到小的顺序为Cu²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺,该吸附过程均符合准二级动力学模型。     

自养硝化颗粒污泥吸附铜离子性能及吸附等温线

以自养硝化颗粒污泥作为吸附剂，研究了其对铜离子的吸附效果及最佳吸附工艺条件，并探索了其吸附等温线。通过单因素实验研究铜离子浓度、吸附时间、污泥浓度、搅拌速度和温度对吸附效果的影响，最终得出搅拌速度、吸附时间以及污泥浓度对吸附效果有明显影响。在此基础上，通过响应曲面法耦合出吸附的最佳工况点：时间（A）=2.50h，转速（B）=125r/min，污泥量（C）=5250mg/L。在此条件下研究了颗粒污泥的吸附特性及稳定性。结果表明，硝化颗粒污泥在重金属废水中表现出极强的耐受性与稳定性，不同浓度下颗粒化率均维持在93%以上。Langmuir与Freundlich方程动力学拟合结果显示：Langmuir等温方程的拟合度R²_Cu=0.999，表明硝化颗粒污泥对于Cu²⁺属于典型的单分子层吸附，且能描述最大吸附量为Q_max=15.02mg/g。Freundlich等温方程的拟合过程中，相关系数R²_Cu=0.969，1/n=0.1305，表明硝化颗粒污泥对Cu²⁺吸附能力较强；较高的拟合度也在一定程度上表明硝化颗粒污泥对Cu²⁺的吸附是一个复杂的物理化学过程。     

Hydrothermal synthesis of zeolitic material from circulating fluidized bed combustion fly ash for the highly efficient removal of lead from aqueous solution

The utilization of coal fly ash derived from circulating fluidized bed combustion (CFBFA) still faces great challenges because of its unique characteristics. In this study, a zeolitic material with Na-P1 zeolite as the main phase was successfully synthesized via a hydrothermal method by using CFBFA as the raw material. The effects of hydrothermal temperature, time, and added CTAB amount on the characterizations of synthesized materials were investigated by XRD, SEM, and XPS. The properties of the optimal zeolitic material and its adsorption performance for Pb²⁺ in aqueous solution were evaluated. The influences of pH, initial concentration, dosage, and temperature on Pb²⁺ adsorption were also examined. Results revealed the following optimal parameters for the synthesis of zeolitic material:NaOH concentration of 2 mol·L^-1, solid-to-liquid ratio of 1:10 g·ml^-1, hydrothermal temperature of 110℃, hydrothermal time of 9 h, and CTAB amount of 1 g (per 100 ml solution). The adsorption capacities of the zeolitic material reached 329.67, 424.69, and 542.22 mg·g^-1 when the pH values of aqueous solution were 5, 6, and 7, respectively. The Pb²⁺removal efficiency can reach more than 99% in aqueous solution with the initial concentrations of 100-300 mg·L^-1 under pH 6 and suitable adsorbent dosage. The adsorption and kinetics of Pb²⁺ on the zeolitic material can be described by Langmuir isotherm and pseudo-second-order kinetic models, respectively. The ion exchange between Pb²⁺ and Na⁺ and chemisorption are the main adsorption mechanism. All these findings imply that the synthesis of low-cost adsorbent for Pb²⁺ removal from weak acid and neutral aqueous solution provides a highly effective method to utilize CFBFA.     

预成型高岭土干胶转化合成NaY型分子筛

通过干胶转化法制备了整体式NaY分子筛,采用XRD、SEM及XRF分析表征原料及产物,系统考察了合成体系的n（SiO₂）/n（Al₂O₃）、n（Na₂O）/n（SiO₂）、水量、晶化温度和晶化时间对整体式NaY分子筛制备的影响。结果表明,合成体系n（SiO₂）/n（Al₂O₃）=7.5时,骨架硅铝比（二氧化硅与氧化铝物质的量比）最大为6.12;n（Na₂O）/n（SiO₂）逐渐增大,整体式NaY分子筛结晶度逐渐升高,当n（Na₂O）/n（SiO₂）增至0.35时,会导致P型分子筛的生成;晶化温度从90 ℃逐渐增至120 ℃时,整体式NaY分子筛结晶度也随之升高;在110 ℃下晶化20 h,产物的结晶度达到98%并趋于稳定。干胶转化制备整体式NaY分子筛必须有水的参与,n（H₂O）/n（SiO₂）为4.2左右对反应物的成型及整体式NaY分子筛的晶化较为适宜。     

碱法水热-偶联剂强化改性粉煤灰及表面性能研究

采用碱溶液水热处理和接枝硅烷偶联剂方法对粉煤灰进行表面改性,以提高其在聚合物基体中的界面相容性。通过扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、红外光谱（FT-IR）和接触角测试等方法表征粉煤灰微观形貌、组成及表面性能。氢氧化钠浓度由0 mol/L提至4.0 mol/L时,粉煤灰表面呈花瓣状多级结构,生成分子筛类复盐Na₆（AlSiO₄）₆·4H₂O,比表面积由12.2 m²/g提高至46.4 m²/g,反应活性位点增多,有利于接枝硅烷偶联剂,提高与聚合物的界面相容性。