P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球的制备及其吸附性能

采用分散聚合法制备聚P(St-GMA)微球,通过开环反应将亚氨基二乙酸(iminodiacetic acid,IDA)接枝在微球的表面,然后与金属离子的螯合,制备了一种P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球吸附剂。采用扫描电镜(SEM)、红外光谱(IR)和电导率仪等对其进行了表征。探讨了P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球对牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA)的吸附性能,考察了pH值和吸附时间等对BSA的吸附量的影响,研究了其吸附动力学和吸附热力学特性。结果表明,pH=6时,吸附量最大;在298K时,P(St-GMA)-IDA-Cu(Ⅱ)微球的最大吸附量为37.66mg/g,吸附符合Langmuir方程;动力学研究结果表明,准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果。     

β-环糊精改性磁性壳聚糖微球对亚甲基蓝吸附性能研究

以壳聚糖、四氧化三铁(Fe_3O_4)和β-环糊精为原料,三聚磷酸钠和环氧氯丙烷为交联剂,采用离子交联法制备β-环糊精改性磁性壳聚糖微球,考察了改性微球对亚甲基蓝的吸附性能及吸附机理。结果表明:改性微球对亚甲基蓝的吸附量随着pH值的升高而增加,随着温度的升高而降低;亚甲基蓝在改性微球上的吸附等温线可用Langmuir方程模拟,吸附动力学符合拟二级动力学方程。在吸附温度为20℃,吸附时间为100min,pH值为8时,改性微球对亚甲基蓝吸附量和脱色率分别达到123.70mg/g和98.96%。用0.01mol/L硝酸(HNO_3)溶液对吸附饱和的改性微球进行解吸,经过3次重复试验后,对亚甲基蓝的吸附量和脱色率是首次的93.69%,再生效果较好,可重复使用。     

阳离子淀粉微球对Ni(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了阳离子淀粉微球对Ni(Ⅱ)的吸附行为,考查了时间、吸附剂用量及Ni(Ⅱ)初始浓度对吸附性能的影响,并探讨了Ni(Ⅱ)的吸附动力学。结果表明,吸附的最佳条件是吸附时间为3 h、吸附剂用量为0.3 g,Ni(Ⅱ)初始浓度为50 mg/L;分别采用两种动力学方程考察其吸附动力学,其结果和准二级模型计算结果之间有较好的相关性,说明了阳离子淀粉微球对Ni(Ⅱ)的吸附为化学吸附。     

氨基功能化P(St-HEMA)磁性微球的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能

采用分散聚合法制备了P(St-HEMA)磁性微球,利用乙二胺与磁性微球进行反应得到表面含有氨基的[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球。通过扫描电镜(SEM)、光学显微镜、傅立叶红外光谱(FT-IR)和样品磁力振荡计(VSM)等对样品进行了表征,并将其应用于对含Pb(Ⅱ)的模拟废水吸附性能研究。考察了pH值、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb2+具有较好的吸附能力;在298 K时,[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在90 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达87.566 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合[P(St-HEMA)-EDA]磁性微球对Pb^2+的吸附。     

果胶磁性微球的制备及其对Mn(Ⅱ)及Cr(Ⅵ)的吸附性能

以氯化钙为交联剂,采用包埋法制备了一种果胶磁性微球吸附剂,通过红外光谱、扫描电镜、XRD、磁性分析和TGA对样品进行了表征,并考察了吸附时间、Mn2+(Cr6+)的浓度、吸附剂用量和吸附溶液的pH对果胶磁性微球吸附性能的影响。分析了果胶磁性微球分别吸附Mn(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附动力学、吸附等温线。结果表明:果胶磁性微球对Mn(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附达平衡分别需要4h和1.5h,饱合吸附量分别为54.35mg/g和9.62mg/g,吸附等温线较好地满足Freundlich模型和Langmuir模型,最大吸附量分别为102.04mg/g和25.45mg/g。吸附动力学符合准二级动力学模型,主要由化学吸附控制其吸附速率。     

三乙烯四胺改性的磁性微球对酸性品红的吸附研究

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为功能单体，采用分数聚合法合成了聚(苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯)[P(St-GMA)]磁性微球，利用三乙烯四胺(TETA)修饰P(St-GMA)磁性微球，制备表面含有氨基的P(St-GMA)-TETA磁性微球。采用光学显微镜、傅里叶红外光谱(FT-IR)和样品磁力振荡计(VSM)等手段进行表征，并将其应用于对含酸性品红(AF)的模拟废水吸附性能研究。考察了pH、吸附剂用量和吸附时间等因素对[P(St-GMA)-TETA]磁性微球吸附量的影响。结果表明：该吸附剂对AF的吸附符合准二级动力学模型，60min内基本达到吸附平衡，在298K时，最大吸附量高达171.821mg/g, Langmuir等温吸附数学模型能较好地拟合P(St-GMA)-TETA磁性微球对AF染料的吸附。     

交联淀粉微球的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以可溶性淀粉为主要原料,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)为制备反应的交联剂,环己烷为油相,过硫酸钾-亚硫酸氢钠(K_2S_2O_8-Na HSO_3)氧化还原体系为引发剂,Span80、Tween60为乳化剂,采用反向悬浮法制备交联淀粉微球,并利用红外光谱仪对交联淀粉微球的结构进行表征。以交联淀粉微球作为吸附剂,研究了吸附时间、淀粉微球的质量及Cr(Ⅵ)的初始浓度对Cr(Ⅵ)的吸附性能的影响并考察了淀粉微球吸附Cr(Ⅵ)的热力学特性。吸附实验发现,在淀粉微球质量为0.05 g、吸附时间为70 min、初始浓度为50 mg/L时交联淀粉微球对Cr(Ⅵ)的吸附量较高。热力学实验表明,交联淀粉微球对Cr(Ⅵ)吸附行为符合Langmuir热力学方程,相关系数为0.989 0。     

高亲水性聚(苯乙烯-二乙烯基苯)多孔微球的制备及亲水性研究

以环状马来酸酐为改性剂,分别采用改进的二步种子溶胀法和悬挂双键接枝法制得了高亲水性的聚(苯乙烯-二乙烯苯)/马来酸酐共聚多孔微球(PSt-DVB-co-MAH)及聚(苯乙烯-二乙烯苯)接枝马来酸酐多孔微球(PSt-DVB-g-MAH)。用FT-IR证明了改性产物中马来酸酐的存在;用TEM、SEM观察了改性前后微球的内、外部形貌;酸碱滴定法考查了MAH加入量对微球孔径的影响;用极性熊果苷的吸附对比实验验证了改性效果。结果表明,两种方法制得的改性微球在形态上与没改性前的微球略有差别,但当共聚法St∶DVB∶MAH=10∶8∶2及接枝法P(St-DVB)微球∶MAH=5∶3时,所得亲水微球均保持了较好的多孔形貌且亲水性比未改性的增大5倍以上。     

聚吡咯对Cr(Ⅵ)离子的吸附性能研究

目前有关纯聚吡咯(PPy)用于吸附处理含Cr(Ⅵ)废水的研究不多。为了考察聚吡咯对铬离子污水的吸附性能,在超声条件下原位氧化聚合制备了PPy微/纳米球。用红外光谱仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和紫外-可见光谱仪分别表征了样品的结构、形貌和吸附性能。以聚吡咯为吸附剂研究了吸附时间、pH值、初始浓度及温度对Cr(Ⅵ)离子吸附性能的影响。结果表明:对于含Cr(Ⅵ)500 mg/L的溶液,吸附5 min的去除率已超过94.6%;pH值对PPy吸附性能影响不大;随着温度的升高,吸附率逐渐升高。其等温吸附行为较好地符合Freudlich吸附模型。PPy动力学吸附拟合满足准二级动力学模型,通过计算得到聚吡咯对Cr(Ⅵ)的理论最大单位吸附量为47.6 mg/g(试验值为49.7 mg/g)。     

壳聚糖固载阳离子环糊精微球的制备及载药性能

将β-环糊精、环氧氯丙烷和氯化胆碱经一步缩聚反应制得阳离子环糊精聚合物(CPβCD),采用反相悬浮法制备壳聚糖微球(CS),再以环氧氯丙烷为交联剂制备具有CPβCD和CS双重特性的壳聚糖固载阳离子环糊精聚合物微球(CS/CPβCD),用核磁共振(1H-NMR),红外光谱(FT-IR),扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对产物进行表征,以酮洛芬为模型药物,研究了CS/CPβCD微球的载药性能。结果表明,CS/CPβCD微球对酮洛芬的最大载药量为849.4 mg/g,吸附规律符合Freundlich等温方程,载药CS/CPβCD微球具有缓释性能,并且在模拟肠液中的缓释效果优于模拟胃液,为CS/CPβCD作为药物缓释载体提供了依据。     

海藻酸钠/聚乙烯亚胺凝胶球的合成及对Cr(Ⅵ)的吸附性能和机制

海藻酸钠(SA)是一种生物质材料,具有来源广泛、价格低廉的特性,被众多科研人员用于实验室研究,制备成吸附剂去除水溶液中的金属离子。但目前制备的大多数SA基吸附材料是实心水凝胶状,具有比表面积较低、吸附速率慢、吸附容量小的缺点。本研究以SA为基体,向其中添加碳酸钙和聚乙烯亚胺(PEI),以戊二醛为交联剂,经冷冻干燥后制备出多孔的SA/PEI凝胶球,探究其对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附特性。通过改变实验条件,研究pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、吸附温度、吸附时间等对SA/PEI凝胶球吸附性能的影响;引入吸附动力学和热力学模型对吸附过程进行分析;采用FTIR、Zeta电位、SEM、XPS对SA/PEI凝胶球合成及吸附Cr(Ⅵ)机制进行综合分析。结果表明,SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的去除率与初始浓度呈负相关;该吸附过程符合拟二级动力学和Langmuir等温吸附模型,且该吸附反应是自发的吸热过程,在温度为318.15 K、pH值为2时,Langmuir等温吸附拟合所得最大吸附量为262.83 mg/g。SA/PEI凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附机制主要为静电作用导致的物理吸附。      

高粱秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附热力学与动力学研究

利用Langmuir和Freundlich等温方程、准一级及准二级动力学方程对实验数据进行拟合分析,研究了高粱秸秆生物炭(SSB)对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附热力学与动力学行为。结果表明:SSB对Cr(Ⅵ)的等温吸附规律可用Langmuir吸附等温方程描述,吸附过程较好的符合准一级动力学方程。吸附过程的ΔG00、ΔH00,且仅为13.874kJ/mol,ΔS00,说明SSB对Cr(Ⅵ)的吸附是以物理吸附为主的自发吸热过程。     

SA-g-P(AA-co-AMPS)/KL对罗丹明6G的吸附性能研究

研究了海藻酸钠接枝聚丙烯酸2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸/高岭土(SA-g-P(AA-co-AMPS)/KL)复合树脂对罗丹明6G染液的吸附性能。探讨了染料初始浓度、吸附时间、pH值对吸附性能的影响,并对吸附结果进行热力学和动力学拟合。结果表明,复合树脂对罗丹明6G在实验条件下的最大吸附量为710 mg/g,吸附过程是自发的,且同时符合Freudlich方程和Redlich-Peterson方程,动力学符合拟二级动力学方程。     

Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在聚吡咯/凹凸棒粘土上的竞争吸附

以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒粘土(PPy/ATP)复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行了分析表征,研究了其对水中重金属离子Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了影响Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)吸附率的主要因素、热力学性能,以及2种离子的吸附等温线类型。结果表明,m(py)∶m(ATP)=1∶1,复合材料质量为0.06 g,反应时间1h时复合材料吸附性能达到最佳,且对Cr(Ⅵ)的吸附性能明显优于Ni(Ⅱ)。该复合材料对于Ni(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程。经过Langmuir等温方程非线性拟合可知,在双离子竞争体系中,对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可达139.41 mg/g。扫描电镜的结果为PPy/ATP复合材料依然具有棒状结构,凹凸棒表面附着的聚吡咯颗粒多而均匀。     

纳米Fe3O4@茶渣/海藻酸钙磁性复合材料制备及其对亚甲基蓝的吸附性能与吸附机制

采用离子共沉淀技术在茶渣(Tea waste, TW)表面沉积纳米Fe₃O₄粒子(TW@nano-Fe₃O₄),用溶胶凝胶法制备茶渣@纳米Fe₃O₄/海藻酸钙(TW@nano-Fe₃O₄/CA)磁性复合微球,通过SEM、XPS、XRD、振动样品磁强计(VSM)及万能试验机对材料结构和性能进行了表征与测试,并研究了其对水溶液中亚甲基蓝(Methylene blue, MB)的吸附性能与机制。结果表明,TW@nano-Fe₃O₄/CA复合微球磁性响应明显,粒径为1.2~1.7 mm。微球表面粗糙、褶皱,内部为疏松多孔道结构。随TW@nano-Fe₃O₄含量增加,微球粒径增加,磁响应增强,但对MB的吸附量缓慢下降;TW@nano-Fe₃O₄/CA微球对MB的吸附动力学数据与准二级动力学方程拟合较好,等温吸附过程符合Langmuir模型,对MB的吸附过程是自发性和熵减小的放热过程。在303 K下,质量配比为TW@nano-Fe₃O₄∶CA=4∶1的复合微球对MB的Langmuir最大吸附量为272.5 mg·g^-1,比TW提高86.7%,并具有良好的再生与循环使用性能。     

掺杂不同铁含量介孔SiO_2微球对甲基紫吸附研究

为改善印染废水的深度处理效果,通过吸附试验研究掺杂不同铁含量的介孔SiO2微球(Fe-MSM)吸附水中甲基紫(MV)染料的最佳吸附条件、动力学方程和吸附机理。采用XRD、FT-IR、N2吸附-脱附、SEM及AAS对吸附剂进行表征,考察了吸附剂用量、吸附时间、初始染料浓度、pH对吸附性能的影响,得出表观动力学方程及相关参数,并探讨了吸附机理。结果表明:铁掺杂量不同对MV吸附率的影响不大;初始浓度为50mg/L MV溶液,吸附剂用量为10mg,吸附平衡时间为30min,pH偏弱碱性时吸附性能最好达99%。吸附过程符合表观二级动力学方程,颗粒内扩散是速率控制步骤。     

蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球的制备及其对罗丹明B吸附性能的研究

以蔗渣纤维素、海藻酸钠为三维网络框架,膨润土为吸附功能单元,采用金属离子交联法联合物理包载法制备蔗渣纤维素-海藻酸钙-膨润土多孔微球,研究其对罗丹明B吸附性能,探究其吸附机理。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和热重(TG)等表征手段分别对多孔微球形貌、晶相和热稳定性进行表征。结果表明：在固液比2g/L,染料溶液pH=3,体积为25mL,初始浓度为400mg/L,吸附温度为318K,吸附360min后,吸附量高达87.14mg/g。多孔微球吸附罗丹明B过程符合准二级动力学模型,罗丹明B在多孔微球吸附遵循Langmuir等温线吸附模型。吸附罗丹明B前后,多孔微球为类球形,具有一定孔隙结构;多孔微球中膨润土晶型结构无明显改变,且具有一定热稳定性。     

改性壳聚糖微球合成及对Cu~(2+)吸附性能的研究

壳聚糖由于其结构特性和表面化学性能,对过渡金属离子有很强的亲和力和良好的选择性。利用二乙胺、三乙胺、聚乙烯亚胺(PEI)对壳聚糖微球进行改性,增加壳聚糖微球的活性中心以强化对二价铜离子(Cu~(2+))的吸附能力。实验结果表明:在Cu~(2+)溶液pH为5,吸附时间为15min,温度为35℃时,制得的改性壳聚糖微球对Cu~(2+)的吸附量达到2.88mmol/g。     

改性磁性木薯渣微球的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附

以固体废弃生物质木薯渣为原料,首先采用乙二胺和二硫化碳对其进行化学改性,然后反相乳液-交联聚合制备化学改性木薯渣磁性微球吸附剂。考察了Pb(Ⅱ)的初始浓度、吸附剂含量、吸附时间、pH和吸附温度对Pb(Ⅱ)的吸附规律及动力学行为;并通过扫描电镜和红外光谱对其进行表征。结果表明,木薯渣被乙二胺和二硫化碳成功改性;黄原酸酯木薯渣磁性微球(SCRM)的分散性和球形度好。在本实验考察范围内,SCRM对Pb(Ⅱ)吸附量可达304mg/g;动力学研究显示吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学模型,吸附过程是一个受化学吸附机理控制的过程。     

邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂对水中2-萘酚的吸附

采用邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂FZH5,以Amberlite XAD-4作为参照,探讨了对水溶液中2-萘酚的吸附热力学和吸附动力学。分别用Langmuir等温方程和Freundlich等温方程对吸附等温线进行拟合,并采用动力学准一级和二级方程对两种树脂进行了动态吸附拟合。结果表明,经过修饰的FZH5对水中2-萘酚的吸附效率高于Amberlite XAD-4,对2-萘酚的吸附过程在温度较高时化学吸附为主导,吸附速率主要受控于颗粒内扩散过程。