离子交换树脂吸附苯酚的性能研究

研究了717强碱阴离子交换树脂对苯酚的吸附性能。结果表明,在pH=10~13时,吸附能力最好。等温吸附符合Freundlich和Langmuir经验式。在293~313 K条件下,苯酚吸附量为220~260 mg/g的吸附焓变为-13.69~-12.02 kJ/mol,吸附自由能变为-7.02~-7.21 kJ/mol,吸附熵变为-22.76~-15.37 J/(K.mol)。吸附动力学符合Lagergren准二级速率方程,吸附速率常数为8.5×10-4~2.74×10-3g/(mg.min),吸附活化能为44.1 kJ/mol。303 K下其静态累积饱和吸附容量为399.8 mg/g(4.253 mmol/g)。用0.05 mol/L HCl溶液能定量洗脱苯酚,洗脱率达99%。     

阴离子交换树脂对磺基水杨酸的吸附解吸性能

用阴离子交换树脂(D201)吸附的方法研究了磺基水杨酸的富集及回收。测定了溶液的pH值、温度、吸附时间等因素对吸附的影响,探讨了吸附的热力学和动力学特性。结果表明:D201树脂在pH=2—11时,吸附能力最好,等温吸附服从Freundlich经验式,吸附动力学符合Lagergren一级速率方程,颗粒内扩散是速率控制步骤之一,膜扩散也共同影响着吸附过程。在295—313 K条件下,磺基水杨酸吸附质量分数为380—420 mg/g的吸附焓变为-13.73—-8.422 kJ/mol,自由能变为-19.89—-21.45 kJ/mol,吸附熵变为20.88—41.62 J/(K.mol),吸附速率常数为0.025 3—0.056 5 min-1,吸附活化能为34.04 kJ/mol。315 K下用质量分数10%NaCl+2%NaOH溶液可定量洗脱,洗脱率达99%。     

载硫脲树脂对Pd~(2+)的吸附与脱附性能

研究了717载硫脲树脂对Pd2+的吸附热力学、动力学及脱附特性,考察了吸附时间、pH值、温度等因素对树脂吸附Pd2+的影响。结果表明:在pH=1—5时,吸附能力最好;等温吸附服从Freundlich经验式,在303—313 K条件下,Pd2+吸附量(质量比)为60—80 mg/g的吸附焓变为-29.24—-23.98 kJ/mol,自由能变为-8.00—-7.65 kJ/mol,吸附熵变为-70.10—-52.17 J/(K.mol)。吸附动力学符合Lagergren一级速率方程,303 K时吸附速率常数为0.022 min-1,颗粒内扩散是速率控制步骤之一,膜扩散也共同影响着吸附过程。303 K下树脂静态累积饱和吸附量为144.2 mg/g。用质量分数8%硫脲-1 mol/L HCl混合液可以将树脂上的Pd2+完全解吸。     

ATP颗粒吸附剂对磷的吸附性能

通过静态吸附实验,研究了ATP颗粒吸附剂对水体中磷的吸附性能,并从动力学和热力学角度探讨了吸附作用机理。结果表明,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合准二级动力学方程,以化学吸附为速率控制步骤;表观吸附活化能Ea为5.883 kJ/mol,说明温度对该吸附过程影响较小;在288~308 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964~-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107~0.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.985~33.498 kJ/mol,表明ATP颗粒吸附剂对磷的吸附属于自发的、熵增加的吸热过程,同时存在物理吸附和化学吸附。     

坡缕石黏土吸附Cu~(2+)的动力学

通过提纯的坡缕石黏土对水溶液中Cu~(2+)的静态吸附实验,考察了吸附过程的动力学特征,研究了吸附过程的动力学模型、表观活化能和活化热力学参数,并对吸附速率的控制进行了分析。结果表明:在实验条件下坡缕石黏土对水中的Cu~(2+)具有较快的吸附速率,60min可基本达到平衡;吸附过程能较好地符合Lagergren pseudo-second-order吸附动力学方程,速率常数k_2随温度的升高而增大,随Cu~(2+)初始浓度的增加而减小;吸附过程的表观活化能为18.82kJ/mol,是活化的化学吸附,活化焓为16.26kJ/mol,活化Gibbs自由能为75.40～79.38kJ/mol,活化熵为-198.50 J/(mol·K),活化为吸热过程,是缔合反应机制:吸附速率由液膜扩散和颗粒内扩散共同控制,低浓度时主要受液膜扩散控制,高浓度时颗粒内扩散的影响更为明显。     

Streamline DEAE对蛋白酶复合物的吸附平衡研究

以人凝血酶原复合物(以下简称PCC)为目标产物,研究了扩张床用离子交换树脂Streamline DEAE对蛋白酶复合物的吸附平衡。测定了不同温度下的吸附等温线和吸附动力学曲线,并通过计算求得热力学和动力学参数。结果表明:Streamline DEAE对PCC的吸附符合Langmuir模型,吸附反应的焓热变为34.466 kJ/mol;吸附动力学曲线用拟二级速率方程拟和有着较好的吻合度。吸附过程中蛋白质分子在树脂颗粒内部的扩散为控制步骤,求得吸附反应的表观活化能为29.089 kJ/mol,表明此Streamline DEAE对PCC的吸附具有反应速率快,性能稳定等特点。     

ATP颗粒吸附剂对磷的吸附性能

通过静态吸附实验,研究了ATP颗粒吸附剂对水体中磷的吸附性能,并从动力学和热力学角度探讨了吸附作用机理。结果表明,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合准二级动力学方程,以化学吸附为速率控制步骤;表观吸附活化能Ea为5.883 kJ/mol,说明温度对该吸附过程影响较小;在288³08 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964308 K范围内,ATP颗粒吸附剂对磷的吸附符合Freundlich等温吸附方程,该吸附介于单层和多层吸附之间,吸附表面存在一定的不均匀性;由吸附过程的热力学参数ΔG为-4.964^-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107-5.403 kJ/mol、ΔS为0.107⁰.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.9850.131 kJ/(mol·K)、ΔH为27.985³3.498 kJ/mol,表明ATP颗粒吸附剂对磷的吸附属于自发的、熵增加的吸热过程,同时存在物理吸附和化学吸附。     

新型多孔纳米钛酸锶钡的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能

采用反相悬浮聚合溶胶-凝胶法制备了多孔纳米钛酸锶钡吸附剂,分别采用Fourier变换红外光谱、扫描电镜和X射线衍射进行表征。将该多孔纳米钛酸锶钡应用于水中镉离子的吸附,考察了吸附、洗脱条件对其吸附性能的影响,探讨了吸附热力学和动力学规律。结果表明:采用反相悬浮聚合溶胶-凝胶法合成的多孔材料,由纳米粒径的钛酸锶钡晶体组成,平均晶粒粒径为17nm。当pH值为4～7时,该吸附剂对水中的镉离子有很强的吸附能力。其吸附动力学符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学方程式,吸附过程的焓变为37.337kJ/mol,各温度下,Gibbs自由能变均为负值,熵变均为正,吸附活化能为32.965kJ/mol,该吸附为吸热的自发的物理过程。吸附后,该吸附剂可用1mol/L硝酸洗脱再生。     

Mg/Al双金属氧化物吸附Cr(Ⅵ)的动力学和热力学机理

通过静态吸附实验,研究了Cr(Ⅵ).Mg/Al水滑石焙烧产物层状双金属氧化物(layered double oxides,LDO)的吸附性能.考察了温度对其吸 附性能的影响,探讨了吸附动力学和热力学规律.研究表明:吸附动力学符合准二级动力学模型,LDO的吸附活化能为21.42kJ/mol,表现为扩散控 制过程.在293~333 K温度范围内,吸附自由能(△Go)变小是Cr(Ⅵ)ELDO上的吸附推动力;吸附热(吸附焓变H)为5.12 kJ/mol,是自发的物理吸附过程;LDO吸附Cr(Ⅵ)为熵增过程.其熵变为49.12 J/(mol·K).结合XRD表征结果探讨了吸附机理:LDO吸附Cr(Ⅵ)无配位摹交换、化学键等强的作用力,Mg/Al金属氧化物在吸附Cr(Ⅵ)后恢复为LDH层状结构,因此,LDO对Cr(Ⅵ)的强吸附能力是冈为其具有较强的结构"记忆效应".     

微波辅助酸改性粉煤灰对镉的吸附性能研究

采用微波辅助酸改性粉煤灰,制备的改性粉煤灰用于处理含Cd~(2+)废水,进行静态吸附实验研究,测定了298~308 K范围内吸附等温线。结果表明,改性粉煤灰对Cd2+有良好的吸附性能,吸附符合Langmuir等温方程,最大饱和吸附量为12.5 mg/g。吸附焓变为38.87 k J/mol,吸附Gibbs自由能为-4.25~-2.85 k J/mol,吸附熵变为117 J/(mol·K),表明该吸附过程是自发吸热过程。     

D201树脂吸附钒的静态性能及动力学研究

采用D201树脂对钒溶液进行了静态吸附性能和动力学研究,考察了钒浓度、pH值、温度等因素对静态吸附钒的影响,探讨吸附钒的动力学过程。结果表明,在温度303 K,pH为2.0,五氧化二钒浓度为12 g/L条件下,树脂的饱和吸附容量达306 mg/g;在钒溶液流速为0.02 mL/(min.g)条件下,动态吸附量为270 mg/g。吸附过程遵循Freundlish方程,吸附过程的控制步骤为粒扩散过程,反应级数为拟二级,表观吸附活化能为14.165 kJ/mol。     

D815树脂吸附钒的性能及动力学研究

实验研究了钒溶液在D815树脂上的吸附行为,并从热力学和动力学两个方面对吸附过程进行了分析.结果表明:在温度为30℃,pH为2.20,五氧化二钒初始浓度为15.0g/L条件下,树脂的饱和吸附容量达到最大值520 mg/g;在钒溶液流速为0.1 mL·min(-1)·g(-1)条件下,吸附经过2h左右达到穿透点,50 h...     

SQD201树脂对钒的吸附-解吸行为及机理

通过静态吸附-解吸实验研究了SQD201树脂吸附-解吸钒的交换平衡和动力学特性,考察了pH值、温度和溶液浓度对离子交换过程的影响. 结果表明,在298 K、pH=2.0、溶液浓度为0.040 mol/L条件下,SQD201树脂的静态饱和吸附量为573.80 mg/g;钒在SQD201树脂上的吸附是吸热过程,符合Langmuir等温吸附方程. 吸附和解吸过程主要受颗粒扩散控制,吸附过程的表观活化能为20.41 kJ/mol,解吸表观活化能为22.21 J/mol. 吸附机理分析表明,SQD201树脂主要吸附的钒阴离子为H2V10O284-,H2V10O284-与树脂的理论摩尔比为1:4.     

水杨酸和磺基水杨酸在D201树脂上的共吸附行为

采用静态法和动态法研究了水溶液中水杨酸和磺基水杨酸在D201树脂上的共吸附行为和吸附选择性。同时竞争吸附、预负荷竞争吸附和等温吸附的结果均表明:水杨酸的存在对磺基水杨酸的吸附影响较小,而磺基水杨酸的存在则大大削弱了水杨酸的吸附2,种溶质在吸附位点上的竞争为主要作用机制。在双溶质(质量浓度比为1∶1)吸附体系中,初始质量浓度对吸附选择性的影响明显,初始质量浓度≤500 mg/L时,树脂对水杨酸或磺基水杨酸的吸附选择性均很小;初始浓度为1 000—2 000 mg/L时,树脂对磺基水杨酸有很高的吸附选择性,利于二者的选择吸附分离。对初始质量浓度均为2 000 mg/L的双溶质水溶液的动态吸附与脱附表明,以1.000 g树脂装柱,吸附出水在250 mL泄漏点内几乎只含水杨酸,磺基水杨酸被吸附于树脂上。室温下以质量分数5%NaCl+2%NaOH溶液作为脱附剂,可完全洗脱树脂上吸附的磺基水杨酸和水杨酸,其分离系数为300,磺基水杨酸的回收率为96%。应用D201树脂能有效实现磺基水杨酸与水杨酸的选择性吸附分离。     

X-5大孔树脂对黄芪异黄酮的吸附特性

通过对比5种大孔树脂对黄芪异黄酮的吸附和解吸特性,发现X-5大孔树脂最适用于吸附黄芪异黄酮,并进一步采用静态吸附法研究了X-5树脂对黄芪异黄酮的吸附动力学和热力学特性。动力学研究表明,准二级动力学相对于其它模型而言能够更好地描述黄芪异黄酮的吸附过程,颗粒内扩散是整个吸附过程的主要速率控制步骤;黄芪异黄酮的吸附符合Langmuir等温吸附模型。热力学研究表明,ΔG0<0即吸附是自发进行的,ΔH0和ΔS0分别为8.021 kJ/mol和62.51 J/(mol?K)说明X-5大孔树脂对黄芪异黄酮的吸附是以熵为主要驱动力的吸热 过程。     

阴离子交换树脂吸附辣椒碱的动力学研究

以辣椒树脂为原料,采用静态吸附法确定了201×7型阴离子交换树脂吸附辣椒碱的最优工艺和提取机理。通过可见分光光度法测定了辣椒碱的质量浓度,并绘制出了不同pH的吸附等温线,建立了离子交换吸附辣椒碱的动力学模型。实验结果表明:该树脂吸附辣椒碱的最优pH值为5.5,当pH5.0或pH6.0时,Langmuir方程能够更好地拟合该吸附过程;而当pH=5.0~6.0时,辣椒碱的吸附等温线更符合Freundlich方程。在pH=5.5、308.15K下,较高的辣椒树脂的质量浓度能显著提高离子交换速率,且初期(t30 min)800~1200r/min的搅拌速率有利于吸附过程。通过计算得出,树脂吸附辣椒碱模型的速率常数k0=2.11×10-3s-1、活化能Ea=12.6 k J/mol、反应级数为0.268,并利用Freundlich模型解析获得了最优pH值(5.5)下阴离子交换树脂吸附辣椒碱的动力学方程。     

大孔螯合树脂对Pb2+的吸附行为及机理

通过静态和动态吸附实验,研究了Pb2+在D418树脂上的吸附行为,从热力学和动力学方面对吸附过程进行了分析,并通过红外光谱探讨了吸附机理. 结果表明,在所研究的条件范围内,Pb2+在D418树脂上的吸附是吸热过程,同时符合Freundlich和Langmuir等温吸附方程;液膜扩散为Pb2+在D418树脂上吸附速率的主要控制步骤,随着溶液初始浓度的增大,吸附速率逐渐减小;313 K温度下树脂的静态饱和吸附容量为375 mg/g,在298 K下用3 mol/L的硝酸作为解吸剂,解吸率可达97%;最佳的解吸剂用量为5倍床层体积. 该树脂吸附操作简单,易再生,不产生二次污染,有望用于含铅废水的治理及铅的富集.     

新型交联壳聚糖树脂颗粒对铂的吸附行为

以甲醛为预交联剂、环硫氯丙烷为交联剂,合成了新型交联壳聚糖树脂,用扫描电镜、X射线衍射仪及红外光谱表征了树脂的结构,考察了交联剂用量对铂吸附量的影响,研究了树脂对铂的吸附动力学、等温吸附特性及解吸特性. 结果表明,壳聚糖与交联剂的最佳用量比为壳聚糖:甲醛:环硫氯丙烷=1 g:7 mL:2 mL;树脂吸附铂的动力学符合Boyd液膜扩散方程,其吸附控制过程以液膜扩散为主,表观吸附活化能为14.28 kJ/mol,其等温吸附过程符合Freundlich等温吸附方程;以硫脲(1%)-盐酸(1 mol/L)作为铂的解吸剂,解吸时间为1 h,解吸率达到99.75%.     

树脂离子交换提取拜耳法流程中钒的动力学

采用201′7树脂对拜耳法生产Al2O3流程中种分母液沉钒后再浸出,对制得的Na2VO4溶液进行了静态吸附动力学研究,分析了吸附机理. 采用批式离子交换法,考察了树脂粒径、温度、搅拌速率、溶液浓度对离子交换过程的影响,并用动边界模型对树脂吸附钒的离子交换过程进行了描述. 结果表明,离子交换过程由颗粒内扩散控制,搅拌速率和反应温度对交换速率影响较小,吸附速率随Na2VO4溶液中钒初始浓度的增加而升高;交换过程的反应速率常数为10.052 cm4/(mol×s),反应级数n为0.5507,表观活化能为39.67 kJ/mol. 吸附机理分析结果表明,在动力学实验过程中201′7树脂主要吸附的钒阴离子为V10O286-.