有机蛭石的制备及其对2,4-二氯酚的吸附性能研究

用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)以不同倍数阳离子交换容量对蛭石进行有机改性,制得有机蛭石,用XRD和FT-IR手段对有机蛭石进行表征,考察了吸附时间、pH值和温度等对有机蛭石吸附有机污染物2,4-二氯酚(2,4-DCP)的吸附效果的影响,并采用Langmuir和Freundlich方程进行拟合,研究其吸附机理。实验结果表明,HDTMA成功进入蛭石层间。相对于蛭石原土吸附量12.72mg/g,改性后的有机蛭石对2,4-DCP的吸附能力均得到显著提高,1.0倍CEC有机蛭石吸附量为90.12mg/g。在酸性条件下,吸附效果更好。Langmuir和Freundlich吸附等温模型均可较好地用来描述1.0倍CEC改性的有机蛭石对2,4-DCP的吸附等温线。有机蛭石对2,4-DCP的吸附量随温度的升高而下降。通过热力学分析发现有机蛭石吸附2,4-DCP是一个自发的吸附过程,低温有利于吸附,材料解吸率不大。     

污泥制备活性炭对 Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附和回收利用

在静态条件下研究了用污泥制备的活性炭吸附剂去除水溶液中Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的效果,考察了溶液pH值、吸附时间、吸附剂用量和Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的初始浓度对去除率的影响.结果表明,污泥制备的活性炭吸附剂对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)具有较强的吸附性能,pH值是影响吸附的主要因素;吸附过程符合Langmuir吸附等温式;在试验条件下,其对Pb(Ⅱ)具有更高的去除能力.还探讨了吸附Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)后回收铅和镍的可行性.     

两种新型改性橘子皮生物质吸附剂的显微组织评价

采用异丙醇-Ca(OH)2和冰醋酸-Ca(OH)2两种新方法改性制备了橘子皮生物质吸附剂,并同时制备了巯基乙酸改性橘子皮生物质吸附剂作对比样。借助扫描电镜和能谱分析,从微观组织形态上对比了未改性、巯基乙酸改性、异丙醇-Ca(OH)2改性和冰醋酸-Ca(OH)2改性橘子皮4种不同的生物质吸附剂,探讨了微观组织形态对吸附能力的影响,最后用钴离子吸附实验加以验证。结果表明,橘子皮经冰醋酸-Ca(OH)2改性后吸附效果最好,其次为异丙醇-Ca(OH)2改性和巯基乙酸改性,最后为未改性橘子皮。研究结果为以橘子皮制备生物质吸附剂提供了理论及实验参考。     

壳聚糖交联腐殖酸凝胶球吸附渗滤液中重金属离子研究

以甲醛(CH₂O)为交联剂,聚乙二醇(PEG)为制孔剂,将腐殖酸(HA)交联到壳聚糖(CS)上成功制备了一种新型多孔吸附材料CS-HA凝胶球,研究其对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附行为,以及在渗滤液环境下这四种重金属离子的动态吸附效果。结果表明：CS-HA凝胶球对Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最佳吸附pH分别为3、8、6和6;吸附均为自发进行的;吸附过程更符合拟二级动力学过程和Langmuir等温模型,其单层饱和吸附量分别为108.84 mg/g、170.40 mg/g、104.95 mg/g和92.80 mg/g。在动态吸附实验中,CS-HA凝胶球能同时吸附渗滤液中的Cr(Ⅵ)、Ni(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ),四种重金属离子的动态总吸附量相近;Ni(Ⅱ)达到耗竭点的时间最长,对吸附剂的利用率相对最高。FTIR红外光谱结果表明CS-HA凝胶球中的氨基、羟基和羧基等官能团与重金属离子的络合作用是主要的吸附机制。     

聚（丙烯酰胺-丙烯酸钠）复合膨润土制备及其对Pb2+的吸附

由溶液聚合法制备了聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土吸附剂,通过FT-IR、XRD、TG-DTG、比表面积和SEM对复合物结构进行了表征。结果表明,丙烯酰胺和丙烯酸钠与膨润土发生插层聚合反应,形成了致密和热稳定性较好的层状复合物。聚(丙烯酰胺-丙烯酸钠)复合膨润土具有—COO-基团与膨润土层间阳离子及Si—OH、Al—OH基团的络合作用要强于聚丙烯酰胺复合膨润土,易于络合溶液中的阳离子。聚丙烯酰胺-丙烯酸钠复合膨润土通过离子交换和络合吸附Pb2+,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和二级动力学吸附模型,平衡吸附量为112.74mg/g。     

城市污水厂污泥改性物对Hg(Ⅱ)吸附的研究

以城市污水处理厂活性污泥为原料,制取干污泥,并将其和化学改性污泥作为吸附剂,对含Hg(Ⅱ)离子的废水进行了吸附试验研究.考察了溶液pH值、吸附剂用量和Hg(Ⅱ)离子的初始浓度对去除率的影响.结果表明,干污泥及其化学改性污泥吸附剂对Hg(Ⅱ)离子的吸附符合Lagergren一级动力学方程.在试验条件下,化学改性污泥的相对吸附量高于干污泥,因此,活性污泥经过化学改性后能够提高对Hg(Ⅱ)离子的吸附能力.用0.1mol/L HNO3溶液进行超声解吸附,Hg(Ⅱ)离子的回收率可达70%左右.利用这种吸附剂可以有效地去除工业废水中的Hg(Ⅱ)离子.     

新型偕胺肟基改性β-环糊精聚合物对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)的吸附

以β-环糊精(β-CD)为单体,四氟对苯二腈为交联剂,合成了交联β-环糊精聚合物(CDP-CN)。并进一步与羟胺反应,得到偕胺肟基改性β-环糊精聚合物吸附剂(CDP-AM)。研究了CDP-AM对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)两种金属离子的吸附效果。通过FT-IR、TGA、SEM、XPS表征了聚合物吸附剂结构,并通过ζ电位研究了质子化程度。考察了溶液的pH、初始浓度和吸附时间对吸附Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的影响。结果显示,吸附过程符合Langmuir等温模型和伪二阶模型。Pb(Ⅱ),Cu(Ⅱ)在30℃时的最大吸附容量分别为281.69和273.97 mg/g。在聚合物表面上的重金属离子吸附过程是吸热和自发过程。吸附去除效率为Pb(Ⅱ) Cu(Ⅱ),CDP-AM可以通过静电、螯合作用高效率的去除重金属离子的吸附剂,并在5次吸附-解吸循环后保持较高效率。研究表明,CDP-AM聚合物有望开发成用于去除重金属可再生的吸附剂。     

Fe3O4负载Ti3C2Tx对Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

Ti₃C₂T_x MXene材料具有二维层状结构及丰富的表面官能团,是一种非常有潜力的重金属离子吸附材料,但其层间距较小,且在水溶液中的稳定性较差。本工作探索了Ti₃C₂T_x的改性策略,提高其化学稳定性与离子吸附容量,利用一步水热方法制备出不同Fe₃O₄掺杂量的Fe₃O₄-Ti₃C₂T_x(FeMX)复合吸附剂材料。研究结果表明：FeMX吸附剂对Pb(Ⅱ)的理论饱和吸附量可达到210.54 mg/g。研究进一步揭示了FeMX材料对Pb(Ⅱ)离子的吸附机理,Fe₃O₄纳米颗粒均匀分散、插层在Ti₃C₂T_x纳米片层间,有效增加了Ti₃C₂T_x     

改性海泡石对电镀废水中Pb2+、Cu2+、Cd2+的吸附

用盐酸溶液对海泡石处理后在 4 5 0℃下灼烧 ,制备出改性海泡石。在动态条件下 ,研究了改性海泡石对重金属离子Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +的吸附效果及条件。探讨了改性海泡石对重金属离子Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +的吸附机理。含Pb2 +、Cu2 +、Cd2 +的电镀废水经改性海泡石吸附后 ,重金属离子含量显著低于国家排放标准     

磁性羟乙基纤维素-聚乙烯亚胺的制备及对Pb(Ⅱ)的吸附性能

以羟乙基纤维素(HEC)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,在水介质中,通过戊二醛进行交联,并包埋磁性Fe3O4,制备了磁性羟乙基纤维素-聚乙烯亚胺(Fe3O4-HEC-PEI)吸附材料。用红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和震动样品磁强计(VSM)对Fe3O4-HEC-PEI吸附材料进行了表征,用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定了其对Pb(Ⅱ)离子的吸附性能。表征结果说明,HEC和PEI成功交联,并对Fe3O4颗粒进行了包埋,Fe3O4-HEC-PEI的饱和磁化强度为52.59 A·m2/kg,其中的Fe3O4仍为单一相的反尖晶石型结构。吸附测试结果表明,Fe3O4-HEC-PEI对Pb(Ⅱ)的吸附在120 min达到平衡,吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温数据更好的符合Freundlich模型。Fe3O4-HEC-PEI吸附Pb(Ⅱ)离子的Gibbs自由能变ΔG00,焓变ΔH0=-8.83 k J/mol,熵变ΔS0=-18.29 J/(mol·K),说明Fe3O4-HEC-PEI对Pb(Ⅱ)离子的吸附是一个放热和熵减少的自发过程。     

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。     

Ce(SO_4)_2改性褐煤半焦对废水中Cd(Ⅱ)的吸附效果

为了提高褐煤半焦对重金属离子的吸附性能,将褐煤用3.0 mol/L H_3PO_4进行活化,将改性剂Ce(SO_4)_2·4H_2O与活化褐煤混合,通过炭化制备出改性褐煤半焦,对改性褐煤半焦的制备条件进行了优化,并通过扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对改性褐煤半焦进行了表征。在25℃和静态条件下,研究了改性褐煤半焦对模拟废水中Cd(Ⅱ)的吸附效果,探讨了改性褐煤半焦对废水中Cd(Ⅱ)的吸附条件。结果表明:改性褐煤半焦对模拟废水中Cd(Ⅱ)具有很好的吸附性能,Cd(Ⅱ)的去除率达99.8%。改性褐煤半焦对模拟废水中Cd(Ⅱ)吸附的适宜条件为吸附温度为25℃,Ce(SO_4)_2·4H_2O用量为褐煤质量的5.0%,废水pH值为3.0,Cd(Ⅱ)的起始浓度为40.00 mg/L,吸附时间为2.0 h,Cd(Ⅱ)与改性褐煤半焦的质量比为1∶50。按照改性褐煤半焦对模拟废水中Cd(Ⅱ)吸附的适宜条件,含Cd(Ⅱ)12.90 mg/L的电镀废水经改性褐煤半焦处理后,Cd(Ⅱ)去除率为99.3%,Cd(Ⅱ)的浓度降为0.09 mg/L,可达标排放。改性褐煤半焦可再生利用。     

活性炭孔隙结构对重金属离子吸附性能的影响

对活性炭进行孔结构调控,系统地对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)3种重金属离子的吸附特性进行研究,考察活性炭孔隙结构对吸附的影响。采用模板法制备出平均孔径2.23~3.37nm、中孔率45.1%~91.9%的中孔活性炭,制得的中孔活性炭可几孔径范围与这3种重金属水合离子直径相匹配。将中孔活性炭用于水溶液中Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的静态吸附,考察了pH值、温度、时间等吸附工艺条件的影响。研究发现,对吸附Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)适宜的pH值分别为3.0、6.0、6.0,吸附是一个吸热过程。吸附过程符合拟二级动力学模型。活性炭中孔率的增大有利于提高对Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附效果,表明对具有较大尺寸的重金属离子吸附过程中活性炭中孔所起的重要作用。     

新型铝改性硅胶吸附材料的制备与性能

陶瓷纤维纸经水玻璃、酸性铝盐溶液顺次浸渍得到新型铝改性硅胶吸附材料．反应的优化条件为：水玻璃浓度26．6wt％、铝盐浓度10wt％、溶液pH值1．8．^29Si和^27AlMAS NMR谱显示：铝替代硅进入SiO4硅氧四面体结构单元，但并不影响其骨架结构；红外光谱显示Si—OH对称伸缩振动峰由968cm^-1移至Si(Al)-OH的954cm^-1；扫描电镜图表明铝改性硅胶能较好地分散在瓦楞陶瓷纤维表面及其孔隙中；X射线能谱(EDS)揭示材料表面微区Al^3 的存在与含量,孔隙分析显示材料起吸附作用的主要为中孔；由于铝离子改性，新型吸附材料的吸附性能、耐热性能及机械强度等均优于同等条件下反应生成的硅胶．     

巯基功能化介孔氧化硅的合成及其对Pb(Ⅱ)的吸附

采用直接模板法,以三嵌段共聚物P123作为模板剂,酸性条件下制备出了具有规则孔道结构的介孔氧化硅.用有机硅烷MPTMS对其进行后续功能化,引入了对Pb2 离子有吸附能力的巯基基团.通过HRTEM、FTIR和N2吸附脱附等测试手段对功能化前后氧化硅的结构进行表征,结果表明,巯基功能团接枝在介孔氧化硅孔道内壁.吸附实验结果显示,巯基功能化氧化硅对水中Pb(Ⅱ)离子具有选择吸附性.当铅与铜、镉离子摩尔比为1:5时,巯基功能化材料对其吸附的分配系数之比分别为KdPb2 /KdCu2 =13.1和KdPb2 /KdCd2 =9.2.在Cu2 、Cd2 离子摩尔浓度相同时,此功能化介孔材料对Cd2 的吸附能力大于对Cu2 的吸附能力.     

MnCl_2-NaOH改性硅藻精土吸附剂的制备及其对As(Ⅴ)的吸附机制

以硅藻精土为基体,MnCl_2和NaOH为复合改性剂制备了针对As(Ⅴ)离子的吸附剂。研究了MnCl_2-NaOH/硅藻土吸附剂用量对As(Ⅴ)去除率的影响,通过SEM、FT-IR、XRD、XPS对改性前后及吸附后的样品进行了微观分析。结果表明:随着吸附剂投量的增加,溶液中As(Ⅴ)的去除率从44.9%增加到93.9%。改性后硅藻基体未发生改变,MnCl_2-NaOH/硅藻土吸附剂平均孔径变大,比表面积增大近7倍。硅藻土经改性后红外活性羟基峰消失,表面新生成Mn—O—Si吸收峰,在XRD数据上显示新生成含有MnO_2的物相,表面Mn得到电子,通过氧化与硅藻表面形成复合接枝,吸附剂吸附溶液中含As(Ⅴ)的离子后,出现Mn_3(AsO_4)(OH)_4等物相,吸附过程中As得电子,Mn失电子,O、Si表面电子向As偏移,As在吸附剂表面的吸附方式有配位吸附、电荷吸附等。     

聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附及脱附性能

以聚天冬氨酸(PASP)与木质纤维素(LNC)水溶液聚合法制备出的聚天冬氨酸/木质纤维素水凝胶(PASP/LNC)为吸附剂,对Pb(Ⅱ)进行吸附及脱附实验,研究溶液的初始离子浓度、pH值、吸附时间和吸附温度对溶液中Pb(Ⅱ)吸附量的影响。结果表明,溶液中Pb(Ⅱ)初始离子浓度为0.04 mol/L,溶液pH值为5.5,吸附时间为120 min,吸附温度为30℃时,PASP/LNC水凝胶对Pb(Ⅱ)的吸附量达到最大为972.35 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型。采用X射线衍射分析、比表面积和平均孔径分析、扫描电镜、傅里叶变换红外光谱分析PASP/LNC水凝胶的结构和吸附机理。使用HNO_3对PASP/LNC进行脱附实验。结果表明,HNO_3浓度为0.04 mol/L,脱附温度为30℃,脱附时间达到60 min时,最大脱附量为928.36 mg/g。吸附/脱附循环实验表明,PASP/LNC水凝胶重复使用4次后吸附量仍较高,是一种可重复使用的高效吸附材料。     

壳聚糖改性地聚合物的力学及吸附性能

采用壳聚糖增韧改性矿渣基地聚合物,研究了壳聚糖掺量对矿渣基地聚合物强度与弯曲韧性、吸附重金属离子性能的影响规律,采用FTIR、NMR、SEM及EDS等测试手段揭示了壳聚糖对矿渣基地聚合物的改性机制。结果表明,与空白样相比,壳聚糖掺量（与矿粉质量比）为2%的矿渣基地聚合物28天弯曲韧性系数提高497.22%,对Pb2+、Cr3+的吸附效率分别提高68.89%、81.45%。壳聚糖在分子层面（C—O—Si键的形成及[SiO₄]聚合度的降低）及亚微观层面（三维互穿网络结构的形成）对矿渣基地聚合物进行增韧改性。壳聚糖自身较高的吸附性及低Ca/Si比C—S—H凝胶数量的增加,是矿渣基地聚合物吸附性能显著提升的关键。      

N,O-羧甲基壳聚糖树脂的制备及其对重金属吸附性能研究

通过乳化交联法制备了一种新型的戊二醛交联N,O-羧甲基壳聚糖树脂,用SEM和FT-IR对树脂的表面结构和化学结构进行表征。用树脂吸附水溶液中的Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)等重金属离子,研究了不同pH值、接触时间和初始浓度对吸附量的影响。当pH值=5时,树脂对Cu(Ⅱ)的吸附量达到最大值;当pH值=6时,对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附量达到最大值。利用两种吸附等温线模型对数据进行拟合并对吸附动力学进行研究,实验数据对Langmuir等温线模型具有较高的拟合度,拟合后对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分别为156.25、222.22和178.57mg/g,吸附过程符合拟二级反应动力学模型。     

钴离子表面印迹聚合物的制备及其吸附性能研究

以钴离子为模板离子,硅胶为基底,(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷为功能单体,环氧氯丙烷为交联剂,采用表面印迹技术制备并表征了钴离子印迹聚合物[Co(Ⅱ)-IIP],研究了其对钴离子的吸附性能。结果表明,在25℃、pH=5~6时平衡吸附时间为1h,最大吸附量为20.05mg/g。Co(Ⅱ)-IIP对Co(Ⅱ)/Cd(Ⅱ)、Co(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)、Co(Ⅱ)/Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)吸附选择性系数分别为2.52、1.34、3.61、4.39。经5次吸附-解吸循环后,Co(Ⅱ)-IIP对钴离子的吸附效果并没有明显下降,表明该材料具有一定的循环利用性能。