Pb2+离子印迹材料的制备及性能研究

以Pb2+作为模板,环氧氯丙烷作为交联剂,MWNTs-CO/PEI作为功能单体,制备Pb2+-IIP材料。采用红外光谱和TEM对产物进行了表征。探讨了初始浓度、溶液pH值、吸附剂质量对吸附容量的影响。通过静态吸附实验研究Pb2+-IIP和Pb2+-NIP材料吸附实验的影响因素。结果表明,当吸附溶液的pH=5.0,吸附剂质量为0.03g,Pb2+的初始质量浓度为45mg/L时,Pb2+-IIP的最大吸附量为37.50mg/g,是Pb2+-NIP的2.47倍,40min内即可达到吸附平衡,吸附速率较快,选择识别性好,重复使用率高。     

红辉沸石两步水热制备高品质X型分子筛及其高效吸附Cd2+、Ni2+性能研究

本研究以红辉沸石为原料,经两步水热法制备高品质的X型分子筛,探究了n(H₂O/SiO₂)、n(Na₂O/SiO₂)、n(Al₂O₃/SiO₂)、陈化时间、晶化温度、晶化时间等因素对红辉沸石转化为X型分子筛的影响,以及考察了X型分子筛对Cd²⁺、Ni²⁺的吸附性能。研究表明,X型分子筛的最优转化条件为：n(H₂O/SiO₂)=55、n(Na₂O/SiO₂)=1.1、n(Al₂O₃/SiO₂)=0.33、陈化时间48 h、晶化温度82℃、晶化时间4 h。红辉沸石溶解后解聚为低聚态Si物种且在体系中保留参与分子筛的生长,使得所合成的X型分子筛相对结晶度达100%、n(Si/Al)值为1.14,并缩短了晶化时间和降低了晶化温度,其中所合成的X型分子...     

粉煤灰基地聚物水泥的改性及其对Pb(Ⅱ)吸附的研究

为了解决过多向自然界排放含有重金属的废物,造成生态环境破坏问题,根据地聚物水泥具有很好的吸附性能及在处理含有铅废物方面特殊作用,本实验中添加天然沸石对粉煤灰基地聚物水泥改性,通过XRD证明有结晶的沸石相P型沸石结晶和方沸石出现,并用静态吸附试验证明改性后吸附能力增强,探讨了地聚物水泥水化产物粉体对铅的吸附性能及其主要影响因素。     

玉米芯半纤维素基水凝胶对Pb2+吸附性能和机理

以玉米芯半纤维素(木聚糖)为原料,以丙烯酸(AA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为功能单体,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,在光引发剂安息香二甲醚(DMPA)紫外引发下,通过接枝聚合,制备水凝胶吸附剂,利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)分析水凝胶吸附金属离子前后的结构,并研究pH、吸附剂用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间对Pb²⁺吸附性能的影响。结果表明：吸附平衡时间约为300min,对Pb²⁺的最大吸附容量为1095mg/g。水凝胶对金属离子的吸附为离子交换机制,吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程,半纤维素基水凝胶对重金属废水具有显著的吸附效果,可以作为重金属废水处理用的生物质吸附剂。     

粉煤灰基沸石负载二氧化硅对Cu2+吸附性能

以粉煤灰(fly ash,FA)为原料采用水热合成法制备粉煤灰基沸石(fly ash zeolite, FAZ),通过Na_2SiO_3进行改性,制备了粉煤灰基沸石负载二氧化硅的铜离子吸附剂(fly ash zeolite loaded silica,FAZS),利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布(BET)进行表征。以铜离子为吸附模型离子,考察了Ph、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附量的影响。结果表明,FAZS对Cu~(2+)具有较好的吸附能力;在298 K时,FAZS对Cu~(2+)的吸附符合准二级动力学模型且为化学吸附过程,在80 min内基本达到吸附平衡,最大吸附量高达127.4 mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能比较好地拟合FAZS对Cu~(2+)的吸附。热力学数据说明该吸附是吸热、自发的过程。     

以玉米衣为模板生物遗态ZnO的制备及Pb2+吸附性能

以玉米衣为模板,利用生物模板法制备了生物遗态多孔ZnO。经过预处理的玉米衣在醋酸锌前驱体溶液中浸渍24h,烘干,800℃煅烧3h得到最终的产物。利用X射线衍射(X-ray)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对其进行表征,并研究了对铅离子的吸附性能。结果表明:通过原位生长技术,结晶度良好的ZnO晶粒自组装形成表面多孔的类卷叶状生物遗态ZnO;生物遗态ZnO对铅离子有良好的吸附性能,吸附量为49.9mg/g,在120min可基本达到吸附平衡,吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线拟合结果较为符合Langmuir模型,且升温有利于吸附的进行。     

NaCl-MnO2联合改性沸石对水中Zn2+的动态吸附

研究了NaCl-MnO₂改性沸石填料柱对水中Zn²⁺的动态吸附性能。探讨了填料厚度、Zn²⁺的初始质量浓度和流速对穿透曲线的影响。结果表明,NaCl-MnO₂改性沸石能有效去除水中的Zn²,填料层增厚,穿透曲线上的穿透点向右移动,穿透时间延长;而流速、Zn²⁺的初始浓度增大,穿透曲线上的穿透点向左移动,穿透时间缩短;用Thomas模型描述Zn²⁺初始质量浓度为50mg/L、滤速为4mL/min时改性沸石对Zn²⁺的吸附动力学,相关系数为0.9994,平衡吸附容量为12.04mg/g。     

浒苔吸附废水中Pb2+的性能及其影响因素

以往,少见浒苔对废水中Pb2+吸附的研究报道。通过浒苔对铅的吸附试验,研究了浒苔对水溶液中Pb2+的吸附性能及影响因素,考察了pH值、Pb2+初始浓度、吸附时间、吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:浒苔对Pb2+有较强的吸附能力;当含Pb2+废水pH值为4.0时,以1 g/L浒苔处理50 mg/L Pb2+废水,吸附效率可达82%;吸附过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。     

氨基化磁性纳米粒子的制备及其对Pb2+吸附性能研究

采用改进的高温分解法制备单分散Fe3O4纳米粒子,以正硅酸乙酯为硅源在其表面包覆SiO2,以N-氨乙基-γ氨丙基三甲氧基硅烷为改性剂对复合粒子进行表面氨基化修饰,制备出氨基化磁性复合纳米粒子Fe3O4@SiO2—NH2。利用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD),振动样品磁强计(VSM)等手段对复合粒子进行了表征,并研究其作为吸附剂在不同条件下对Pb2+的吸附性能。表征结果显示,所制备的复合粒子具有核壳结构,粒径均匀大约在50nm,粒子表面拥有丰富的氨基功能基团;复合粒子饱和磁化强度为69.50A.m2/kg,具有超顺磁性。吸附实验表明所制备的氨基化磁性复合纳米粒子对Pb2+具有较大的吸附容量,是一种能够有效处理含铅废水的吸附材料。     

地聚物的耐高温性能研究进展

地聚物是一种使用工业固废作为原料的新型绿色环保建筑材料。固废中含有的铝硅酸盐玻璃体在高碱性条件下经缩聚反应可形成无定型态的硅铝网状类沸石立体结构,从而使地聚物具有类陶瓷的特性,改善其耐高温性能。近年来,地聚物的耐高温性能成为绿色建材领域研究热点。地聚物混凝土是一种多相复合材料,其原料来源多样且配制过程中需要控制的参数较为复杂,这些因素都导致地聚物混凝土在高温下(后)抗压强度变化的多样性。近年来,研究者们开展了大量试验和理论分析工作,发现影响地聚物混凝土高温下(后)抗压强度的三个主要影响因素是:(1)晶相转变;(2)微观结构变化;(3)地聚物和骨料的位移不相容性。地聚物混凝土在高温下(后)的抗压强度最终取决于三个主要因素中占主导的因素和混凝土延性。本文着重探讨了硅铝原子比、碱溶液类型和骨料对地聚物混凝土高温下(后)抗压强度的影响规律,结合三种影响因素分析了地聚物混凝土的抗压强度劣化机理,同时对地聚物的热工性能和地聚物混凝土结构的耐火性能进行了综述。最后,对地聚物材料耐高温性能的未来研究前景进行了讨论。     

尾矿砂-S-95矿渣粉地聚物对铅离子的固化及其作用机制

地聚物是一种新型凝胶材料,主要以物理吸附或化学封装的方式固化重金属。以铁矿尾矿砂和S-95矿渣粉为原料,在碱激发剂的作用下制备固化重金属Pb²⁺地聚物。以正交试验研究原料质量比、水玻璃模数、碱固质量比对地聚物抗压强度的影响;研究Pb²⁺的添加量对固化体抗压强度的影响,并通过毒性浸出试验及XRD、IR表征手段探究固化效果和机理。结果表明：当尾矿砂与S-95矿渣粉质量比为3∶7、水玻璃模数为1.1、碱固比0.25时,地聚物28 d的抗压强度可达47.1 MPa;当Pb²⁺添加质量分数为0.5%时,在3种浸出液中固化效果均能达到98%以上;Pb²⁺以微弱的化学键合作用影响地聚物的网状结构,没有键合到骨架结构中,以非晶体的形式存在。     

聚吡咯/凹凸棒纳米复合材料对Cr6+的吸附性能

以FeCl3为氧化剂和掺杂剂用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒纳米复合材料,用以吸附溶液中高毒性的Cr6+。研究表明,该吸附剂在10min内即可达到吸附平衡,吸附效果优异,同时考察了吸附剂用量、Cr6+的初始浓度和pH值对吸附效果的影响。吸附过程等温线数据符合Langmuir等温吸附方程式,饱和吸附量为48.45mg/g,计算得到的热力学数据ΔH、ΔG、ΔS均为负值,说明该吸附过程是一个放热的自发过程。吸附动力学符合准二级动力学方程,说明吸附过程属于化学吸附反应过程。用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜对复合材料的结构进行表征,发现聚吡咯微球包覆在棒状的凹凸棒表面形成纳米复合材料,其红外谱图与聚吡咯基本一致。     

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。     

粉煤灰地聚物的抗压强度及微观结构

通过无侧限抗压强度试验,探究水玻璃模数和水胶料配合比(水与粉煤灰质量比,简称水胶比)对粉煤灰地质聚合物宏观力学强度的影响,并结合扫描电镜、 X射线衍射等从微观角度解释内在机理。结果表明：水玻璃模数和水胶比均对粉煤灰地质聚合物力学特性产生重要影响。水玻璃模数为0.8、 1.1、 1.3和1.5时,粉煤灰地聚物试样的无侧限抗压强度先增大后减小,水玻璃模数为1.1时,试样的力学强度呈现出最优水平;在水胶比为0.28、 0.30、 0.32时,试样力学强度呈现递减的趋势。粉煤灰玻璃体在碱性环境中溶解,物质之间发生解聚-缩聚反应,N-A-S-H凝胶物质作为反应产物,起到填充孔隙的作用,在水玻璃模数为1.1、水胶比为0.28时,体系中的水化反应充分进行,较多的凝胶物质产生,结构的整体性提高效果最显著,表现在宏观上为试样力学强度最高。     

Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

灭活酵母对Sr2+的吸附行为及其受γ辐照的影响

以灭活面包酵母为原料,利用原子吸收光谱(AAS)、X射线能谱仪(EDS)等手段,研究吸附剂加入量、pH值等因素对其吸附效果的影响,并分析了γ辐照条件下灭活面包酵母菌对Sr2+的吸附动力学过程。结果显示,不同温度下酵母菌对Sr2+的吸附均是快速进行的反应过程,整个吸附过程中单位吸附量qt均存在30℃>20℃>10℃。不同温度下面包酵母菌对Sr2+的动力学二级吸附速率方程拟合程度非常好(R>0.999),其吸附反应过程中限速步骤是化学吸附过程。EDS分析进一步证明Sr2+被吸附到面包酵母细胞上。辐照后酵母菌对Sr2+的吸附效果要比相同温度条件下辐照前实验组略好。     

粉煤灰基沸石的制备及对橙黄G吸附性能研究

以粉煤灰为原料采用水热合成法制备粉煤灰基沸石,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和氮气吸附孔径分布(BET)进行表征,合成的沸石结晶性好,具有多孔结构。以橙黄G为吸附模型染料,考察了pH值、吸附剂用量、初始浓度、温度和吸附时间等因素对橙黄G的吸附量的影响,探讨了橙黄G染料在粉煤灰基沸石上的吸附行为。结果表明,粉煤灰基沸石对橙黄G具有较好的吸附能力;pH值=4时,吸附量最大;粉煤灰基沸石对橙黄G的吸附符合准二级动力学模型,在60 min内基本达到吸附平衡;25℃下,最大吸附量高达45.6mg/g,Langmuir等温吸附数学模型能较好地拟合粉煤灰基沸石对溶液中橙黄G的吸附,说明该吸附过程是单分子层吸附。     

粉煤灰地聚物混凝土性能与环境影响的综合评价

目前对粉煤灰地聚物混凝土环境影响评价大多数只考虑环境效益单方面的因素,而力学性能和耐久性能是材料在工程应用中的重要评价指标,材料选取需要同时考虑其力学性能、耐久性能与环境影响。因此,本工作采用生命周期评价(LCA)方法,选取抗压强度、抗硫酸盐侵蚀性能和环境影响为评价指标,设计九组配合比的粉煤灰地聚物混凝土进行环境影响和抗硫酸盐侵蚀的量化分析,利用灰色聚类评价方法建立综合评价模型。结果表明：(1)粉煤灰地聚物混凝土的环境影响主要来自原材料生产阶段,占比高达73%以上;(2)粉煤灰地聚物混凝土的环境效益随碱激发剂用量、粉煤灰用量和硅酸钠与氢氧化钠比值的增大而降低,碱激发剂用量对环境效益影响最大;抗压耐蚀系数越大其抗硫酸盐侵蚀性能越好;(3)在本试验中,配合比1的环境效益最优,配合比5抗硫酸盐侵蚀性能最优,配合比3综合性能最优。     

白钙沸石的制备及其对Cs+、Sr2+离子的吸附性能

通过水热合成法,制备了白钙沸石,同时研究了合成矿物对于Cs+和Sr2+的离子吸附性能。研究表明,采用氧化钙、氧化硅、氧化铁、氧化镁和氧化铝作为原料,适当配比,在240℃、保温7天水热反应条件下,可制得白钙沸石以及掺杂白钙沸石。白钙沸石对Sr2+的吸附性能优于对Cs+的吸附性能。掺杂一定量的Mg2+、Al3+或Fe3+可以改善白钙沸石的吸附性能。     

改性膨润土对溶液中Co2+、Mn2+的吸附研究

以膨润土为原材料,盐酸为改性剂,制备改性膨润土。研究了改性膨润土的制备条件,其对重金属Co2+、Mn2+的吸附性能及对苯二甲酸(PTA)工业中的副产品对甲苯甲酸对吸附的影响。实验结果表明,盐酸的最佳改性浓度为1.5mol/L,改性膨润土在40℃的吸附能力最好,可达到12～14mg/g,经过热力学分析得出,改性膨润土对钴离子、锰离子的吸附方式均符合Langmuir吸附模型,PTA工业中的副产品对甲苯甲酸对吸附没有影响。