新型壳聚糖交联树脂的制备及对Pb(Ⅱ)吸附热性能研究

以自制的壳聚糖树脂生成装置,采用改进的滴加成球法,以环氧氯丙烷做交联剂,合成新型壳聚糖交联树脂.研究树脂对Pb(Ⅱ)的吸附效果,探讨了溶液pH、吸附时间、温度、初始浓度等因素对其吸附性能的影响及吸附热力学和动力学.结果表明,pH对树脂吸附Pb(Ⅱ)的影响较大;在pH=6,温度30℃,吸附4.5 h时,最大吸附容量可达105.0 mg/g;用Temkin等温线模型和Pseudo second-order动力学模型对树脂的吸附过程进行线性拟合,相关系数R2分别为0.999 5和0.992 6,表明新型交联树脂对Pb(Ⅱ)的吸附是物理吸附和化学吸附共同作用的结果.     

表面铜（Ⅱ）离子印迹聚合物的制备及其对Cu（Ⅱ）的吸附

为了从复杂的实际废水中选择性地分离重金属离子,以生物质甘蔗渣为基质,通过环氧氯丙烷将聚乙烯亚胺键合到甘蔗渣表面,以铜(Ⅱ)为模板离子,戊二醛为交联剂,利用表面印迹技术,制备了铜(Ⅱ)离子印迹聚合物。采用傅里叶变换红外光谱法和Zeta电位法对其进行了表征,并通过静态吸附实验研究了其等温吸附和动力学吸附行为,探讨了pH和共存离子对其吸附性能的影响。结果表明：在25℃,pH 4时,印迹聚合物对铜(Ⅱ)的吸附在40 min内达到吸附平衡,最大吸附量为36.10 mg·g^-1,且该过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,选择性吸附实验结果表明,表面铜离子印迹聚合物对铜(Ⅱ)具有很好的选择性。这为从复杂的实际废水体系中选择性地分离重金属离子铜(Ⅱ)提供理论参考。     

松树锯末对Pb(II)与Ni(II)的吸附研究

以松树锯末为吸附剂,研究其对水中Pb(II)和Ni(II)的吸附性能,研究了锯末用量、搅拌速度、溶液初始pH值等对吸附效果的影响及其吸附动力学和热力学性能。研究结果表明,锯末对Pb(II)和Ni(II)具有良好的吸附能力。锯末对Pb(II)和Ni(II)吸附过程均符合拟二级吸附动力学模型(R²≥0.997 7),锯末吸附Pb(II)和Ni(II)的活化能分别为9.808 7 kJ/mol和2.859 4 kJ/mol;锯末对Pb(II)和Ni(II)等温吸附符合Langmuir模型(R²≥0.999 2)。热力学研究表明,锯末对Pb(II)和Ni(II)的吸附是自发的放热过程。     

钛酸盐纳米线对水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附

以钛酸四丁酯为钛源,采用水热法制备钛酸盐纳米线.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对钛酸盐纳米线的物化性能进行表征.通过对水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的静态吸附试验,考察钛酸盐纳米线的吸附活性.结果表明,水热法制备的钛酸盐纳米线直径分布在50～400 nm,长度可达几微米甚至几十微米.在温度为25℃、溶液pH为6.68的条件下,钛酸盐纳米线对水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的饱和吸附量分别达到39.89和34.67 mg/g,吸附过程较好地符合Freundlich吸附等温线.采用Lagergren一级吸附动力学模型能够较好地描述钛酸盐纳米线的吸附动力学.此外,在本实验条件下,钛酸盐纳米线对水中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的吸附去除率随溶液pH值及吸附剂投加量的增大而增大.     

重金属Cu(Ⅱ)在球黏土中的吸附特性

通过批式吸附试验,考察球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附效果,重点分析吸附时间、吸附剂用量、pH值以及初始质量浓度的影响。结果表明,Cu(Ⅱ)在球黏土上的吸附是一个先快速而后缓慢的过程,在60 min基本达到吸附平衡,且吸附量和吸附率随球黏土用量和Cu(Ⅱ)初始质量浓度的升高而提高。pH值对球黏土的吸附量有较大的影响,当pH值为6时,球黏土的吸附量可达97.93 mg/g。球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmiur等温吸附模型,拟合得到的最大吸附量为202.383 mg/g,准二阶动力学模型更适合描述球黏土对Cu(Ⅱ)的吸附过程,说明控制吸附速率的主要是化学吸附。与其他常见的黏土吸附剂材料相比,球黏土对Cu(Ⅱ)具有良好的吸附性能,可以作为天然矿物吸附剂来处理含Cu(Ⅱ)废水。     

黑曲霉对模拟废水中汞的吸附

研究Hg(Ⅱ)在黑曲霉表面的吸附行为,考察pH值、黑曲霉用量、吸附时间以及初始汞浓度对吸附的影响,并用FTIR探讨其吸附机理.结果表明:在实验pH范围内,Hg(Ⅱ)在黑曲霉表面的吸附量随体系初始pH值的升高先增大后减小;随着黑曲霉用量的增加,其吸附量逐渐增加最后达到最大值;黑曲霉对Hg(Ⅱ)的吸附是一个先快后慢的过程,1 h吸附可达到平衡.用动力学方程对Hg(Ⅱ)的吸附过程进行拟合,结果表明准二级动力学方程的拟合性最好,其相关度R2＞0.999.分别用Langmuir、Freundlich和Temkin方程拟合等温吸附过程,其中Temkin方程为最佳模型.通过傅里叶红外光谱图分析,黑曲霉吸附Hg(Ⅱ)废水前后,其主要结构和成分保持完整.     

稻壳对废水中铬的去除效果研究

利用稻壳作为吸附剂,进行稻壳对废水中Cr(Ⅵ)吸附效果的实验究,通过对稻壳的粒度、溶液的pH、吸附时间、温度及稻壳用量等因素对铬吸附去除率的影响,确定了稻壳对废水中铬的吸附去除的最优条件为:温度为35℃,pH值=2,稻壳的粒径为80-100目,吸附振荡时间控制在3h,投加量(稻壳和铬的质量比)为30g/0.2g.在这个条件下,稻壳对废水中的铬的去除率能达到91%左右.     

香蕉皮对重金属六价铬吸附性能研究

用香蕉皮作吸附剂,对含有Cr(VI)的模拟重金属废水进行了吸附研究.分别考察了温度、pH、吸附剂粒径、吸附剂量、溶液初始浓度及震荡时间等因素对吸附效果的影响.结果表明,0.1g香蕉皮在pH为2左右、温度30℃、吸附7h、初始浓度为30mg/L的Cr(Ⅵ)溶液,吸附量可达20mg/g.吸附可以用Langmuir等温线很好的描述,且符合准二级动力学方程.热力学数据表明,该吸附反应为吸热过程,且以物理吸附为主.香蕉皮处理含铬废水具有很好的应用前景.     

零价铁/阳离子表面活性剂/生物炭对水体Cr(VI)的吸附研究

以常见柳条为生物炭原料,通过十六烷基三甲基氯化铵（CTMAC）进行阳离子表面活化,与零价铁、海藻酸钠混合制备了零价铁/阳离子表面活性剂/生物炭（Fe⁰?MBC）凝胶微球,探讨了其对水体Cr（VI）的吸附能力。借助XRF、FTIR、XRD以及Zeta电位等分析手段,对Fe⁰?MBC凝胶微球的结构与性能进行研究。通过分析反应时间、环境温度及pH对吸附的影响,在吸附动力学、等温线模型的基础上,初步探讨了吸附机制。通过吸附?解析循环实验,研究了Fe⁰?MBC凝胶微球的再生性能。结果表明,Fe⁰?MBC凝胶微球对Cr(VI)的吸附与准一级动力学和Langmuir等温吸附模型拟合度较高;Cr初始质量浓度100 mg/L、负载质量分数分别为5%和10%的零价铁的CTMAC活化生物炭对Cr（VI）的去除率在2 h时分别为89%、97%,最大饱和吸附量分别为33.777 9、42.562 0 mg/g;Fe⁰?MBC凝胶微球作为一种成本低、效率高的环境功能材料,对去除废水中的Cr(VI)具有良好的应用前景。     

壳聚糖复合磁性生物炭吸附去除水中Cu(Ⅱ)的性能和机理

以粉碎松树枝粉末为原料高温热解制备生物炭,然后采用水热方法与Fe3O4和壳聚糖复合,制备复合吸附剂,并将其用于水中Cu(Ⅱ)的吸附去除。研究发现复合吸附剂可有效去除Cu(Ⅱ),反应1.5h后可达到吸附平衡,其最大平衡吸附量为74.83mg·g-1。对其吸附机理研究表明,Cu(Ⅱ)在复合吸附剂表面的吸附过程包括表面扩散、颗粒内部扩散和吸附平衡扩散三个阶段,其吸附反应动力学可采用准二级反应动力学方程拟合,吸附等温线符合Langmuir模型。对其反应热力学研究表明Cu(Ⅱ)在复合生物炭表面的吸附主要为物理吸附。     

不同胺基交联酚胺树脂对Pb(Ⅱ)的吸附动力学研究

基于仿贻贝机理,选用三种多胺单体、邻苯二酚及合成交联剂反应,按照相同比例制备了三种胺基交联酚胺树脂,并用于去除溶液中Pb(Ⅱ)的比较研究。对材料进行环境扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)等表征后发现,三种吸附剂聚(邻苯二酚-丁二胺)(PBA)、聚(邻苯二酚-二乙烯三胺)(PDA)和聚(邻苯二酚-三乙烯四胺)(PTA)具有类似的结构,而PBA的构造较好,且PBA在pH=5时吸附量最大。经过动力学计算表明,三种吸附剂对Pb(Ⅱ)的去除能力大小顺序为PBAPTAPDA,均符合准二级动力学模型,其R~2值大于0.99,且PBA的理论计算吸附量最大(34.28 mg·g~(-1)),并分析了相应的Pb(Ⅱ)吸附机理。     

酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化特性的研究

采用酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附和催化氧化性能进行了研究.吸附试验结果表明：酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附等温线符合Langmuir方程,该吸附是单分子层吸附;动力学实验结果表明,吸附过程更符合Lagergren准二级动力学方程,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附饱和吸附量约为146.37mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的吸附量增加;对于初始浓度为10mg/L,体积为100mL的含锰溶液,要达到最大去除效果,酸性水钠锰矿的最适投加量为15mg.氧化实验结果表明：在曝气的条件下,酸性水钠锰矿可以促进水中溶解氧对Mn（Ⅱ）的氧化,最大氧化量为46.79mg/g.pH对酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化的影响较大,随着pH的增加,酸性水钠锰矿对水中Mn（Ⅱ）的氧化量增加,pH的最佳范围为9-10.     

Fe掺杂g⁃C3N4光催化活化过硫酸钠降解偶氮染料

以硝酸铁为铁源,通过浸渍法制备Fe?C₃N₄复合材料。采用FT?IR对Fe?C₃N₄材料进行了表征分析。结果表明,Fe掺杂不改变g?C₃N₄的骨架结构,可以增加g?C₃N₄材料的光催化性能。以橙黄II为目标污染物,在可见光下Fe?C₃N₄催化活化过硫酸钠降解偶氮染料,考察了过硫酸钠物质的量、Fe?C₃N₄质量浓度、橙黄II质量浓度及pH对降解效果的影响,并对反应进行了动力学研究,分析了所制备的催化材料的稳定性。结果表明,在Fe?C₃N₄质量浓度为2.0 g/L、过硫酸钠与污染物物质的量比为1 200∶1和pH=3的条件下,降解效果最好,降解率为77.8%;Fe?C₃N₄/过硫酸钠体系对偶氮染料的降解满足准二级动力学方程;Fe?C₃N₄材料具有可重复利用性。     

生物质复合燃料焚烧灰制备陶粒及其对Pb（Ⅱ）的吸附特性研究

以生物质复合燃料焚烧灰为原料制备陶粒并应用于处置含铅废水。结果表明,混烧灰、原污泥与高岭土掺配比例为70%∶20%∶10%时,1 050℃烧制的陶粒性能较好。陶粒内部结构主要由气孔和孔间壁组成。陶粒对100mg/L的Pb(Ⅱ)的吸附平衡时间约为13h,吸附去除率超过99.9%。随着吸附质初始浓度的增大,陶粒吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附能力增幅逐渐平缓。吸附剂的量大于5g/L时,Pb(Ⅱ)的吸附去除率趋于平衡,且当吸附剂粒径小于2.36mm或者溶液pH值大于6时,陶粒吸附剂对100mg/L的Pb(Ⅱ)的吸附去除率普遍可以达到99%。等温吸附研究表明陶粒对Pb(Ⅱ)的吸附更符合Langmuir模型;准一级模型适合用于描述其吸附动力学行为。升高温度有利于增加陶粒对pb(Ⅱ)的吸附能力,并且有利于吸附过程的自发进行。     

Zn(Ⅱ)-胆红素配合物的极谱研究

在pH=9的NH_3—NH_4Cl缓冲溶液中,Zn(Ⅱ)的还原电位为—1.27V.加入等摩尔的胆红素后,Zn(Ⅱ)的电位变为—1.23V.此现象说明,加入胆红素后,Zn(Ⅱ)在电极上还原的反应机理有所改变。紫外吸收曲线也证明Zn(Ⅱ)和胆红素间形成了配合物。用等摩尔系列法测定其组成,用极谱法测定其配位数及累积稳定常数,测得配合物组成为1∶1,配位数P为2,累积稳定常数为2.59×10~(11)。本工作还测试了Zn(Ⅱ)—胆红素配合物极谱波的性质,实验表明该波具有吸附性质。循环伏安曲线在阴极支及阳极支均有波,说明配合物的极谱波为可逆波。     

聚乙烯醇-聚丙烯酰胺互穿网络水凝胶的制备及吸附性能

采用聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酰胺(PAM)为原料,戊二醛(glutaraldehyde)为交联剂,制备了一种互穿网络(IPN)水凝胶。用傅立叶红外光谱仪对其结构进行表征,研究了PVA和PAM按不同配比及交联剂的不同用量制备的IPN水凝胶的吸水性和Cu²⁺的吸附性,主要探讨了吸附时间、pH、吸附温度等对吸附Cu²⁺的影响,分析了吸附行为及其动力学特性,并对其吸附机理做出了初步探讨。结果表明：在本实验研究范围内,30wt.% PAM含量的PVA-PAM IPN水凝胶在pH=5时对Cu²⁺的吸附效果最佳;在一定温度范围内,PVA-PAM IPN水凝胶对Cu²⁺的平衡吸附量随温度升高而增大;吸附行为符合准一级和准二级动力学方程,扩散机制为颗粒内扩散和膜扩散双重作用。     

酸性水溶液中铀的离子浮选分离

开展了离子浮选法分离酸性水溶液中铀的试验研究。结果表明,采用十六烷基三甲基溴化铵作为捕收剂及起泡剂,随着溶液pH值从3升高到7,铀的去除率先增加后减少,且Na₂CO₃的添加对铀的去除率有显著的提高。在pH值大于5时,铀酰离子和碳酸根离子开始转变为UO₂(CO₃)₂^2-及UO₂(CO₃)₃^4-,而这些络合阴离子可与溶液中的CTA⁺相互作用。使用阳离子活性剂作为捕收剂,可防止难形成络合阴离子的其它金属离子混入,有利于提高溶液中铀分离的选择性。     

次氯酸钠对磺胺二甲氧嗪的降解与风险评价

自来水原水中新兴污染物的存在对饮用水水质安全提出新的挑战。采用氯消毒对典型磺胺类抗生素磺胺二甲氧嗪(Sulfadimethoxine,SDM)进行降解研究,考察余氯初始浓度、pH值、氨氮(NH₄-N)等因素对降解的影响,探究SDM氯氧化降解机理,评估其生态风险。结果表明：在SDM初始浓度为15μmol/L、余氯初始浓度为60μmol/L的条件下,120 s内SDM去除率达到95.9%,降解过程符合准二级反应动力学。反应速率常数随着余氯初始浓度增大而增大,随着NH₄⁺-N浓度增大而减小,背景阴离子Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-对反应影响甚微,HCO₃^-、CO₃^2-对反应有抑制作用,中性条件下有利于SDM氯氧化反应。基于高分辨质谱HRMS Orbitrap解析出9种降解中间产物,降解过程中发生氯代反应、脱甲基反应和羟基加成反应等。在...     

CH-90交换树脂对废水中Co2+ 丶Mn2+的去除

研究了CH-90阳离子交换树脂对PTA模拟废水及工业废水中Co²⁺ 、Mn²⁺ 的吸附性能,考察了不同 pH、CH-90树脂的质量浓度、接触时间对树脂吸附性能的影响。结果表明,当pH=3.5、CH-90树脂的质量浓度为 2.0g/L时,CH-90树脂对模拟废水中Co²⁺ 、Mn²⁺去除率达到最佳,最大吸附量分别为55.4、50.5mg/g,其吸附过程符合准二级动力学描述。而在工业废水中,由于有机物的大量存在及pH 的影响,最合适的CH-90树脂的质量浓度为24g/L。吸附后的树脂在强酸中脱附,能够重复再生15次以上,降低树脂的使用成本。     

丁二酸改性酵母菌对水中Ni(Ⅱ)的吸附研究

为提高酵母菌对Ni(Ⅱ)的吸附性能,采用丁二酸对其进行酯化改性,将酯羰基引至酵母菌表面,制备丁二酸改性酵母菌吸附剂,利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对改性酵母菌进行表征,研究改性酵母菌对水中Ni(Ⅱ)的吸附性能,考察丁二酸投加量、戊二醛用量、溶液pH及吸附时间等因素对Ni(Ⅱ)去除效果的影响。结果表明：酯羰基被成功引至酵母菌表面,改性酵母菌表面粗糙不平;当丁二酸用量为6 g/g、戊二醛用量为6 mL/g时,制备的改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的去除效果较好;当溶液pH为7、吸附剂用量为1 g/L、吸附时间为150 min时,丁二酸改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的去除率为67.05%;Langmuir模型可以更好地描述改性酵母菌的吸附行为,改性酵母菌对Ni(Ⅱ)的吸附为自发吸热过程。