巯基功能化分子筛对铅的吸附性能研究

利用半胱胺盐酸盐对粉煤灰基分子筛进行改性,制得巯基功能化分子筛。研究了改性前后分子筛的结构表征,并进一步研究了pH值、温度和时间对巯基功能化分子筛吸附Pb²⁺的影响。结果表明,巯基功能化分子筛在保持原有晶格结构时,在其表面还接枝了对Pb²⁺有吸附能力的巯基基团,其吸附性更好,吸附容量更大。巯基功能化分子筛吸附Pb²⁺受pH值,时间的影响较大,随着pH值的升高,Pb²⁺吸附量和去除率逐渐增大再趋于平缓,温度过高和过低都不利于吸附;Pb²⁺吸附量和去除率随着时间的增加而升高,反应45 min时基本达到吸附平衡。考量粉煤灰基巯基功能化分子筛对重金属较好的吸附性能,将其应用于重金属水污染治理,具有良好的应用价值和发展前景。     

巯基功能化活性炭对汞离子的吸附性能研究及机理初探

以活性炭为基体,利用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(TMMPS)为改性剂对其进行巯基改性,获得了新型除汞材料巯基功能化活性炭(SFAC).采用SEM-EDS、FT-IR对材料进行表征,结果表明-SH成功被引入到活性炭表面.吸附等温线研究表明改性后活性炭(SFAC)的吸附容量高达472 mg/g,较原活性炭(AC)提高了近1倍.针对高酸性的PVC含汞废水环境,模拟考察了溶液酸度对材料吸附性能的影响,结果表明SFAC在高酸[w(HCl)=31％]下,材料仍能稳定存在,并保持一定的吸附能力,表明材料有很强的耐酸性.同时开展材料对汞离子的吸附动力学研究,初步探讨Hg2+在SFAC上的吸附机理.     

氨基和巯基功能化合成的X分子筛高效去除Pb(Ⅱ)

为了提高X分子筛(XM)的耐酸性和对Pb~(2+)的吸附能力,采用有机改性剂对合成的XM进行了氨基功能化(NH_2-XM)和巯基功能化(SH-XM)改性。确定了最佳接枝条件,并对三种材料进行了表征和吸附研究。结果表明,三种材料的吸附过程属于单层化学吸附。与XM(34 mg/g)相比,NH_2-XM(154 mg/g)和SH-XM(111 mg/g)在低p H条件下具有更好的吸附效果和更强的耐酸能力。因此,NH_2-XM可作为高效吸附剂去除水溶液中的Pb~(2+)。     

功能化介孔材料吸附性能与机理的研究进展

综述了功能化介孔材料的孔径结构、改性基团和吸附条件对废水中的有机污染物、染料分子和重金属离子以及生物大分子、药物分子、CO2和挥发性有机气体污染物的吸附脱除效果的影响,还介绍了功能化介孔材料对液晶材料中的微量无机离子和大极性有机杂质的吸附脱除效果,指出了新型功能化介孔材料的开发和吸附环境的研究是未来的研究热点和发展趋势。     

改性膨润土材料对汞的吸附解吸性能研究

本文制备了7种改性膨润土材料,并从中筛选出4种对汞吸附能力较强的材料,研究了四种改性材料对Hg2+的吸附解吸性能。结果显示,改性材料对Hg2+的吸附能力较钙基膨润土有大幅度提高,吸附速率均很快,巯基化膨润土对Hg2+的吸附解吸性能最佳。改性后的四种材料对Hg2+的吸附量至少提高了3倍以上,均可作为理想的Hg2+吸附剂。     

废弃溴代环氧树脂制备螯合材料及其对Cu2+的吸附性能

以废弃印刷电路板固体废料中的溴代环氧树脂为高分子母体材料,经酸碱预处理后先用乙二胺进行胺化改性,然后再用氯乙酸进行功能化反应,制备了一种含有氨基乙酸基团的新型螯合树脂。通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)以及13C NMR对其改性前后的树脂结构进行了表征,并测定了改性前后材料对Cu2+的吸附效果,数据表明:改性制备的胺基乙酸螯合树脂对Cu2+具有良好的吸附效果。此外,通过考察氯乙酸功能化反应过程中反应温度、反应时间以及氯乙酸的用量对改性产物吸附Cu2+的性能影响,确定了改性制备该螯合树脂的最佳工艺参数。结果表明:当树脂用量与氯乙酸的用量比为1∶1时,在60℃下反应8h,改性所得的螯合树脂对Cu2+的吸附效果最佳,最大的吸附容量达到4.727mg/g。     

功能化MCM-41的制备及对重金属离子的吸附研究

利用巯基硅烷偶联剂和氨基硅烷偶联剂分别通过2种不同的合成方法制备出了功能化的MCM-41介孔材料,使用TEM、XRD、N2吸附-脱附、IR、SEM等手段对产物进行了测试和表征,并将各种介孔材料用于重金属离子的吸附研究。结果表明,常温下成功合成出的功能化介孔材料均在一定程度上提高了对重金属离子的吸附能力,特别是两步法氨基功能化材料对Cu2+和Pt2+的去除率分别达到了96.42%和99.56%,但是一步法因模板剂去除不完全而在一定程度上影响了吸附效果。     

巯基改性海泡石的制备及其吸附除镉性能

为发展廉价高效的重金属废水处理技术、促进海泡石的资源化利用,利用3-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)改性海泡石进行水体中镉去除试验。试验结果表明:巯基改性海泡石(SEP-MPTES)和天然海泡石(SEP)材料在水中吸附镉的吸附等温线更符合langmuir模型,最大吸附容量从改性前的3.42 mg/g提高到了8.87 mg/g。吸附动力学拟合发现,此吸附过程更适合假二级动力学模型。巯基改性海泡石和天然海泡石对镉的吸附量随着p H升高而升高,p H值为8时,吸附容量最高。吸附镉过程会受到离子强度的影响。总之,巯基改性海泡石是一种潜在的去除水中重金属镉的材料。     

巯基改性木薯秸秆吸附水体Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)特性

以废弃木薯秸秆为原料,经碱化、添加巯基官能团进行改性得到吸附剂,对其进行了表征,并研究了不同条件下吸附剂的对Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)吸附性能.结果表明,木薯秸秆成功引入巯基基团.经过巯基改性后的木薯秸秆的吸附量得到提升,吸附量随pH的升高而增大,在30 min内吸附量可迅速达到平衡,吸附动力学符合准2级动力学方程.对Cu...     

纳米铁氧体复合材料在污水处理中的最新研究进展

纳米铁氧体材料作为吸附剂在污水处理中的应用具有操作简单、吸附量大及易回收等优点,但单一的纳米铁氧体材料吸附容量有限,因此对纳米铁氧体材料进行改性尤为必要.在概述铁氧体材料类型和制备方法、纳米铁氧体材料结构和性能的基础上,着重从复合改性方面综述了纳米铁氧体复合材料的研究进展及其在吸附污水中重金属、有机物、无机物等方面的应用进展,指出复合功能化材料可以大大改善纳米铁氧体材料的磁性和吸附性能,并对纳米铁氧体复合材料的发展趋势进行了展望.     

巯基改性凹凸棒石对铟的吸附研究

铟及其化合物在半导体通信产业中属于不可或缺的重要材料,早已被欧美等发达国家列为关键战略矿产资源,铟及其化合物的毒性也逐渐显露,因此迫切需要对含铟废料进行分离富集处理。由于吸附法在低浓度下也能同样有效地去除有毒有害污染物并富集有回收价值的金属,本文制备了适合吸附In(Ⅲ)的巯基改性凹凸棒石。在乙醇浓度为30%,改性pH为8,接枝时间为3 h时,所制备的巯基改性凹凸棒石吸附铟的效果最好。在298K,In(Ⅲ)初始浓度为600mg·L^-1,吸附液初始pH为3.5,吸附时间240min时,改性材料对In(Ⅲ)的最大吸附容量为62.1 mg·g^-1。     

Fe_3O_4磁性纳米颗粒表面功能化改性及在油气田开发领域中的应用

对国内外Fe_3O_4磁性纳米颗粒的表面改性方法及其油气田开发领域应用现状进行了系统调研,按照其表面功能化改性材料划分为无机材料改性、有机小分子材料改性、有机高分子材料改性。功能化改性后Fe_3O_4磁性纳米颗粒在油气田开发领域中应用时包括在提高采收率、污水处理、石油机械保护等方面,具有良好的应用前景。并对其在油气田开发领域应用发展进行了展望,指出开发出具备特异性功能的磁性纳米颗粒,进一步改善其表面性质、负载功能基团的吸附量和稳定性,降低生产成本是该领域的主要研究方向。     

磷酰基乙酸改性粉煤灰基SBA-15的制备及选择性吸附稀土性能

以粉煤灰为硅源合成了介孔二氧化硅SBA-15,对其进行磷酰基乙酸(PAA)功能化改性制备了PAA-SBA-15吸附剂,对改性前后的吸附剂进行了XRD、N2吸附-脱附、红外光谱表征.结果显示,改性后吸附剂的孔道保持高度有序.将PAA-SBA-15用于模拟溶液中稀土离子的吸附,发现PAA-SBA-15吸附剂对Eu3+、Gd3+、Tb3+、Nd3+、Sm3+的吸附量分别可达18.6、23.2、21.9、22.6、20.2 mg/g.考察了竞争离子Ca2+、Mg2+、Al3+、Fe3+对吸附稀土离子性能的影响.结果显示,Fe3+的存在对PAA-SBA-15吸附稀土离子干扰性最强.吸附动力学和热力学结果显示,PAA-SBA-15对稀土离子的吸附符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,吸附过程中化学吸附占主导作用.     

巯基改性纤维素的制备及其对亚甲基蓝的吸附研究

为探究有机染料废水污染的高效处理新方法,以纤维素粉为原料,利用高碘酸钠氧化、半胱氨酸接枝的方式进行巯基改性,通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪等检测手段进行表征,研究了吸附时间、pH值、染料初始浓度等对亚甲基蓝吸附效果的影响。结果表明:改性后的样品比表面积明显增大,形貌出现较多细碎块状结构,且出现酰胺键特征峰;吸附过程受pH值影响较大,pH为11时吸附效果达到最佳,当初始浓度为200 mg/L时吸附平衡时间约为60 min,此时最大平衡吸附容量为192 mg/g;实验数据更符合Langmuir吸附方程和准二阶动力学模型。巯基改性纤维素材料对亚甲基蓝有较好的吸附效果,可以作为有机染料吸附剂使用。     

硅胶改性材料对染料吸附性能的研究进展

综述了近年来国内外关于改性硅胶材料用于染料吸附去除的研究现状,介绍了硅胶材料的物化特性,吸附原理及三种主要改性方法：表面化学改性、物理改性及复合改性。通过改性合成新型功能化硅胶吸附材料,实现对不同类型染料的高效去除。最后对硅胶改性材料在染料处理应用中目前仍存在的问题提出了建议,为深入研究提供一定的参考价值。     

混合胺改性SBA-15的二氧化碳吸附特性

为实现廉价高效的二氧化碳捕集，新型燃烧后CO₂捕集固体吸附材料的设计和开发具有重要的研究意义。为提高CO₂吸附量，胺功能化改性吸附剂的方法主要有湿浸渍和表面嫁接。基于此，提出了“混合胺”修饰的概念，把湿浸渍和表面嫁接两种改性技术结合起来。把3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTS）嫁接到分子筛SBA-15孔道表面，再把聚乙烯亚胺（PEI）浸渍到载体孔道的间隙，制备出高密度胺功能化的CO₂吸附剂。主要考察了不同含量的PEI和APTS功能化SBA-15的结构性能、CO₂吸附量及胺吸附效率。CO₂吸附结果表明，混合胺功能化SBA-15吸附主要依赖于动力学扩散。其中，SBA-15-（APTS-0.5-PEI-50），SBA-15-（APTS-1.0-PEI-50）和SBA-15-（APTS-2.0-PEI-30）在75℃时具有很好的吸附潜力。混合胺功能化SBA-15的胺吸附效率介于单纯嫁接和单纯浸渍的胺功能化SBA-15之间。     

巯基化二氧化钛对水体中汞的去除性能

用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对纳米二氧化钛进行巯基化改性,对巯基化纳米二氧化钛进行结构表征并且考察其对水体中汞离子的吸附性能。利用静态批式吸附试验研究不同pH、汞离子浓度、吸附剂用量对吸附效果的影响,并且研究其吸附过程的热力学、动力学特征。XRD、SEM及FT-IR结果表明,MPTMS已经成功接入纳米二氧化钛表面。25℃下最佳吸附条件为pH为9、吸附剂用量0.01 g、汞离子浓度100 ppm、反应时间2.5 h,吸附量可达350 mg·g-1。巯基化纳米二氧化钛对汞的吸附最符合Langmuir吸附等温线,表明吸附过程为单分子吸附;pseudo-second order准二级动力学模型更符合该吸附过程,表明该吸附过程发生了化学反应。热力学分析表明,巯基化纳米二氧化钛对汞的吸附是一个自发、吸热熵增的过程。该材料对水质中汞离子具有较好的富集能力,有着良好的应用前景。     

SiO_2-TiO_2多孔复合材料的制备及其吸附性能研究

以四异丙基钛酸酯(TIP)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体,采用表面活性剂自组装软模板法将SiO2掺杂到TiO2中,成功制备了SiO2-TiO2有序多孔复合材料。利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和红外光谱分析(FTIR)等测试手段对材料进行了表征,结果表明:SiO2-TiO2多孔复合材料中存在Ti—O—Ti、Si—O—Si和Ti—O—Si 3种化学键。将制备的多孔复合材料进一步—SO3H功能化(SiO2-TiO2-SO3H),以水溶液中的碱性品红为目标污染物,考察了改性材料对染料的吸附性能,结果显示,经—SO3H功能化的材料具有较优的吸附性能,吸附率达到90%以上。染料的吸附动力学能很好的符合伪二级动力学模型,经线性拟合得到的相关系数R2均大于0.996。     

组装法制备巯基改性磁性SBA-15

采用热分解法制备了单分散、平均粒径约15nm的锰铁氧体磁性纳米粒子。通过正硅酸乙酯与磁性纳米粒子表面油酸盐的配体交换将磁性纳米粒子锚定在SBA-15表面。并且将负载过程与巯基改性过程耦合制备了巯基改性的磁性SBA-15。考察了合成SBA-15过程中干燥方式对其结构和性质的影响,研究了负载磁性纳米粒子和巯基改性顺序对巯基改性磁性SBA-15的结构和性能的影响。结果表明,喷雾干燥法合成的SBA-15介孔孔壁较薄,但具有更大的比表面积、孔体积和平均孔径。以其为载体时磁性纳米粒子负载量更大,所得磁性SBA-15的饱和磁强度更高。当将巯基改性和负载磁性纳米粒子分为前后两步时,巯基改性SBA-15的表面疏水环境有利于吸附疏水磁性纳米粒子,所得磁性SBA-15负载磁性纳米粒子量更大,饱和磁强度更高。磁性纳米粒子粒径大于SBA-15孔径,其主要负载于SBA-15外表面,有利于得到介孔孔道通畅的磁性SBA-15。巯基改性的磁性SBA-15的孔体积介于0.56~0.6cm³/g,比表面积介于353~432m²/g,饱和磁强度最高达到0.91emu/g,可作为一种大容量的吸附材料用于吸附分离、药物缓释等领域。     

巯基化多孔氧化硅纳米球及其对汞的吸附富集

采用原位共缩聚法,合成了巯基功能化多孔氧化硅纳米球,利用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附)和热重分析等对合成的样品进行了表征,并研究了所合成样品对水中Hg~(2+)的富集分离性能。结果表明,巯基多孔氧化硅纳米球具有较高的比表面积(789 m~2/g)和较大的孔体积(2.66 cm~3/g);通过调节反应条件,可以调控多孔纳米球的比表面积、孔体积、孔径和巯基负载量;巯基的引入可以提高纳米球对Hg~(2+)的吸附富集率和吸附量,10 min内富集率超过97%,最大平衡吸附量达340 mg/g。吸附过程符合准2级动力学吸附模型和Freundlich吸附等温线模型。巯基化多孔氧化硅纳米球的吸附性能具有较好的稳定性,经过3次循环使用,对Hg~(2+)的去除率仍能达到95%左右。