增加石膏处理对钙硅石类吸附剂对磷去除特性的影响

本文研究了增加石膏处理对钙硅石类吸附剂对磷去除特性的影响。典型的硅酸钙粉末，是钙硅石在空气中用震动球磨粉机被机械化学活化24h得到的。被震动球磨成粉的钙硅石块与相当量的水和石膏混合在80℃、0．33MpcCO2条件下充碳酸气3h。通过使它们浸渍在Na3PO4水溶液中研究了充了碳酸气的样品的磷去除效率，该溶液含有5ppm的磷。     

炭气凝胶微球的合成工艺调控及其吸附性能研究

采用反相乳液聚合法成功制备炭气凝胶微球,研究了合成条件对凝胶时间的影响。利用所得产品吸附氯化钯溶液,探讨炭气凝胶微球对Pd2+的吸附性能。结果表明,通过调控合成条件可以实现对合成过程的有效控制,炭气凝胶微球对Pd2+有优异的吸附性能,吸附率最高可达99.2%。     

双金属离子交联剂对海藻酸盐凝胶性能的影响

利用Ca~(2+),Ba~(2+),Zn~(2+)与海藻酸钠通过不同配位交联机制形成(Na-Alg)凝胶的特性,两两配伍构建双金属离子交联剂,协同调控Ba-Zn-Alg, Ca-Ba-Alg, Ca-Zn-Alg凝胶微球的结构与性能。采用倒置显微镜、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、质构仪等表征微球形貌、结构和力学强度,以牛血清白蛋白(BSA)、罗丹明B(RB)为模式分子评价双金属交联剂对微球负载药物和传质性能的影响。结果表明:Ba~(2+),Zn~(2+)在Alg凝胶中的结合量显著高于Ca~(2+),使Ba-Zn-Alg微球具有致密凝胶结构和较高机械强度;3种微球对BSA的吸附行为属于扩散控制为主的物理吸附,而负载RB微球具有pH值响应释放和扩散传质特征。因此,此研究提供了一种构建微尺度水凝胶药物载体的有效方案。     

聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-烯丙基硫脲)智能微凝胶的制备及其Hg2+响应性能的研究

以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)和烯丙基硫脲(ATU)为共聚单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,2,2′-偶氮二(2-甲基丙基咪)二盐酸盐(V50)为引发剂,通过沉淀聚合法制备了一种可用于Hg²⁺检测与去除的聚(N-异丙基丙烯酰胺-共聚-烯丙基硫脲)(PNA)智能微凝胶。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电镜(SEM)对微凝胶进行了化学成分和形貌表征。利用动态光散射纳米粒度分析仪(DLS)对微凝胶的粒径分布及温度响应性进行了研究。探究了干扰离子、pH和温度对微凝胶Hg²⁺响应性能的影响。利用原子吸收光谱仪(AAS)探究了PNA微凝胶对Hg²⁺的吸附去除效果。结果显示,PNA微凝胶具有良好的温敏性以及对Hg²⁺的特异响应性,响应Hg²⁺后引起的收缩比(RD)随着ATU单体比例的增加而减小,并确定了最佳检测温度为30℃。随着Hg²⁺浓度的增加,RD值逐渐减小,根据Hg²⁺浓度与RD...     

果胶-PDA微球的功能化制备及对Th4 的吸附性能的研究

利用溶胶-凝胶法，以Ca2+为交联剂制备出果胶-Ca微球，再用多巴胺修饰果胶微球生成功能化的果胶-PDA微球吸附剂，探讨了该吸附剂去除Th4+的吸附性能，并利用SEM、FTIR和XPS分析了其功能化制备和吸附机理。结果表明：果胶-PDA微球在pH=3.5时效果最好，在25 ℃、pH=3.5、初始Th4+质量浓度为20 mg/L、吸附剂质量为0.03 g的条件下，接触时间为1200 min，吸附容量可达到37.172 mg/g；共存离子Cs+、Sr2+、Mn2+和Mg2+对Th4+的吸附影响较小，说明该吸附剂对Th4+的吸附选择性较好；热力学和动力学研究结果表明：此吸附过程符合线性Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型，拟合的最大吸附量为99.010 mg/g；热力学数据表明果胶-PDA吸附Th4+是一个自发吸热的过程；通过TG分析知果胶-PDA的热稳定性较改性前有所提高；果胶-PDA上的N、O与溶液中Th4+的发生螯合作用是果胶-PDA微球吸附Th4+的主要吸附机理。     

果胶/AMP-Zn微球的制备及对Cs 的吸附性能

采用溶胶-凝胶法,以Zn2+为交联剂,将磷钼酸铵(AMP)通过静电注射装置包埋于果胶中,制备了果胶/AMP-Zn微球吸附剂,用于放射性废水中Cs~+的去除。系统探讨了不同pH、吸附剂质量、接触时间、Cs~+质量浓度、温度及共存离子对果胶/AMP-Zn去除Cs~+的影响,并利用SEM、FTIR和XPS分析了吸附机理。结果表明:果胶/AMP-Zn可在pH=3~11内使用,耐酸碱性能良好,且在25℃、pH=5、Cs~+质量浓度为120 mg/L、吸附剂质量为0.05 g、接触时间为330 min的条件下,吸附剂的吸附量为41.837 mg/g;共存离子K+、Na+、Li+、Ca2+和Mg2+对Cs~+的吸附影响不大,说明该吸附剂具有较好的吸附选择性;热力学和动力学研究结果表明:此吸附过程符合Freundlich等温吸附模型和准二级动力学模型,且是一个自发放热的过程。果胶/AMP-Zn吸附Cs~+的吸附机理可能是Cs~+与AMP上的NH4+发生离子交换作用。     

重金属离子吸附用微凝胶研究新进展

微凝胶聚合物网络中易于引入能够与重金属离子螯合或络合的功能基团,且比表面积大,对重金属离子具有较快的吸附速率,因此,微凝胶在重金属离子的去除方面具有广阔的应用前景。本文介绍了重金属离子吸附用微凝胶研究新进展,重点回顾了基于羧基、氨基、磺酸基、羟基及巯基等多官能团化合物与重金属离子通过静电相互作用形成稳定络合物的微凝胶用于重金属离子的吸附,离子印迹型微凝胶用于重金属离子的吸附,以及基于冠醚环（苯并-18-冠-6醚）与Pb²⁺离子通过超分子主-客体识别作用形成稳定络合物的微凝胶用于重金属离子的吸附;描述了这三类微凝胶对重金属离子的吸附性能、优点、用途等;指出了这三类微凝胶适用于不同场合下重金属离子的吸附。     

多孔醋酸纤维素微球的制备及对重金属离子的吸附研究

利用反相悬浮分散法制备了一种高分子吸附剂-多孔醋酸纤维素微球,并将其应用于去除水体中微量重金属离子。采用扫描电子显微镜、激光粒径分布仪、比表面积及孔隙度吸附仪、电感耦合等离子发射光谱表征了醋酸纤维素微球的表面及内部形态、粒径分布、比表面积及孔容,以及对Ni2+、Pb2+等重金属离子的吸附性能。结果表明,醋酸纤维素微球表面及内部存在大量微孔结构,当pH在5～7、温度在20～30℃时,醋酸纤维素微球对Ni2+、Pb2+有较强的吸附能力。本文制备的醋酸纤维素微球易再生,且再生后的微球对重金属离子仍具有良好的吸附性能。     

制备CS-Ca2+-SAL中空凝胶球及其对碳纳米的缓释行为

将海藻酸钠溶液(SAL)滴入壳聚糖-钙(CS-Ca2+)分散溶液中，海藻酸钠与壳聚糖分子链之间发生物理交联的同时，也与钙离子进行同步交联，可一步制备毫米级壳聚糖-钙-海藻酸钠(CS-Ca2+-SAL) 水凝胶球。通过调控原料用量比例、滴加速度和方式，成功制备内部中空，球壁均匀，表面致密的凝胶球。以荧光性碳纳米点为标记物，考察凝胶球的溶胀性能和缓释性能。结果表明，凝胶球在中性水溶液中12h溶胀率可达26.09%，并能保持完整球形结构。溶胀性能受到pH的影响显著，处于pH=1.2的溶液体系中溶胀率最小，处于pH =6.8溶液环境中溶胀率最大。荧光凝胶球在pH=7.1的Tris-HCl缓冲液中的释放率实验结果表明，对碳纳米的释放模型最符合Hixon-crowell溶蚀方程，说明凝胶球的缓释机制以溶蚀为主，扩散为辅。     

具有光催化活性P（AM-AA）/CdS/TiO2复合微球的制备研究

以反相悬浮聚合法合成的P(AM-AA)微凝胶为模板,采用外源沉积法制备了P(AM-AA)/CdS复合微球,以TBOT为前驱体,通过溶胶-凝胶法制备具有光催化活性的P(AM-AA)/CdS/TiO2复合微球。结果表明,复合微球兼具有微凝胶的固有优点以及CdS和TiO2的光学性质,为进一步研究光解水制氢提供依据。     

新型除磷填料的制备及除磷吸附床运行参数的优化

为解决现有除磷吸附剂粒径小造成的材料易流失和系统压降过大等问题,以实现吸附除磷工艺在实际工程中的应用,以聚氨酯填料为载体,水溶性聚氨酯为介质,将水化硅酸钙负载到聚氨酯填料上制成负载型除磷填料。研究了制备条件对除磷填料除磷效果的影响,采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）观察分析了负载前后水化硅酸钙微观结构及化学基团的变化;利用除磷填料作为除磷吸附床的滤料,研究了运行条件对吸附床除磷效果的影响。在此基础上,利用响应曲面法研究了除磷吸附床磷酸盐去除率和各变量之间的关系,并对工艺参数进行了优化。结果表明,水性聚氨酯溶液的浓度和用量分别为100 g/L和50 ml,水化硅酸钙的质量为12 g的条件下所制备的除磷填料除磷效果最好;SEM和FTIR分析结果显示,水化硅酸钙负载前后其孔隙结构和化学基团没有明显的变化;预测模型的方差分析结果表明,HRT(X ₁)、进水ρ(PO₄ ^3--P)(X ₂)、温度(X ₃)、初始pH(X ₄)以及X ₁ X ₂,X ₁ X ₄,X ₂ X ₃,X ₂ X ₄的交互作用均对磷酸盐的去除具有显著影响 (P＜0.05),但X ₁ X ₃的交互作用对磷酸盐的去除影响不显著。通过预测模型获得的最佳运行条件为：HRT为79.77 min,进水ρ(PO₄ ^3--P)为1.70 mg/L, 温度为34.04℃,pH为9.68。在该条件下,反应器对磷酸盐的去除率可以达到93.46%。     

锰氧化物制备及其对锰和氨氮的去除研究

为制备具有优艮吸附性能的材料,采用高锰酸钾氧化(分别在酸性条件和中性条件下进行)和空气自然氧化水中2价锰,制备了3种锰氧化物(ORIG-MnOx、Na2CO3-MnOx、O2-MnOx),对其结构进行了表征,并探究了对水中NH4+-N和Mn2+污染的去除特性及影响因素.结果表明,所制备的ORIG-MnOx与Na2CO3...     

镧(La)改性吸附材料脱除水体磷酸盐研究进展

磷素是水体富营养化的主要限制性因子,合适的除磷方法对控制水体富营养化具有重要意义。吸附法是一种经济、高效、操作简单的除磷方法,但如何选择合适的吸附材料是其应用的关键。La应用于常规吸附材料改性可提高其吸附磷酸盐的性能,同时可提高La利用效率。为进一步促进La改性吸附材料脱除水体磷酸盐的发展,本文归纳了国内外关于La改性吸附材料应用于水体磷酸盐脱除的相关研究,介绍了La改性吸附材料脱除磷酸盐的能力,分析了La改性吸附材料脱除磷酸盐的机理、主要影响因素以及解吸磷酸盐的特性。同时在此基础上提出未来应制备出对实际水体磷酸盐脱除高效和选择性强的La改性吸附材料,深入研究吸附材料制备机理以及脱除磷酸盐机理,探明吸附材料解吸磷酸盐的简单方法,并作出吸附材料解吸循环使用的经济效益评价。     

煤系高岭土合成Al-MCM-41及镧改性后有效脱除磷

用煤系高岭土作为硅源和铝源合成介孔分子筛Al-MCM-41,然后浸渍镧获得一种具有高吸附容量和磷去除率的新型磷酸根吸附剂。分别考察了载体和镧负载量对吸附磷酸根性能影响。 硅铝比为48的介孔分子筛Al₄₈-MCM-41具有非常规整的一维孔道结构,作为载体为负载镧氧化物提供一个好的空间结构。负载量为15%的 La₁₅-Al₄₈-MCM-41磷酸根吸附量吸附时间先呈线性增长,后缓慢增加,最后趋于平衡,饱和吸附量为60.43 mg/g,投加量为0.12 g时磷去除率96.01%。通过比较不同初始pH值条件下吸附过程中的pH值变化情况,发现吸附剂表面上的羟基和磷酸根之间的离子交换是去除磷酸盐的主要原因。     

生物除磷颗粒污泥去除Pb2+的效能机制

以好氧颗粒污泥的吸附作用和磷酸盐对重金属的螯合作用为基础,采用富含磷酸盐的生物除磷颗粒污泥作为吸附剂来处理含铅废水,考察了不同吸附条件（pH、Pb²⁺的初始浓度、吸附反应时间）下,颗粒污泥对Pb²⁺的去除效果。结果表明,除磷颗粒污泥在pH为4,初始Pb²⁺浓度为150 mg·L^-1时,对铅的去除率最高（为99.9%）;在吸附反应20 min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb²⁺的吸附可以用Langmuir模型拟合（R²=0.993）,最大吸附量为49.5 mg·g^-1。其中离子交换和磷酸盐与Pb²⁺的螯合作用对除磷颗粒污泥去除Pb²⁺起到重要作用;傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定表明-COOH、-OH、磷酰基等多种官能团也参与了除磷颗粒污泥除Pb²⁺过程。     

生物质炭改性微球去除化工废水中无机磷的性能研究

我国化工废水排放量巨大，其中含有的无机磷会导致淡水富营养化。选用来源广泛且环境友好的海藻酸钠为载体，微波一步热解活化法制得的高比表面积甘蔗渣生物炭为添加剂，氯化铁溶液为交联剂，通过溶胶凝胶法和包埋法制备了SA-Fe、SA-C-Fe和SA-C-Fe(C)三种吸附材料，并用其进行了无机磷的去除实验。研究发现三种材料的吸附过程均符合准二级动力学模型，其中SA-Fe和SA-C-Fe的吸附过程符合Langmuir等温模型，其对无机磷的最大吸附量分别为53.79 mg/g和78.75 mg/g；SA-C-Fe(C)对无机磷的吸附过程符合Langmuir-Freundlich等温吸附模型。SA-C-Fe材料吸附无机磷过程存在配体交换、静电吸引和表面沉积三种吸附机制，吸附容量最高；SA-C-Fe(C)微球经过碳化后，羟基官能团数量减少，配体交换作用减弱，且形成了铁氧化物沉积层，吸附容量最低。     

铁改性杭锦土对磷的吸附及对沉积物磷释放的控制

以天然粘土矿物杭锦土(HJ)为原料,采用浸渍法制备表面负载铁氧化物的铁改性杭锦土(FHJ)吸附剂.采用BET、SEM、XRD等技术对其进行表征,并考察了铁负载比例、pH、共存离子对FHJ除磷的影响.结果表明,浸渍法成功将铁氧化物负载在杭锦土表面;溶液pH越低越有利于FHJ对磷酸盐的吸附;除磷性能受CO32-、SiO32...     

Construction of double cross-linked networks in calcium alginate/poly-N-isopropylacrylamide hydrogel with photothermal responsiveness for absorbing heavy metal ions

Hydrogels have been widely used for adsorbing heavy metal ions in wastewater treatment. Herein, a calcium alginate/poly-N-isopropylacrylamide double-network hydrogel with photothermal responsiveness was prepared for adsorbing heavy metal ions in aqueous solution. The chemical composition, micromorphology, swelling properties, photothermal responsiveness, adsorption properties, and adsorption mechanism of gel microspheres were studied, respectively. The gel microspheres had an interpenetrating three-dimensional porous structure, and their high porosity morphology and high specific surface area could ensure the adequate exposure of active adsorption sites. The gel microspheres showed excellent selective adsorption of Cr(III), and the theoretical maximum adsorption capacity of 146.16 mg/g was calculated according to the Langmuir model. Besides, its excellent photothermal conversion ability enhanced the resistance to external interference after the adsorption. Our work has provided an innovative approach to solar water purification while optimizing the preparation process.     

TiO2/羟基磷灰石复合微球的合成

将乙酰丙酮稳定的钛酸四正丁酯分散到含有硬脂酸的水中,接着加入Ca²⁺、H₂PO₄^-源,然后通过150℃的水热过程,合成了TiO₂/羟基磷灰石(HAP)复合微球。其中的硬脂酸作为界面媒介吸附Ca²⁺,确保生成的羟基磷灰石的粒子吸附在分散的钛酸四正丁酯球形"油滴"表面。经水热过程,分散的油滴转化为TiO₂ 为内核,HAP为壳层的复合微球。HAP粒子组成的微球外壳层对内核钛酸四正丁酯水解及缩聚反应而引起的体积收缩产生抑制作用,从而对最终的TiO₂ 内核的微结构产生影响。亚甲基蓝的紫外光催化降解实验结果表明,复合微球的光催化性能与微球对亚甲基蓝的平衡吸附量有密切的关系,并取决于产品的微结构。当复合微球中羟基磷灰石的理论质量分数为1%~1.5%时,微球对亚甲基蓝显示了较高的光催化降解效率。