类乙二胺四乙酸螯合纤维素及其对水中重金属离子的吸附性能

为了改善纤维素对重金属的吸附去除性能,文中采用高碘酸钠选择性氧化纤维制得双醛纤维素,通过Schiff碱反应,将乙二胺接枝到纤维素骨架,再将溴乙酸取代到氨基上,获得含有氮和氧配位原子的类乙二胺四乙酸螯合纤维素(EDTA-CL)。表征了其形貌和结构,考察了其对水中Cd²⁺和Pb²⁺的吸附性能。EDTA-CL吸附Cd²⁺和Pb²⁺的最佳p H范围为4.5～6;EDTA-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附在20 min内达到了平衡;EDTA-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附容量分别为236.1mg/g和382.6 mg/g,氮和氧配位原子的引入大大提高了对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附容量;EDTA-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附过程符合Langmuir和准二级动力学模型;EDTA-CL可以重复多次使用。     

硫掺杂多孔碳材料的制备及其对脱硫废水中重金属的电吸附性能研究

燃煤电厂脱硫废水中的重金属污染对环境有巨大潜在危害,其中Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺等重金属离子的问题尤其突出。如何高效、有针对性地去除相关重金属离子,是废水净化的一个挑战。为此,通过模板法制备硫掺杂多孔碳材料,有选择性地对废水中相关重金属离子进行电吸附。结果表明：材料对于废水中的Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺在5次循环后的脱除效率仍可以达到99%左右。针对我国北部某燃煤电厂的实际脱硫废水进行电吸附实验,其中的Pb²⁺、Cd²⁺、Cr³⁺质量浓度被有效降低到小于0.2μg/L。通过结构、形貌以及电化学等表征发现,S/PC₃具有出色的离子输送通道(介孔占比91.06%)和电化学性能(117.3 F/g,1 A/g)。同时,适宜的硫掺杂量提高了其位点活性,使得硫原子(路易斯软碱)和重金属离子(路易斯软酸)结合。     

印迹改性磁性交联壳聚糖的表征及吸附性能

为了提高壳聚糖（CS）对Pb²⁺的去除能力,制备了印迹改性磁性交联壳聚糖（Pb-TMCS）,采用FTIR、SEM和XRD对其结构和形态进行了表征,研究了Pb-TMCS对Pb²⁺的吸附、脱附性能及选择性。结果表明：与CS相比,Pb-TMCS的表面孔隙和褶皱增多;Pb-TMCS引入了更多的-OH和-NH₂;Pb-TMCS内部包覆磁性物质Fe₃O₄,Pb-TMCS对 CS的相对选择性系数大于2;Pb-TMCS对Pb²⁺的吸附量从CS的25.57 mg/g提高到45.26 mg/g,脱附3次后仍可重复使用。Pb-TMCS回收方便,对Pb²⁺选择吸附性能好,无污染,在重金属废水处理中具有广阔的应用前景。     

转化方式对粉煤灰地聚物原位转化沸石及其Pb2+吸附性能的影响

本工作以高铝粉煤灰为前驱体，通过碱激发及化学发泡的方式制备了富含类沸石相的多孔粉煤灰地聚物，并以此地聚物为骨架，通过原位转化将类沸石相转化为沸石，得到自支撑类沸石吸附材料。另外，研究了碱热、水热、微波三种原位转化方式下多孔粉煤灰地聚物的矿物组成变化规律、不同原位转化条件下制备的沸石类吸附材料对Pb²⁺的静态吸附行为。研究结果表明：碱热转化有利于多孔粉煤灰地聚物中的类沸石相原位转化生成沸石相，明显提高了其对Pb²⁺的吸附容量。碱热转化多孔粉煤灰地聚物对Pb²⁺的吸附属于単分子层吸附。吸附动力学拟合表明，碱热转化多孔粉煤灰地聚物对Pb²⁺的吸附方式分为物理吸附和化学吸附。当Pb²⁺初始浓度为100 mg/L和300 mg/L时，吸附过程以物理吸附为主；当Pb²⁺初始浓度为500 mg/L时，吸附过程伴随大量化学键形成，化学吸附作用更强。     

NF/PDMA/MnO2-Co电容电极对低浓度Pb2+的电吸附特性

在泡沫镍基体上进行阳极电沉积制备了NF/PDMA/MnO₂-Co电极,使用FESEM-EDS、XPS和Raman谱、循环伏安和电容吸脱附测试等手段表征了复合电极的结构和评价其电容特性和对Pb²⁺的吸附行为。结果表明,在电流密度为1 mA/cm²、30℃和3 min条件下制备的NF/PDMA/MnO₂-Co复合电极,在Pb²⁺浓度为20 mg/L的模拟废水中有比较高的比电容值(208.8 F/g),对Pb²⁺有较高的吸附容量(59.9 mg/g);PDMA底层与Co掺杂MnO₂表层的协同作用提高了MnO₂电极电容和吸附性能;吸附动力学拟合表明,复合电极的吸附过程受物理、化学吸附混合控制,并受离子传质和孔隙内扩散的限制;电极的稳定性好,4次循环吸附后的吸附量仍达到51.7 mg/g。     

功能化金属-有机框架材料吸附去除废水中铅离子的研究进展

含铅废水未经处理直接排放到环境中,会对生态系统和人类健康造成严重危害。因此,如何高效、绿色低碳处理含铅废水是目前亟需解决的关键问题之一。金属-有机框架(MOFs)材料因具有结构可调、易于合成、比表面积大和官能团密度高等特点,近年来在吸附去除废水中Pb²⁺的领域取得了众多研究进展。本文系统探讨了功能化MOFs材料的结构和组成特征,对比了不同类型功能化MOFs对水中Pb²⁺的吸附性能和吸附规律,阐述了MOFs材料对Pb²⁺的吸附机理,最后着重分析了MOFs材料在实际吸附去除Pb²⁺应用中存在的挑战,并展望了未来该领域的重点研究方向。     

一种新型膦酸锆孔材料的合成及其对金属离子的吸附性质

骨架含强配位基的有机无机杂化多级孔材料合成是目前吸附研究的一个重要领域。以bis (hexamethylene) triamino-N, N-bisacetyl-phosphonic acid和ZrOCl₂·8H₂O为原料、应用水热合成技术合成了一种新型膦酸锆多级孔材料ZrPTA, 并通过FT-IR、TGA、XRD、XPS、SEM以及元素分析等手段对制备产物进行了表征。研究结果表明, ZrPTA具有棒状微形貌, 其内部存在大量直径为1.38 nm和1.93 nm的微孔以及直径为2.99 nm的介孔, 其表面积为112.2 m²/g。ZrPTA对水溶液中Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺三种金属离子具有良好的吸附作用, 最大吸附量分别为742.7、689.8和627.0 mg/g, 远远高于文献报道值。这一性质使ZrPTA具有潜在的废水处理功效, 显示出诱人的应用前景。     

双网络微球水凝胶对Cu2+的吸附行为研究

工业的迅速发展导致水体环境污染问题也愈加严重，针对重金属废水的处理极为迫切。以海藻酸钠微球为基质，合成出海藻酸钙和聚丙烯酰胺双网络结构的NH₂-SA/PAM微球水凝胶。通过扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征可知，该凝胶具有多孔网络结构，具有大量的羟基、氨基等活性位点，能实现离子在凝胶内部的快速扩散。通过对Cu²⁺的吸附实验可知，NH₂-SA/PAM微球水凝胶具有较好的吸附性能，基于Langmuir模型，在30℃下q_max为265.31mg/g,在100min内便达到吸附平衡的80%,通过均相表面扩散模型(HSDM)其凝胶内部的扩散系数D_s为2.83×10^-11m/s。该NH₂-SA/PAM对Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺和Cu²⁺均有较好的吸附性能，其分配系数与离子...     

丙烯酸表面修饰聚丙烯滤芯棉的制备和吸附性能

采用紫外光接枝法,以丙烯酸（AA）为功能单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,在聚丙烯（PP）滤芯棉表面进行交联接枝共聚,制备出交联接枝率为220%的丙烯酸表面修饰PP棉。用红外光谱对交联接枝共聚物的结构进行了表征。其最佳工艺条件为引发剂二苯甲酮（BP）用量为0.50 g/100gAA,MBA用量为5.0 g/100 gAA,AA与PP质量比为5:1,光照时间为25 min。采用平衡吸附法研究了丙烯酸表面修饰PP棉对重金属Cd^-（2+）的吸附性能。结果表明,当Cd²⁺初始质量浓度低于50 mg·L^-1时,丙烯酸修饰PP棉对Cd^2-的吸附率可达到95%以上。在研究的浓度范围内,丙烯酸修饰PP棉对Cd²⁺的吸附不符合Langmuir和Freundlich模型。     

裂解温度对湿地植物基生物炭理化性质与镉吸附特性的影响

以湿地植物美人蕉(MBC)、再力花(ZBC)和旱伞草(HBC)为原材料，采用热裂解法于300、 500、 700℃下制备生物炭，应用全自动元素分析仪、扫描电子显微镜、红外光谱等手段表征分析生物炭理化性质，采用静态吸附法系统研究生物炭对镉的吸附特性。结果表明：制备温度对生物质炭的理化性质、表面形貌和矿物成分有很大影响；中温(500℃)、高温(700℃)裂解生物炭对镉的吸附性能优于低温(300℃)裂解生物炭的，500℃裂解生物炭吸附性能最好，对Cd²⁺吸附容量均值可达96.00 mg·g^-1,极值可达108.28 mg·g^-1,且吸附容量从大到小为ZBC、 MBC、 HBC; 500℃裂解湿地植物基生物炭对Cd²⁺的吸附平衡时间为30 min左右，适宜的投加量和较大的溶液pH、离子初始质量浓度、反应温度有利于生物炭对Cd²⁺的吸附，对Cd²⁺吸附过程更符合Freundlich等温吸附模型和拟二级动力学模型，且属于优惠吸附；裂解温度的升高可以促进生物炭芳香化，改...     

树枝状硅基纳米粒子对重金属去除研究进展

树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs)独特的三维中心辐射状孔道结构使其具有出色的比表面积和孔体积,表面硅羟基官能团可作为功能化活性位点。已有研究表明,DMSNs基新型吸附剂材料能够替代传统二氧化硅材料(如MCM-41和SBA-15),对重金属离子具有优异的去除作用。综述总结了DMSNs基新型吸附剂材料的功能化方法,比较了其和功能化MCM-41或SBA-15对不同重金属离子(Pb²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺等)和放射性金属离子(U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)等)的吸附性能,以期为设计具有优越重金属离子去除能力的DMSNs基新型吸附材料提供理论指导。     

β-环糊精改性梧桐叶基生物炭对水中镉离子的去除研究

制备了以梧桐叶为原料的生物炭(BC),并用戊二醛作为交联剂,将β-环糊精负载在梧桐叶基生物炭上制备β-环糊精改性生物炭(β-BC)。采用比表面积分析和红外光谱对生物炭进行表征分析,并将其用于吸附水中的镉离子(Cd²⁺),考察吸附时间、投加量、吸附剂用量和pH等不同因素对吸附性能的影响。实验结果表明,改性后的生物炭比表面积、总孔体积和平均孔径均稍有下降,β-BC对Cd²⁺的去除率高达99.2%,比BC高14%,且更快达到吸附平衡。此外,BC对Cd²⁺的吸附满足伪一级动力学方程模型,β-BC对Cd²⁺的吸附满足Elovich方程模型,而Freundlich等温吸附模型对BC和β-BC均有更好的拟合效果。     

可调孔骨胶水凝胶的制备以及在治理土壤重金属污染中的应用

以骨胶为基材，戊二醛为交联剂，添加调孔剂(由水、异丙醇、异丙醇铝、硝酸组成),制备了一种可调节孔隙大小的三维网络结构水凝胶。考察了调孔剂含量为1%、2%、3%时，水凝胶对重金属离子(Cr₂O₇^2-、Ni²⁺、Cu²⁺)的吸附性能。结果表明：当调孔剂含量为2%时，水凝胶吸附性能最好，对Cr₂O₇^2-、Ni²⁺和Cu²⁺最大吸附平衡浓度分别为276mg/g、321mg/g和218mg/g;吸附动力学拟合和吸附等温模型拟合表明，水凝胶对Cr₂O₇^2-的吸附过程符合伪二级动力学模型，属于单层化学吸附；对Ni²⁺和Cu²⁺的吸附过程符合伪一级动力学模型，属于单层物理吸附。     

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。     

改性松果活性炭去除Cr6+的研究

为了提高水中Cr⁶⁺的去除效率，以松果粉末(PC)为原料，利用H₃PO₄改性法制备了低成本高比表面的改性松果活性炭(PCAC)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和全自动比表面积分析仪对PCAC表面理化性质变化进行表征。通过静态吸附实验探究其对Cr⁶⁺的吸附性能，测定了溶液初始pH、PCAC投加量和吸附时间对Cr⁶⁺吸附性能的影响。根据吸附动力学和吸附等温线，探讨了PCAC对Cr⁶⁺的吸附机理。结果表明：经H₃PO₄改性制备的PCAC比表面积和孔隙体积分别为1669.2m²/g和0.851cm³/g,高于未改性的PC;对于100mg/L Cr⁶⁺模拟废水，最佳吸附条件：pH=2、PCAC投加量0.5g、吸附时间3h,此时PCAC对Cr⁶⁺的去除率最大且为99.97%;吸附动力学数据拟合分析，拟二级动力学模型较好...     

铋膜电极阳极溶出伏安法检测痕量Cd金属

镉氧化产生的溶出电流与样品中Cd²⁺的浓度有关。本研究通过方波阳极溶出伏安法(SWASV)在活化铋膜电极(Activated BFE)上对低浓度μg/L水平的Cd(II)进行测定。通过电化学方法对电极进行初步改性, 然后电沉积制备铋膜再次对电极进行改进, 从而增强了对痕量目标Cd²⁺的敏感性。对改性前后的玻碳电极(GCE)表面进行SEM、CV、EIS和SWV的表征。为了将这种伏安法传感器应用于含有低浓度Cd²⁺的实际样品中, 对检测Cd²⁺的实验参数进行了研究。使用选定的条件, 在10 min的预富集条件下Cd²⁺的检测限为1 μg/L。     

AEP作用下溶胶-凝胶法制备纤维素基炭气凝胶及其对水溶液中Cu2+吸附性能

以微晶纤维素为前驱物, 在表面活性剂异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯(AEP)作用下进行溶胶-凝胶反应, 经过真空冷冻干燥后得到纤维素气凝胶, 再在600℃惰性气氛中碳化反应制备成炭气凝胶。通过扫描电镜、BET比表面测定和红外光谱表征制备的炭气凝胶孔隙结构及表面官能团, 并采用静态吸附法考察了炭气凝胶对水溶液中铜离子的吸附性能。结果表明, 溶胶-凝胶反应中的AEP能够有效调节和改进制备的炭气溶胶孔隙结构及其吸附性能。添加2%的AEP得到的纤维素凝胶制备炭气凝胶CCA₂孔隙结构发达、均匀, 具有655.4 m²/g的比表面积和0.73 cm³/g的孔容, 对水溶液中Cu²⁺的吸附容量最大可达到86.27 mg/g, 吸附等温线符合Langmiur模型, 吸附过程遵循准二级动力学方程。     

层状金属有机框架材料用于水溶液中137Cs的高效去除

¹³⁷Cs主要来源于核武器试验和核电站产生的放射性废物, 具有高溶解度和高迁移率的特点, 因此从放射性废液中有效去除 ¹³⁷Cs是一项长期的挑战。本研究通过溶剂热法合成了一种二维层状阴离子骨架材料SZ-6, 并对其吸附性能进行了系统的研究。利用单晶衍射仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对SZ-6的结构、形貌和稳定性进行了表征与测试。采用批实验研究了水溶液中Cs ⁺的吸附行为。结果表明: 在浓度为10 mg/L的Cs ⁺溶液中, SZ-6的吸附动力学可在5 min内达到平衡, 是目前去除Cs ⁺最快的吸附剂材料之一; SZ-6在pH4~12范围内表现出良好的去除能力; 在过量Na ⁺、K ⁺、Ca ²⁺竞争阳离子存在的情况下仍具有较好的选择性。     

氯化锌催化活化制备中孔活性炭及其对Cr6+的吸附性能

为进一步提高活性炭对废水中Cr⁶⁺的吸附能力,采用氯化锌对市售微孔活性炭粉进行催化活化,制成了中孔活性炭,并研究了中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附性能。通过单因素试验优选了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的工艺参数;研究了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的吸附动力学和吸附等温线,并进行了再生吸附试验。结果表明:向100 mL Cr⁶⁺初始浓度为100 mg/L的重铬酸钾溶液中投加0.1 g中孔活性炭,控制温度为35℃,pH=2,3 h即可达吸附平衡,此时吸附效果最佳,最大吸附量达93.7 mg/g;中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附遵循二级动力学规律,符合Langmuir吸附等温式;吸附/再生循环2次后,中孔活性炭吸附能力保持不变,循环5次后,活性炭对Cr⁶⁺的吸附量为初始吸附量的75%,碳损失率为6.5%。     

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。