热改性层状双氢氧化物吸附除Cr(Ⅵ)性能（英文）

通过共沉淀法制备得到镁铝层状双氢氧化物(LDHs),并在450℃高温下进行热改性处理(即C-LDHs)。系统性比较了上述两种材料除Cr(Ⅵ)的吸附动力学及等温线模型,并考察温度、p H、Cr(Ⅵ)初始浓度等重要因素对吸附效果的影响。使用XRD、SEM、FT-IR和TG-DTG等对两种吸附材料进行了表面特性表征。结果表明,热改性后C-LDHs的表面性质发生了巨大变化。但其吸附过程仍符合Langmuir吸附等温式。C-LDHs对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为105.26 mg·g-1,远大于LDHs的吸附量(20.66 mg·g-1)。本文结果表明,对层状双氢氧化物进行经济方便的热改性可大幅度增强其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,对层状双氢氧化物的工业化应用具有重要的参考价值。     

改性木质素基水凝胶的制备及其对Cr（Ⅵ）和甲基橙的吸附研究

以木质素磺酸钠(LS-Na)为基础,通过接枝共聚反应引入阳离子单体丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC),制备了改性木质素基水凝胶(MLH),利用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行了表征,并研究了其对模拟混合废水中Cr(Ⅵ)和甲基橙的竞争吸附作用及影响因素,同时开展了吸附动力学和等温吸附模型研究。结果表明,在pH值为5、MLH投加量为0.10 g、初始浓度为200 mg·L^-1、温度为30℃的条件下,Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附量分别为54.14 mg·g^-1和42.91 mg·g^-1;MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附过程符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型,Cr(Ⅵ)和甲基橙在MLH表面存在竞争吸附,且Cr(Ⅵ)更具被吸附优势;模拟混合废水中无机盐离子的存在会抑制MLH对Cr(Ⅵ)和甲基橙的吸附;MLH具有较好的重复再生性能。     

二乙烯三胺改性磁性生物炭对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

为解决水体重金属Cr(Ⅵ)的环境污染问题,以棉秆为原料制备生物炭(BC),再采用液相沉淀法将BC赋磁,得到磁性生物炭(MBC)。以二乙烯三胺(DETA)为改性试剂,对MBC进行氨基改性,制备出氨基改性磁性生物炭吸附剂DETA@MBC。用XRD、SEM、FT-IR、VSM对DETA@MBC进行表征,证实了Fe₃O₄成功负载在BC表面,MBC的氨基改性没有破坏Fe₃O₄的晶体构型,DETA@MBC表面有丰富的氨基功能团,且饱和磁强度良好。研究其作为吸附剂在不同条件下对Cr(Ⅵ)的吸附性能。结果表明,溶液pH值、吸附剂投加量、竞争性离子和温度等因素均会影响吸附效果。DETA@MBC对Cr(Ⅵ)的吸附更符合准二级动力学方程,等温吸附过程符合Freundlich模型,K_F=25.287 mg⁽1-(1/n))·L^1/n·g^-1,n=2.538,吸附容易进行,对Cr(Ⅵ)的吸附为自发的吸热过程。     

铁氨基黏土改性纳米零价铁强化去除电镀废水中的Cr(Ⅵ)

针对纳米零价铁(nZⅥ)易团聚、氧化等缺陷,基于液相还原法,本文利用具有层状结构的铁氨基黏土纳米材料(FeAC)改性nZⅥ用于去除电镀废水中的Cr(Ⅵ)。考察了材料配比组成、投加量、初始pH值对体系去除Cr(Ⅵ)的影响,也研究了改性材料去除实际含铬废水的能力。研究表明：FeAC的加入有利于提高吸附材料的分散性与稳定性,削弱nZⅥ的团聚与氧化问题;当Cr(Ⅵ)浓度为20 mg·L^-1,FeAC与nZⅥ的质量配比为1:5且投加量为0.250 g·L^-1时,改性纳米材料对Cr(Ⅵ)的去除效果最佳;废水中存在的Cu²⁺、Ni²⁺均对改性材料去除Cr(Ⅵ)有明显的促进作用,且对实际含铬废水也保持稳定的去除能力。     

镁铝铁类水滑石对苯酚的吸附特性及机理研究

通过共沉淀法制备了层状双金属氢氧化物Mg/Al/Fe-LDHs,考察了LDHs投加质量、苯酚初始质量浓度、溶液pH和反应温度(T)对苯酚吸附特性的影响。结果表明，LDHs投加质量为0.5 g、苯酚初始质量浓度为10 mg/L、pH=8.0、T=35℃最佳吸附条件下，平衡吸附量达17.41 mg/g。吸附过程符合一级动力学方程，吸附速率为0.021 7 min^-1,平衡吸附量为9.30 mg/g。吸附前后材料的XRD和FT-IR表征结果表明，LDHs吸附苯酚机理不仅涉及表面吸附，还包括LDHs板层结构重建和羟基离子置换。     

赤泥/煤基铁炭材料的制备及其脱除废水Cr(Ⅵ)的性能

以脱钠赤泥、粉状褐煤为原料,羧甲基纤维素钠为黏结剂,采用碳热还原法制备了可替代商业铁炭微电解填料的廉价铁炭材料,用于去除废水中的Cr（Ⅵ）。考察了不同的制备参数（炭化温度、炭化时间、赤泥/煤质量比）和吸附条件（溶液pH、浓度）,以提升Cr（Ⅵ）去除效果。结果表明质量比（赤泥/煤）为1/3、800℃炭化1h的赤泥/煤基铁炭材料,可达到最大Cr（Ⅵ）吸附量（4.03 mg·g^-1）、最低铁溶出量（< 0.19 mg·g^-1）和最大比吸附量（12.97 mg·g^-1,由Langmuir吸附等温线模型算出）。赤泥/煤基铁炭材料对Cr （Ⅵ）的吸附等温线符合Freundlich方程,其吸附动力学可用准一级或准二级动力学方程来描述。多种表征（XRD、XRF、BET和SEM等）结果进一步表明赤泥/煤基铁炭材料比商业铁炭填料具有更高的铁还原度、更大的比表面积和孔容以及更好的颗粒分散度,使其具有更好的Cr（Ⅵ）的去除效果。     

负载金属捕获剂改性PAC吸附低温水中低浓度Cr(Ⅵ)特性

针对低温微污染水中(275 K)低浓度Cr(Ⅵ)离子(0.500 mg·L^-1),制备基于表面负载食品级单宁酸为金属捕获剂的改性PAC(TA-PAC),以HNO₃、NaOH氧化改性PAC为对照,研究了TA-PAC的表面物理化学特性和吸附性能,并进行了pH影响和吸附等温线拟合研究。结果表明:TA-PAC的比表面积、总孔容积和表面极性大小最佳。TA-PAC对低温水中Cr(Ⅵ)及总铬的去除效果优于N-PAC和OH-PAC。酸性范围内(pH=3.0~6.0)TA-PAC对Cr(Ⅵ)及总铬的去除率均大于碱性范围(pH=7.0~10.0)。Freundlich 双参数吸附等温式对TA-HNC吸附水中低浓度总铬的吸附等温线拟合效果最好(R²=0.9941)。TA-PAC吸附低温水中低浓度Cr(Ⅵ)是一个极为复杂的过程,主要吸附机理可能包括表面还原作用、酯化/螯合作用和离子交换作用等。     

氨基改性层状双氢氧化物的制备及其二氧化碳吸附机理

以氨基硅烷为改性剂,采用超声剥脱的方法合成了氨基改性的层状双氢氧化物。利用元素分析、X射线衍射(XRD)、漫反射红外傅里叶变换光谱(DRIFTS)和热重分析(TGA)等技术对样品进行了表征。研究了样品在25～150℃温度范围内的二氧化碳吸附能力。在80℃下,NiMgAl N2在纯CO₂和15% CO₂/N₂混合气中达到最大吸附容量,分别为2.02 mmol·g^-1和1.89 mmol·g^-1。吸附/脱附再生实验显示140℃为最佳的脱附温度。利用原位漫反射傅里叶红外光谱对二氧化碳在样品上的吸附进行了机理研究。     

Adsorption characteristics of metal-capture-agent immobilized PAC for low concentration Cr(Ⅵ) in water at low temperature

针对低温微污染水中(275 K)低浓度Cr(Ⅵ)离子(0.500 mg·L^-1),制备基于表面负载食品级单宁酸为金属捕获剂的改性PAC(TA-PAC),以HNO₃、NaOH氧化改性PAC为对照,研究了TA-PAC的表面物理化学特性和吸附性能,并进行了pH影响和吸附等温线拟合研究。结果表明:TA-PAC的比表面积、总孔容积和表面极性大小最佳。TA-PAC对低温水中Cr(Ⅵ)及总铬的去除效果优于N-PAC和OH-PAC。酸性范围内(pH=3.0~6.0)TA-PAC对Cr(Ⅵ)及总铬的去除率均大于碱性范围(pH=7.0~10.0)。Freundlich 双参数吸附等温式对TA-HNC吸附水中低浓度总铬的吸附等温线拟合效果最好(R²=0.9941)。TA-PAC吸附低温水中低浓度Cr(Ⅵ)是一个极为复杂的过程,主要吸附机理可能包括表面还原作用、酯化/螯合作用和离子交换作用等。     

超声辅助制备氨基改性Mg-Al LDHs及其CO_2吸附性能研究

通过超声辅助表面活性剂法,以N-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷为改性剂,制备了氨基改性层状双氢氧化物(MgAl LDHs)。结合XRD、SEM、TG、EA和XPS等表征手段,探讨了制备过程中不同超声强度对氨基改性LDHs表面形貌等结构的影响,进一步分析了此氨基改性LDHs材料的CO_2吸附动力学过程。结果表明,超声辅助处理明显改善了氨基改性LDHs的表面形貌,有效提高了氨基改性LDHs的CO_2吸附容量;在30℃,0.1 MPa纯CO_2环境下,经195 W超声辅助材料的CO_2吸附容量达1.65 mmol×g~(-1),比未经超声处理的氨基改性LDHs的CO_2吸附容量提高了50%,适度超声辅助处理能有效增强LDHs化学吸附性能。根据双指数动力学模型分析,氨基改性LDHs的CO_2吸附受物理吸附和化学吸附两种机理控制,随着超声强度的提高,氨基改性LDHs化学吸附先得到增强,随后是物理吸附,当超声强度过大时,化学吸附受到抑制。     

功能化磁性纳米复合材料Fe3O4-mPD/SP吸附Cr(Ⅵ)研究

在超声波条件下先制得纳米Fe₃O₄颗粒,再在超声波辐照下一步合成氨基、亚氨基和磺酸基修饰的功能化磁性纳米复合材料Fe₃O₄-mPD/SP（50∶50）,采用TEM、XRD、IR、TGA、VSM及BET对其进行表征,考察了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能,结果表明：溶液pH对Cr(Ⅵ) 吸附影响显著,pH=2时,吸附效果最好;吸附剂投加量、竞争性阴离子（Cl^-,NO₃^-,SO₄^2-）、温度等均会对吸附Cr(Ⅵ) 造成一定影响。等温吸附数据符合Freundlich模型,K_F=34.464 mg^1-(1/n)·L^1/n·g^-1,n=3.861;对Cr(Ⅵ) 的吸附为自发过程,?G⁰<0,?S⁰=73.368 J·mol^-1·K^-1,?H⁰=19.375 kJ·mol^-1;准二级动力学方程能很好地描述Cr(Ⅵ) 在Fe₃O₄-mPD/SP（50∶50）上的吸附行为,k₂=1.324×10^-3 g·mg^-1·min^-1,q_e=77.157 mg·g^-1;推测出吸附机理包括静电吸附,氧化还原和离子交换。     

水热法合成ZnNiAl-LDH对Mo(Ⅵ)的高效吸附去除

利用水热法合成了ZnNiAl层状双金属氢氧化物(NiAlZn-LDH)和ZnNiAl层状双金属氧化物(NiAlZn-LDO),用于高效吸附去除水中的污染物Mo(Ⅵ)。研究表明，ZnNiAl-LDH层间富含CO₃^2-阴离子，使得NiAlZn-LDH在吸附去除Mo(Ⅵ)方面明显优于NiAlZn-LDO。Mo(Ⅵ)的吸附量随溶液pH值的升高而减少，但在近中性pH值范围内表现出较高的吸附去除能力。准一级、准二级动力学和Elovich三种吸附模型能够很好地描述Mo(Ⅵ)在ZnNiAl-LDH上的吸附。共存Cl^-和天然有机质能够抑制Mo(Ⅵ)的吸附。ZnNiAl-LDH具有较好的再生性能和吸附能力。     

新型多胺羧甲基壳聚糖的合成及对Ni(Ⅱ)的吸附特性

为了提高壳聚糖(CS)吸附重金属的能力,对表面含有氨基乙酸基团的新型多胺羧甲基壳聚糖(CTGCS)进行了合成研究。其合成过程为:以CS为原料,通过戊二醛交联得到壳聚糖树脂(GCS),再经四乙烯五胺改性,得到多胺壳聚糖树脂(TGCS),最后采用一氯乙酸进行修饰,得到了目标产物(CTGCS)。通过对CS、GCS、TGCS和CTGCS进行红外光谱和XPS分析,对合成过程进行了分析。吸附结果表明,CTGCS对Ni²⁺的吸附规律符合Freundlich 等温式模型,吸附过程符合拟二级动力学模型,最大平衡吸附量为533.8 mg·g^-1,比TGCS的吸附量增加了1.5倍。     

镁铝层状双金属氧化物脱除溶液中Cr(Ⅵ)

采用共沉淀法制备了镁铝层状双金属氢氧化物(MgAl-LDHs),再经焙烧制备了镁铝层状双金属氧化物(Mg Al-LDO),采用FESEM、XRD进行了表征分析。考察了焙烧温度、吸附剂投加量等对MgAl-LDO吸附脱除模拟废水中Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,在优化条件下吸附量可达到95.60 mg·g-1。对吸附了Cr(Ⅵ)的Mg Al-LDO样品进行表征,结果表明,"结构记忆"效应对Cr(Ⅵ)的脱除起主要作用;吸附过程的等温吸附模型研究表明,Mg Al-LDO对模拟废水中Cr(Ⅵ)的等温吸附行为符合单分子层吸附的Langmuir等温吸附模型;吸附动力学研究表明,吸附以化学吸附为控制步骤,符合准二级动力学模型。     

聚乙烯亚胺原位改性多孔灯芯草高效吸附废水中的Cr(Ⅵ)

为了制备具有胺基利用率高、结构稳定、使用方便的Cr（Ⅵ）吸附材料,以聚乙烯亚胺（PEI）为胺基改性剂,具有类海绵多孔结构的灯芯草（JC）为支撑基材,将吸入JC的PEI通过环氧氯丙烷原位接枝于其纤维表面,获得可整块使用的多孔吸附材料（PEI-JC）。采用元素分析、SEM、FT-IR、XPS表征PEI-JC的组成与结构,分析PEI-JC对Cr（Ⅵ）的吸附机理。考察PEI浓度、溶液的pH、Cr（Ⅵ）浓度与共存化合物等因素对吸附的影响。结果表明,质量分数为10.0%的PEI所制备的PEI_10.0-JC,在30℃与pH为2.0的条件下,其Langmuir模型的最大吸附量为474.6 mg·g^-1;PEI_10.0-JC可将含各种共存化合物溶液中的Cr（Ⅵ）从10 mg·L^-1降至排放标准（0.5 mg·L^-1）以下;PEI_10.0-JC可重复使用,其结构在吸附过程中未发生明显变化;吸附与还原作用是PEI-JC去除水溶液中Cr（Ⅵ）的主要机制。     

硼掺杂石墨烯对废水中铬(Ⅵ)的吸附性能及吸附机理研究

以硼酸为掺杂剂、氧化石墨烯(G)为前驱体,通过一步水热法制备出硼掺杂石墨烯(B-G),并首次利用静态吸附实验研究其对废水中Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,硼掺杂可显著提升G对Cr(Ⅵ)的吸附性能,其中B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附效率超过80%。吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH值为2;吸附率随着投加量的增加而增大,吸附量随着Cr(Ⅵ)初始浓度的增大而增大;温度升高有利于吸附进行。当pH=2,吸附剂投加量为20 mg,Cr(Ⅵ)初始浓度为100 mg/L,45℃条件下吸附12 h,B-G-3对Cr(Ⅵ)的吸附量高达119.5 mg/g。SEM、BET、FTIR、XRD和Raman检测表明,B-G-3为具有微介孔结构的纳米片状无定型碳,比表面积和孔体积分别为192.14 m²/g和0.50 cm2/g和0.50 cm³/g,且表面带有大量的含氧和含硼官能团。吸附的机理主要为微介孔的物理吸附以及表面含氧及含硼官能团的化学吸附。     

改性膨胀石墨的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以磷酸为活化剂、十六烷基三甲基溴化铵-溴化钾(CTAB-KBr)为复合改性剂,对膨胀石墨进行表面改性制备了高效吸附剂改性膨胀石墨(M-EG),通过SEM、FTIR对其结构进行了表征,优化了制备条件,并探究了其对Cr(Ⅵ)的吸附性能和吸附机理。结果表明,以40%磷酸为活化剂、2.9%CTAB-1.8%KBr为复合改性剂,55℃下,对膨胀石墨进行表面活化0.5 h和改性处理3 h,所制备的M-EG对Cr(Ⅵ)具有较高的吸附性能;在常温、pH≈5的条件下,80 mg·L^-1 Cr(Ⅵ)废水经4.5 g·L^-1 M-EG吸附120 min, Cr(Ⅵ)去除率可高达96.74%;吸附过程是自发的、放热的,遵循准二级动力学模型,在低温环境中更符合Langmuir等温吸附模型,在高温环境中同时符合Langmuir和Freundlich等温吸附模型。     

牡丹壳基类石墨烯多孔炭材料对四环素的吸附研究

以废弃牡丹壳为原料，通过浸渍-煅烧的方法，制备了类石墨烯多孔炭(PGCs)。借助TEM、XRD和BET分析仪等对PGCs进行了表征，考察了溶液pH值、吸附时间和温度等因素对PGCs去除四环素(TC)性能影响。结果表明：PGCs材料具有较高石墨度、比表面积(3 626.2 m²·g^-1)、孔容(1.035 cm³·g^-1),以及丰富的含氧表面官能团；在pH值=3～11、盐离子存在条件下(c_Na2SO4/NaCl=0.1～0.5 mol/L),该材料对TC均表现出良好的吸附性能；吸附为自发吸热过程，符合Freundlich等温吸附和Pseudo-second-order动力学模型，25℃时平衡吸附量为858.0 mg·g^-1。经过5次吸附-解吸后，吸附量仍保持在500 mg·g^-1以上。结合表征分析和吸附研究，认为PGCs材料对TC的高效吸附得益于其高比表面积和多级孔结构，以及表面C=O和sp<...     

褐煤对Cr(Ⅵ)模拟废水的吸附特性

采用低温氮气物理吸附仪、红外光谱仪及扫描电镜对内蒙褐煤的孔结构、表面官能团及表面特性进行表征,进一步考察了褐煤投加量、吸附时间、溶液p H、实验温度对褐煤脱除溶液中Cr(Ⅵ)性能的影响。结果表明,内蒙褐煤具有层状结构,孔径主要分布在2²4 nm之间,有利于溶液中Cr(Ⅵ)的迁移和吸附;表面较丰富的含氧官能团在较高实验温度下可能改变溶液中的H+含量,促进褐煤对Cr(Ⅵ)脱除;实验条件下褐煤对Cr(Ⅵ)的脱除率和脱除容量分别可达72%和0.047 mg/g,脱除率随褐煤添加量增大的特性有利于煤炭地下气化地下水污染的自修复;褐煤对Cr(Ⅵ)的脱除符合Freundlich等温吸附方程及假一级动力学方程,为多分子层物理吸附,其等温吸附方程为Q=0.015 72C0.637 51。     

TiO_2/CTS/ATP的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附效能研究

以凹土(ATP)为载体,采用溶液插层法制备了不同壳聚糖掺杂量的CTS/ATP复合材料,然后通过溶胶-凝胶法负载TiO_2,获得了TiO_2/CTS/凹土复合材料。同时对材料进行了表征,结果表明,改性后的凹土结构由片层状转变为多孔状,比表面积增大,表面氨基和羟基数量增加。进一步在避光条件下探究复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附效能,结果表明,在最优条件下,复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附去除率均稳定在90%以上。