多孔球状氧化亚铜的制备及其吸附性能研究

用魔芋粉充当抑制剂,用盐酸羟胺还原氧化铜,制备了多孔球状的氧化亚铜.研究了甲基橙溶液的浓度、反应温度、吸附剂用量和吸附时间对吸附效果的影响.实验结果表明多孔球状氧化亚铜对甲基橙吸附能力很强,当甲基橙浓度为20 mg/L,温度为25 ℃,吸附时间为40 min,多孔球状氧化亚铜的投加量为0.2 g时,对甲基橙的去除率可达86.05 %.通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜进行表征,结果表明,自制的氧化亚铜为多孔球状颗粒,且分散比较均匀.     

羟基铁柱撑膨润土吸附剂去除水中甲基橙的研究

以硝酸铁为原料制备柱化剂,对钙基膨润土进行柱撑改性,制备了羟基铁柱撑膨润土吸附剂.利用扫描电子显微镜(SEM)对铁柱撑膨润土进行了表征.实验研究其对模拟废水中甲基橙的吸附性能和影响因素,分析其在不同温度下的吸附等温线及其对甲基橙的吸附动力学,结果表明:柱撑后羟基铁能够进入到膨润土的层间,且羟基铁柱撑膨润土对甲基橙有更好的吸附效果.在常温、吸附剂用量1.2g/L、溶液pH=7、吸附时间20 min、甲基橙质量浓度25 mg/L的条件下,吸附剂对甲基橙的去除率可达84%以上.Langmuir等温吸附方程能较好地描述羟基铁柱撑膨润土对甲基橙的吸附平衡,其吸附动力学符合准二级动力学方程.     

烷基取代咪唑类聚离子液体的吸附行为研究

以1-甲基咪唑(1-乙基咪唑、1-丁基咪唑)和4-乙烯基苄氯为原料合成氯盐离子液体,分别与NaBF4和KPF6阴离子交换反应后,通过自由基聚合制备咪唑类聚离子液体,将其用于对溶剂吸附行为的研究。利用ATRFTIR、1 HNMR和静态水接触角表征聚离子液体膜结构与性质。通过动态接触角法(DCA)表征聚离子液体膜分别在水、甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚中的吸附行为。结果表明:聚离子液体膜对溶剂的吸附行为符合Bangham孔道扩散模型。吸附性能与聚离子液体结构密切相关。同种阴离子配对的聚离子液体,咪唑环上短烷基取代有利于增大溶剂的吸附量;当咪唑环上取代烷基相同时,亲水性强的阴离子有利于提高溶剂的吸附量。     

Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附性能

采用超声沉淀法合成Fe_3O_4/GO复合材料,通过SEM、XRD、FTIR和VSM对Fe_3O_4/GO复合材料的形貌、结构和磁性进行表征,通过对甲基橙溶液的吸附实验考察p H值、吸附剂添加量、吸附时间等因素对Fe_3O_4/GO复合材料吸附效果的影响,并进行了吸附动力学和等温吸附模型拟合.结果表明:Fe_3O_4与GO成功复合,Fe_3O_4/GO复合材料具有超顺磁性,在外在磁场的作用下可实现吸附剂与吸附质的快速分离;pH3.5时,染料去除率随着pH值增大呈下降趋势;随着吸附剂添加量增大,染料去除率逐渐增大;随着吸附时间增加,染料去除率先急剧上升,然后上升幅度趋缓直至达到吸附平衡;Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的吸附符合准二级动力学模型和Langmuir模型,为化学单层吸附;pH为3左右,温度为298 K时,Fe_3O_4/GO复合材料对甲基橙的最大吸附容量可达139.7 mg/g.     

金属有机骨架材料ZIF⁃67对甲基橙的吸附性能

采用溶剂热法合成了金属有机骨架材料ZIF?67,并通过扫描电子显微镜（SEM）、X?射线粉末衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT?IR）以及热重（TG）对其进行表征。将合成的ZIF?67用于水中甲基橙的吸附,系统地研究了pH、吸附剂质量、甲基橙初始质量浓度、接触时间和温度对吸附性能的影响。结果表明,当ZIF?67质量为20 mg、pH为7时,吸附效果最好;在303 K下吸附25 min达到平衡;在303 K下,ZIF?67对甲基橙的理论最大吸附量为152.67 mg/g。等温吸附数据符合Langmuir等温吸附模型,吸附动力学符合准二级吸附动力学模型,该吸附过程是一个自发的放热过程。乙醇可以对吸附后的ZIF?67较好地脱附,经过6次吸附?脱附循环仍保持较好的吸附效果。     

纳米TiO2/多孔矿物光催化剂与甲基橙染料的作用过程研究

以沸石、膨润土和坡缕石等多孔矿物为载体,制备了纳米TiO2/多孔矿物光催化剂.通过甲基橙染料评价材料的光催化性能,并分析光催化剂与有机污染物的作用过程.研究表明:纳米TiO2/多孔矿物光催化剂对甲基橙染料具有吸附和光催化的共同作用.负载TiO2后的光催化剂比表面积和吸附性能较原矿均有明显提高.当光催化剂与甲基橙溶液混合后,甲基橙染料分子被迅速吸附至催化剂颗粒表面;催化剂颗粒表面的部分甲基橙染料在光照作用下被其表面的TiO2所分解,同时部分甲基橙染料在不断搅拌过程中在颗粒表面发生脱附;持续光照,催化剂表面的染料分子不断发生分解.     

聚苯胺-多糖复合凝胶的制备及其染料吸附性能

为进一步扩展聚苯胺的用途,在聚苯胺的形成过程中加入多糖（如海藻酸钠、壳聚糖等）,植酸作为掺杂剂与凝胶促进剂,一步反应得到了聚苯胺-多糖复合凝胶. 通过傅里叶红外谱和扫描电子显微镜,对产物的结构与微观形貌进行表征. 通过紫外可见光光谱,研究了聚苯胺-多糖复合凝胶对于刚果红、甲基橙和亚甲基蓝等染料的吸附能力,并利用准二级动力学模型研究了其对刚果红吸附行为的吸附动力学. 研究结果表明,聚苯胺-多糖复合凝胶具有选择吸附性,对刚果红的吸附效果远大于甲基橙和亚甲基蓝. 刚果红的吸附率大于95%,最大吸附量可达57.7 mg/g. 聚苯胺-多糖复合凝胶对于刚果红的吸附行为可以用准二级动力学模型进行很好拟合,这些特征表明聚苯胺-多糖复合凝胶有望用于染料废水处理.     

甲基橙掺杂聚吡咯/氧化石墨烯复合材料

为了得到新型导电聚合物/石墨烯纳米复合材料,采用偶氮染料甲基橙为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,一步法制备了纳米片状的聚吡咯/氧化石墨烯复合材料,通过傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜等测试,对聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的结构和形貌进行表征;通过循环伏安法对其进行电化学性能测试.结果表明:由于甲基橙分子中含有的磺酸根阴离子,甲基橙分子掺杂在聚吡咯分子链中,影响了聚吡咯分子的共轭结构;在聚吡咯/氧化石墨烯复合材料中保留了氧化石墨烯的片状结构,表明吡咯单体首先被吸附到氧化石墨表面,进而在氧化石墨烯表面发生聚合.聚吡咯/氧化石墨烯复合材料均匀的片状纳米结构,在循环伏安测试中显现出具有良好的电容特性,将来可以应用到商业电容器领域.     

可聚合离子液体AMPS-TEA的合成及其交联共聚物对有机溶剂的吸收行为

以丙酮为溶剂,以三乙胺（TEA）中和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）,合成了阴离子带不饱和键的AMPS-TEA可聚合离子液体,采用差示扫描量热（DSC）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、核磁共振技术（¹H-NMR）表征该离子液体;以过硫酸铵（APS）为引发剂,以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）为交联剂,AMPS-TEA与丙烯酰胺（AAm）在水溶液中共聚,合成了Poly(AMPS-TEA-co-AAm)凝胶,研究了该凝胶的吸收行为.结果表明,AMPS-TEA的玻璃化温度为-59.4 ℃,Poly(AMPS-TEA-co-AAm)凝胶吸水可达218 g/g,吸收二甲亚砜可达68 g/g,并对1-丁胺、甲醇、乙醇、N-甲基吡咯烷酮等多种有机溶剂具有超强吸收作用.提出离子液体完全由阴、阳离子组成、处于完全电离状态,是可聚合离子液体的交联共聚物对有机溶剂具有超强吸收作用的关键原因.     

离子液体辅助TiO_2/蒙脱石材料的制备与性能研究

在1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[Bmim]BF4离子液体中合成了TiO2,经负载蒙脱石后,制备成TiO2/蒙脱石纳米复合材料.利用X射线衍射(XRD),差热分析法(TG-DSC)和红外光谱(FTIR)等分析手段对复合材料进行结构表征。结果表明,离子液体合成的TiO2粒径小,负载后的TiO2/蒙脱石复合材料耐热性较好,更加稳定;钛土比为1.5mmol/g,煅烧温度为400℃时,复合材料性能最佳,光照时间达到150min,催化剂对甲基橙的降解率为100%;将复合催化材料用于蓝藻水溶液的处理,效果较纯TiO2显著,显示出良好的应用前景.     

对甲氧基苯乙烯在离子液体中的正离子聚合

以咪唑磷酸盐类离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([bmim][PF6])作为溶剂,在-10℃下以2-氯-2,4,4-三甲基戊烷(TMPCl)、三氟化硼(BF3)为引发体系,实现了对甲氧基苯乙烯(p-MOS)的正离子聚合,得到的聚合物分子摩尔质量达到73 150g/mol,单体转化率超过93.4%。分析了反应温度对聚合的影响,聚合物分子摩尔质量以及聚合物末端结构等,提出了离子液体中对甲氧基苯乙烯正离子聚合的基元反应。并通过1 H-NMR对结构进行表征。研究证实[bmim][PF6]离子液体中所得聚合物存在含氯末端基和双键末端两种末端结构。     

负载杂多酸聚砜光催化膜的制备及其可见光催化性能

针对可见光催化剂磷钼酸(POM)回收困难的问题,将离子液体单体1-(4-乙烯基苯基)-3-甲基咪唑氯化物(VBMC)在聚砜(PSF)铸膜液内原位聚合,通过相转化法得到具有互穿网络结构的PSF-PVBMC交联膜,并通过电荷交换作用实现磷钼酸在膜表面的固载,得到PSF-PVBMC-POM光催化膜.通过1H-NMR、ATR-FTIR、XPS、SEM等方法对膜结构与性能进行表征,采用该膜对酸性橙Ⅱ进行可见光降解,考察其降解性能及可重复利用性.结果表明:磷钼酸均匀固载在PSF-PVBMC-POM光催化膜上,VBMC含量为6.56 g时,磷钼酸负载量达到最大值0.9 g/cm2;酸性条件更有利于该光催化膜对染料进行降解,pH=1时膜对0.1 g/L酸性橙Ⅱ溶液的降解效率在120 min内达到93%;重复降解20个循环后,膜对酸性橙的降解率仍保持在90%左右.     

模板调控固相α-Fe2O3的制备及吸附催化性能研究

以甲基橙为矿化模板调控固相合成α-Fe2O3前驱体,经500℃煅烧得到α-Fe2O3纳米粒子,通过XRD及TEM对物相和形貌进行表征,对比研究了有无模板调控α-Fe2O3吸附甲基橙前后的吸附、光催化脱色性能。结果表明:模板调控所制备α-Fe2O3的结晶度降低,且出现大量的介孔,在添加量为0.1g、温度为20℃、pH=5、初始浓度为9mg/L甲基橙时最大吸附容量为1.88mg/g,吸附平衡时间为7h,分别比没有模板调控制备的α-Fe2O3提高了9.04%和缩短了22.2%;对于初始浓度为5mg/L甲基橙,两者的最大光催化脱色率分别为93.21%和89.59%。     

活性白土对甲基橙的吸附性能研究

研究活性白土对染料废水中甲基橙的吸附,考察了接触时间、活性白土的用量、pH值以及温度对吸附作用的影响.获得白土对甲基橙吸附的相关热力学参数,表明活性白土对甲基橙吸附过程是自发进行过程,高温不利于吸附.     

UiO-66/C复合材料的制备及其吸附性能研究

采用溶剂热合成方法,制备了金属有机骨架材料UiO-66及其UiO-66/C复合材料,对所得产物样品进行XRD和SEM以及红外光谱测试表征。结果表明,所制备样品为纯相UiO-66材料,添加碳球未改变UiO-66的晶相结构。以亚甲基蓝和甲基橙模拟染料废水,对所制备的UiO-66及其UiO-66/C复合材料的吸附性能进行了评价。实验结果表明,添加胶态碳球可显著提高UiO-66对亚甲基蓝的吸附性能,吸附容量由30 mg/g提高到67mg/g,UiO-66对甲基橙表现出优异的吸附能力,吸附容量高达226 mg/g;吸附的动力学过程符合准二级动力学方程。     

SI-2树脂对镍离子的静态吸附动力学

为了研究电镀废水中镍的去除方法,采用离子交换树脂法吸附镍离子.首先对SI-2树脂的结构进行能谱分析和红外表征,然后探讨p H、初始浓度、温度和时间对镍离子吸附量的影响,在此基础上研究SI-2树脂对镍离子的等温吸附动力学特性.结果表明,SI-2树脂是无机硅胶型树脂,交联反应发生在树脂中的羟基上;p H=5时吸附最佳,树脂的最大吸附容量为3 000 mg/g;吸附过程中吉布斯自由能为-24.21 k J/mol,说明吸附过程是自发进行的;SI-2树脂对镍离子的吸附符合Langmuir和Freundlich模型;吸附过程符合拟二级动力学方程,吸附活化能为1.532 k J/mol.液膜扩散和颗粒内扩散是整个吸附过程的主要速率控制步骤.     

改性沸石对水溶液中甲基橙的吸附动力学研究

以氢氧化镁改性沸石为吸附剂,研究了其对水溶液中甲基橙的吸附性能.用准一级和准二级动力学、Elovich、粒子扩散及Fick动力学等方程对不同浓度、吸附时间的吸附曲线进行分析,研究了其吸附动力学机理.结果表明:改性沸石吸附甲基橙是复杂的非均相扩散的化学吸附过程,吸附过程由膜扩散和粒子内扩散联合控制,并通过Fick方程计算了吸附过程的有效扩散系数.     

TiO_2/SiO_2的制备及光催化氧化降解甲基橙

采用溶胶凝胶法制备了TiO_2/SiO_2和TiO_2.用XRD,N2吸附-脱附进行了表征.以甲基橙为降解物,汞灯为光源,双氧水为降解氧化剂,考察了样品的光催化活性.研究发现:Si的引入能够抑制TiO_2由锐钛矿向金红石转化,控制TiO_2颗粒的长大,提高TiO_2的比表面积;TiO_2/SiO_2的光催化活性高于TiO_2.以600℃下煅烧3h制得的TiO_2/SiO_2为催化剂,甲基橙初始pH=3,V30%H_2O_2=3mL,催化剂的投加量为0.50g/L时,光照180min,10mg/L甲基橙的降解率达到98.03%.此外还发现在降解过程中光源、催化剂、H_2O_2三者协同作用.     

羧甲基葡甘聚糖铝凝胶球氟离子吸附材料及性能

用Al2(SO4)3溶液与羧甲基葡甘聚糖反应制得新型吸附材料——羧甲基葡甘聚糖铝凝胶球,用扫描电镜表征了微球结构,测定了微球机械强度.研究了微球对氟离子的吸附性能,分别考察了铝离子浓度、羧甲基葡甘聚糖浓度、吸附时间、pH值、氟离子浓度和温度等因素对吸附的影响,同时用红外光谱初步表征了微球的结构.结果表明,293 K时,微球对氟离子的吸附在6h达平衡,当羧甲基葡甘聚糖质量浓度为1.2％,铝离子质量浓度为2.0％,氟离子浓度为90.50 mg/L时,吸附量为47.02mg/g.根据不同温度下铝凝胶球吸附氟离子的等温线,计算了吸附过程的热力学参数,同时用Freundlich方程对实验数据进行了拟合,发现该方程适用于所研究的吸附体系.该体系为自发放热过程,体系熵减少,降温有利于吸附.     

锌铬水滑石可见光降解甲基橙的性能研究

采用共沉淀法制备n(Zn)/n(Cr)为2的Zn Cr水滑石,采用X射线粉末衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱仪(UV-Vis)等方法对催化剂的结构和性质进行表征.通过可见光下对甲基橙的催化降解表征催化剂的活性.结果表明:制备的样品具有水滑石的结构,对可见光具有吸收性能.Zn Cr水滑石具有良好的催化降解甲基橙性能,适宜的降解条件是甲基橙初始质量浓度不超过80 mg/L,催化剂用量为1 g/L,此条件下光照180 min后甲基橙的降解率达到了93.58%.动力学研究表明:该催化降解过程在甲基橙质量浓度低(≤20 mg/L)的条件下符合1级反应动力学模型,而在甲基橙质量浓度高(≥40 mg/L)的条件下符合0.5级反应动力学模型.