两性纤维素基吸附剂的制备及其吸附性能研究

本研究以蔗渣制备的微晶纤维素为基体,以含氨基和羧基的两性小分子为功能试剂,以环氧氯丙烷为交联剂,采用交联法制备了一种具有高羧基含量（5.11 mmol/g）和氨基含量（7.43 mmol/g）的两性纤维素基吸附剂,并解析了重金属离子在其表面的竞争吸附行为和吸附动力学。结果表明,该吸附剂可在120 min内将1.0 mg/L的Cr(Ⅵ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和2.0 mg/L的Cu(Ⅱ)同步去除至0.0030 mg/L以下,使溶液中重金属离子残余浓度符合国家安全饮用水标准GB 5749—2022,实现了低浓度多种重金属离子的同步高效去除;吸附剂对重金属离子的吸附吻合Langmuir吸附等温线模型,以单层化学吸附为主,对Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的理论最大吸附容量分别为373.1、128.4、134.4和113.3 mg/g。     

绿色合成氧化锰纳米颗粒的制备及去除水体中Cu(Ⅱ)的研究

文章利用绿茶提取物(GT)作为还原剂制备氧化锰纳米颗粒(Mn NPs),并将其用于去除水体中铜离子,通过X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、BET比表面积检测法(BET)等表征手段对Mn NPs进行了表征。结果证明高锰酸钾被成功还原成Mn NPs,并且加入乙酸钠(NaAc)能增加Mn NPs比表面积与总孔径。SEM表明,Mn NPs分布较均匀,分散性能较好,平均粒径约为83 nm。XRD图谱证实了加入NaAc后能使Mn NPs体更加稳定,形成MnCO_3,与SEM结果相一致。FTIR证明了绿茶提取液中的有机组分成功包覆在Mn NPs表面。通过对Cu(Ⅱ)去除实验可知,Mn NPs对于Cu(Ⅱ)吸附效率较好,在T=303K;pH=6的条件下吸附效率达97.01%。因此,Mn NPs可作为一种具有潜在应用价值的水体重金属污染修复材料。     

氧化石墨烯和氧化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

采用溶液共混法-冷冻干燥法制备了氧化石墨烯(GO)和氧化石墨烯/聚乙烯亚胺复合材料(GO/PEI),探讨了pH值、吸附剂加入量、温度、时间及Cu(Ⅱ)初始浓度对GO和GO/PEI吸附Cu(Ⅱ)效果的影响。研究结果表明,GO和GO/PEI均可高效吸附Cu(Ⅱ),投入0.5 g/L的吸附剂吸附50 mg/L的Cu(Ⅱ),在318 K下吸附200 min,pH值为5.5时,GO和GO/PEI的吸附量可达60.36 mg/g和79.70 mg/g。Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型可较好地拟合其吸附过程,GO和GO/PEI对Cu(Ⅱ)的吸附是自发的吸热反应。综合对比GO和GO/PEI对Cu(Ⅱ)的吸附性能,GO/PEI的吸附效果更佳。     

羧甲基纤维素钠/己二酸二酰肼水凝胶的制备及其重金属离子吸附性能研究

以羧甲基纤维素钠（CMC）为基材、己二酸二酰肼（ADH）为交联剂,成功制备了具有三维网络结构的CMC/ADH水凝胶,研究了CMC/ADH水凝胶对废水中重金属离子（Cr⁶⁺、Cu²⁺、Pb²⁺）的吸附性能。采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱分析（EDS）和溶胀性能分析等方法对CMC/ADH水凝胶进行表征;研究了吸附时间、pH值及重金属离子初始浓度对CMC/ADH水凝胶在模拟废水中吸附行为的影响;并对CMC/ADH水凝胶的吸附机理进行分析研究。结果表明,在室温（25℃）、pH值=3、重金属离子初始浓度50 mg/L、吸附时间300 min的条件下,CMC/ADH水凝胶对废水中Cr⁶⁺、Cu²⁺和Pb²⁺的吸附量分别为31.5、75.9和72.0 mg/g;其吸附过程的动力学模型和等温模型的拟合结果表明,CMC/ADH水凝胶吸附重金属离子的过程是单层化学吸附过程。     

聚乙烯亚胺改性稻草秸秆对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附研究

用聚乙烯亚胺改性稻草秸秆(PEI-RS),研究处理温度、吸附剂用量、处理时间和溶液初始浓度对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附的影响。结果表明:在溶液p H5、处理温度35℃、吸附剂用量0.2 g、处理时间120 min的条件下,初始浓度为40 mg/L的Cu(Ⅱ)和30 mg/L的Cr(Ⅵ)的吸附率分别达到94.99%、96.16%。PEI-RS对该2种重金属离子的吸附过程都符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

OS-PVA/P(DMC-AM)双网络水凝胶的制备及其吸附性能研究

本研究在氧化淀粉（OS）和聚乙烯醇（PVA）的存在下,通过甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵（DMC）和丙烯酰胺（AM）间简单的自由基聚合,制备了力学性能良好、可重复循环使用的双网络水凝胶。当OS溶液质量分数9%时,制备的水凝胶性能最佳,其压缩模量可达2.01 MPa,润胀度仅11.16 g/g,在25℃下对pH值8,浓度200 mg/L的亚甲基蓝溶液吸附480 min时吸附量最高,达602.6 mg/g。经过5次吸附-脱附过程后,双网络水凝胶对亚甲基蓝的去除率仍高达94.8%,脱附率74.2%。     

亚甲基蓝染液的γ-PGA水凝胶脱色处理

采用两种不同相对分子质量的γ-聚谷氨酸(γ-PGA)制备水凝胶,以FT-IR及SEM法对水凝胶的三维网络结构进行了表征,并将其应用于亚甲基蓝溶液脱色处理。结果表明,两种凝胶对染料的吸附量均随pH值和γ-PGA浓度的增加而增加;相对分子质量100万的凝胶对染料的吸附受转速影响较小,而相对分子质量70万的凝胶在转速120r/min时对染料的吸附会迅速增加。吸附动力曲线表明,0.2g相对分子质量100万的干凝胶在1g/L的染液中,2h内可基本达到吸附平衡,最大吸附染料量为496mg/g;0.2g相对分子质量70万的干凝胶在1g/L的染液中,4h内可基本达到吸附平衡,最大吸附染料量为465mg/g。     

明胶/聚乙烯胺凝胶珠的制备及其对Cr(Ⅵ)/Cu(Ⅱ)的吸附性能

以明胶(GE)和两性聚乙烯胺(PVAm)为原料,以戊二醛为交联剂,制备了明胶/两性聚乙烯胺(GE/PVAm)凝胶珠,用于去除水中的Cu(II)和Cr(VI).采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)分析了GE/PVAm的化学基团结构信息,用扫描电镜(SEM)观察了GE/PVAm的微观结构.吸附实验结果表明,GE/PVAm去除...     

荆树皮栲胶/纤维素-聚乙烯亚胺气凝胶吸附阿散酸的研究

以纤维素为原料,采用NaOH/尿素/水混合溶液溶解纤维素,通过溶胶-凝胶法将荆树皮栲胶（BWT）和聚乙烯亚胺（PEI）接枝到纤维素上以制备荆树皮栲胶/纤维素-聚乙烯亚胺气凝胶（（Cell/BWT）@PEI）,通过扫描电子显微镜（SEM）、比表面积（BET）分析、热分析（TG-DTG）等手段对其进行结构表征和性能分析,并且研究了其对阿散酸（p-ASA）的吸附性能。结果表明,（Cell/BWT）@PEI比表面积为190.5 m2/g,孔径为15.2 nm,具有较好的热稳定性;当p-ASA初始质量浓度为100 mg/L、溶液pH值为5.0、吸附时间为360 min、吸附温度为25℃、（Cell/BWT）@PEI投加量为0.4 g/L时,（Cell/BWT）@PEI对p-ASA的平衡吸附容量（Qe）为163.3 mg/g,去除率为65.3%;(Cell/BWT)@PEI对p-ASA的吸附为化学吸附,Freundlich等温吸附方程更适于描述（Cell/BWT）@PEI对p-ASA的吸附,且吸附过程自发进行;吸附再生实验结果表明,循环再生5次后,（Cell/BWT）@PEI对p-ASA的Qe为1...     

三聚氰胺固化单宁微球的制备及其吸附性能研究

为解决核能发展所带来的含铀废水问题,以皮革鞣制剂单宁为主要原料,利用曼尼希反应将杨梅单宁交联固化在三聚氰胺上形成不溶于水的三聚氰胺固化单宁微球（MA-T）;通过批量吸附实验探讨了MA-T微球对铀酰离子的吸附性能,并对其吸附热力学和动力学模型进行拟合研究,结合SEM、FT-IR、粒度分析和比表面积分析其吸附机理。结果表明,在p H值5.8、投料量0.01 g、吸附时间480 min、初始浓度200 mg/L的条件下,微球吸附容量可达401 mg/g。MA-T微球对铀酰离子的吸附机理为微球表面-OH等活性基团与铀酰离子的配位。     

壳聚糖交联树脂的制备及对Cu(Ⅱ)吸附性能的研究

为有效去除饮用水中重金属离子的污染,以戊二醛作为交联剂,采用壳聚糖制备新型交联树脂,并对其结构进行表征。以Cu(II)作为重金属离子模板,研究了交联树脂在不同铜离子浓度、pH和温度条件下对铜离子的吸附量的变化,并通过红外光谱表征交联树脂吸附铜离子前后的结构变化。研究结果表明,交联树脂在铜离子浓度为20g/L,pH为3.5,温度为70℃时吸附量最大,达到510mg/g。红外光谱表明戊二醛交联剂的羰基基团与壳聚糖的胺基基团发生了Schiff碱反应,交联树脂与铜离子发生了螯合反应。      

聚丙烯酸-羧甲基壳聚糖水凝胶对皮革废水中Cr(Ⅲ)吸附研究

本研究以具有吸附能力的羧甲基壳聚糖(CMCS)和聚丙烯酸(PAA)为亲水性链,以Al~(3+)为物理交联中心,采用一锅法制备了对Cr(Ⅲ)具有良好吸附性能的水凝胶。此水凝胶为可逆的物理交联结构,具有很好的溶胀能力,最大能达4814%的溶胀率。这种能力可以充分暴露吸附活性位置并加速铬离子在水凝胶中的扩散速度,从而增强其对Cr(Ⅲ)的吸附能力,在特定条件下,此水凝胶的吸附容量最高能达到80.3 mg/g。此研究为皮革工业处理含铬污水提供了新的思路。     

造纸污泥基纳米复合材料的制备及其对废水中重金属的吸附

利用造纸污泥与壳聚糖制备造纸污泥-壳聚糖(SL-CSA)纳米复合吸附材料,研究了SL-CSA纳米复合材料对废水中铬离子(Cd²⁺)和铅离子(Pb2+)的吸附性能。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)表征证明了复合材料的成功制备。吸附实验表明,SL-CSA纳米复合材料对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附均遵循准二级动力学方程,属于化学吸附。根据Langmuir模型,SL-CSA纳米复合材料对Cd²⁺和Pb2+的最大吸附量分别为314.05 mg/g和320.06 mg/g。     

生物质炭/TiO_(2)光催化剂的制备及其性能研究

为了提高TiO_(2)的回收性能,促进农林废弃物的资源再利用,文章以核桃壳为生物质炭源,首先使用化学活化法制备出核桃壳炭,再使用溶胶-凝胶法制备出TiO_(2)/生物质炭复合型材料之后利用XRD、FT-IR、SEM等实验手段,对活性炭及负载后的产物进行表征及测试复合材料对苯酚的降解程度(光催化性能)。实验表明,在苯酚初始浓度为30 mg/L、复合光催化剂的投入量为1 g/L、溶液进行紫外光照30 min、核桃壳炭活化温度为750℃的条件下,苯酚去除率达到最佳。     

羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料对Pb（Ⅱ）的吸附研究

氧化石墨烯/壳聚糖复合材料稳定性高，物理机械性能好受到广泛研究。通过溶液共混法制备了羧基化石墨烯/壳聚糖复合材料，并考察其对Pb(Ⅱ)吸附性能。研究结果表明：复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附量随pH值的上升呈现先上升后下降的趋势，对100 mg/L的Pb(Ⅱ)最佳吸附条件是pH值为5,复合材料使用量为1.0 g/L,吸附时间300 min,此时吸附量为95.45 mg/g,吸附率为95.45%。吸附过程符合Langmuir等温线和拟二级动力学模型，说明该吸附过程为单层吸附和化学吸附。     

γ PGA水凝胶对亚甲基蓝染液的脱色处理

利用两种相对分子质量的γ 聚谷氨酸（γ PGA）制备水凝胶,将其应用于亚甲基蓝溶液脱色处理,并采用FT IR及SEM法对水凝胶的三维网络结构进行了表征。结果表明,两种凝胶对染料的吸附量均随pH值和γ PGA浓度的增加而增加,相对分子质量100万的凝胶对染料的吸附受转速影响较小,相对分子质量70万的凝胶在转速120 r/min时对染料的吸附会迅速增加。吸附动力曲线表明,相对分子质量100万的干凝胶0.2 g在1 g/L的染液中,2 h内可基本达到吸附平衡,最大吸附染料量为496 mg/g;相对分子质量70万的干凝胶0.2 g在1 g/L的染液中,4 h内可基本达到吸附平衡,最大吸附染料量为465 mg/g。     

甲醛改性脐橙皮对重金属Pb(Ⅱ)的吸附

以生物废料脐橙皮为原料,在一定的条件下,与甲醛反应,制取生物吸附剂,考察Pb(Ⅱ)初始质量浓度、吸附时间、溶液pH值对生物吸附剂吸附性能的影响。结果表明:在常温条件下,向15mL、pH 5.0、质量浓度为150mg/L的Pb(Ⅱ)溶液中加入25mg改性脐橙皮,恒温振荡2h,改性脐橙皮吸附剂对溶液中Pb(Ⅱ)的去除率达99.85%。改性脐橙皮吸附剂对Pb(Ⅱ)的吸附在2h左右达到平衡且符合二级动力学方程,生物吸附作用遵循Langmuir等温吸附方程,改性脐橙皮吸附剂的最大吸附容量达到185.19mg/g,最适pH值为4.0～5.5。     

膨润土对印染废水中Pb(Ⅱ)的吸附性能研究

研究了膨润土对Pb(Ⅱ)的吸附性能.通过电子扫描电镜、X射线衍射、傅立叶变换红外光谱对膨润土进行了表征.考察了平衡时间、膨润土用量、p H对Pb(Ⅱ)在膨润土上吸附性能的影响.结果表明,膨润土对Pb(Ⅱ)具有较强的吸附性能,在Pb(Ⅱ)初始质量浓度为9.375×10~(-3)g/L的情况下,5 h时达到吸附平衡;膨润土质量浓度在0.5 g/L时,吸附效果较好;Pb(Ⅱ)在膨润土上的吸附受p H影响较大,p H在6.5~9.5时吸附率达到最大值94.5%.     

凹凸棒土对废水中Pb(Ⅱ)吸附的初步研究

研究了凹凸棒土对重金属离子Pb(Ⅱ)的吸附性能.考察了平衡时间、凹凸棒土用量、pH等对Pb(Ⅱ)在凹凸棒土上吸附性能的影响.结果表明,凹凸棒土对Pb(Ⅱ)具有较强的吸附性能,在Pb(Ⅱ)质量浓度为9.375×10-3g/L,6 h时达到吸附平衡;凹凸棒土质量浓度在0.05 g/L时,吸附效果较好;Pb(Ⅱ)在凹凸棒土上的吸附受pH影响较大,在pH为6.5~9.5时吸附率达到最大.     

纤维素接枝环糊精水凝胶的制备及其性能研究

以环氧氯丙烷作为化学交联剂,在碱性均相纤维素溶液中,将β-环糊精接枝到微晶纤维素上,合成了接枝β-环糊精的功能性纤维素基水凝胶。研究了水凝胶的溶胀动力学和温敏性能,发现该水凝胶对温度敏感。考察了该水凝胶对甲基橙、亚甲基蓝的吸附性能,实验结果表明,接枝β-环糊精的纤维素基水凝胶对甲基橙和亚甲基蓝具有很好的吸附效果,其吸附容量分别达到3.48mg/g、1.42mg/g,其脱附性能也较好。并运用差热扫描(DSC)、热重(TGA)和扫描电镜(SEM)对该水凝胶进行分析。