氧化石墨烯/海藻酸钠复合材料的制备及其对Ni2+吸附工艺研究

采用改进Hummers法制备了氧化石墨烯(GO)。以海藻酸钠(SA)为载体,采用溶液共混法制备氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)凝胶球。以GO/SA凝胶球作为吸附材料,对含镍废水进行吸附性能研究。实验结果表明:以质量浓度为7%Ca Cl2为交联剂,m(GO)∶m(SA)为1∶9,Ni~(2+)质量浓度为80g/L,GO/SA凝胶球投加量为40g/L,吸附温度为30℃,Ni~(2+)吸附率为17.15%。含镍废水p H值大于6时,出现大量白色沉淀,pH值对含镍废水中Ni~(2+)吸附率有显著影响。     

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 m~2/g和0.50 cm~3/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。     

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。     

氧化石墨烯/海藻酸钠凝胶球对亚甲基蓝吸附性能的研究

以氧化石墨烯、海藻酸钠为原料,制备了氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)复合凝胶球,并利用批平衡吸附方法探讨了该凝胶球对水体中亚甲基蓝(MB)的吸附特性。考察了吸附时间、投加量以及pH值等因素对吸附的影响。结果表明,随凝胶球加入量增大,MB去除率逐渐升高;在pH为中性及碱性条件下,对MB的去除率明显优于酸性条件;吸附4h后基本达到平衡,其吸附过程符合Freudlich等温吸附模型以及准二级动力学方程。该吸附剂成本低廉,性质稳定,为废水中相关染料的去除提供了一定的依据。     

铝污泥基复合凝胶球对Cr(Ⅵ)的吸附性能与机理

以铝污泥、聚乙烯醇、海藻酸钠为原料,采用溶胶-凝胶、冷冻干燥技术制备铝污泥基复合凝胶球(AS-GEL),用于吸附溶液中Cr(Ⅵ).通过静态吸附实验探究pH、AS-GEL投加量、初始质量浓度、温度、吸附时间、共存阴离子浓度对AS-GEL吸附Cr(Ⅵ)的影响.采用SEM、FTIR、XPS对AS-GEL吸附Cr(Ⅵ)的机理进行分析.结果表明,在pH=4、AS-GEL投加量为1.2 g/L、Cr(Ⅵ)初始质量浓度200 mg/L、温度为35℃、吸附时间为120 min、无其他阴离子共存的条件下,AS-GEL对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为73.364 mg/g.共存阴离子影响顺序为PO43–>NO3–>Cl–.吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准一级、准二级动力学方程.其主要吸附机理包括质子化基团对Cr(Ⅵ)的静电吸附及还原作用.5次吸附-解吸实验后,其吸附量保持初次吸附量的89.71％.同时,AS-GEL具有成本低、固液易分离的特性,有望应用在工程上.     

蒙脱石/氧化石墨烯对Cr(Ⅵ)的吸附

为开发水中重金属去除的新型吸附剂,以蒙脱石(Mt)、氧化石墨烯(GO)和苄基二甲基十八烷基氯化铵水合物(BCH)为原料,通过溶胶-凝胶法和真空过滤法制备蒙脱石/氧化石墨烯复合材料(MGB),并将其用于水中Cr(Ⅵ)的去除。采用分批实验探究了MGB投加量、溶液初始pH、吸附时间和重金属初始浓度等因素对吸附性能的影响,并用扫描电镜(SEM)、零电荷点(pH_pzc)、能量色散光谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和傅里叶红外光谱(FTIR)对MGB进行表征。结果表明:MGB具有较好的疏水性和较大的层间距;pH对吸附效果有很大的影响,pH=2.0时,MGB对Cr(Ⅵ)的去除效果最好;吸附动力学和等温吸附表明,MGB吸附Cr(Ⅵ)属于多分子层吸附,以离子交换、螯合作用以及氧化还原等化学吸附为主;MGB对Cr(Ⅵ)的理论最大吸附量可达107.56 mg/g,循环利用5次后,依旧有很好的吸附效果。     

壳聚糖/明胶复合微球的制备及吸附性能研究

以壳聚糖和明胶为原料,span 80为乳化剂,戊二醛为交联剂,采用乳化交联法制备了壳聚糖/明胶复合微球并用于Cr(Ⅵ)的吸附。考察了复合微球的各制备因素对微球形貌的影响,通过单因素分析研究了壳聚糖与明胶的比例、乳化剂用量、乳化时间对复合微球吸附性能的影响。结果表明,壳聚糖与明胶的比例为1∶2、span80用量为6mL、乳化时间为50min时,制备的复合微球对Cr(Ⅵ)的吸附性能良好,吸附量较大,Cr(Ⅵ)的去除率可达95.3%。     

石墨烯基复合物的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附

以三乙烯四胺(TETA)为改性剂，还原氧化石墨烯(rGO)、聚乙烯醇(PVA)为基体，通过水热法制备氨基修饰还原氧化石墨烯/聚乙烯醇(N-rGO/PVA)复合物，并应用于对Cr(Ⅵ)的吸附。红外结果表明，氨基已成功接枝到rGO/PVA基体。t=25℃、pH=5、w(TETA)=30%,N-rGO/PVA复合物对初始ρ[Cr(Ⅵ)]=50 mg/L的吸附量从16.0 mg/g提高至66.2 mg/g。由Langmuir方程计算出N-rGO/PVA对Cr(Ⅵ)的最大理论吸附量为303.0 mg/g,吸附等温线和动力学模型分析表明，该过程主要为均质、单分子层化学吸附。重复使用5次后的吸附量仍为原来的77.6%,表明N-rGO/PVA具有良好的再生性。     

响应面法优化氧化石墨烯对Cr(Ⅵ)的吸附

为了提高氧化石墨烯(GO)处理含铬废水的处理效果,采用响应曲面法对氧化石墨烯(GO)吸附Cr(Ⅵ)进行优化。以氧化石墨烯(GO)浓度、吸附时间和Cr(Ⅵ)初始浓度为自变量,以Cr(Ⅵ)去除率为响应值,进行三因素三水平的响应面实验,通过建立的二次多项式数学模型,研究各因素对响应值的影响,通过3D Surface模型分析三因素对响应值的交互作用。结果表明,GO浓度为2.6 g/L、Cr(Ⅵ)初始浓度5 mg/L、吸附时间为90 min,Cr(Ⅵ)去除率为60%左右,与预测值和实测值接近,氧化石墨烯(GO)浓度和吸附时间交互作用对Cr(Ⅵ)去除效果影响较显著。     

载铁氧化石墨烯壳聚糖对水中Cr(Ⅵ)的吸附研究

采用加热蒸发法制备了载铁氧化石墨烯壳聚糖(Fe-GOCS)复合球,对合成材料进行了表征,研究其对吸附Cr(Ⅵ)的影响因素.结果表明,随pH的降低,Fe-GOCS对Cr(Ⅵ)的吸附量增加.准1级动力学模型可用于描述0～10h对Cr(Ⅵ)的吸附动力学过程,而10～45h阶段对Cr(Ⅵ)的吸附符合准2级动力学方程.随环境温度...     

改性花生壳吸附去除水中Cr(Ⅵ)的性能研究

采用三乙烯四胺对花生壳颗粒进行改性制备吸附剂,以投加量、粒径、接触时间、Cr(Ⅵ)初始浓度、温度和溶液初始pH值为影响因素,通过静态实验,研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附性能。得到最佳吸附条件为吸附剂投加量1.0～1.6g/L,接触时间150min,初始浓度100mg/L,去除率可达99.36%,饱和吸附量达100.95mg/g。分析认为,主要的吸附机理可能是Cr2O27-与改性花生壳吸附点位上的功能基团之间的离子交换,伴随着静电吸附及氧化还原过程。     

新型磁性氧化石墨烯的制备及其对Cd~(2+)的吸附性能

通过对改良Hummers法制备的氧化石墨烯(GO)进行磁性负载得到一种磁性氧化石墨烯(MGO),并通过β-环糊精改性制备了一种功能化磁性氧化石墨烯(MGO/CD),研究了MGO/CD对水体中Cd~(2+)的吸附性能。通过形貌表征可以看出,GO被成功磁性负载,并接枝上了β-环糊精;磁强振动仪测试表明,MGO/CD的饱和磁化强度达到67. 55 emu/g,吸附材料的磁性能良好。吸附实验表明,在温度为303 K,吸附量随着pH的升高而增大,最高可达到193. 8 mg/g,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型与准二级动力学模型。外加磁场分离并重复利用5次,MGO/CD的吸附率依然稳定在93%以上,是一种对Cd~(2+)吸附性能优良的吸附剂。     

聚多巴胺包覆四硫化三铁对Cr(Ⅵ)离子的吸附

通过表面包覆的方法制备了Fe3S4@PDA复合材料,并研究了该复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性。考察了溶液pH值、吸附剂投加量、时间等因素对Fe3S4@PDA吸附Cr(Ⅵ)的影响并研究了等温吸附过程。结果表明,Fe3S4@PDA复合材料对Cr(Ⅵ)的较优条件为:pH值为3.0,吸附剂投加量为1.0 g/L,吸附时间为120min。等温吸附过程说明该吸附过程服从Langmuir方程,饱和吸附量为80.645mg/g。     

核桃壳基活性炭的热性能及其Cr(Ⅵ)吸附特性

用农业废弃物核桃壳制备的活性炭(WSAC)吸附处理六价铬,可达到以废治废效果。对核桃壳基活性炭(WSAC)表面结构进行红外光谱表征,测定其热重、差热等参数的变化,分析其热性质以及热稳定性。考察影响吸附热力学的参数,包括含Cr(Ⅵ)模拟废液的pH、Cr(Ⅵ)初始质量浓度以及WSAC投加量对Cr(Ⅵ)吸附去除率的影响。结果显示,影响WSAC吸附六价铬参数的最优值分别为：Cr(Ⅵ)初始浓度为4 mg/L、pH=3.95、WSAC投加量为2 mg/mL。Cr(Ⅵ)去除率影响因素分析表明,WSAC投加量对Cr(Ⅵ)去除率的影响最大,其次为溶液pH及初始浓度。     

石墨烯/四氧化三铁复合材料的制备及光催化去除Cr(Ⅵ)性能研究

光催化技术能有效解决日益严重的水污染问题，其中心是高效光催化材料的设计与合成。本文采用溶剂热法成功制备了石墨烯/四氧化三铁复合材料，通过实验探究不同pH值、不同质量比、不同投加量以及Cr(Ⅵ)浓度对石墨烯/四氧化三铁复合材料光催化活性的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射技术(XRD)对复合材料进行表征，结果显示复合材料粒径均匀，粒径约为200～300 nm,四氧化三铁纯度较高且具有反尖晶石结构。光催化性能实验结果表明：Cr(Ⅵ)溶液的质量浓度为100 mg/L,pH值为4,复合材料投加量为60 mg,石墨烯/四氧化三铁复合材料(质量分数4%)光催化去除Cr(Ⅵ)的效果最佳，去除率可达91.7%。     

DWTR-PAC强化混凝去除水中Cr(Ⅵ)的研究及参数优化

给水污泥(DWTR)是自来水厂产生的废弃物,通常以填埋形式处置,但其中大量具有无机阴离子吸附潜能的氢氧化铝未得到充分利用.本研究尝试建立基于给水污泥吸附耦合二次絮凝沉淀的Cr(Ⅵ)控制技术,并系统优化工艺条件,以增强工业废水处理中对Cr(Ⅵ)的去除效果,同步实现给水污泥的资源化利用.结果表明:DWTR对Cr(Ⅵ)的吸附符合二级动力学方程,化学吸附作用占主导地位,吸附容量为5.910 mg/g.利用响应面法(Box-Behnken模型)考察PAC和DWTR总投加量、PAC与DWTR的投加比例和工艺体系pH对DWTR-PAC复合强化混凝去除水中Cr(Ⅵ)的影响.验证了该模型下的最优方案,并设置多组对照实验加以验证,在与纯PAC体系、无吸附DWTR与PAC混合体系、纯DWTR体系等的对比中发现,当PAC的投加量为12.94 g/L、DWTR的投加量为21.05 g/L、溶液pH为5.95时,DWTR-PAC体系展现出明显优势,模型预测其对Cr(Ⅵ)的去除率为99.8％(实测为99.85％).     

过氧化制备磁性氧化石墨烯及对铀的吸附研究

利用过氧化法制备出氧化石墨烯,在氮气的保护下合成磁性氧化石墨烯(MGO)。考察了溶液pH、铀的初始浓度、吸附时间和吸附温度对铀吸附影响。用电镜扫描和XRD对MGO进行了形貌结构表征,确定了Fe_3O_4成功的负载在氧化石墨烯上。结果表明,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附动力学符合准二级动力学,热力学表明吸附为自发吸热过程。最大吸附为224.93 mg/g。     

凹凸棒黏土对壳聚糖/海藻酸钠微球释放性能的影响

将凹凸棒黏土(ATP)与海藻酸钠(SA)进行复合以改善SA的缓释性能。以ATP/SA复合物为球芯材料,壳聚糖(CS)为包覆材料,采用复凝聚法制备凹土/海藻酸钠/壳聚糖复合微球(ASCM),并以双氯芬酸钠(DS)为模型药物,考察了凹土添加量对复合微球溶胀性能、载药性能和缓释性能的影响。结果表明,凹土的加入改善了微球的溶胀性能和缓释性能,而对微球载药性能影响不大。与海藻酸钠/壳聚糖微球(SCM)相比,当复合微球中ATP/SA(w/w)为20%时,其在pH6.8的磷酸缓冲溶液中2 h的累积释放率由58.8%减小到38.7%。复合微球体外释放动力学数据表明,其释药行为可以很好地用一级动力学方程拟合。凹土的加入有效改善了SA的缓释性能,ASCM可作为缓释药物的载体材料。     

樱花生物质炭的制备及对废水中六价铬的吸附

选用樱花为原料制备新型生物质炭,应用其吸附含Cr(Ⅵ)的模拟废水,用单因素静态实验对影响吸附的5个主要因素(吸附剂投加量、pH值、Cr(Ⅵ)初始浓度、反应温度和吸附时间)进行分析,并结合吸附过程的动力学特征以及特性表征,对吸附机理进行了初步探究。结果表明,樱花生物炭含有较多中孔,表面官能团如酮基、羧基和C=C能作为电子供体将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ);樱花生物炭的最佳吸附条件为樱花炭投加量为1 g/L,pH=2,Cr(Ⅵ)浓度为50 mg/L,吸附时间为4 h,反应温度为25℃,在此条件下,吸附量为49.52 mg/g;拟合系数表明准二级动力学方程能更好地反映樱花炭的吸附过程,说明以化学吸附为主;樱花炭的吸附过程更符合Langmuir等温线方程,说明其是单层吸附,最大吸附量为49.78 mg/g;可见,樱花炭在吸附Cr(Ⅵ)方面有一定的发展前景。     

霉变甘蔗渣和普通甘蔗渣对废水中Cr(Ⅵ)的吸附

研究了在35℃条件下自然霉变甘蔗渣对模拟废水中Cr(Ⅵ)的吸附效果。结果表明,Cr(Ⅵ)初始浓度50 mg/L废水,反应温度35℃,霉变甘蔗渣投加量1 g(即20 g/L),p H为2. 0,吸附时间150 min时,Cr(Ⅵ)去除率为91. 2%,最大Cr(Ⅵ)吸附量为2. 447 mg/g,吸附热力学显示,Langmuir等温吸附模型能更好的反应吸附过程。吸附动力学表明,拟二级动力学方程更好的拟合吸附反应。