Fe3O4@SA/CTS凝胶球对亚甲基蓝及碱性品红的吸附

为解决染料对水体污染问题,本工作以海藻酸钠为骨架,结合Fe3O4及壳聚糖,制备了Fe3O4@SA/CTS凝胶球,并对制备的材料进行了微观表征。研究了不同影响因素下,吸附剂对MB及CB的吸附效果,同时研究了不同pH下对混合液的吸附性能,以及吸附剂循环利用性实验。结果表明,MB或CB初始浓度为100 mg/L、吸附剂投加量为1.0 g/L、MB的pH为11或CB的pH为8、反应时间4 h、MB和CB的去除率分别可以达到91.9%和21.5%。Langmuir模型能够更好反应对MB或CB的吸附,吸附以单分子物理吸附为主。吸附动力学符合伪二级动力学方程,吸附过程更容易受到化学吸附影响。不同pH下,Fe3O4@SA/CTS对混合液中的MB吸附优于CB,5次脱附循环使用后对MB保持在70%以上,对CB的去除率保持在15%以上。     

聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附

以丙烯酸(AA)为原料,二丙烯酸酯(Pul DA)分散的氧化石墨烯(GO)纳米胶粒(GO-Pul DA)为增强剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,通过自由基共聚合制备了一系列结构均一的聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶(PAA/GO-Pul DA)。考察了BIS质量浓度、GO质量浓度以及溶液pH值对复合水凝胶力学性能、吸水性和亚甲基蓝(MB)吸附量的影响。结果表明,当GO质量浓度从0.1 g/L增加至1.0 g/L时,复合水凝胶拉伸强度从5.0 k Pa增加至10.4 k Pa,断裂伸长率高于100%,当GO的质量浓度为0.3 g/L时,复合水凝胶的断裂伸长率最高为151%;复合水凝胶表现出pH敏感的高吸湿性,pH从3.0增加至6.8时,平衡溶胀比(SRe)变化可达386 g/g,pH=6.8时最大SRe高达490 g/g。当溶液pH值从3.0增加至11.0时,PAA/GO-Pul D对MB的平衡吸附量(qe)可增加1 400~1 500 mg/g,pH=11.0时最大的qe高达1 789 mg/g。复合水凝胶对MB的吸附行为符合准一级动力学模型。5次吸附-解吸附循环后,相对于首次吸附,PAA/GO-Pul D对MB的吸附能力仍保持高达60%,解吸附效率高于90%。     

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。     

聚乙烯醇/海藻酸钠双交联凝胶球的制备及其应用

将聚乙烯醇(PVA)、硼酸、海藻酸钠(SA)和氯化钙结合构筑双交联凝胶网络,并负载腐植酸钾(KHA)和钙基蒙脱土(MMT)纳米粒子,成功制备了一种双交联凝胶球(PVA/SA/KHA/MMT).该凝胶球用于亚甲基蓝(MB)和Pb(Ⅱ)的去除.通过FTIR、XRD、TGA、SEM-EDS、Zeta电位分析和BET表征了凝胶球的理化性质.结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型,实验数据与Langmuir模型吻合良好.在25℃时,MB和Pb(Ⅱ)的理论最大吸附容量分别为793.65和507.61 mg/g.热力学结果表明,该凝胶球的吸附是自发吸热的,并且是由系统总体熵的增加所驱动.FTIR和XPS结果表明,Pb(Ⅱ)的吸附过程主要是通过羧基的螯合实现,而MB的吸附则通过氢键和静电相互作用发生.PVA/SA/KHA/MMT对MB和Pb(Ⅱ)具有较高的吸附选择性.经过5次循环使用后,凝胶球对MB和Pb(Ⅱ)仍表现出较高的去除率.     

聚乙烯醇／海藻酸钠双交联凝胶球的制备及其应用

将聚乙烯醇(PVA)、硼酸(H3BO3)、海藻酸钠(SA)和氯化钙(CaCl2)结合构筑双交联凝胶网络,并负载腐植酸钾(KHA)和钙基蒙脱土(MMT)纳米粒子,成功制备了一种双交联凝胶球(PVA/SA/KHA/MMT)。该凝胶球对亚甲基蓝(MB)染料和Pb(Ⅱ)表现出优异的去除效率。通过FTIR,XRD,TGA,SEM-EDS,Zeta电位分析和BET系统地表征了凝胶球的理化性质。结果表明,吸附过程遵循准二级动力学模型,实验数据与Langmuir模型吻合良好。在298 K时, MB和Pb(Ⅱ)的最大吸附容量(Qm)分别为725.42和375.64 mg/g。热力学结果表明,该凝胶球的吸附是自发,吸热的,并且是由系统总体熵的增加所驱动。FTIR和XPS结果表明,Pb(Ⅱ)的吸附过程主要是通过羧基的螯合实现,而MB的吸附则通过氢键和静电相互作用发生。吸附选择性实验表明,PVA/SA/KHA/MMT对MB和Pb(Ⅱ)具有较高的吸附选择性。经过5次循环使用后,凝胶球对MB和Pb(Ⅱ)仍表现出较高的去除率。     

MGO/SA制备及其对含Cr(Ⅵ)污水吸附处理研究

采用海藻酸钠(SA)溶液与磁性氧化石墨烯(MGO)共混制备复合微球(MGO/SA),研究其对水中Cr(Ⅵ)的吸附处理效果。实验表明,以海藻酸钠为包埋载体,通过添加适量致孔剂处理经磁化的氧化石墨烯,可获得一定尺寸的MGO/SA复合微球,最优制备工艺为:MGO投加量0.45 g,固化温度25℃,NaCl含量2.4 g。FTIR、SEM、VSM等表明,MGO/SA表面粗糙,呈无规则网状结构,内部含氧基团增多,吸附活性增强,且微球具有典型的S型磁滞回线,能快速从水溶液中分离。在MGO投加量为0.3 g、pH值为1条件下,处理10 mg/L的含Cr(Ⅵ)污水270 min, Cr(Ⅵ)的去除率为97.28%;复合微球对Cr(Ⅵ)的吸附过程符合准二级动力学方程。     

固定化蟹壳生物炭制备及吸附Pb2+的研究

以废弃的蟹壳为原料制备蟹壳生物炭(BC),采用海藻酸钠固定制备复合凝胶球。结合成球形态和对Pb²⁺的去除率发现,在BC与海藻酸钠质量比为1∶2的条件下制备的蟹壳生物炭-海藻酸钠凝胶球(BC-SA)的性能最佳。探究了影响BC-SA吸附Pb²⁺的因素及其再生能力,通过扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对未添加BC的凝胶球和吸附Pb²⁺前后的BC-SA进行表征。结果表明,Pb²⁺溶液初始pH、BC-SA投加量、Pb²⁺初始浓度和反应时间都会对BC-SA吸附Pb²⁺产生显著影响。吸附过程符合拟二级动力学模型,表明吸附以化学吸附为主,Langmuir等温线可以更好地拟合实验数据,Pb²⁺最大去除率为91.06%。再生结果表明,经5次解吸-吸附循环后,BC-SA对Pb²⁺的去除率为82%,展现出良好的可重复利用性。BC得以成功地固定且BC-SA表面的羟基和羧基与Pb²⁺之间发生了官能团的络合作用。     

海藻酸钠/研磨处理APT复合凝胶小球对亚甲基蓝吸附研究

将碾磨酸处理凹凸棒黏土(G-APT)与海藻酸钠(NaAlg)物理共混,与CaCl_2固化交联,制备NaAlg/G-APT复合凝胶小球,考察了复合凝胶小球对印染废水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能。场发射扫描电镜(FESEM)表征表明,适当次数研磨,可使APT棒晶束有效解离,使其在复合凝胶中均匀分散。复合凝胶小球对MB平衡吸附量(q_e)随APT碾磨次数增加呈先增大后减小趋势,APT碾磨4次时,q_e最大,为167.2 mg/g,相对于APT未碾磨处理样提高48.5%。达到最大吸附量的最佳MB初始浓度为200 mg/L,pH值为6.0,吸附时间120 min。吸附动力学过程符合准二级动力学模型,用Langmuir吸附等温线模型描述更为合适,属于单分子层吸附。     

海藻酸钠/研磨处理APT复合凝胶小球对亚甲基蓝吸附研究

将碾磨酸处理凹凸棒黏土(G-APT)与海藻酸钠(NaAlg)物理共混,与CaCl_2固化交联,制备NaAlg/G-APT复合凝胶小球,考察了复合凝胶小球对印染废水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能。场发射扫描电镜(FESEM)表征表明,适当次数研磨,可使APT棒晶束有效解离,使其在复合凝胶中均匀分散。复合凝胶小球对MB平衡吸附量(q_e)随APT碾磨次数增加呈先增大后减小趋势,APT碾磨4次时,q_e最大,为167.2 mg/g,相对于APT未碾磨处理样提高48.5%。达到最大吸附量的最佳MB初始浓度为200 mg/L,pH值为6.0,吸附时间120 min。吸附动力学过程符合准二级动力学模型,用Langmuir吸附等温线模型描述更为合适,属于单分子层吸附。     

改性碳纳米管吸附去除水中磷酸盐的研究

以1-乙基-3(3-二甲基氨基丙基)碳化二亚胺(EDC)为相偶联剂,通过海藻酸钠(SAL)对碳纳米管(CNTs)进行修饰和改性,制备海藻酸钠-碳纳米管凝胶,并研究了海藻酸钠-碳纳米管凝胶对水中磷的吸附特征。实验结果表明磷在海藻酸钠-碳纳米管凝胶中的吸附等温线符合Langmuir方程,吸附过程符合准二级反应动力学模型,溶液p H值显著影响磷在海藻酸钠-碳纳米管凝胶中的吸附效果,在室温、溶液p H值6.5、海藻酸钠-碳纳米管凝胶投入量1.25 g/L、吸附时间120 min条件下,海藻酸钠-碳纳米管凝胶对水中磷的吸附量为86.78 mg/g,水中磷去除率为82.5%。     

海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8³ mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu⁽²⁺⁾吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu⁽²⁺⁾最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu⁽²⁺⁾为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu⁽²⁺⁾最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

海藻酸钠负载聚乙烯亚胺功能球对Cu~(2+)吸附研究

以海藻酸钠-聚乙烯亚胺均相水溶胶为前驱体,用溶胶-凝胶法制备了毫米级(2.8~3 mm)海藻酸钠负载聚乙烯亚胺(SA-PEI)功能球,考察了pH、吸附时间、初始浓度、温度对Cu~(2+)吸附过程的影响。结果表明,SA-PEI功能球对Cu~(2+)最佳吸附pH为5.5,吸附平衡时间为36 h,吸附Cu~(2+)为自发、吸热、熵增过程;吸附动力学过程遵循拟二级动力学模型,吸附符合Freundlich等温模型,且在实验浓度范围内,功能球对Cu~(2+)最大吸附量为260.5 mg/g;吸附饱和的SA-PEI功能球可以用EDTA-2Na溶液很好的脱附,6次吸附-脱附后仍保持较好的吸附活性。     

硝酸改性锰矿石对亚甲基蓝的降解动力学

锰氧化物具有较强的氧化能力,天然氧化锰矿(MnO_x)因表面成分复杂,降低了其活性。利用硝酸对天然氧化锰矿改性,并研究了其对亚甲基蓝(MB)废水的去除效果。试验发现:硝酸改性后的氧化锰矿(M-MnO_x)对MB的去除能力显著提高,如pH值为2条件下反应3 h后,MnO_x和M-MnO_x对MB去除率分别为72.37%和98.69%;另外,MB的去除率随着反应体系pH值(2～11)的升高而出现先降低后升高的现象,反应9 h后,MB去除率在pH值为8时最低。根据反应前后MB样品的全波长扫描及溶液中Mn~(2+)浓度变化发现,酸性条件下改性锰矿石主要通过氧化作用去除MB,而碱性条件下吸附过程起主要作用。对反应体系的pH、改性锰矿石的投加量、MB初始浓度等参数对MB去除的影响进行动力学拟合,并讨论了上述参数对MB降解速率的影响。     

黄原胶接枝聚丙烯酸水凝胶的合成及对亚甲基蓝阳离子染料的吸附性能

以黄原胶和丙烯酸为原料,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸钾为引发剂,在水溶液中合成黄原胶接枝聚丙烯酸(XG-g-PAA)水凝胶,考察了pH值、吸附时间、阳离子染料亚甲基蓝(MB)的初始浓度等对水凝胶吸附性能的影响,研究了水凝胶对MB的等温吸附行为。结果表明,当pH值大于5.0时,XG-g-PAA水凝胶对MB有较大的吸附量;水凝胶吸附平衡时间为5 h;室温下随着MB初始浓度的增大,水凝胶对MB的吸附量较大;水凝胶对MB的吸附行为符合Freundlich吸附等温模型,其相关系数为0.985 54,吸附过程以化学吸附为主。     

海藻酸钠包埋铝泥凝胶球的制备与表征分析

水厂铝污泥资源回收可以作为吸附剂应用于水处理，文中将水厂铝污泥作为原料，通过热改性和海藻酸钠凝胶包埋法制备成型颗粒，并对该材料进行表征分析。研究发现，铝在污泥中主要以非晶态结构存在，非晶态铝对氟有很好的亲和性。热改性铝泥和海藻酸钠制备的铝泥凝胶球(SAS)属于介孔吸附材料，平均孔径为7.837 nm,远大于氟离子半径(0.133?),可成功吸附氟化物。原污泥对氟化物去除率为72.80%;热改性温度为400℃时，高温热改性污泥去除率达到最大值(90.60%);在最佳吸附条件下，海藻酸钠凝胶包埋后的SAS对氟化物去除率达95.09%,表明SAS有效提高原污泥的氟化物去除率，具有实际应用价值。     

1种磁性纳米凝胶球吸附盐酸四环素的性能研究

以聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)为基体,包埋磁性纳米Fe3O4粒子和粉末活性炭(PAC)制备了复合凝胶球(Fe3O4@PVA-SA-PAC),研究用于吸附水中的盐酸四环素(TC)。结果表明,在酸性条件下(pH=3)有利于TC的吸附;吸附量随投加量的减少、初始TC含量增加而上升。准2级动力学模型和Langmuir等温模型可以较好的拟合吸附数据,表明吸附过程主要是化学吸附和单分子层吸附。在35℃下,Langmuir模型拟合出最大吸附量为368.7mg/g。同时,凝胶球表现出良好的可重复利用性,经过5次循环再生后,仍具有很好的吸附效果。     

活性炭协同酸/碱改性粉煤灰对亚甲基蓝的吸附研究

以粉煤灰、活性炭为原材料,以氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸、盐酸溶液分别为激发剂,利用悬浮固化法按照设计配比[m(活性炭)∶m(粉煤灰)∶m(激发剂)∶m(H₂O)=3∶7∶6∶14]制备得改性粉煤灰微球。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、N₂吸附-脱附分析、紫外-可见分光光度计对微球进行表征,探究质量、浓度、温度、时间等因素对微球吸附染料废水中亚甲基蓝(MB)的影响。结果表明：微球具有较好的孔径、比表面积及吸附效果,其中C-NaOH-FM、C-KOH-FM、C-HCl-FM 3类微球较C-H₃PO₄-FM微球表现出更优异的吸附性能,C-HCl-FM微球在55℃时对MB去除率达到100%;C-KOH-FM、C-HCl-FM微球在m=0.10 g、ρ₀=10 mg/L、T=25℃条件下,吸附过程遵循准二级动力学方程,平衡吸附量分别为8.93、9.07 mg/g,对MB的去除率分别为90.05%、95.36%。     

甲壳素/海藻酸钙凝胶球的制备及其对Cu2+的吸附性能研究

采用机械活化法协同FeCl₃预处理甲壳素,然后将其溶解在NaOH/尿素溶液中,再与海藻酸钠溶液共混,逐滴加入到CaCl₂溶液中,制备出甲壳素/海藻酸钙凝胶球(CCAGB),作为吸附剂吸附Cu²⁺。利用FT-IR、XPS和SEM对凝胶球进行表征,探究溶液初始pH、质量浓度等对吸附性能的影响。结果表明,甲壳素和海藻酸钠最佳质量比为1∶5时,CCAGB的结构稳定且具有蜂窝状的孔结构;在温度为30℃、转速为150 r/min、pH为6.0和吸附平衡时间为10 h的条件下,CCAGB对Cu²⁺的最大吸附量为169.49 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。     

CMS/AMPS/AM水凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附

采用水溶液聚合法制备出CMS/AMPS/AM水凝胶型吸附剂。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪等对水凝胶的形貌、结构进行表征,并对水凝胶吸附阳离子染料亚甲基蓝(MB)的性能进行了研究。结果表明:CMS/AMPS/AM水凝胶对MB的吸附量随吸附时间、水凝胶加量和初始浓度增加先增加后逐渐达到平衡;吸附量随p H值的升高先增加后降低;共存离子浓度越高,吸附量越低。     

木质素生物炭磺酸对水中阳离子染料的吸附性能与机制

以木质素磺酸钠(LS)为原料,采用浓硫酸一步氧化碳化的方法在60℃和210℃下分别制备了木质素生物炭磺酸SLBC-60和SLBC-210。SLBC-60磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为1.66,1.40,4.41 mmol/g,而SLBC-210磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为0.34,3.22,5.41 mmol/g。对比评价了它们对亚甲基蓝(MB)的吸附效果,结果显示,在pH=1～10溶液中,SLBC-60对MB保持高吸附量(>463.9 mg/g)和高去除率(>91.9%),而SLBC-210对MB吸附量<231.5 mg/g、去除率<45.8%,结合生物炭结构和Zeta电位分析,这可能与SLBC-60富含磺酸基官能团及其在pH=1～10溶液中表面均富集负电荷有关;优化pH、吸附剂加入量、吸附时间等参数,得到SLBC-60对MB、罗丹明B和孔雀石绿饱和吸附量分别为755.1,926.1,1 008.2 mg/g,且吸附性能不受一价金属离子影响。此外,SLBC-60对MB的吸附等温线符合Langmuir模型(R²=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R2=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R²=0.999 5),说明该吸附以单层化学吸附为主。因此,改性制备的木质素生物炭磺酸可作为高效的阳离子染料吸附剂,有望应用于印染废水治理。