纤维素/氧化石墨烯的制备及其对Pb~(2+)的吸附研究

利用Hummers法制备氧化石墨烯,再将纤维素和氧化石墨烯在超声环境下进行合成来制备复合材料,利用红外光谱(FIIR)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对其结构和形貌进行表征。根据吸附剂投加量、pH、时间、温度、初始浓度等影响因素进行正交实验。结果表明,复合材料对Pb~(2+)的去除率为93.25%,可以作为一种优良的吸附剂对水中Pb~(2+)进行有效处理。吸附过程可以用Freundlich吸附等温式描述,其相关的系数R~2为0.948 9,最大吸附容量为203.93 mg/g。重复使用5次后,纤维素/氧化石墨烯复合材料对水中Pb~(2+)的去除率仍在85%以上,表现出了良好的重复使用性。     

聚苯胺/聚苯乙烯复合材料的制备及对Pb~(2+)吸附性能的研究

采用机械掺杂法制备了聚苯胺/聚苯乙烯(PANI/PS)共混物,并用红外光谱表征了复合材料的目标结构。研究了pH、Pb~(2+)初始浓度以及吸附时间、温度对PANI/PS复合材料吸附Pb~(2+)的性能影响,并拟合了Pb~(2+)吸附过程的动力学模型和等温模型。结果表明:pH为4.5时,PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量最大,所需吸附平衡时间为50 min。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附容量随着Pb~(2+)初始浓度的增大而增大,当Pb~(2+)浓度大于300 mg/L时,对Pb~(2+)的吸附容量变化速率放缓。PANI/PS复合材料对Pb~(2+)的吸附过程遵循Langmuir等温模型与准二级动力学方程,在15～50℃为自发吸附过程。     

PSSMA修饰磁性氧化石墨烯对Pb2+、Cu2+ 的吸附性能

以氧化石墨烯(GO)、FeCl_3·6H_2O及聚(4-苯乙烯磺酸-共聚-马来酸)钠盐(PSSMA)为主要原料,通过简便一步溶剂热法制备了阴离子聚电解质修饰磁性氧化石墨烯(MGO@PSSMA),并将其用于水溶液中重金属Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附去除。采用FTIR、SEM、TEM、VSM和DLS对制备的MGO@PSSMA进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、溶液初始质量浓度对Pb~(2+)、Cu~(2+)在MGO@PSSMA及未经PSSMA修饰磁性氧化石墨烯(MGO)上吸附的影响。探讨了吸附等温过程、吸附动力学及吸附作用机理。结果表明:MGO表面引入PSSMA可有效增加其对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附量。在pH=5,溶液初始质量浓度为300 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的实际吸附量达141.1和104.8 mg/g。当溶液初始质量浓度为150 mg/L时,MGO@PSSMA对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附平衡时间分别为2和1.5 min。MGO@PSSMA对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学及吸附等温数据分别符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温模型。使用乙二胺四乙酸(EDTA)和HCl可实现MGO@PSSMA的有效再生;通过外加磁场作用可实现MGO@PSSMA的回收再利用。     

锰改性稻壳对铅的吸附

采用高锰酸钾氧化改性稻壳,制备新型的改性吸附剂,研究其对Pb~(2+)的吸附性能。结果表明:吸附Pb~(2+)的最适p H值为4~6;初始Pb~(2+)浓度在50 mg/L以下时,饱和吸附量随Pb~(2+)浓度提高而提高,最高达到28.85 mg/g。吸附等温线和动力学方程拟合分析表明锰改性稻壳对Pb~(2+)的吸附属于单层吸附,吸附过程主要受限于孔隙扩散。     

聚酰胺-胺/氧化石墨烯复合材料的制备及其性能表征

改性石墨通过接枝,合成了聚酰胺-胺(PAMAM)修饰的氧化石墨烯复合吸附材料(GO/PAMAMs)。考察了温度、pH、Pb~(2+)浓度和吸附时间对GO/PAMAMs吸附Pb~(2+)效果的影响。结果表明,GO经PAMAMs修饰后,彼此间形成共价键连接;在25℃、pH为6,Pb~(2+)浓度为500 mg/L,吸附时间为4 h时,GO/PAMAMs对Pb~(2+)的平衡吸附量达到337 mg/g。该吸附过程可以用Lagergren方程和Langmuir模型来描述,由化学反应控制,升温有利于吸附。     

碱化香蕉皮作为Pb~(2+)吸附剂的性能研究

以碱化香蕉皮吸附剂去除溶液中的Pb~(2+),考察了NaOH浓度和碱化时间对碱化效果的影响,探讨了吸附剂粒径、时间、pH、吸附剂用量、Pb~(2+)初始浓度及温度等对吸附性能的影响,并研究了吸附平衡和吸附动力学过程。结果表明,NaOH浓度为0.5 mol/L,碱化时间为8h时制备的碱化香蕉皮吸附性能较佳;最佳吸附条件为:吸附剂粒径60目,时间8h,pH为5,吸附剂用量1.0 g,Pb~(2+)初始浓度500 mg/L及温度为20℃。此时,吸附率可达74.5%,吸附量35.7 mg/g。等温吸附实验表明,碱化香蕉皮对Pb~(2+)的吸附平衡较好地符合Langmuir等温式。吸附过程动力学符合拟二级动力学模型,说明其吸附主要是单分子层的化学吸附。     

磁性氧化石墨烯的制备及其对Pb~(2+)的吸附研究

采用一步共沉淀法,以FeCl_2·4H_2O、FeCl_3·6H_2O和氧化石墨烯为原料,在碱性条件下制备得到氧化石墨烯/四氧化三铁的磁性复合材料,通过红外、热质量和XRD等测试手段对复合材料的结构进行了表征,采用紫外分光光度计法进行了复合材料对Pb~(2+)溶液的吸附分离实验。结果表明,制备所得到的磁性氧化石墨烯复合材料对Pb~(2+)具有良好的吸附性能和磁性分离效果。     

改性玉米芯的制备及其对Pb~(2+)吸附性能研究

在N,N-二甲基甲酰胺中,以次磷酸钠为催化剂,采用柠檬酸对氢氧化钠处理过的玉米芯进行化学改性,制备得到生物吸附剂,并研究其对Pb~(2+)的吸附性能。通过探讨投加量、吸附时间、Pb~(2+)溶液的不同吸附温度、pH等因素研究改性玉米芯对废水Pb~(2+)吸附性能的影响。结果表明,改性的玉米芯投加质量为0.5 g、pH为7、Pb~(2+)初始质量浓度为100 mg/L时,吸附性能较好,吸附平衡时间t为120 min,最大吸附率为88.10%、最大吸附量为35.24 mg/g。可以用准二级动力学方程和Langmuir方程描述改性玉米芯的吸附过程。     

污泥-花生壳吸附颗粒对水中Pb~(2+)的吸附特性研究

以污泥和花生壳为原料,采用氯化锌为改性剂,于800 W的微波功率条件下热解10min,制备得到污泥-花生壳吸附颗粒。选取吸附时间、pH值和Pb~(2+)初始浓度3个因素,探究其对Pb~(2+)的吸附效果影响。结果表明,当吸附时间为80min时,pH值为6.54,Pb~(2+)溶液初始质量浓度为0.8mg·L~(-1)时,吸附颗粒对Pb~(2+)的吸附率最大,吸附效果最好。     

肉骨生物炭对重金属Pb~(2+)的吸附特性

为研究以病死猪以炭化焚烧法制备的肉骨生物炭对水溶液中Pb~(2+)的吸附特性,分析了吸附时间、吸附剂用量、Pb~(2+)的初始含量等因素对吸附效果的影响。结果表明,对于50 mL质量浓度400 mg/L的Pb~(2+)溶液,当溶液初始pH为5.5、肉骨生物炭投加量为200 mg、吸附时间为240 min时,肉骨生物炭对Pb~(2+)的吸附效果达到最佳,吸附量为99.37 mg/g,Pb~(2+)去除率达到99%以上。肉骨生物炭对Pb~(2+)的动力吸附过程可以由准2级动力学模型很好地拟合;Langmuir方程描述的单分子层吸附模型能更好地拟合其等温吸附过程,饱和吸附量为106.4 mg/g。相比于玉米秸秆生物炭,肉骨生物炭对Pb~(2+)有更大的吸附容量和更快的吸附速率,是性能较好的Pb~(2+)吸附材料。     

固定化生物吸附剂对废水中Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附性能

从含重金属废渣堆积区的土壤中筛选分离出一种对重金属Pb~(2+)和Cd~(2+)具有高耐受性的功能菌株,采用包埋法制成固定化生物吸附剂,用于吸附废水中的重金属,考察了重金属的初始浓度、吸附时间、废水pH值及吸附剂添加量等因素对吸附性能的影响.结果表明,筛选出的菌株为短杆菌,对Pb~(2+)和Cd~(2+)的最大耐受浓度分别为2200和700 mg/L;吸附剂投加量为10 g/L、废水pH为6时,Pb~(2+)和Cd~(2+)达最大吸附率,分别为87.77%和57.50%;Pb~(2+)和Cd~(2+)基本可在40 min内被快速吸附达平衡,最大吸附量分别为114.3和82.12 mg/g;废水初始pH为5?7利于吸附;Pb~(2+)和Cd~(2+)初始浓度增加使吸附率降低,且Pb~(2+)初始浓度比Cd~(2+)初始浓度对吸附速率影响更大.Langmuir和Freundlich吸附方程拟合表明,Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附主要为单分子层表面吸附;Pseudo-second order动力学方程拟合表明,吸附过程的限速步骤主要为化学吸附,且Pb~(2+)比Cd~(2+)更易被吸附.     

微波合成淀粉基水凝胶的Pb2 吸附性能

以木薯淀粉为原料,微波辅助接枝丙烯酸合成了水凝胶(SAH)。采用SEM、FTIR、XPS对SAH进行了表征,考察了SAH对Pb~(2+)的吸附机理;进一步考察了微波功率、pH、吸附温度、吸附时间和Pb~(2+)的初始浓度对吸附的影响。结果表明,SAH具有三维多孔结构,主要通过与Pb~(2+)形成双配位络合物实现对Pb~(2+)的吸附。微波功率为300 W时制备的SAH,在pH为6.09、吸附时间为60 min、Pb~(2+)初始浓度为0.005 mol/L、吸附温度为30℃的条件下,吸附量可达561 mg/g。SAH可重复利用,重复使用4次后其吸附量为458 mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

改性菌渣对含Pb2+废水吸附性能的影响

采用盐酸浸泡和热处理的方法对香菇菌渣改性后制备吸附剂,研究其对模拟废水中Pb~(2+)的吸附性能,考察了初始浓度、温度、pH、吸附剂投加量和吸附时间5个因素对吸附性能的影响,并研究了改性菌渣吸附剂对Pb~(2+)的等温吸附和吸附动力学特征。结果表明:改性菌渣对Pb~(2+)模拟溶液的最佳吸附条件为:pH=5.0、吸附剂投加量1.6 g/L、初始浓度250 mg/L、温度25℃、吸附时间60min。在该条件下对Pb~(2+)的吸附率可达95.68%,改性菌渣吸附Pb~(2+)的过程符合Langmuir等温模型和准二级吸附动力学模型,吸附速率主要由化学吸附控制。     

环糊精-氧化石墨烯复合材料的制备及其对■的吸附性能研究

采用改进的hummer法制备出氧化石墨烯,再与适量的环糊精溶液以及水合肼和氨水进行还原反应得到环糊精-氧化石墨烯复合材料,测定了复合材料在不同pH、时间、温度等条件下对水体中的Cu~(2+)的吸附量。结果表明,环糊精-石墨烯复合材料对水溶液中的Cu~(2+)具有优异的吸附性能,在中性条件下,经24 h后吸附量达212.44 mg/g,吸附率为83.46%;这主要是因为氧化石墨烯的巨大表面积和表面含氧基团对Cu~(2+)的静电吸引力,以及环糊精的空腔结构所致。     

精氨酸修饰磁性海泡石对Pb~(2+)的吸附研究

通过对天然海泡石磁化和精氨酸表面修饰,制备了一种氨基酸修饰的磁性海泡石(L-Arg-MSEP)。采用SEM、VSM、XRD、FTIR和BET方法对其结构进行表征和分析,对比在不同pH值、吸附剂投加量、时间、温度和初始浓度条件下,海泡石及其复合改性海泡石对水中Pb~(2+)的吸附效率。结果表明,L-Arg-MSEP不仅具有超顺磁性,而且成功引入氨基,有利于提高其对Pb~(2+)的吸附性能;在30℃,溶液pH为5.0,Pb~(2+)的初始浓度为200 mg/L,吸附剂投加量为2 g/L的最佳吸附实验条件下,L-Arg-MSEP对Pb~(2+)的最大吸附量为130.59 mg/g;L-Arg-MSEP对Pb~(2+)的吸附更符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。吸附过程为自发的放热过程。     

磁性氧化石墨烯材料的制备及其对重金属离子的吸附研究

采用一步共沉淀法,以FeCl_2·4H_2O、FeCl_3·6H_2O和氧化石墨烯为原料,在碱性条件下制备氧化石墨烯/四氧化三铁的磁性复合材料(MGO),考察pH、时间和吸附温度等对MGO吸附Cu⁽²⁺⁾的影响。结果表明,MGO对Cu(2+)的影响。结果表明,MGO对Cu⁽²⁺⁾的最佳吸附条件:20 mL浓度为200 mg/L、pH=5.5的Cu(2+)的最佳吸附条件:20 mL浓度为200 mg/L、pH=5.5的Cu⁽²⁺⁾溶液,加入MGO 20 mg,吸附温度30℃,吸附时间150min,最大吸附容量为61.4 mg/g,Cu(2+)溶液,加入MGO 20 mg,吸附温度30℃,吸附时间150min,最大吸附容量为61.4 mg/g,Cu⁽²⁺⁾的去除率为98.1%。MGO吸附Cu(2+)的去除率为98.1%。MGO吸附Cu⁽²⁺⁾符合准二级动力学模型。     

磁性水热炭对重金属离子铅的吸附性能研究

研究磁性水热炭对Pb~(2+)的吸附,采用原子吸收光谱仪测定Pb~(2+)的浓度,控制单因素变量法研究了投加量、pH、时间和初始离子浓度等对Pb~(2+)的吸附研究。结果表明,在初始离子浓度50 mg/L,投加量为0.05 g、pH 5.0,温度30℃以及吸附时间2 h时,吸附去除率达到93.88%,吸附量为46.94 mg/g。用准二级动力学方程模拟实验数据,相关系数可达到0.999 9,吸附过程可用Langmuir吸附等温模型来描述,说明磁性水热炭对Pb~(2+)的吸附过程为单分子层的化学吸附。     

改性橘子皮对重金属铅离子的吸附性能研究

以橘子皮、碱性氧化橘子皮的吸附废水中Pb~(2+),研究吸附剂投加量、pH、吸附时间等对Pb~(2+)去除率的影响吸附。结果表明,在初始离子浓度50 mg/L,投加量为1.0 g/L,pH 5.5,温度30℃,吸附时间2 h时,碱性氧化改性的橘子皮比普通橘子皮对Pb~(2+)的吸附效果更佳,去除率达到98.52%。准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型更加符合吸附过程。吸附过程是单分子层吸附,以化学吸附为主。     

烟柴杆废渣对Pb~(2+)的吸附性能研究

对烟柴杆废渣吸附Pb~(2+)性能进行研究,考察了吸附剂用量、溶液p H、吸附时间和Pb~(2+)初始浓度对烟柴杆废渣吸附水溶液中Pb~(2+)的影响,并对吸附平衡数据进行了拟合。实验结果表明,烟柴杆废渣对Pb~(2+)具有良好的吸附性能,在Pb~(2+)质量浓度为50 mg/L,吸附剂质量浓度为2 g/L,p H为5.5,吸附时间为10 min条件下,烟柴杆废渣对Pb~(2+)的去除率达到92.8%。烟柴杆废渣对Pb~(2+)的吸附过程符合Langmuir等温吸附。烟柴杆废渣吸附Pb~(2+)主要是由于静电引力,红外谱图分析表明,烟柴杆废渣吸附Pb~(2+)的官能团主要为羟基和羧基等。     

MCM-41分子筛的氨三乙酸功能化及对重金属离子吸附特性研究

用氨三乙酸酐对MCM-41介孔分子筛进行功能化,制备了NATT-MCM-41吸附材料,研究其对废水中Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附特性。XRD、TEM、FT-IR分析表明,MCM-41分子筛表面成功引入了氨三乙酸分子的氨基和酯基基团。NATT-MCM-41吸附剂投加量为1 g/L,Pb~(2+)和Cu~(2+)的初始浓度为150 mg/L,达到吸附平衡后,NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附量分别为123.5 mg/g和103.4 mg/g;NATT-MCM-41对Pb~(2+)和Cu~(2+)吸附的最佳p H范围为5.0,吸附去除率分别达到95%和90.4%;NATT-MCM-41循环5次后依然表现出良好的吸附去除性能,说明NATT-MCM-41在处理废水重金属离子方面有较好的应用前景。