阴-阳离子表面活性剂复合改性膨润土治理苯酚废水的研究

选用阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠(SDS)与长碳链阳离子表面活性剂十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC)复合改性钠基膨润土,制备了一系列阴-阳离子改性膨润土。利用XRD和FTIR对改性膨润土进行了结构表征,结果显示膨润土的有机改性是成功的。以苯酚模拟废水作为研究对象,具体考察了两种改性剂的用量、改性膨润土投加量、pH和反应时间对废水中苯酚去除效果的影响。结果表明,当每100 g原土中加入20 mmol的SDS和160 mmol的DDBAC共同改性膨润土,且改性膨润土投加量为20 mg.L-1,pH=7.0和反应时间为20 min的条件下对苯酚的吸附效果最佳,去除率可达到80.0%。初步对改性膨润土吸附苯酚的机理及吸附热力学模型进行了探究,证实此吸附过程为放热过程。     

改性膨润土对苯胺与苯酚混合液的吸附性能

研究酸活化膨润土和有机改性膨润土对苯胺和苯酚混合溶液的吸附性能,结果表明,酸活化膨润土对苯胺的吸附效果明显优于苯酚,具有较强的吸附选择性;有机膨润土对苯胺和苯酚的吸附无明显差别。吸附动力学研究表明,酸活化膨润土与有机改性膨润土对苯胺的吸附均符合准二级吸附动力学模型,相关系数分别为R²=0.999 8和R²=0.997 9。酸活化膨润土对苯胺的吸附符合Freundlich等温线模型,有机膨润土对苯胺的吸附数据对Freundlich等温线模型与Langmuir等温线模型均有较好的拟合。     

Gemini两性表面活性剂的合成及其在水煤浆中的应用研究

合成了不同碳链长度的双子两性表面活性剂(C_n-B-C_n,n=8,16),研究了C_n-B-C_n碳链长度对水煤浆性能的影响,使用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了C_n-B-C_n在煤水界面的吸附。结果表明,比C_8-B-C_8双子两性表面活性剂,长链的C_(16)-B-C_(16)双子两性表面活性剂在煤表面的吸附性能更佳,具有更为优良的分散性,当C_(16)-B-C_(16)用量为0. 6%时,改性后的煤样成浆浓度最高可达63%以上。     

Gemini两性表面活性剂的合成及其在水煤浆中的应用研究

合成了不同碳链长度的双子两性表面活性剂(C_n-B-C_n,n=8,16),研究了C_n-B-C_n碳链长度对水煤浆性能的影响,使用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了C_n-B-C_n在煤水界面的吸附。结果表明,比C_8-B-C_8双子两性表面活性剂,长链的C_(16)-B-C_(16)双子两性表面活性剂在煤表面的吸附性能更佳,具有更为优良的分散性,当C_(16)-B-C_(16)用量为0. 6%时,改性后的煤样成浆浓度最高可达63%以上。     

有机改性膨润土对聚丙烯酰胺吸附性能的研究

研究了有机改性膨润土对石油废水中聚丙烯酰胺(PAM)的去除效果。实验结果表明：由溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)阳离子改性的膨润土和双阳离子改性的膨润土对PAM的吸附等温线都符合Langmuir等温吸附曲线，改性膨润土的层间距的大小是影响饱和吸附量的一个重要因素，质量分数为7％的单阳离子改性膨润土对PAM的去除率可达到90％122上；双阳离子改性膨润土对：PAM的饱和吸附容量随长碳链表面活性剂CTMAB的增加而增加。     

氢氧化铝在有机化合物中的分散特点及提高掺入量的探索

采用机械球磨法制备了不同粒径的氢氧化铝,用非离子表面活性剂改性阴离子表面活性剂制备了不同的表面活性剂,利用湿法工艺对氢氧化铝进行表面改性,进行了比表面积、吸油值、SEM等性能测定。研究发现,改性后的氢氧化铝吸油量降低,明显改善在聚合物单体中的分散性;用直链的非离子表面活性剂改性硬脂酸的复合改性剂对阻燃剂氢氧化铝改性效果最好,并可用于碳酸钙、滑石的表面改性;用含芳香烃的非离子表面活性剂改性硬脂酸的复合改性剂也较好。     

一种耐高温阴离子表面活性剂压裂液制备及性能研究

针对当前石油开采过程中传统阴阳离子表面活性剂存在容易吸附,同时耐温性能差的问题,结合表明活性剂的结构特点,制备一种耐高温阴离子表面活性剂。对此,以磺酸盐表面活性剂为例,采用流变仪作为试验仪器,以粘度作为评价指标,探讨不同疏水碳链碳数、不同基团数、不同氯化钠掺量、甲苯酸钠掺量和不同有机醇OA掺量对压裂液在不同温度下的粘度的影响,得到当磺酸盐表面活性剂(4%)+有机醇OA(3%)的配方下,其粘度最高,并且耐温性较好。     

非离子表面活性剂在黏土矿物表面的吸附规律研究

为针对不同地层选取适应性更强的化学剂,减少黏土矿物对表面活性剂的吸附损耗,以脂肪醇聚氧乙烯类表面活性剂为例,采用静态吸附法研究非离子表面活性剂在不同黏土矿物表面的吸附规律,探讨不同EO加成数、不同碳链数、临界胶束浓度和Zeta电位对非离子表面活性剂吸附机理的影响。结果表明,在吸附过程中,碳链长度-疏水性-吸附量之间始终为正反馈效果;EO加成数-氢键/疏水性-吸附量之间的关系取决于氢键强度与疏水性强度的关系。优选得出十二烷基醇聚氧乙烯醚-7为抗吸附性较好的非离子表面活性剂,也为三次采油过程中化学剂的选取提供了依据。     

硅灰石表面的有机化改性及其应用

本文研究了硅灰石从正丙醇－水溶液中吸附阴离子表面活性剂的吸附等温线，以及溶液中正丙醇含量和温度对吸附量的影响。测定了改性样品的物理结构和表面性质，并讨论了改性硅灰石在橡胶和涂料中的应用。     

合成碳羟基磷灰石对水中苯胺的吸附机理

利用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪等测试技术对脲素和蛋壳制成的碳羟基磷灰石(carbonate hydroxylapatite,CHAP)样品表面化学组成进行了表征,并考察了pH值、吸附时间和苯胺浓度对CHAP吸附水中苯胺的影响,以及其吸附动力学和热力学特征。结果表明:当pH=6,吸附时间为60min,苯胺初始浓度为30mg/L,CHAP对苯胺的吸附效果更好。该过程可用Langmuir Freundlich等温式进行描述,但更符合Freundlich经验公式。分别采用准一级动力学模型和准二级动力学模型考察吸附动力学行为,2个模型与实验数据之间有很好的相关性。吸附热力学行为表明该吸附过程是放热和自发的。     

CTAB改性铁柱撑膨润土对苯酚的吸附

为了研究膨润土对含酚废水的吸附性能,采用羟基铁柱撑剂对钠基膨润土进行预改性,随后用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性,制备CTAB改性铁柱撑膨润土。利用X射线衍射仪(XRD)、红外光谱仪(FTIR)和场发射扫描电镜(FESEM)对改性膨润土的结构和性能进行表征。考察了吸附剂用量、吸附时间、吸附温度、苯酚初始浓度和pH值对吸附性能的影响,研究了吸附热力学和吸附动力学规律。结果表明,CTAB进入铁柱撑膨润土的层间和表面。当吸附剂用量为3 g·L^-1、吸附时间为60 min、吸附温度为25 ℃、苯酚初始浓度为300 mg·L^-1、苯酚初始pH值为7时,改性膨润土吸附量达到29.7 mg·g^-1,吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich热力学模型。     

Co改性活性炭吸附NO的实验研究

采用Co(NO_3)_2对活性炭进行改性,考察浸渍浓度和吸附温度等条件对活性炭吸附NO性能的影响,并对已吸附NO的0.3 mol·L~(-1)的Co(NO_3)_2改性活性炭进行再生。通过BET、SEM、吸附等温线和FT-IR表征样品的比表面积、颗粒形貌和表面官能团。结果表明,当浸渍溶液浓度为0.3 mol·L~(-1)时,吸附效果最佳,80 min时吸附效率达88.90%。活性炭的吸附效率随着温度升高而降低,用0.3 mol·L~(-1)Co(NO_3)_2改性的活性炭在200℃时的吸附效率大于90%,并可持续50 min。SEM和FT-IR表征结果表明,在Co(NO_3)_2改性的活性炭表面和孔隙生成了Co_3O_4,促进NO催化氧化为NO_2并进行吸附。加热再生后的0.3 mol·L~(-1)Co(NO_3)_2改性活性炭对NO的吸附效率在60 min内仍高于88.90%,再生效果较好,可持续再生利用。     

Synthesis of a novel functional group-bridged magnetized bentonite adsorbent:Characterization,kinetics, isotherm,thermodynamics and regeneration

A novel magnetic adsorbent was synthesized by magnetizing bentonite by APTES-Fe_3O_4 via a functional groupbridged interaction. The characterization of APTES-Fe_3O_4/bentonite was conducted via transmission electron microscope(TEM), X-ray diffraction(XRD), Fourier transform infrared spectrophotometer(FT-IR), thermal gravimetric analysis(TGA), vibrating sample magnetometer(VSM), zeta potential analysis and Brunner–Emmet–Teller(BET). The APTES-Fe_3O_4/bentonite was assessed as adsorbents for methylene blue(MB) with a high adsorption capacity(91.83 mg·g~(-1)). Factors affecting the adsorption of MB(such as p H, equilibrium time, temperature and initial concentration) were investigated. The adsorption process completely reaches equilibrium after 120 min and the maximum sorption is achieved at p H 8.0. The adsorption trend follows the pseudosecond order kinetics model. The adsorption data gives good fits with Langmuir isotherm model. The parameter factor RLfalls between 0 and 1, indicating the adsorption of MB is favorable. The adsorption process is endothermic with positive ΔH~0 values. The positive values of ΔG~0 confirm the affinity of the adsorbent towards MB, and suggest an increased randomness at the solid–liquid interface during the adsorption process. Regeneration of the saturated adsorbent was easily carried out via gamma-irradiation.     

Preparation of Ni/bentonite catalyst and its applications in the catalytic hydrogenation of nitrobenzene to aniline

Ni supported on bentonite was prepared by the impregnation method with different nickel contents, applied to the hydrogenation of nitrobenzene to aniline in a fixed-bed reactor, and it was characterized by X-ray diffraction(XRD), H_2-temperature programmed reduction(H_2-TPR), and X-ray photoelectron spectrometry(XPS). The results showed that Ni/bentonite catalyst with 20 wt% nickel content provided a higher conversion of nitrobenzene and selectivity of aniline compared to other catalysts. Ni O was the precursor of the active component of the catalyst, and the small crystallite size as well as the highly dispersed Ni O on the Ni/bentonite-20 catalyst, contributed to the catalytic performance. The hydrogenation of nitrobenzene was carried out at 300 °C with a H_2 gaseous hourly space velocity of 4800 ml·(g cat)~(-1)·h~(-1)and a nitrobenzene liquid hourly space velocity of4.8 ml·(g cat)~(-1)·h~(-1)over Ni/bentonite-20. A 95.7% nitrobenzene conversion and 98.8% aniline selectivity were obtained. While the nitrobenzene liquid hourly space velocity was 4.8 ml·(g cat)~(-1)·h~(-1), the yield of aniline was more than 95.0% during a 10-hour reaction.     

复合材料POSS/TX-10/Bent的制备及其吸附性能

以多面齐聚倍半硅氧烷(POSS)、TX-10型非离子表面活性剂为改性剂对膨润土(Bent)进行复合改性制备了复合材料(POSS/TX-10/Bent),并利用亚甲基蓝研究了其吸附性能。采用XRD、XPS、EA、FTIR、SEM对POSS/TX-10/Bent进行了组成与结构表征。结果表明,POSS和TX-10型非离子表面活性剂都成功插入到膨润土层间,使得复合材料层间距增大,疏水性增强。吸附实验表明,在30℃、pH为6.52(原始值)的条件下,复合材料投加量5 g/L、吸附180 min时效果最佳。在同等吸附条件下,复合改性膨润土对亚甲基蓝的吸附能力远大于未改性的膨润土。吸附过程更符合准二级动力学模型,平衡吸附数据与Langmuir等温吸附曲线吻合较好,吸附是一个自发的吸热过程,POSS/TX-10/Bent对亚甲基蓝的理论最大吸附量为253.81 mg/g。     

改性活性炭对低浓度二氧化硫吸附动力学模型研究

碱改性活性炭是一种广泛应用于半导体工业和数据中心净化室内吸附二氧化硫的高效材料,但是鲜有针对符合真实建筑环境的低浓度二氧化硫吸附实验及动力学模型进行研究。首先研究了氧化铜-氢氧化钾改性活性炭（CuO-KOH@AC）、氢氧化钾改性活性炭（KOH@AC）、氢氧化镁改性活性炭[Mg（OH）₂@AC]等3种碱改性活性炭在温度为25 ℃、相对湿度（RH）为50%、二氧化硫质量浓度为2 612 mg/L条件下对二氧化硫的吸附性能,结果显示碱改性活性炭对二氧化硫的吸附能力受碱负荷量的影响更多。然后测定了CuO-KOH@AC在二氧化硫质量浓度为522~13 400 mg/L的吸附等温曲线实验值,验证了Langmuir模型、Freundlich模型、Dubin-Radushkevich（D-R）模型的有效性,其中Freundlich模型在低二氧化硫浓度条件（二氧化硫质量浓度为522 mg/L,误差为-12.18%）下拟合效果最好。CuO-KOH@AC在二氧化硫质量浓度为2 612 mg/L、不同RH（1%、50%、75%）条件下的吸附实验表明,RH增加能够促进二氧化硫在吸附剂表面的吸附。傅里叶变换红外光谱对CuO-KOH@AC吸附二氧化硫后的分析表明,吸附剂表面的吸附物种为—SO₃（或SO₄^2-）和—SO₂。X射线光电子能谱对CuO-KOH@AC吸附二氧化硫后的分析结果显示,吸附剂表面S⁶⁺形态占80%~90%,其比例随着RH的增加而增加。CuO-KOH@AC最终以SO₄^2-形式吸附气态二氧化硫,吸附过程以化学吸附为主。     

有机磁性膨润土对环丙沙星和四环素的吸附性能

为了提高磁性膨润土（magnetic bentonite,MB）的磁分离性能,达到高效去除抗生素的目的,本文采用羧甲基纤维素（sodium carboxymethyl cellulose,CMC）和壳聚糖（chitosan,CS）相互作用所生成的有机共聚膜（chitosan/sodium carboxymethyl cellulose copolymer film,CC）对MB进行联合修饰,制得双有机修饰的有机磁性膨润土（magnetic bentonite/carboxymethyl cellulose-chitosen composite,MB-CC）,同时进行了MB-CC对环丙沙星（ciprofloxacin,CIP）和四环素（tetracyclines,TC）的吸附性能研究。表征结果表明,磁性Fe₃O₄纳米粒子和有机共聚膜CC成功地固定在MB上;经过CC改性,提高了Fe₃O₄的稳定性和对CIP及TC的去除性能。吸附结果表明,在pH为5、温度为25℃的条件下,MB-CC对CIP和TC的吸附容量（182mg/g和189mg/g）高于MB对CIP和TC的吸附容量（147mg/g和136mg/g）。经过5次循环,MB-CC对CIP和TC的去除率仍然保持在90%以上。与Freundlich模型相比较而言,CIP和TC在MB和MB-CC上的吸附行为更加符合Langmuir模型;吸附过程可由准二级动力学模型描述,说明吸附速率主要由化学吸附控制。MB-CC对CIP和TC的吸附机理主要包括孔扩散、阳离子交换和静电吸引作用。综上所述,MB-CC具有合成简单、高效等优点,是一种很有前途的抗生素废水去除方法。     

Adsorption equilibria of paeoniflorin and albiflorin on cyano-silica column from supercritical carbon dioxide/ethanol

Adsorption equilibria of paeoniflorin and albiflorin on a cyano-silica column(CN column) from the solution of supercritical carbon dioxide(scCO_2) modified with ethanol were studied. The adsorption capacity at 308.15 K,313.15 K, 318.15 K and 323.15 K under pressures corresponding to carbon dioxide/ethanol densities from0.347 g·cm~(-3) to 0.662 g·cm~(-3) were determined using the elution by characteristic point method(ECP). The effects of temperature and pressure on the solute loading were investigated. The results showed that the lower the temperature, the higher the adsorption capacity. With the decrease of density of scCO2, the adsorption capacity strengthens. The maximum adsorption capacity of paeoniflorin(albiflorin) on the CN column was15.24 mg·ml~(-1)(31.14 mg·ml~(-1)) in the range of 0–1.84 mg·ml~(-1)(0–1.67 mg·ml~(-1)) of paeoniflorin(albiflorin)standard solution. The adsorption capacity of albiflorin was twice as much as that of paeoniflorin under the same conditions. Adsorption data of paeoniflorin and albiflorin could be well described by the Langmuir model and Freundlich model. Compared with the two model fitting results, the adsorption of paeoniflorin and albiflorin belonged to the monolayer adsorption under conditions of 308.15–323.15 K and 10–17 MPa.     

改性膨润土对刚果红的吸附动力学及热力学研究

制备了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性膨润土,利用红外光谱和XRD对其结构进行了表征,考察了投加量和pH值对吸附性能的影响.结果表明: CTAB能插入膨润土层间;当投加量为4 g/L,pH值为4时,去除率最高达97.15%.改性膨润土对刚果红的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,由吸附热力学方程计算得到的吸附焓变(ΔH)<0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)<0,表明吸附为放热和熵减少的自发过程.