Preparation of Functionalized Graphene Nano-platelets and Use for Adsorption of Pb<Superscript>2+</Superscript> from Solution

Functionalized graphene nano-platelets (FGN) were obtained via treating graphene nanoplatelets (GN) with HNO₃, and served as adsorbent for the removal of Pb²⁺ from solutions. We investigated the FGN adsorption capacity for Pb²⁺ at different initial concentrations, varying pH, contact time and temperature. The characterization results of scanning electron microscopy (SEM), thermal analysis (TG/DTG), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and Brunauer-Emmett-Teller (BET) method indicated that FGN layers were thin and possess large specific area with oxygen-containing functional groups grafted onto their surface. Meanwhile, the determined equilibrium adsorption capacity of FGN for Pb²⁺ was 57.765 mg/g and adsorption isotherms well confirmed to Langmuir isotherms models. The results reveals that the FGN has better effect of water treatment.     

氧化修饰聚苯乙烯树脂对Pb^2＋和Cu^2＋的吸附性能

利用不同浓度的硝酸氧化聚苯乙烯树脂NDA-150,得到了一系列表面化学性质和物理结构俱佳的高分子吸附剂。将该类吸附剂应用于水溶液中的重金属离子的去除,研究其对重金属离子的吸附性能和机理。研究发现：吸附剂对重金属离子的吸附符合Langmuir吸附等温方程,随着硝酸浓度的增加,吸附剂表面的含氧官能团含量增加,同时对金属离子的吸附性能也得到了很大幅度的提高。考察吸附性能与含氧官能团的关系,发现：吸附剂对金属离子的吸附能力与其羧基官能团含量成正相关关系。溶液平衡浓度低时,对金属离子的吸附机理为离子交换;溶液平衡浓度大时,别的吸附机理如络合机理也会伴随发生。吸附动力学表明：在吸附的全程范围内数据符合准二级吸附动力学模型。     

广西拜尔法赤泥烧胀陶粒制备及对水体中Pb~(2+)的吸附

以广西拜耳法赤泥为主要原料,添加木粉、石灰石,经粉碎、过筛、混料、造粒、烘干、焙烧等工艺制备烧胀陶粒。研究了陶粒对Pb2+吸附作用及影响吸附的因素。结果表明,陶粒于1 210℃焙烧10min,膨胀率为122.2%,堆积密度为618kg/m3。取该陶粒4g加入25mL浓度为50μg/mL含铅废液进行吸附实验,陶粒对溶液中Pb2+的吸附率为97.8%,溶液中剩余Pb2+浓度为1μg/mL,达到国家污水排放标准。     

Pb~（2＋）-SiO_2-TiO_2复合催化剂的制备及光催化性能

以钛酸四丁酯、正硅酸乙酯和硝酸铅为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备了Pb2＋-SiO2-TiO2复合催化剂,分别用X射线衍射（XRD）、UV-Vis和FT-IR对其进行了表征;以模拟太阳光下甲基橙的光催化降解为模型反应,对Pb2＋改性硅钛复合材料的光催化活性进行了评价。结果表明：Pb2＋最佳掺杂量为1.5%（质量分数）,最佳热处理温度为500℃。用Pb2＋-SiO2-TiO2催化剂光催化降解浓度10 mg/L的甲基橙溶液,反应3 h后甲基橙的降解率达90.0%以上。     

功能化石墨烯超级电容器电极材料的制备及性能

通过水热法制备氨基功能化改性石墨烯(NFG)和还原氧化石墨烯(RGO)。利用透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对制备材料的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法、恒电流充放电和电化学交流阻抗技术对NFG和RGO的超级电容器性能进行测试。在放电电流密度为1 A/g时, NFG和RGO分别在1 mol/L的H_2SO_4溶液中的比电容为307 F/g和134 F/g。经过2 000次循环充放电后, NFG和RGO的比电容分别为初始值的97.7%和95.5%,结果表明制备的超级电容器电极材料具有优异的充放电性能和循环稳定性。     

低温真菌吸附Pb2+性能的研究

从松花江下游排污口土壤中筛选出一株在低温下有较强生长率并对pb2+有较高耐受性的真菌菌株PWK6,采用此株低温真菌对Pb2+进行物理吸附,研究对不同Pb2+浓度的吸附情况及不同pH值、温度等因素对吸附的影响,并对pb2+ 的吸附动力学进行了研究.结果表明:Pb2+浓度为100 mg/L时,吸附达到平衡.吸附的最适pH值...     

用粉煤灰水热合成P型沸石及其对重金属铅离子的吸附

以固体废弃物粉煤灰为原料,在水热条件下合成了P型沸石,利用XRD、FTIR和SEM对P型沸石的结构形貌进行了表征,研究了沸石对于铅离子的吸附能力。结果表明,在80℃水热1 d,没有沸石晶体生成;在80℃水热3 d,有沸石中间体和较大量的P型沸石晶体生成;在80℃水热6 d,有大量的P型沸石晶体生成。P型沸石对于废水中的铅离子具有快速而且较高的吸附能力,吸附温度对于去除率有较大的影响,在50℃时去除率最大,可以达到93.28%。     

两种改性聚合物微球对Pb2+的等温吸附行为研究

表面具有不同官能团的聚合物微球作为吸附剂被广泛应用于重金属离子的吸附与回收,研究了两种直径约1μm的功能化聚合物微球对Pb~(2+)的等温吸附过程,对比研究了两种吸附微球在10～500(mg·L~(-1))浓度的Pb~(2+)溶液中的吸附作用,并采用Langmuir、Freundlich和Temkin等温线描述在两种聚合物微球表面上的吸附平衡。结果表明,在浓度小于100(mg·L~(-1))的Pb~(2+)溶液中,PMMA/CS和PS-g-D两种表面功能化的聚合物微球对Pb~(2+)去除率均大于98%;浓度大于100(mg·L~(-1))的Pb~(2+)溶液中,PS-g-D微球较PMMA/CS微球具有更大的吸附容量。通过对吸附等温线模型的研究发现,两种功能化微球与Pb~(2+)之间的吸附作用符合Langmuir和Temkin吸附等温线模型。     

基于巯基功能化介孔硅的Pb^2＋选择性吸附剂

介孔二氧化硅由于具有较大的比表面积,因而是一种良好的吸附剂.为了实现介孔硅对水溶液中金属离子的选择性吸附,采用后接枝法将巯丙基三甲氧基硅烷引入二氧化硅网络中,合成了巯丙基功能化的MCM-41介孔硅.小角度XRD谱图表明,经过功能化后介孔硅基本保持了其原有的结构;FTIR结果显示,巯基被共价键合到了介孔硅基体上.实验结果表明,所制备的功能化材料可以选择性吸附水溶液中的Pb2+.考察了吸附时间、pH值、Pb2+初始浓度等因素对Pb2+吸附的影响,在吸附平衡时间为4 h、pH=6.0的最佳实验条件下,巯基功能化介孔硅吸附剂对Pb2+的最大吸附量为130 mg/g.吸附剂对Pb2+的选择性吸附遵从Freundlich模型.     

改性芦苇对印染废水中Pb~(2+)的吸附研究

用15%氢氧化钠对芦苇进行改性制成芦苇吸附剂,并进一步研究了该吸附剂对印染废水中Pb2+的吸附过程。考察了吸附剂投加量、吸附时间、pH值以及溶液初始浓度等因素对吸附性能的影响。结果表明:在含Pb2+为40~160 mg/L的模拟废水中,吸附剂用量为2 g/L、粒径为150μm、pH值为4的最佳实验条件下,吸附120 min后基本达到平衡,去除率最高可达95%以上。吸附过程可用Langmuir等温方程较好地拟合,改性芦苇对Pb2+的最大吸附量为144.1 mg/L。     

羟基磷灰石修饰碳糊电极(HAP-CPE)预镀铋膜法检测水体中的Pb~(2+)和Cd~(2+)

以羟基磷灰石修饰碳糊电极为工作电极,采用预镀铋膜和差分脉冲溶出伏安法检测水体中的重金属离子(Pb~(2+)、Cd~(2+))。考察了Bi 3+投加量、富集电位和富集时间对测定重金属离子的影响。结果表明,在Bi 3+质量浓度200μg/L、富集电位-1.0V、富集时间360s条件下制得的电极最为灵敏。该电极对Pb~(2+)和Cd~(2+)的可检测范围为10~350μg/L,检出限分别为1.252和1.242μg/L。平行测定显示其具有较好的重现性,且样品回收率达到99.42%、97.88%。利用本方法可实现Pb~(2+)和Cd~(2+)的高灵敏度同步检测分析。     

主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜对水中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的同步吸附性能

利用主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜(PAES-C-Na)吸附剂处理同时含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的水溶液,并通过火焰原子吸收分光光度计测试溶液中金属离子浓度;研究了溶液pH、吸附剂量、初始浓度以及吸附时间等因素对同步吸附的影响,且同步吸附行为采用伪一阶和伪二阶动力学方程进行模拟。结果表明,PAES-C-Na吸附共存金属离子主要是通过表面的羧基功能基团与金属离子之间的离子交换和静电作用实现,同步吸附动力学实验表明PAES-C-Na对金属离子的吸附采用伪二阶动力学方程拟合效果最好,即金属离子的同步吸附以化学吸附为速率控制步骤,其吸附量由大到小顺序为Pb~(2+)(26.02 mg/g)、Cu~(2+)(20.52mg/g)、Cd~(2+)(12.21mg/g)。     

功能化石墨烯及其聚苯乙烯复合材料的制备及其性能

利用苯乙烯作为液相,超声剥离鳞片石墨,在石墨烯片层表面引发苯乙烯原位聚合,最终得到聚苯乙烯修饰的石墨烯片层。为测试该功能化石墨烯的填充效果,通过溶液共混的方法制得功能化石墨烯聚苯乙烯复合材料。测试表明:功能化石墨烯片层能够均匀稳定地分散于聚苯乙烯基体中,且经功能化石墨烯增强的聚苯乙烯复合材料的热稳定性、拉伸性能以及动态力学性能均有所提高。     

花生壳活性炭对溶液中Cu~(2+)和Ni~(2+)的吸附性能

以花生壳为原料制备花生壳活性炭,进行了吸附去除水溶液中Cu2+和Ni2+的试验。研究了活性炭投加量、吸附时间、溶液pH、初始Cu2+和Ni2+质量浓度等因素对花生壳活性炭去除Cu2+、Ni2+作用的影响。结果表明,花生壳活性炭对重金属的吸附是一个快速反应过程,可在60 min内达到平衡。花生壳活性炭的投加量和溶液的pH对吸附效果有很大的影响,去除率随pH上升而增加,铜离子适宜的pH范围宽于镍离子。花生壳活性炭是一种廉价、有效的吸附剂,对溶液中铜离子的去除效果好于镍离子。     

多乙烯多胺改性磁性壳聚糖复合材料制备及其对Cu2+的吸附性能

制备了一种新型的多乙烯多胺(PEPA)改性壳聚糖磁性复合材料PEPA-CS/Fe3O4.通过红外(IR)、热重分析(TGA)、X-射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对复合材料进行结构表征;并对复合材料吸附溶液中Cu2+性质进行了研究.探讨了吸附时间、吸附温度、pH值、初始浓度和重复使用次数对吸附性能的影响;讨论了复...     

Effects of Cr~(3+), Cu~(2+), and Pb~(2+) on Fly Ash based Geopolymer

The effects of Cr~(3+), Cu~(2+), and Pb~(2+) on compressive strength, reaction products, and pore structures of fly ash based geopolymer were studied. In addition, the immobilization and bonding interaction between heavy metal and fly ash based geopolymers were investigated by X-ray photoelectron spectroscopic(XPS) and environmental scanning electron microscope(ESEM) techniques. The experimental results showed that the incorporation of Cr~(3+), Cu~(2+), and Pb~(2+) had a great effect on the later compressive strength and resulted in producing reinhardbraunsite in the solidified body. Moreover, the Pb~(2+) reduced the total pore volume of the solidified body, while Cr~(3+) and Cu~(2+) increased it. The XPS results indicated that O(1 s), Si(2 p), and Al(2 p)bind energy increased due to Cr~(3+) and Cu~(2+) addition, but it did not change significantly due to Pb~(2+) addition.The microstructure of calcium silicate hydrate(C-S-H) gel and sodium silicoaluminate hydrate(N-A-S-H) gel changed in different degree according to the ESEM results. The immobilization of Cr~(3+), Cu~(2+), and Pb~(2+) using fly ash based geopolymer is attributed not only to the physical encapsulation, but also to the chemical bonding interaction.     

改性玉米秸秆对铜离子的吸附性能

为提高玉米秸秆吸附重金属的能力,以次磷酸钠为催化剂,通过柠檬酸对秸秆改性制备金属离子吸附剂,并采用红外吸收光谱与扫描电子显微镜对其化学结构和微观结构进行了表征。对比研究玉米秸秆改性前后对Cu~(2+)的吸附性能,考察了pH、初始浓度、吸附温度和吸附时间等因素对Cu~(2+)吸附量的影响。研究结果表明,当Cu~(2+)溶液初始质量浓度为30mg/L、秸秆投加量为1.0g/L、pH为5.5、吸附温度为25℃、吸附时间为30min时,柠檬酸改性玉米秸秆对Cu~(2+)的吸附效果最好,最大平衡吸附量可达26.5mg/g,相比未改性玉米秸秆提高了1.9倍,Cu~(2+)去除率可达89%。吸附动力学研究表明,改性秸秆对Cu~(2+)吸附动力学符合准二级动力学模型。     

柑橘皮渣生物吸附剂对Ni^2＋的吸附特性

将新鲜柑桔皮渣分别经微波和气流干燥,制备了一系列柑桔皮渣生物吸附剂.将吸附剂用于吸附含镍废水,研究干燥方式对吸附剂性能的影响.结果表明:各吸附剂的吸附动力学符合二级动力学模型,气流干燥吸附剂对N i2+的二级动力学常数比微波干燥吸附剂的大.各吸附剂对N i2+的等温吸附曲线均能用Langmu ir和Freund lich等温吸附模型描述,采用微波干燥可增大饱和吸附容量,且微波强度越大,饱和吸附容量越大.     

电化学聚合N,N-二甲基苯胺修饰电极测定铅的研究

用电化学聚合的方法制备了聚N,N-二甲基苯胺高分子膜修饰玻碳电极。在碘离子存在的情况下,溶液中的Pb^2＋与I^-形成的络合阴离子,由于静电吸附作用被富集到带正电荷的修饰电极表面,然后用线性扫描伏安法进行测定。实验优化了各种参数（如富集底液、富集时间等）,并考察了其他金属离子对铅的测定的影响。在最佳实验条件下,铅离子浓度在5&#215;10^-7-5&#215;10^-5mol／L的范围内与氧化峰电流呈线性关系,最低检出限为5&#215;10^-7mol／L。将该方法应用于实际水样的测定,结果满意。     

Fe_3O_4/SiO_2复合粒子的制备及对Cd~(2+)的吸附性能研究

采用共沉淀法制备出粒径为10nm左右、具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子,在Fe3O4纳米粒子外包覆SiO2合成了磁性Fe3O4/SiO2复合粒子,研究了该复合粒子对水溶液中Cd2+离子的吸附性能.利用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)和原子吸收分光光度计(AAS)对样品进行表征,考察了SiO2不同包覆量对吸附剂吸附性能的影响.结果表明:随着SiO2包覆量的增大,SiO2壳层厚度增大,内核中包埋的Fe3O4粒子数量增多,Fe3O4/SiO2复合粒子尺寸随着增大,由50nm左右增大到300 nm左右;Fe3O4纳米粒子表现出了良好的磁性能,比饱和磁化强度达73.6A·m2·kg-1,Fe3O4/SiO2复合粒子的比饱和磁化强度随SiO2包覆量的增大而逐渐减小;Fe3O4/SiO2复合粒子的吸附率随着SiO2包覆量的增多而逐渐增大,最大吸附率为91.0%.