天冬酰胺功能化螯合纤维素的制备表征及对重金属的吸附去除

纤维素是一种储量丰富、可持续、环境友好的优质天然材料。文中为了改善纤维素对重金属的吸附去除能力,利用天冬酰胺作为改性剂,通过Schiff碱反应,制备了天冬酰胺功能化的螯合纤维素(Asn-CL),表征了其形貌和结构,研究了其对水溶液中Cd²⁺和Pb²⁺的吸附去除性能。Asn-CL吸附Cd²⁺和Pb²⁺的最佳pH范围为4.5～5.5;在30 min内, Asn-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附能快速地达到平衡;在30℃时,Asn-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附容量分别为126.2 mg/g和172.1 mg/g,与微晶纤维素相比,Asn-CL能够明显地增强对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附去除能力。Langmuir和准二级动力学模型可以很好地描述Asn-CL对2种金属离子的吸附过程。Asn-CL具有较好的可再生性,能够重复使用。     

类乙二胺四乙酸螯合纤维素及其对水中重金属离子的吸附性能

为了改善纤维素对重金属的吸附去除性能,文中采用高碘酸钠选择性氧化纤维制得双醛纤维素,通过Schiff碱反应,将乙二胺接枝到纤维素骨架,再将溴乙酸取代到氨基上,获得含有氮和氧配位原子的类乙二胺四乙酸螯合纤维素(EDTA-CL)。表征了其形貌和结构,考察了其对水中Cd²⁺和Pb²⁺的吸附性能。EDTA-CL吸附Cd²⁺和Pb²⁺的最佳p H范围为4.5～6;EDTA-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附在20 min内达到了平衡;EDTA-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附容量分别为236.1mg/g和382.6 mg/g,氮和氧配位原子的引入大大提高了对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附容量;EDTA-CL对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附过程符合Langmuir和准二级动力学模型;EDTA-CL可以重复多次使用。     

功能化银-氧化锌纳米颗粒比色法检测废水中重金属离子

该研究利用共沉淀法合成Ag掺杂Zn O纳米粒子(Ag-ZnO纳米颗粒),用于重金属离子的比色检测。首先利用XRD、SEM和FTIR光谱技术对纳米颗粒的形貌和结构化学进行表征,结果证实了纳米颗粒的成功合成。然后将合成的纳米颗粒用于重金属离子的比色检测,成功检测到Ni²⁺、Cr⁶⁺重金属离子。Ni²⁺、Cr⁶⁺重金属离子在高浓度下,肉眼可见其颜色变化。低浓度下,通过紫外可见光谱分析,检测到的最小浓度为100μm。除了检测外,纳米颗粒还被用作催化剂,用于NaBH₄降解上述检测到的重金属离子。在30 min的降解时间内,两种重金属离子都被降解。     

大洋多金属结核浸出渣对含Cr6+重金属废水的吸附研究

用新型固体工业废渣——大洋多金属结核浸出渣作为吸附剂,通过改变废水溶液pH值、吸附时间、溶液体积等条件,研究大洋多金属结核浸出渣对重金属离子Cr⁶⁺吸附率的影响,从而确定了浸出渣作为吸附剂处理Cr⁶⁺重金属废水的最佳吸附条件。     

NF/PDMA/MnO2-Co电容电极对低浓度Pb2+的电吸附特性

在泡沫镍基体上进行阳极电沉积制备了NF/PDMA/MnO₂-Co电极,使用FESEM-EDS、XPS和Raman谱、循环伏安和电容吸脱附测试等手段表征了复合电极的结构和评价其电容特性和对Pb²⁺的吸附行为。结果表明,在电流密度为1 mA/cm²、30℃和3 min条件下制备的NF/PDMA/MnO₂-Co复合电极,在Pb²⁺浓度为20 mg/L的模拟废水中有比较高的比电容值(208.8 F/g),对Pb²⁺有较高的吸附容量(59.9 mg/g);PDMA底层与Co掺杂MnO₂表层的协同作用提高了MnO₂电极电容和吸附性能;吸附动力学拟合表明,复合电极的吸附过程受物理、化学吸附混合控制,并受离子传质和孔隙内扩散的限制;电极的稳定性好,4次循环吸附后的吸附量仍达到51.7 mg/g。     

改性松果活性炭去除Cr6+的研究

为了提高水中Cr⁶⁺的去除效率，以松果粉末(PC)为原料，利用H₃PO₄改性法制备了低成本高比表面的改性松果活性炭(PCAC)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱仪和全自动比表面积分析仪对PCAC表面理化性质变化进行表征。通过静态吸附实验探究其对Cr⁶⁺的吸附性能，测定了溶液初始pH、PCAC投加量和吸附时间对Cr⁶⁺吸附性能的影响。根据吸附动力学和吸附等温线，探讨了PCAC对Cr⁶⁺的吸附机理。结果表明：经H₃PO₄改性制备的PCAC比表面积和孔隙体积分别为1669.2m²/g和0.851cm³/g,高于未改性的PC;对于100mg/L Cr⁶⁺模拟废水，最佳吸附条件：pH=2、PCAC投加量0.5g、吸附时间3h,此时PCAC对Cr⁶⁺的去除率最大且为99.97%;吸附动力学数据拟合分析，拟二级动力学模型较好...     

双网络微球水凝胶对Cu2+的吸附行为研究

工业的迅速发展导致水体环境污染问题也愈加严重，针对重金属废水的处理极为迫切。以海藻酸钠微球为基质，合成出海藻酸钙和聚丙烯酰胺双网络结构的NH₂-SA/PAM微球水凝胶。通过扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征可知，该凝胶具有多孔网络结构，具有大量的羟基、氨基等活性位点，能实现离子在凝胶内部的快速扩散。通过对Cu²⁺的吸附实验可知，NH₂-SA/PAM微球水凝胶具有较好的吸附性能，基于Langmuir模型，在30℃下q_max为265.31mg/g,在100min内便达到吸附平衡的80%,通过均相表面扩散模型(HSDM)其凝胶内部的扩散系数D_s为2.83×10^-11m/s。该NH₂-SA/PAM对Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺、Ni²⁺和Cu²⁺均有较好的吸附性能，其分配系数与离子...     

玉米芯半纤维素基水凝胶对Pb2+吸附性能和机理

以玉米芯半纤维素(木聚糖)为原料，以丙烯酸(AA)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)为功能单体，N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂，在光引发剂安息香二甲醚(DMPA)紫外引发下，通过接枝聚合，制备水凝胶吸附剂，利用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)分析水凝胶吸附金属离子前后的结构，并研究pH、吸附剂用量、温度、金属离子初始浓度、吸附时间对Pb²⁺吸附性能的影响。结果表明：吸附平衡时间约为300min,对Pb²⁺的最大吸附容量为1095mg/g。水凝胶对金属离子的吸附为离子交换机制，吸附行为符合动力学准二级模型和Langmuir方程，半纤维素基水凝胶对重金属废水具有显著的吸附效果，可以作为重金属废水处理用的生物质吸附剂。     

树枝状硅基纳米粒子对重金属去除研究进展

树枝状介孔二氧化硅纳米粒子(DMSNs)独特的三维中心辐射状孔道结构使其具有出色的比表面积和孔体积,表面硅羟基官能团可作为功能化活性位点。已有研究表明,DMSNs基新型吸附剂材料能够替代传统二氧化硅材料(如MCM-41和SBA-15),对重金属离子具有优异的去除作用。综述总结了DMSNs基新型吸附剂材料的功能化方法,比较了其和功能化MCM-41或SBA-15对不同重金属离子(Pb²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺等)和放射性金属离子(U(Ⅵ)、Th(Ⅳ)等)的吸附性能,以期为设计具有优越重金属离子去除能力的DMSNs基新型吸附材料提供理论指导。     

印迹改性磁性交联壳聚糖的表征及吸附性能

为了提高壳聚糖（CS）对Pb²⁺的去除能力,制备了印迹改性磁性交联壳聚糖（Pb-TMCS）,采用FTIR、SEM和XRD对其结构和形态进行了表征,研究了Pb-TMCS对Pb²⁺的吸附、脱附性能及选择性。结果表明：与CS相比,Pb-TMCS的表面孔隙和褶皱增多;Pb-TMCS引入了更多的-OH和-NH₂;Pb-TMCS内部包覆磁性物质Fe₃O₄,Pb-TMCS对 CS的相对选择性系数大于2;Pb-TMCS对Pb²⁺的吸附量从CS的25.57 mg/g提高到45.26 mg/g,脱附3次后仍可重复使用。Pb-TMCS回收方便,对Pb²⁺选择吸附性能好,无污染,在重金属废水处理中具有广阔的应用前景。     

氯化锌催化活化制备中孔活性炭及其对Cr6+的吸附性能

为进一步提高活性炭对废水中Cr⁶⁺的吸附能力,采用氯化锌对市售微孔活性炭粉进行催化活化,制成了中孔活性炭,并研究了中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附性能。通过单因素试验优选了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的工艺参数;研究了中孔活性炭吸附Cr⁶⁺的吸附动力学和吸附等温线,并进行了再生吸附试验。结果表明:向100 mL Cr⁶⁺初始浓度为100 mg/L的重铬酸钾溶液中投加0.1 g中孔活性炭,控制温度为35℃,pH=2,3 h即可达吸附平衡,此时吸附效果最佳,最大吸附量达93.7 mg/g;中孔活性炭对Cr⁶⁺的吸附遵循二级动力学规律,符合Langmuir吸附等温式;吸附/再生循环2次后,中孔活性炭吸附能力保持不变,循环5次后,活性炭对Cr⁶⁺的吸附量为初始吸附量的75%,碳损失率为6.5%。     

功能化金属-有机框架材料吸附去除废水中铅离子的研究进展

含铅废水未经处理直接排放到环境中,会对生态系统和人类健康造成严重危害。因此,如何高效、绿色低碳处理含铅废水是目前亟需解决的关键问题之一。金属-有机框架(MOFs)材料因具有结构可调、易于合成、比表面积大和官能团密度高等特点,近年来在吸附去除废水中Pb²⁺的领域取得了众多研究进展。本文系统探讨了功能化MOFs材料的结构和组成特征,对比了不同类型功能化MOFs对水中Pb²⁺的吸附性能和吸附规律,阐述了MOFs材料对Pb²⁺的吸附机理,最后着重分析了MOFs材料在实际吸附去除Pb²⁺应用中存在的挑战,并展望了未来该领域的重点研究方向。     

Cr3+、In3+、Sb3+离子掺杂BiVO4电催化氧化水产过氧化氢

过氧化氢(H₂O₂)作为一种环境友好的化学品被广泛应用于多个领域。相对于传统的蒽醌法,基于双电子水氧化过程电催化制备H₂O₂具备反应过程简单、毒副产物少、可原位合成等优点。采用旋涂法制备掺杂不同浓度、不同种类金属离子(Cr³⁺、In³⁺、Sb³⁺)的钒酸铋(BiVO₄)薄膜,并系统探究其电催化氧化水产H₂O₂性能。实验结果表明,掺杂Cr³⁺可以提高BiVO₄的电流密度,其中3%Cr:BiVO₄在3.08 V vs RHE偏压下的电流密度约为29 mA/cm²;掺杂In³⁺和Sb³⁺可以提高BiVO₄对双电子水氧化反应的选择性。     

燃煤电厂脱硫废水及污泥中重金属污染物控制研究进展

燃煤发电中常采用湿法烟气脱硫技术,该工艺会产生含有重金属污染物的脱硫废水和污泥,潜在环境危害性强,需谨慎处理。介绍了燃煤电厂脱硫废水和脱硫污泥的产生来源、成分组成、重金属污染物含量水平和排放处置标准,对沉淀法等脱硫废水重金属处理技术和脱硫污泥重金属去除及固化技术的原理、优点、适用性和局限性进行总结对比分析。脱硫废水重金属控制方法中,目前普遍使用的三联箱工艺难以满足日益严格的排放标准,需进行改进;吸附法、微生物法等新型方法也因成本和技术等问题而难以普及;零排放技术因其无污染的特性将逐渐成为研究和推广的主流。脱硫污泥重金属控制方法大多仍处于研究中,化学修复和药剂固化方法因效果好、适用性强将逐渐在电厂生产实践中推广。     

一种新型膦酸锆孔材料的合成及其对金属离子的吸附性质

骨架含强配位基的有机无机杂化多级孔材料合成是目前吸附研究的一个重要领域。以bis (hexamethylene) triamino-N, N-bisacetyl-phosphonic acid和ZrOCl₂·8H₂O为原料、应用水热合成技术合成了一种新型膦酸锆多级孔材料ZrPTA, 并通过FT-IR、TGA、XRD、XPS、SEM以及元素分析等手段对制备产物进行了表征。研究结果表明, ZrPTA具有棒状微形貌, 其内部存在大量直径为1.38 nm和1.93 nm的微孔以及直径为2.99 nm的介孔, 其表面积为112.2 m²/g。ZrPTA对水溶液中Pb²⁺、Cu²⁺和Cd²⁺三种金属离子具有良好的吸附作用, 最大吸附量分别为742.7、689.8和627.0 mg/g, 远远高于文献报道值。这一性质使ZrPTA具有潜在的废水处理功效, 显示出诱人的应用前景。     

缺陷诱导的Cr掺杂TiO2纳米粉末的铁磁性

用溶胶-凝胶法制备了金红石 Ti_1-xCr_xO₂ (x=0、0.04、0.08) 纳米粉末。磁性测量结果显示, 制备的 Cr 掺杂金红石 TiO₂ 纳米粉末具有室温铁磁性, 样品 x=0.04 和0.08 的饱和磁化强度M_s分别为 0.55×10^-3和 1.6×10^-3 emu/g, (emu/g=4π×10^-7Wb•m/kg)矫顽力H_c分别为 220和 40 Oe(Oe=10³/(4π)A/m)。Cr 掺杂量较大的样品的饱和磁化强度较大, 在 Ar 气中退火可以使粉末呈超顺磁性。Cr2p 区域的密集扫描 X 射线光电子能谱 (XPS)分析显示, 在所有的样品中 Cr都是以Cr³⁺存在。电子顺磁共振谱 (EPR)分析表明, 样品中的 Cr³⁺ 离子仅对其顺磁性有贡献。这些结果提示, 粉末微弱的室温铁磁性来源于掺杂引入的结构缺陷, 其中, 氧空位起重要作用。     

丙烯酸表面修饰聚丙烯滤芯棉的制备和吸附性能

采用紫外光接枝法,以丙烯酸（AA）为功能单体,N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂,在聚丙烯（PP）滤芯棉表面进行交联接枝共聚,制备出交联接枝率为220%的丙烯酸表面修饰PP棉。用红外光谱对交联接枝共聚物的结构进行了表征。其最佳工艺条件为引发剂二苯甲酮（BP）用量为0.50 g/100gAA,MBA用量为5.0 g/100 gAA,AA与PP质量比为5:1,光照时间为25 min。采用平衡吸附法研究了丙烯酸表面修饰PP棉对重金属Cd^-（2+）的吸附性能。结果表明,当Cd²⁺初始质量浓度低于50 mg·L^-1时,丙烯酸修饰PP棉对Cd^2-的吸附率可达到95%以上。在研究的浓度范围内,丙烯酸修饰PP棉对Cd²⁺的吸附不符合Langmuir和Freundlich模型。     

可调孔骨胶水凝胶的制备以及在治理土壤重金属污染中的应用

以骨胶为基材，戊二醛为交联剂，添加调孔剂(由水、异丙醇、异丙醇铝、硝酸组成),制备了一种可调节孔隙大小的三维网络结构水凝胶。考察了调孔剂含量为1%、2%、3%时，水凝胶对重金属离子(Cr₂O₇^2-、Ni²⁺、Cu²⁺)的吸附性能。结果表明：当调孔剂含量为2%时，水凝胶吸附性能最好，对Cr₂O₇^2-、Ni²⁺和Cu²⁺最大吸附平衡浓度分别为276mg/g、321mg/g和218mg/g;吸附动力学拟合和吸附等温模型拟合表明，水凝胶对Cr₂O₇^2-的吸附过程符合伪二级动力学模型，属于单层化学吸附；对Ni²⁺和Cu²⁺的吸附过程符合伪一级动力学模型，属于单层物理吸附。     

喷雾干燥法制备Li1+2xMn0.3+xNi0.3-3xCr0.4O2的结构与电化学性能

使用喷雾干燥法制备了Li_1+2xMn_0.3+xNi_0.3-3xCr_0.4O₂ (x=1/60、1/30、1/20、1/15、1/12)系列样品, 并借助XRD, SEM, ICP, XPS, IR和Raman等手段对所制备系列样品的结构、价态及电化学性能进行了表征。研究表明, Li_1+2xMn_0.3+xNi_0.3-3xCr_0.4O₂ 系列样品均具有典型的富锂层状固溶体型的晶体结构特征, 且在其XRD图谱中未观测到任何杂相的存在。然而, XPS的数据表明Cr³⁺与Cr⁶⁺共存于各个样品中, 且由于Cr⁶⁺的存在使得样品表现出强烈的吸湿性。Cr⁶⁺可通过水洗处理去除。对于它们的电化学特征而言, 未经水洗处理的样品由于具有强烈的吸湿性, 其电化学性能很差。水洗处理后的系列样品表现出典型的三元富锂层状固溶体的电化学行为, 其首次放电比容量随着样品中Li和Mn含量的增加而增大。样品Li_1.17Mn_0.38Ni_0.05Cr_0.4O₂的首次放电比容量为203 mA h/g, 50次循环后容量保持率为71%。     

铋膜电极阳极溶出伏安法检测痕量Cd金属

镉氧化产生的溶出电流与样品中Cd²⁺的浓度有关。本研究通过方波阳极溶出伏安法(SWASV)在活化铋膜电极(Activated BFE)上对低浓度μg/L水平的Cd(II)进行测定。通过电化学方法对电极进行初步改性, 然后电沉积制备铋膜再次对电极进行改进, 从而增强了对痕量目标Cd²⁺的敏感性。对改性前后的玻碳电极(GCE)表面进行SEM、CV、EIS和SWV的表征。为了将这种伏安法传感器应用于含有低浓度Cd²⁺的实际样品中, 对检测Cd²⁺的实验参数进行了研究。使用选定的条件, 在10 min的预富集条件下Cd²⁺的检测限为1 μg/L。