硝化腐植酸基离子印迹聚合物的制备及吸附性能研究

以腐植酸为原料、浓硝酸为氧化剂合成硝化腐植酸（NA）,再以硝化腐植酸为基质、N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）为功能单体、Pb（NO₃）₂为模板、N,N-亚甲基双丙烯酰胺（MBA）为交联剂、过硫酸钾（K₂S₂O₈）与亚硫酸氢钠（NaHSO₃）为复合引发剂,经过沉淀聚合法制备铅离子印迹聚合物IIPs。利用SEM、FT-IR、TG-DSC表征所得产物,探究产物的结构与性能,并通过紫外-可见分光光度法（UV-Vis）研究了IIPs的吸附性能。结果表明,IIPs对Pb²⁺的最大吸附量为21.71 mg/g,该吸附过程符合二级动力学模型和Langmuir热力学模型;IIPs最佳循环次数为7次;在竞争离子Cu²⁺和Cd²⁺存在时,选择性系数分别为6.97(Pb²⁺/Cu²⁺)和7.36(Pb²⁺/Cd²⁺)。     

氧化铈-二氧化硅介孔材料制备及对铜离子的吸附性能

采用共沉淀法和沉淀浸渍法制备了纳米氧化铈-二氧化硅（CeO₂-SiO₂）介孔材料吸附剂,主要考察了其对水中铜离子（Cu²⁺）的吸附行为。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和氮吸附（BET）等手段对合成的介孔材料进行了性能表征,并通过静态吸附实验分析了溶液pH、溶液初始金属离子质量浓度、吸附剂用量、吸附时间等条件对介孔材料吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的纳米CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的去除效果较沉淀浸渍法要好;当溶液pH=7.0时CeO₂-SiO₂介孔材料对Cu²⁺的吸附效果最好,20 min时基本达到吸附平衡;溶液初始Cu²⁺浓度增大Cu²⁺去除率降低,Cu²⁺累计吸附量增大;随着吸附剂用量增加Cu²⁺去除率增大,当CeO₂-SiO₂吸附剂用量为0.15 g/L时对Cu²⁺的去除率趋于稳定;CeO₂-SiO₂吸附剂对不同金属离子吸附性能由大到小的顺序为Cu²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺,该吸附过程均符合准二级动力学模型。     

交联淀粉负载氢氧化镁复合材料对Cu2+的吸附性能

以交联淀粉和MgSO₄·7H₂O为原料，NaOH为碱化剂，制备了交联淀粉负载氢氧化镁复合材料IStMg(OH)₂，采用FTIR、SEM、EDS、XRD对其进行了表征，并将其用于对模拟废水中Cu²⁺的吸附去除，考察了IStMg(OH)₂投加量、pH、Cu²⁺初始浓度等因素对ISt-Mg(OH)₂吸附Cu²⁺性能的影响。结果表明，当Cu²⁺质量浓度为20mg/L,pH=5.32,ISt-Mg(OH)₂投加量为300 mg/L，吸附温度为25 ℃时，Cu²⁺的去除率可达91.7%。吸附等温线拟合结果表明，ISt-Mg(OH)₂对水中Cu²⁺的吸附过程符合Langumir吸附模型，为单分子层吸附过程，在25 ℃时，拟合饱和吸附量为82.78 mg/g。吸附动力学数据拟合结果表明，吸附过程符合准二级动力学模型，属于...     

凝胶法制备膨润土颗粒与吸附铜离子

为改善粉体膨润土成型条件，以钙基膨润土为原料，借助海藻酸钠与氯化钙交联作用，制备了膨润土凝胶颗粒，通过静态吸附实验探究了凝胶颗粒对Cu²⁺在不同p H、投加量、时间、温度和初始浓度条件下的吸附效果。结果表明，在凝胶颗粒投加量为50 g/L,p H为5.3，初始Cu²⁺质量浓度为100 mg/L时，90 min对Cu²⁺去除率达90.06%。凝胶颗粒对Cu²⁺吸附动力学符合拟二级动力学模型，吸附热力学符合Freundlich吸附等温模型。     

CS/OMMT/GO复合材料对Cu2+吸附性能研究

本研究采用溶液共混法制备壳聚糖/有机蒙脱土/氧化石墨烯的复合材料,并通过 XRD 和 FTIR 进行表征,从吸附剂用量、吸附时间、Cu²⁺浓度等方面研究了该复合材料对 Cu²⁺的吸附行为。研究结果表明,该复合材料在浓度为 0.4 mg/mL 时对 Cu²⁺吸附效率最佳,并且对 Cu²⁺的吸附效率随吸附时间的增加而增大,随 Cu²⁺初始浓度的增加而降低。     

多胺型聚苯乙烯树脂的合成及对Cu2+的吸附性能

以聚苯乙烯树脂为起始原料,经氯乙酰化后与四乙烯五胺反应,合成了一种含四乙烯五胺功能基的多胺型聚苯乙烯树脂。考察了溶剂、物料比、时间和温度等反应条件对树脂合成的影响,研究了树脂对Cu²⁺的吸附性能。结果表明,合成反应在THF溶剂中室温即可顺利进行,所得树脂全交换容量为7.45mmol/g。树脂对Cu²⁺的吸附可以用准二级动力学方程来描述,液膜扩散为吸附主要控制步骤,吸附符合Langmuir等温方程,为单分子层吸附,饱和吸附量为46.15 mg/mL。对于Cu²⁺、Ni²⁺混合溶液,该树脂可以选择性吸附其中Cu²⁺。     

CeO2多孔材料的制备及其吸附性能的研究

采用聚合物模板法制备CeO₂多孔材料，利用XRD、SEM及BET对样品的结构、形貌及织构特性进行表征，实验研究了pH、Cu²⁺的初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对其吸附性能的影响。结果表明制备的多孔材料为立方相CeO₂，且结晶良好；其对Cu²⁺吸附性能随吸附液pH的变化显著，pH=10.0时去除率可达到95.83%；随着初始Cu²⁺的浓度增大，Cu²⁺的去除率先增大后减小，最佳Cu²⁺浓度为30 mg/L；吸附剂用量为1.5 g/L可达到最高吸附值，累计吸附量约为0.50 mg/g；且80 min即可达到吸附脱附平衡。     

壳聚糖/羧甲基纤维素/聚丙烯酸凝胶对含铅废水的吸附研究

以壳聚糖(CTS)、羧甲基纤维素钠(CMC-Na)为接枝底物，丙烯酸(AA)为功能单体，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂，过硫酸钾(KPS)为引发剂，采用自由基聚合法合成壳聚糖/羧甲基纤维素钠/聚丙烯酸(CTS/CMC/PAA)水凝胶。对制备的CTS/CMC/PAA水凝胶进行了FT-IR、SEM、XRD、Zeta电位分析和溶胀性能测试。研究了水凝胶在不同吸附时间、pH、重金属离子质量浓度、温度下对Pb²⁺吸附性能的影响，并根据吸附动力学、等温吸附模型结合Zeta电位初步探讨了该水凝胶的吸附机理。实验结果表明，在室温25℃、pH=5、Pb²⁺初始质量浓度100 mg/L、吸附时间为45 min的条件下，CTS/CMC/PAA水凝胶对溶液中Pb²⁺的吸附率和吸附容量分别达到95.22%和142.83 mg/g;CTS/CMC/PAA水凝胶对溶液中Pb²⁺的吸附过程为多层物理、多层化学吸附的混合过程。最后通过连续流实验可以看到CTS/CMC/PAA水凝胶在连续流中处理含Pb²⁺     

伊利石硅渣蒸汽辅助合成麦羟硅钠石及其对Cu2+的吸附研究

以伊利石硅渣为原料,采用蒸汽辅助转化法(SAC)合成了高产率、高结晶度的纯相麦羟硅钠石(Magadiite)。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)考察了钠硅比(n(Na₂O)/n(SiO₂))、晶化温度和晶化时间对合成样品结构及形貌的影响。结果表明,该体系的初步优化合成条件为钠硅比0.15,晶化温度170 ℃,晶化时间16 h,样品形貌为玫瑰花形(尺寸约12 μm)。对合成的Magadiite进行Cu²⁺吸附性能测试,探究了吸附剂用量、pH值、吸附时间和Cu²⁺初始浓度对吸附效果的影响。在吸附剂用量为2 g/L,pH值为5,吸附时间为30 min时,Magadiite对Cu²⁺的最大吸附量为25.99 mg/g。     

羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子的制备、表征及吸附性能

以羟甲基化木质素和纤维素为原料,NaOH/尿素水溶液为溶解体系,采用冷冻干燥法制备羟甲基化木质素/纤维素气凝胶粒子。采用扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）仪、X射线衍射（XRD）仪、比表面积及孔径分析仪等对其结构进行了表征。研究结果表明：羟甲基化木质素分子通过氢键作用附着在纤维素骨架上,气凝胶内部仍保持三维网状结构,羟甲基化木质素的引入使得气凝胶表面出现明显收缩,网状结构的致密度随着羟甲基化木质素用量提高而逐渐降低;同时气凝胶粒子具有纤维素Ⅱ型红外吸收峰和XRD衍射峰;粒子表现出Ⅱ型吸附/脱附等温线,孔径均在15 nm以下,且随着羟甲基化木质素用量不断提高,比表面积、孔容均有所减小,HKL-4的比表面积为105.3m²/g,孔容为0.336 6cm³/g,孔径为13.67nm。吸附性能分析表明在25℃下吸附5 h,HKL-4气凝胶粒子对金胺O、亚甲基蓝和罗丹明B的吸附量分别为33.06、96.06和43.26mg/g,对亚甲基蓝的饱和吸附量可达208.7 mg/g,吸附过程更符合Langmuir等温吸附模型,主要为单分子层吸附。     

L-胱氨酸交联球形壳聚糖凝胶的制备与Cu2+吸附性能

以L-胱氨酸(L-CYS)作为交联剂,利用滴液成球法制备交联球形壳聚糖凝胶,用傅里叶红外光谱、¹³C NMR、扫描电镜对产物进行了表征,结果表明L-CYS与壳聚糖发生了酰胺化及酯化反应,并且制得的凝胶内部存在着疏松的网络状大孔。交联剂L-CYS中的二硫键有助于二价铜离子的吸附。以L-CYS交联得到的球形壳聚糖凝胶对Cu²⁺的吸附量达到了72.96 mg·g^-1,接近于未交联的球形壳聚糖凝胶的吸附量,而耐溶胀性优于未交联的壳聚糖凝胶。     

磁性三乙烯四胺氧化石墨烯对Cu2+的吸附行为

为了提高氧化石墨烯(GO)的吸附能力和分离效果,采用恒温搅拌法和水热法制备磁性三乙烯四胺氧化石墨烯(M-T-GO)复合吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)测试方法对其进行表征,并对M-T-GO对Cu²⁺的pH、吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学进行研究。结果表明,M-T-GO对Cu²⁺的吸附符合二级反应动力学和Langmuir吸附等温式描述,吸附反应为自发吸热过程,饱和吸附量为245.09 mg·g^-1,同时具有快速分离和易再生的优点。采用X射线光电子能谱(XPS)推测M-T-GO对Cu²⁺的吸附机理,结果表明M-T-GO主要通过螯合作用和静电引力对Cu²⁺进行吸附。     

Identification of copper(II) and copper(I) and their interconversion in Cu/ZSM-5 De-NOx catalysts

A combined Fourier transform IR (FT-IR) and electron paramagnetic resonance (EPR) study shows that copper in ‘excessively exchanged’ Cu/ZSM-5 is initially present as OH bridged Cu²⁺ dimers, besides isolated Cu²⁺ ions. Upon heating, the dimers lose water and become oxygen bridged [Cu---O---Cu]²⁺ complexes. These are ‘EPR-silent’, presumably as a consequence of antiferromagnetic coupling of the unpaired electrons in each Cu²⁺; they are, however, detectable by their perturbation of the lattice vibrations, detected by a FT-IR band at 918–923 cm⁻¹. Reduction by hydrogen or carbon monoxide converts the [Cu---O---Cu]²⁺ complexes to pairs of Cu⁺ ions, while the color changes from green to grey. Reductive adsorption of nitrogen monoxide on Cu²⁺ results in the formation of Cu⁺---NO⁺. Destructive thermal desorption of nitrogen monoxide at 100°C not only restores the Cu²⁺ ions, but also appears to regenerate the [Cu---O---Cu]²⁺ complex. The results suggest that pairs of copper ions are instrumental in the catalytic decomposition of nitrogen monoxide.     

过氧化氢氧化再生纤维素及其阻燃、吸附性能

以过氧化氢氧化再生纤维素(GC)制备羧基再生纤维素(OGC),表征OGC结构变化及其对阻燃和吸附性能影响机理。通过碱泡预处理能有效提高GC比表面积,增加反应效率,获得羧基含量达15.6%的OGC。FT-IR和¹³C NMR表征结果说明OGC葡萄糖基环上的C₆位伯羟基能被选择性氧化成羧基。随着羧基含量的提高,OGC无定形部分溶解而提高其结晶度,晶型则无显著变化,OGC的热分解温度下降,但是成炭率显著提高。当添加6.25%OGC为成炭剂用于环氧树脂膨胀型阻燃时,氧指数达到27.2,阻燃等级为V0。以火焰原子吸收分光光度法测定结果表明,当羧基含量为15.6%,OGC对铅和铜离子吸附量分别提高14倍和3.5倍,其原因在于氧化改性能显著提高OGC的比表面积和容积率,增加吸附容量。研究结果说明以过氧化氢氧化制备的OGC在阻燃成炭剂以及金属离子吸附领域中具有良好的应用前景。     

磁性印迹交联AA/AM接枝酯化氰乙基木薯淀粉微球的制备与吸附性能

以木薯淀粉为主要原料，通过醚化、酯化、接枝三步反应，合成了交联AA/AM接枝酯化氰乙基木薯淀粉。然后以Fe₃O₄为磁性核中心，在反相乳液中制得磁性复合改性淀粉微球；进一步以Cu²⁺为模板离子，经表面印迹修饰得到一种对Cu²⁺具有选择吸附性的磁性印迹交联AA/AM接枝酯化氰乙基木薯淀粉衍生物微球(Cu-IIPs)。Cu-IIPs粒径分布均匀，平均粒径为15.60μm，对Cu²⁺的吸附率可达98.18%。采用红外光谱、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、振动样品磁强计和综合热分析仪对Cu-IIPs的结构进行了表征。通过量子化学计算，对优化结构的Cu-IIPs的前线轨道、电子密度分布以及Fukui指数进行分析，研究了Cu-IIPs的吸附机理，说明Cu-IIPs能够与Cu²⁺形成稳定的配合物，确定了可能的吸附活性位点。通过分子前线轨道理论和电荷分布解释了吸附剂与Cu²⁺发生吸附时的电子转移机制。     

改性果胶-Fe3O4磁性微球制备及对Pb 2+吸附性能

合成了一种琥珀酸酐改性果胶-四氧化三铁（Fe₃O₄）磁性微球吸附剂,分别采用扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）等手段对样品进行了表征,并研究了其吸附铅离子（Pb ²⁺）的性能。研究结果表明：成功制备了琥珀酸酐改性果胶-Fe₃O₄磁性微球,改性果胶包覆四氧化三铁几乎没有改变Fe₃O₄的尖晶石结构,其表面疏松多孔;改性果胶-Fe₃O₄磁性微球对铅离子的吸附符合准二级动力学方程、Langmuir等温吸附方程,吸附过程主要为化学吸附。最佳吸附条件：吸附时间为600 min,吸附温度为40 ℃,溶液pH为5,吸附剂添加量为20 mg,溶液中Pb ²⁺质量浓度为800 mg/L。改性果胶-Fe₃O₄磁性微球吸附剂用于脱除毛蚶子、扇贝酶解液中的Pb ²⁺,Pb ²⁺去除率分别为76.47%和80.34%,效果良好。