硅烷偶联剂改性凹凸棒土的制备及其吸附Cr6+的性能研究

制备了KH-550改性凹凸棒土材料,研究其对Cr6+的吸附性能,并考察不同制备条件对改性凹凸棒土吸附Cr6+的影响。研究结果表明,用硅烷偶联剂KH-550改性剂用量为(酸改性凹凸棒土质量为6.0g)4.5mL、反应时间为2h、反应温度为40℃时,制备的改性凹凸棒土对Cr6+的吸附率最大,污水处理效果最佳。     

有机改性凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附性能研究

制备了4种不同类型的有机改性凹凸棒土,并对其进行了水中As(Ⅲ)吸附性能和影响因素研究,利用傅里叶变换红外光谱仪和X射线衍射仪对改性前后凹凸棒土的结构进行了分析。结果表明:4种改性凹凸棒土及纯凹凸棒土对水中As(Ⅲ)的吸附均符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型。4种改性凹凸棒土对As(Ⅲ)溶液的吸附性能均优于纯凹凸棒土,且具有一定的pH调节能力。傅里叶变换红外光谱和X射线衍射分析表明改性只发生在凹凸棒土表面。     

凝固浴组成对PVDF/TA-ATP杂化膜成膜过程及膜性能的影响研究

将单宁酸(TA)改性的凹凸棒土(ATP)与聚偏氟乙烯(PVDF)和致孔剂聚乙二醇(PEG)混合,通过浸没沉淀相转化法制备了PVDF/TA-ATP杂化膜。利用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对杂化膜的热性能及微观形貌进行了表征,采用热力学相图和超声反射方法探讨了凝固浴组成对膜成膜过程的影响,进而研究了凝固浴组成对膜水通量的影响。研究结果表明,随着凝固浴中乙醇、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)含量的增加,PVDF/TA-ATP体系耐非溶剂能力增强,成膜速度减慢,膜孔结构由指状孔向海绵层结构渐变,纯水通量整体呈增大趋势。     

超声法十二烷基三甲基氯化铵改性凹凸棒土对水中苯酚的吸附行为研究

采用超声搅拌法,制备十二烷基三甲基氯化铵(DTAC)改性的凹凸棒土,探讨了改性后的DTAC-凹凸棒土对水中苯酚的吸附行为。对比了超声搅拌和机械搅拌这两种工艺在DTAC改性凹凸棒土过程中的作用;优化超声搅拌时间和DTAC/凹凸棒土的用量配比,通过正交试验得到其最佳值分别为9min和40mmol/100g。采用优化改性的DTAC-凹凸棒土对水中苯酚进行吸附研究,结果表明,超声改性的DTAC-凹凸棒土比未改性凹凸棒土的吸附量最多可提高近12倍;碱性条件有利于苯酚的吸附;DTAC-凹凸棒土对苯酚的吸附是一个快速过程,5min即可达到最大吸附容量的80%,动力学过程符合准二级动力学模型,线性相关系数R~2=0.9999;吸附等温线符合Langmiur等温吸附模型(R20.98),说明该吸附以单层吸附为主;热力学结果表明,该行为是一个自发的、放热的、熵减少的吸附过程。     

基于双功能单体的Ni(Ⅱ)离子印迹复合膜的制备及性能研究

采用沉淀聚合法,以Ni(Ⅱ)离子为模板离子,α-甲基丙烯酸和N-异丙基丙烯酰胺为双功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,通过正交试验设计,对制备Ni(Ⅱ)离子印迹复合膜的实验条件进行系统优化,制备了16种Ni(Ⅱ)离子印迹复合膜[Ni(Ⅱ)-IICMs]和相应的非印迹复合膜(NICMs),得出制备Ni(Ⅱ)-IICMs的较优实验条件。采用平衡吸附实验对Ni(Ⅱ)-IICMs和NICMs进行吸附量和印迹因子评价,结果表明：在较优实验条件下制备的Ni(Ⅱ)-IICM₈,平衡吸附量为1.286mmol/g,印迹因子为1.737。采用红外光谱、扫描电镜、氮气吸附/脱附等手段对Ni(Ⅱ)-IICM₈和相应NICM₈的内部结构及表面形貌进行表征。使用动力学吸附和等温吸附实验对Ni(Ⅱ)-IICM₈和NICM₈的吸附行为进行研究,结果表明：Ni(Ⅱ)-IICM₈对Ni(Ⅱ)离子的吸附,在较短时间内即可快速达到吸附平衡,且在不同浓度的溶液中都有较好...     

AMPS改性凹凸棒土的制备及其Cd~(2+)吸附研究

为提高凹凸棒土对重金属离子的吸附能力以及改善其在有机溶剂中的分散性能,本研究以硅烷偶联剂KH-570为改性剂,对凹凸棒土进行初步有机改性后再与阴离子单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)进行双键加成反应,制备了1种新型有机改性凹凸棒土。利用红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等手段对改性凹凸棒土进行了结构表征,并对其Cd~(2+)吸附性能进行了研究。结果表明,该新型有机改性凹凸棒土在结构上未因改性而发生破坏,但其对重金属离子的吸附性能却有了很大幅度的提高,其中Cd~(2+)的吸附率可达66%,且在N-N二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲醇等有机溶剂中的分散性明显提高。     

致孔剂对PVDF/TA-ATP杂化膜成膜过程及膜结构和性能的影响

通过浸没沉淀相转化法,以聚偏氟乙烯(PVDF)掺杂单宁酸(TA)改性的凹凸棒土(ATP)制备PVDF/TA-ATP杂化平板分离膜。利用热力学相图、无损超声波检测技术、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪以及纯水通量等对不同添加量与相对分子质量的致孔剂聚乙二醇(PEG)对杂化膜成膜过程以及膜结构与性能的影响进行了研究。结果表明,随着PEG相对分子质量的增大,PVDF/TA-ATP/PEG体系耐非溶剂能力减弱,成膜速度减缓,膜孔尺寸变大,数量变多,纯水通量增加;随着PEG添加量的增大,PVDF/TA-ATP/PEG体系耐非溶剂能力减弱,成膜速度加快,膜孔由海绵层向指状孔渐变,纯水通量增加。     

悬浮聚合法制备PMMA/OAT复合微球及其性能研究

通过对凹凸棒土(AT)进行有机改性,得到有机化凹凸棒土(OAT).以硅烷偶联剂(KH-570)改性过的AT为核,羟乙基纤维素(HEC)为分散剂,过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,在水溶液中,采用悬浮聚合法制备了PMMA/OAT核壳复合微球.借助扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、红外光谱(FT-IR)、热失重分析(T...     

超声波法对吸附Ni(Ⅱ)吸附剂的再生

目前,有关超声波对有机改性凹凸棒黏土吸附剂的再生研究不多。研究了有机改性凹凸棒黏土吸附剂吸附Ni(Ⅱ)后,在超声波作用下再生后吸附Ni(Ⅱ)的效果及其与再生各因素的关系,分析了超声波对吸附剂的再生机理。结果表明:用超声波法对有机改性凹凸棒黏土吸附剂进行再生,在超声波频率40 Hz、功率500 W的条件下,最佳再生温度为45℃,最佳再生时间为1 min,最佳再生pH值为6,最佳再生固液比为7 g/L。吸附剂再生5次后,仍有较好的吸附效果。     

纳米TiO2共混改性PVDF复合膜的制备和性能

将锐钛矿TiO₂纳米颗粒共混于铸膜液中,用溶致相转换分离法制备了纳米TiO₂改性PVDF膜,并对复合膜的结构进行了表征,研究了TiO₂纳米粒子含量对复合膜性能的影响。结果表明,随着TiO₂纳米粒子含量的增加,复合膜的表面水接触角降低、亲水性提高,纯水通量逐渐增加（TiO₂浓度<8%）,复合膜对于蛋白质吸附量降低、膜的抗污染能力提高。当LiC1的浓度（质量分数,下同）为2%、PEG600的浓度为2%、PVDF的浓度为20%、TiO₂的浓度为5%-8%时,杂化膜的孔径大小均匀,TiO2颗粒负载于PVDF膜的骨架中。与PVDF膜比较,TiO₂/PVDF复合膜的亲水性提高、对蛋白质的吸附降低、抗污染能力增强。此复合膜对Cu（Ⅱ）表现出良好的吸附-脱附性能,在150 min内对Cu（Ⅱ）的吸附率为82.19%。     

纳米AT/NBR复合材料的制备与研究

纳米凹凸棒土(AT)是一种天然纳米填料,对其性质和改性方法的研究直接关系到它的应用性能和工业前景。采用熔融共混法制备了纳米凹凸棒土/丁腈橡胶(AT/NBR)复合材料,并进行了力学性能测试。具体考察了增塑剂、硅烷偶联剂、不同凹凸棒土填充量、改性方法等对复合材料力学性能的影响。结果表明,经Si-69改性的AT可以显著提高NBR的力学性能。     

Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)在聚吡咯/凹凸棒粘土上的竞争吸附

以三氯化铁(FeCl3)为氧化剂,采用原位聚合法制备了聚吡咯/凹凸棒粘土(PPy/ATP)复合材料。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜等方法对复合材料结构进行了分析表征,研究了其对水中重金属离子Ni(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,考察了影响Ni(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)吸附率的主要因素、热力学性能,以及2种离子的吸附等温线类型。结果表明,m(py)∶m(ATP)=1∶1,复合材料质量为0.06 g,反应时间1h时复合材料吸附性能达到最佳,且对Cr(Ⅵ)的吸附性能明显优于Ni(Ⅱ)。该复合材料对于Ni(Ⅱ)的吸附符合Freundlich等温方程,而Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等温方程。经过Langmuir等温方程非线性拟合可知,在双离子竞争体系中,对Cr(Ⅵ)的最大吸附容量可达139.41 mg/g。扫描电镜的结果为PPy/ATP复合材料依然具有棒状结构,凹凸棒表面附着的聚吡咯颗粒多而均匀。     

PVDF/PAMAM复合膜的制备及对铜离子的吸附性能

超支化聚合物聚酰胺-胺(PAMAM)含有大量端氨基和酰胺基团,可以通过络合配位作用吸附重金属离子,增加代数可进一步提高其吸附能力。本工作将不同代数的PAMAM分别与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,通过浸没沉淀相转化法制备出能够吸附铜离子的PVDF/PAMAM复合膜。利用红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电镜(FESEM)以及原子力显微镜(AFM)等表征手段对膜的结构与形貌进行表征。通过纯水通量测试可知,膜的纯水通量由PVDF膜的64.86 L/(m~2·h)提高到PVDF/G4.0 PAMAM复合膜的424.00 L/(m~2·h),膜的亲水性得到显著提高。重金属离子静态吸附实验表明,PVDF/PAMAM复合膜对铜离子的吸附量由PVDF膜的2.60 mg/g提高到22.65 mg/g,提高了约7.70倍。通过分析吸附等温线可知,PVDF/PAMAM复合膜能够持续吸附铜离子,在550 min时还能够持续吸附,吸附动力学符合准二级动力学模型,属于化学吸附。PVDF/PAMAM共混拓宽了PVDF膜在吸附重金属领域的应用。     

有机纳米凹凸棒土的制备及其表征

为改善纳米凹凸棒土(ATP)表面的疏水亲油性,采用六偏磷酸钠分散、十八烷基三甲基氯化铵对纳米凹凸棒土进行表面改性,制备出有机改性粘土。在超声波震荡和机械搅拌协同作用下,把纳米凹凸棒土均匀预分散在六偏磷酸钠溶液中,然后将分散物加入到十八烷基三甲基氯化铵溶液中反应,得到了六偏磷酸钠/十八烷基三甲基氯化铵改性凹凸棒土。实验结果表明,有机改性后约有4.1%的十八烷基三甲基氯化铵以物理吸附的形式存在于凹凸棒土的表面;有机改性粘土的棒晶束较ATP的分散,且低温时的热稳定性和有机溶剂中的相容性有一定程度的提高。     

聚偏氟乙烯分离膜的表面改性和对重金属离子的吸附性能研究

采用溶液相转化法制备聚偏氟乙烯(PVDF)分离膜,然后用多巴胺(DA)水溶液对分离膜进行表面改性,再用聚乙烯亚胺(PEI)对膜表面进行接枝改性。采用场发射扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱和电感耦合等离子体发射光谱等方法研究了膜的结构、官能团变化和离子吸附性能。结果表明:改性膜和纯PVDF膜相比,亲水性能有了较大提高,改性膜对Cu~(2+)有一定吸附作用,吸附过程符合Freundlich等温模型和准二级动力学模型。     

热处理与表面活性剂联合改性凹凸棒土的制备

以200目的天然凹凸棒土为原料,以十八烷基三甲基氯化铵(OTAC)为改性剂,采用热处理和有机改性两种方法耦合改性凹凸棒土,利用红外光谱(IR)和扫描电子显微镜(SEM)对改性前后的凹凸棒土进行了表征。结果表明:经IR分析知,改性顺序为先热处理后OTAC改性处理,经改性后,实现了长碳链季铵盐阳离子对凹凸棒土的插层。经SEM分析知,经200~400℃煅烧后OTAC改性的凹凸棒土,表面呈现疏松多孔,孔隙容积和比表面积增大。当温度达500℃时,凹凸棒土的孔洞塌陷、纤维烧结堆积,孔隙容积和比表面积减小。亚甲基蓝的吸附实验表明:经200℃活化耦合OTAC改性的凹凸棒土对亚甲基蓝的饱和吸附量由99.4mg/g增大至162.9mg/g。     

污泥制备活性炭对 Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附和回收利用

在静态条件下研究了用污泥制备的活性炭吸附剂去除水溶液中Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的效果,考察了溶液pH值、吸附时间、吸附剂用量和Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的初始浓度对去除率的影响.结果表明,污泥制备的活性炭吸附剂对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)具有较强的吸附性能,pH值是影响吸附的主要因素;吸附过程符合Langmuir吸附等温式;在试验条件下,其对Pb(Ⅱ)具有更高的去除能力.还探讨了吸附Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)后回收铅和镍的可行性.     

PDMS/PVDF优先透有机物渗透汽化复合膜的制备

以商品化聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜为基膜,聚二甲基硅氧烷(PDMS)为涂膜材料制备PDMS/PVDF优先透有机物渗透汽化复合膜。用扫描电子显微镜(SEM)对膜结构进行表征,并研究了涂敷方法、基膜热处理工艺、PDMS浓度、固化温度及固化时间等因素对复合膜渗透汽化性能的影响。实验结果表明:基膜120℃下热处理,用10%的PDMS溶液,采用浸涂加真空涂敷的方法涂膜,110℃下交联固化6h制备的复合膜性能最佳。该复合膜在60℃时,分离5%的乙醇水溶液,分离因子可达到21.35,通量为331.21g/(m2·h)。     

GO/膨润土/PVDF复合膜的制备及性能研究

为了提高聚偏氟乙烯(PVDF)膜的疏水性和抗生物污染性能,以氧化石墨烯(GO)和膨润土为改性材料制备PVDF复合膜,并对其进行膜通量、截留率、拉伸强度、亲水性、孔隙率及抗生物污染性能研究。结果表明,当GO添加量为0.6%,复合膜的各项性能达到最佳;添加膨润土可以提高复合膜亲水性、拉伸强度、膜通量和截留率,但会导致孔隙率有所下降。此外,还以铜绿假单胞菌为研究对象,研究了复合膜的抗生物污染和抑菌性能,结果表明,复合膜的生物污染过程明显降低,且细菌生长缓慢,说明复合膜具有减缓生物污染的作用,具有一定的抑菌性。     

有机改性凹凸棒土/聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备与性能

采用插层复合法制备有机改性凹凸棒土/聚氨酯弹性体纳米复合材料。用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)测试技术对凹凸棒土的有机改性进行表征。研究了纳米复合材料的力学性能、耐热性能及纳米填料在复合材料中的分散形态。结果表明,当改性凹凸棒土质量分数达到2%时,复合材料的拉伸强度为55.91MPa,扯断伸长率为559.45%,300%定伸应力为31.69 MPa,硬度几乎保持不变,综合力学性能达到最佳,同时其热稳定性也有所提高;改性凹凸棒土的加入量低于2%时,在聚氨酯基体中分散较为均匀,随着含量的增加出现团聚现象。