改性没食子酸对Cu~(2+)和Pb~(2+)吸附沉淀性能的研究

以含单宁量98.50%的没食子酸为原料,通过磺化一胺甲基化反应制得改性没食子酸,研究了改性没食子酸对金属Cu2+和Pb2+的吸附沉淀,以及初始溶液pH值、金属溶液初始质量浓度、平衡吸附温度对Cu2+和pb2+吸附沉淀容量的影响及规律.结果表明,吸附沉淀剂对Cu2+、Pb2+的吸附平衡符合Freundlich方程,pH值和初始质量浓度对吸附沉淀量的影响最显著.综合认为改性没食子酸对Cu2+、Pb2+的吸附沉淀机理基本一致.     

水杨酸型螯合树脂对Al~(3+)和Fe~(3+)的吸附性能研究

利用氯甲基化和亲核取代反应,制备了水杨酸型螯合树脂,并用FT-IR分析方法对其进行了检测。将所合成的树脂作为吸附材料,分别对Al~(3+)和Fe~(3+)溶液进行吸附实验,主要考察了吸附时间、温度及pH值等对树脂吸附性能的影响,得到了Al~(3+)和Fe~(3+)的最佳吸附条件。在Al~(3+)和Fe~(3+)最佳吸附条件下,改变吸附剂的质量,进行树脂对Al~(3+)和Fe~(3+)混合溶液的吸附实验。实验结果表明,这种树脂不仅可以同时吸附这2种离子,而且对这2种离子的吸附质量相差不大。     

羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附性能

为探究羧甲基壳聚糖对模拟含Nd~(3+)废水的吸附性能,探讨了溶液p H值、吸附温度、吸附时间等因素对羧甲基壳聚糖吸附Nd~(3+)行为的影响。结果表明:在室温(25℃),p H值为6,吸附时间30 min时,羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附量、吸附率达到最大值,分别为14.84和37.1%。羧甲基壳聚糖对Nd~(3+)的吸附符合Langmuir吸附等温式,且是单分子层吸附。     

改性壳聚糖微球合成及对Cu~(2+)吸附性能的研究

壳聚糖由于其结构特性和表面化学性能,对过渡金属离子有很强的亲和力和良好的选择性。利用二乙胺、三乙胺、聚乙烯亚胺(PEI)对壳聚糖微球进行改性,增加壳聚糖微球的活性中心以强化对二价铜离子(Cu~(2+))的吸附能力。实验结果表明:在Cu~(2+)溶液pH为5,吸附时间为15min,温度为35℃时,制得的改性壳聚糖微球对Cu~(2+)的吸附量达到2.88mmol/g。     

NaOH/KOH改性柠檬渣吸附Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的研究

为了研究柠檬渣化学改性后的吸附性能,分别利用10%的KOH和NaOH对其进行改性。测量了改性前后柠檬渣对Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cr~(6+)的吸附率,并测定了柠檬渣的灰分、碘吸附值、比表面积和孔结构(BET);利用差热分析(TG-DTA)、红外光谱(IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对柠檬渣进行表征。改性后的柠檬渣对Pb~(2+)的吸附率增加近2倍,对Cr~(6+)的吸附率减小了近10倍左右,对Cu~(2+)吸附的影响不大;活化后的柠檬渣孔容分别增大3倍和4倍;柠檬渣在活化前后的孔径都为中孔;活化后的柠檬渣的比表面积、灰分和碘吸附值增幅较大。活化后的柠檬渣表面变得有些疏松,比表面积增加都超过了2倍,灰分率分别增加了近2倍和1.5倍左右,而碘吸附值分别增加了近3.5倍和2.5倍左右。柠檬渣为非晶型结构,改性前后并没改变柠檬渣的基本框架。活化和吸附Pb~(2+)样品的吸热峰和放热峰所对应的温度均不相同。     

木质纤维素基纳米复合材料对Pb~(2+)、Cd~(2+)的吸附研究

以原位插层共聚法制备木质纤维素-g-丙烯酸/丙烯酰胺/蒙脱土(LNC-g-AA/AM/MMT)纳米复合材料,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。研究在金属离子初始浓度、吸附时间、吸附温度、pH值等不同吸附条件下,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+吸附性能的影响。结果表明,当Pb2+、Cd2+初始浓度分别为0.04和0.06mol/L,吸附时间分别为120和60min,吸附温度分别为40和30℃,pH值为5.5时,LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料对Pb2+、Cd2+的吸附量分别高达504.2和246.9 mg/g。整个吸附过程均符合Langmuir吸附等温线模型和伪二级动力学模型,且是个自发放热的反应过程。同时对最佳条件下吸附饱和的LNC-g-AA/AM/MMT纳米复合材料进行解吸研究,脱附率分别为93.4%和92.9%。     

石墨烯的制备及其对重金属Pb~(2+)离子的吸附性能研究

用乙酰丙酮还原氧化石墨制备得到石墨烯,其可在水、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺等极性溶剂中超声分散,其中以水作为溶剂其分散性最好(浓度约为0.7g/L)。通过原子力显微镜(AFM)测定石墨烯的厚度为0.68nm,表明石墨烯是单层。红外光谱(IR)和紫外可见光谱(UV-Vis)数据表明乙酰丙酮被化学功能化修饰到石墨烯表面,且红外光谱中羧基峰的消失表明氧化石墨被乙酰丙酮还原。通过电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)测定吸附后离子浓度,用Langmuir吸附等温式计算得到石墨烯对于Pb2+的最大吸附量为105.4mg/g,相关系数r为0.99958,Langmuir常数b为3.65。研究表明:石墨烯对水溶液中重金属Pb2+离子具有优异的吸附性能,这主要归因于石墨烯的巨大比表面积和乙酰丙酮分子对Pb2+离子的强络合能力。     

二硫化碳改性松针对Cu~(2+)的吸附性能研究

利用二硫化碳(CS2)改性松针作为新型生物材料,对溶液中Cu~(2+)进行吸附去除。结果表明:当pH=7、吸附剂剂量为0.4g、反应时间为60min时,该材料对100mL 50mg/L含铜废水的去除率达94.7%;伪二级动力学方程能较好地拟合该材料对Cu~(2+)的吸附动力学过程,揭示了其吸附主要是离子交换吸附;Langmuir方程能较好地拟合该材料对Cu~(2+)的等温吸附过程,表明其吸附主要是单分子层吸附。     

磁性纤维素纳米晶的制备、表征及其吸附Pb~(2+)性能研究

采用静电自组装法制备了磁性纤维素纳米晶(MCNCs),使用Zeta电位测定仪、X射线衍射、综合物性测量系统等测试对MCNCs的形成机制、表面形貌、结构和磁性能进行表征,进一步研究了MCNCs对Pb~(2+)的吸附,探讨了溶液pH和Pb~(2+)初始浓度对其吸附性能的影响。结果表明,纤维素纳米晶(CNCs)与聚乙烯亚胺(PEI)修饰后带正电的Fe_3O_4纳米粒子(PEI-Fe_3O_4)之间的静电吸附是MCNCs形成的主要作用力,10~20nm的PEI-Fe_3O_4分散在CNCs表面,晶型结构没有改变,但两者的相互作用显著提高了MCNCs的热稳定性。MCNCs的饱和磁化强度达到30.9emu/g,可有效实现磁性分离。在pH=5.9,Pb~(2+)初始浓度大于600mg/L的条件下,对Pb~(2+)的最大吸附量可达103.7mg/g,吸附平衡时间为90min,拟一、二级动力学模型均能较好的拟合Pb~(2+)的吸附动力学数据,吸附由表面反应过程和非吸附质扩散过程控制,表面反应过程起主导作用。     

α-CD/PAN纤维膜对Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)和Pb~(2+)的吸附特性

应用静电纺丝技术制备α-环糊精(α-CD)/聚丙烯腈(PAN)纤维膜,采用SEM、FT-IR分别对纳米纤维膜进行表征。通过考察pH值、吸附时间、重金属离子初始浓度、温度几个因素,系统研究了α-CD/PAN纤维膜对重金属离子的吸附影响。结果表明:在溶液pH=6,吸附时间为2h,重金属离子初始浓度为10mg/L,温度为35℃的条件下,纳米纤维膜对铜离子(Cu~(2+))、锌离子(Zn~(2+))、镍离子(Ni~(2+))和铅离子(Pb~(2+))的吸附达到最佳,吸附容量分别为9.11、9.02、9.31和8.87mg/g。     

多孔壳聚糖树脂对Cu~(2+)吸附研究

以壳聚糖为母体,聚乙二醇2000为致孔剂,采用微波加热方法制备了多孔壳聚糖树脂。研究了搅拌速率、致孔剂浓度和交联剂用量等制备条件对树脂对Cu2+的吸附性能的影响,并采用扫描电镜对树脂的微观结构进行表征。结果表明:交联后的树脂具有多孔结构,较壳聚糖具有更大的比表面积;Shiff碱反应能够保护壳聚糖上的氨基;树脂对Cu2+的吸附量随着树脂中氨基含量的增加而增加;致孔剂浓度、交联剂用量、胺化剂用量及酸处理条件对树脂对Cu2+的吸附性能影响较大,在最优吸附条件下,对Cu2+的吸附量可达3.9mmol/L。     

Fe_3O_4@MgO纳米复合材料的制备及其对Pb~(2+)的吸附性能

采用两步化学沉淀法制备了Fe_3O_4@MgO纳米复合材料,研究了纳米复合材料对Pb~(2+)的吸附性能。结果表明,所制备的复合材料具有较高的顺磁性和稳定性,其饱和磁化强度为58.07 emu/g,初始氧化增重温度为125℃,对Pb~(2+)有较好的吸附能力,在50 min内可以达到吸附平衡,最大吸附量为711.5 mg/g,其吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型。     

壳聚糖/海藻酸钠复合凝胶对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用乳化交联法,以戊二醛为交联剂,制备壳聚糖(CTS)/海藻酸钠(SA)复合凝胶,研究其对铜离子(Cu~(2+))的吸附性能,并采用FT-IR对其结构进行表征。进一步研究了复合凝胶对Cu~(2+)的等温吸附平衡曲线及动力学吸附行为。结果表明:CTS/SA复合凝胶对Cu~(2+)的吸附率最高可达99.06%,吸附过程遵循Freundlich等温吸附模型,吸附过程动力学符合拟二级动力学方程。复合凝胶可再生使用,再生5次后,吸附率仍高于95%。     

锰铁氧体/生物炭的制备及其对Pb~(2+)吸附性能的研究

利用水热法合成了锰铁氧体/生物炭吸附材料(FBC),用于去除溶液中Pb~(2+)离子。通过傅里叶变换红外光谱仪对吸附前后FBC进行表征分析,研究了溶液初始pH、溶液初始质量浓度、吸附时间等对Pb~(2+)离子吸附的影响,探讨了吸附动力学特性和吸附等温线特性。结果表明:温度为25℃,FBC吸附Pb~(2+)离子在120min内即可达到吸附平衡,最大吸附量为126.1mg/g;吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附方程,说明FBC对Pb~(2+)离子的吸附过程主要是单分子层化学吸附。再生吸附实验结果显示,重复利用5次后,FBC对Pb~(2+)离子的吸附量超过70mg/g,表现出良好的再生性能。     

有机改性膨润土吸附污水中Cr~(6+)的研究

以十六烷基三甲基溴化铵为有机插层剂,研究钠基膨润土有机化的影响因素及有机膨润土吸附低浓度含Cr6+废水的热力学行为。结果表明,制备有机膨润土的优化工艺条件是:体系pH为7,活化温度为70℃,配料比为1.1 mmol/g,固液比为0.05 g/mL,活化时间为1 h;当有机膨润土的质量浓度为8 g/L时,对水溶液中Cr6+的去除率可达98%以上;有机膨润土吸附Cr6+符合Freundlich等温吸附方程。     

改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附性能研究

通过异丙醇对柚皮进行改性,用于吸附水中的铜离子。考察吸附时间、pH、改性柚皮用量等因素对吸附效果的影响。结果表明:当pH=6,改性柚皮粉用量8g/L,吸附时间50min时,Cu~(2+)的去除率达90%以上。等温吸附规律可用Langmuir和Freundlich方程较好地描述,吸附热力学表明改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附是自发进行的吸热过程,改性柚皮对水中Cu~(2+)的吸附能较好地符合准二级动力学模型。     

Al~(3+)改性骨胶粘合材料合成机理及耐水性研究

利用Al3+对骨胶进行改性,制备了Al3+改性骨胶粘合材料(CA)。研究了Al3+对骨胶的改性机理,利用FT-IR(傅立叶转换红外)光谱,XRD(X射线衍射)光谱,PL(荧光发射)光谱,XPS(X射线衍射光电子)能谱对改性机理进行验证,通过扫描电子电镜(SEM),表面润湿角检测仪对CA进行耐水性表征。结果表明,Al3+与骨胶分子肽链中的—NH和O发生配位反应,使骨胶分子各肽链之间通过Al3+交联在一起,形成稳定的五元环网状结构;CA膜表面较骨胶膜表面更加规整、平滑、致密;表面润湿角检测发现CA膜的接触角为92.45°,而骨胶膜的接触角只有42.58°。     

Al~(3+)掺入对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备Al ~(3+)掺杂CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂,研究了Al ~(3+)掺入对CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂脱硝性能的影响。采用X射线衍射、氮气吸附脱附、氨气程序升温吸附、氢气程序升温还原以及荧光光谱等表征技术对催化剂进行表征。结果表明:Al ~(3+)的掺入有利于抑制TiO2从无定型相向锐钛矿相转变,增强了催化剂的储释氧性能,提高了催化剂的强酸酸量和缺陷浓度。强酸酸量和缺陷浓度的提高有利于反应气体的吸附;储释氧性能的增强,吸附的NO物种被氧化的速率加快,有利于催化反应的进行。因此,适量Al ~(3+)的掺入会明显提升CeO_2(ZrO_2)/TiO_2催化剂的高温脱硝活性,拓宽活性温度窗口。71400h-1条件下0.8Al-CZT催化剂在330℃达到最高活性(98.9%)且在400℃脱硝活性依然能够维持90.8%。     

XG-g-P(AA-co-AMPS)/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附研究

采用丙烯酸(AA)和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和为聚合单体,制备了一种新型XG-g-P(AA-co-AMPS)/膨润土复合材料,研究了不同温度下复合材料对Hg2+的吸附行为,并根据吸附等温线分析了其吸附热力学性质,借助SEM、FT-IR和XRD对其结构进行了相关表征。结果表明:XG-g-P(AA-co-AMPS)/膨润土复合材料主要通过配位吸附等方式吸附Hg2+,吸附Hg2+后材料的结晶度下降。     

Al~(3+)浓度对Ce~(3+)掺杂高硅氧玻璃发光性能的影响

为分析高硅氧玻璃中Al~(3+)对Ce~(3+)发光性能的影响,提高稀土掺杂高硅氧玻璃的发光效率,从理论与实验两个方面出发分析了高硅氧玻璃制备过程中Al~(3+)浓度对Ce~(3+)掺杂量的影响,并结合高硅氧玻璃吸收与发射光谱变化研究了Al~(3+)浓度对Ce~(3+)发光性能的影响机理。结果表明,纳米多孔玻璃孔径为7.74nm时,溶液中少量共掺Al~(3+)可明显降低Ce~(3+)掺杂量,减少稀土离子浓度猝灭现象,提高Ce~(3+)发光强度;但大幅增加Al~(3+)浓度时,Ce~(3+)掺杂量与发光强度基本不变。这是由于纳米多孔玻璃孔径较大时,其表面吸附的稀土离子含量远小于孔径中扩散的稀土离子含量,故若想通过增加Al~(3+)浓度来提高Ce~(3+)发光强度,则需要增大纳米多孔玻璃的比表面积或表面羟基浓度。