榛壳吸附剂对铅离子和亚甲基蓝吸附性能研究

榛子壳中富含纤维素、半纤维素、木质素,非常适合用来吸附水体中的阳离子。为了深入研究榛子壳粉吸附剂对阳离子的吸附机制,以铅离子(Pb~(2+))和阳离子染料亚甲基蓝(MB)为例,研究了在榛子壳粉吸附剂吸附Pb~(2+)和MB的动力学吸附特性、等温吸附特性,并进行了热力学分析。研究结果表明准二级吸附动力学方程非常适合拟合榛子壳粉吸附剂对Pb~(2+)和MB的吸附过程,榛子壳粉吸附剂吸附Pb~(2+)和MB的最大吸附量分别为65.02mg/g和46.28mg/g。榛子壳粉吸附剂吸附Pb~(2+)的过程为放热过程,吸附MB的过程为吸热过程。     

端氨基超支聚合物功能化磁性复合材料对Cu~(2+)和甲基橙的吸附研究

合成端氨基超支聚合物(HBPA)后与"一锅法"合成的氨基修饰磁性纳米微球通过戊二醛交联得到多氨基功能化磁性纳米吸附剂。通过傅里叶红外光谱、XRD光谱和热重分析表明端氨基修饰磁性纳米吸附剂(Fe_3O_4@HBPA)成功制备。探讨了Fe_3O_4@HBPA吸附剂对模拟废水中Cu~(2+)和甲基橙的吸附性能。Fe_3O_4@HBPA对Cu~(2+)和甲基橙的吸附时间为120min,温度30℃,吸附剂用量为10.0mg,pH=5.0时对Cu~(2+)的吸附效果最佳,pH大于5,对甲基橙吸附效果都较佳。Fe_3O_4@HBPA吸附剂对Cu~(2+)和甲基橙吸附速率较快,在10min左右就基本达到吸附平衡,温度对Cu~(2+)和甲基橙的吸附影响不大。结果表明端氨基超支聚合物修饰的磁性纳米吸附剂对Cu~(2+)和甲基橙具有较好的吸附能力。     

纤维素基磁性吸附剂的制备及其吸附金属离子性能

为提高纤维素基吸附剂性能,使纳米纤维素(NCC)与乙二胺(EDA)反应制得NCC-EDA后,链接原位生成的Fe_3O_4制备了磁性吸附剂NCC-EDA/Fe_3O_4,并在结构表征的同时,考察了体系pH值、吸附时间、溶液浓度、吸附温度等对产物吸附金属离子性能的影响。结果表明,NCC-EDA/Fe_3O_4具有较大比表面积和孔隙,丰富的活性官能团及顺磁性能;最佳条件下对Pb~(2+)、Ni~(2+)及Cr~(6+)的最大吸附量为352.10,265.96和291.55mg/g;吸附过程为单分子层吸附,吸附行为符合拟二级动力学方程及Langmuir吸附等温线,具有吸附速率高及重复使用性能优等特点。     

紫外辐射法制备AM/MA/AMPS/KF四元共聚吸附树脂及性能研究

以N,N,-亚甲基双丙烯酰胺(NMBA)为交联剂,在无氮气保护和不添加任何引发剂条件下,采用紫外辐照法合成魔芋粉(KF)/丙烯酰胺(AM)/马来酸酐(MA)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)共聚吸附树脂,研究了单体摩尔比、pH、交联剂用量、魔芋粉含量对树脂吸附亚甲基蓝的影响,并借助FT-IR、TG对树脂的结构、热稳定性进行了研究。实验表明:在优化条件下,n(AMPS)∶n(AM)∶n(MA)=2.5∶0.5∶0.4;w(KF)=2.5%,pH=3,w(NMBA)=0.35%,tcuring=5min时合成的树脂对亚甲基蓝的吸附量为104.14mg/g。     

离子液体中阳离子纤维素的制备及对酸性蓝40的吸附性能

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐(BMIMCl)为溶剂、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(AETAC)为阳离子单体合成了高效的阳离子改性纤维素材料。将纤维素溶解于BMIMCl中,在溶液状态通过自由基聚合接枝阳离子单体,采用相分离法制得产物。红外光谱和元素分析表明单体已成功接枝到纤维素上,扫描电镜和X射线衍射仪分析表明阳离子纤维素的样品呈多孔结构,晶型从纤维素Ⅰ型变为纤维素Ⅱ型,结晶指数从80.33%降至53.81%。阳离子纤维素对酸性蓝40具有优良的吸附能力,在中性、无盐条件下吸附效果最好,理论平衡吸附量可达到448.43 mg/g。吸附类型属于化学吸附,吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和伪二阶吸附动力学方程。吸附剂可循环使用,NaOH溶液可作为解吸溶液。     

银杏叶作为吸附剂去除废水中Cu2+的研究

以秋季废弃的银杏叶作为吸附剂,吸附去除废水中的铜离子。研究了吸附剂粒度、吸附剂投加量、pH、吸附温度、废水中Cu~(2+)初始质量浓度对吸附效果的影响。结果表明:在吸附剂粒度150～180μm、吸附剂投加量1.3～1.6g、吸附温度25～50℃条件下、银杏叶对Cu~(2+)初始质量浓度小于40mg/L的中性废水的吸附率几乎达到100%;银杏叶对Cu~(2+)的吸附过程与拟一级动力学方程线性拟合较好。     

胶原/纤维素/壳聚糖凝胶珠对水溶液中Ni~(2+)的吸附

在以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([C4mim]Cl)为溶剂,制备胶原和纤维素复合凝胶珠吸附剂过程中,加入少量壳聚糖对凝胶珠进行改性。吸附实验结果显示,胶原/纤维素/壳聚糖凝胶珠(CCHB-CS,质量比2/3/1)能有效吸附水溶液中的Ni 2+,相较于胶原/纤维素凝胶珠(CCHB,质量比1/1)和壳聚糖/纤维素凝胶珠(CCSHB,质量比1/1),CCHBCS对Ni 2+离子的吸附能力有所降低;溶液pH值会影响CCHB-CS对Ni 2+的吸附,pH7.0为最佳条件;Langmuir单分子吸附模型适用于描述CCHB-CS吸附行为。     

离子液体辅助纳米纤维素吸附剂的制备及其吸附性能

以脱脂棉纤维素(Cellulose,Ce)为原料,以丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为单体,使用酸性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO₄)为溶剂和水解催化剂对纤维素进行水解和改性,然后对改性纤维素进行高压均质处理制备出纳米纤维素吸附剂(AA/AM-g-NC)。对AA/AM-g-NC的结构和性能进行表征,并以亚甲基蓝为吸附质研究了对AA/AM-g-NC的吸附性能。结果表明,离子液体辅助高压均质处理脱脂棉后得到纤丝交联网状结构的AA/AM-g-NC吸附剂。这种吸附剂的晶型保持了纤维素Ⅰ型结构,结晶度略有提高;AA/AM-g-NC吸附剂表面接有丙烯酸和丙烯酰胺官能团,对亚甲基蓝的吸附受pH值的影响且为自发放热过程,并符合Langmuir吸附等温式;吸附过程接近准二级动力学方程,由颗粒的内扩散和表面扩散共同控制。     

马来酸酐改性百香果皮对阳离子染料的高效选择性吸附

通过马来酸酐改性废弃百香果皮制备一种羧酸功能化百香果皮生物吸附剂,并探索了其对水溶液中阳离子染料的选择性去除。利用SEM、BET、FTIR、和XRD对制备的马来酸酐改性百香果皮生物吸附剂(PFPCM)进行系统表征,并通过间歇吸附实验研究其对亚甲基蓝(MB)和甲基紫(MV)的吸附性能和机理。结果表明,PFPCM不仅具有较高的吸附速率、优异的吸附性能,而且对阳离子染料(如MB和MV)具有良好的吸附选择性。PFPCM对MB和MV的吸附过程遵循准二阶动力学和Langmuir等温吸附模型,最大吸附量分别为529.10和1 410.38 mg/g。此外,经过6次吸附-解吸循环后,PFPCM对MB和MV的去除率均达到96%以上,表明该吸附剂具有良好的可回收性和重复使用能力,因此PFPCM可作为一种去除水污染中阳离子染料的高效吸附剂。     

蛭石、蒙脱石和膨润土对Cr~(6+)吸附的差异效应与机理

以蛭石、蒙脱石和膨润土为吸附剂,采用静态吸附试验研究3种黏土矿物对Cr~(6+)的吸附影响因素及规律、最佳吸附条件和吸附行为特性,并采用红外线光谱、扫描电镜、能谱和X射线衍射对3种黏土矿物的活性基团构成、微观形貌和化学元素组成等进行表征与分析。结果表明,3种黏土矿物对Cr~(6+)的吸附基本在60 min内达到平衡,在p H为5.0时有较好的吸附效果。蛭石、沸石和膨润土对Cr~(6+)的吸附过程更符合二级反应动力学,以Langmuir方程拟合得到理论最大吸附量分别为19.959、8.3963、15.432 mg·g~(-1),正交实验结果表明,在吸附剂的质量浓度为1.0 g·L~(-1),吸附质质量浓度为300 mg·L~(-1),p H为5.0,温度为25℃,时间为120 min的条件下,3种黏土矿物的吸附量达到最大,其中蛭石对Cr~(6+)的吸附效果最好。     

APTES改性介孔硅的制备及对重金属离子的吸附性能研究

以介孔二氧化硅为原材料,将3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)改性接枝到介孔硅表面,对改性介孔二氧化硅进行表征分析。介孔硅具有较高的比表面积,而APTES中的氨基具吸附重金属功能,使得氨基改性介孔硅吸附重金属离子的功能更强。探讨了介孔硅对重金属的吸附性能,考察氨基功能化介孔硅吸附剂对重金属镉离子(Cd~(2+))、铅离子(Pb~(2+))、铜离子(Cu~(2+))的选择吸附作用。实验结果表明,吸附时间8h以上,介孔硅和改性介孔硅对Cd~(2+)的吸附量分别为0.14、0.15mg/g,对Pb~(2+)的吸附量分别为0.14、0.15mg/g,对Cu~(2+)的吸附量分别为0.13、0.15mg/g;在温度为25℃,震荡时间为24h的条件下,改性介孔硅对Pb~(2+)吸附性能最好,吸附量为0.13mg/g,其次是Cu~(2+)为0.02mg/g,最后是Cd~(2+)为0.01mg/g,说明在3种金属的混合溶液中,改性介孔硅对Pb~(2+)有良好选择吸附性。     

携带季铵阳离子的铜(Ⅱ)离子印迹聚合物制备及吸附性能研究

以N,N-二甲基烯丙基胺,5-氯甲基水杨醛及邻氨基苯酚为原料合成5-[氯化(N,N-二甲基-N-烯丙基铵基)甲基]水杨醛缩邻氨基苯酚(DMAA-QAs-HAE),之后以甲基丙烯酸甲酯为共聚单体,二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,采用悬浮聚合法,制得携带季铵阳离子的铜(Ⅱ)离子印迹聚合物[Cu(Ⅱ)-IIPs]。实验结果表明:在pH=4,铜(Ⅱ)离子初始浓度为800mg/L,25℃,吸附15min,Cu(Ⅱ)-IIPs对铜(Ⅱ)离子的最大吸附量可达52.78mg/g,对干扰离子Fe~(3+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)都有良好的选择吸附性能。     

磁性氧化石墨烯的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

制备了一种磁性氧化石墨烯(GO-Fe_3O_4),并对其吸附铜离子(Cu~(2+))的性能进行了研究。研究了不同pH和初始浓度对GO-Fe_3O_4去除Cu~(2+)的影响。研究结果表明:改性四氧化三铁(Fe_3O_4@SiO_2)成功被接枝在GO的边缘,GO与Fe_3O_4@SiO_2质量配合比为4∶1,制得的GO-Fe_3O_4,在303℃,pH为4.5,Cu~(2+)初始质量浓度为124.5mg/L条件下,GO-Fe_3O_4对Cu~(2+)的平衡吸附容量达到76.5mg/g。GO-Fe_3O_4在使用第7次时,对Cu~(2+)吸附容量仍可达到55mg/g,具有良好的吸附性能。     

改性玉米秸秆对废水中Cr~(6+)吸附的研究

对玉米秸秆进行化学改性,应用改性玉米秸秆对含六价铬(Cr~(6+))废水进行吸附研究。研究了改性玉米秸秆吸附剂用量、pH值、温度对废水中Cr~(6+)吸附作用的影响。结果表明:对≤100mg/L(质量浓度)的Cr~(6+)废水,在秸秆用量为0.03g(质量浓度0.6g/L)、pH值为2、吸附温度20℃、吸附平衡时间120min条件下,对Cr~(6+)的去除率为99.9%,吸附量为166.5mg/g。吸附是自发吸热过程。     

壳聚糖插层高岭土吸附处理电镀废水中的重金属离子

利用壳聚糖插层天然高岭土制备复合吸附剂去除电镀废水中重金属离子的相关研究不多。将天然高岭土活化处理后置于经乙酸溶解的壳聚糖溶胶中,制得壳聚糖插层高岭土复合吸附剂;优化了复合吸附剂的制备条件,考察了pH值、吸附时间以及复合吸附剂的投加量对电镀废水中Cr~(6+)、Ni~(2+)、Cd~(2+)、Pb~(2+)4种重金属离子吸附效果的影响;确定了复合吸附剂的最优制备条件:高岭土预处理温度为700℃,壳聚糖与高岭土的质量比为1∶5。电镀废水中重金属离子最佳脱除条件:pH值为5.0~6.0,吸附时间为60min,投加量为6.0g/L。常温下Cr、Ni、Cd、Pb4种重金属的去除率分别为94.76%、98.58%、92.47%、99.30%。连续5次吸附-解吸循环结果表明,插层复合吸附剂的去除率均大于90%,适用于去除电镀废水中的重金属离子。     

4-十二烷基苯胺改性SiO_2多孔吸附剂的合成及用于阴阳离子染料的去除研究

在温和的条件下合成了一种多孔吸附剂——4-十二烷基苯胺改性SiO_2,用于各种染料的去除。将合成的吸附剂装入固相萃取柱中用于阴、阳离子染料的去除,以罗丹明B和甲基蓝作为模型,考察了材料的吸附特性。通过一种简单的萃取装置,pH=2~4下,对各种染料能够实现有效去除。结果表明这种吸附适配于Langmuir模型,罗丹明B和甲基蓝的最大吸附量分别达到3.53和3.83mg/g,吸附材料具有良好的重用性,可以作为低代价的吸附剂用于阴、阳离子染料的有效去除。     

漆酶/TEMPO催化纤维素接枝天冬氨酸及其对Ni2+的吸附行为研究

以棉浆纤维素(CF)为原料,利用漆酶/TEMPO体系选择性将其C6伯羟基氧化成醛基,得到氧化纤维素(OCF),再将天冬氨酸通过Schiff碱反应接枝到氧化纤维素上,制得一种新型的重金属离子吸附材料。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等表征手段证实了天冬氨酸成功引入到纤维素的表面,且利用凯氏定氮法检测得到接枝产物中天冬氨酸含量为5.28%。以重金属镍离子(Ni~(2+))为模型物,研究了天冬氨酸-纤维素吸附剂(Asp-OCF)对镍离子溶液的吸附性能,探讨了镍离子初始浓度和吸附时间对吸附过程的影响。结果表明,与纤维素相比,制备的新型吸附剂Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附能力大幅提高,平衡吸附量达到9.48 mg/g,相比CF提高了8倍。吸附等温线拟合结果较好的符合Langmuir模型;动力学研究结果表明Asp-OCF对Ni~(2+)的吸附过程符合准二级动力学模型。     

微波辐射合成耐盐性羟乙基纤维素高吸水性树脂

以羟乙基纤维素为原料,丙烯酰胺和马来酸酐为接枝单体,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸胺为引发剂,采用微波辐射技术合成一种新型耐盐型羟乙基纤维素-丙烯酰胺-马来酸酐接枝共聚高吸水性树脂,探讨了微波辐射功率、混合单体AM/MAA比例、羟乙基纤维素浓度、交联剂以及引发剂用量对树脂吸盐水能力的影响.最佳合成条件为:微波辐射功率为400W且间歇加热12min、AM/MAA摩尔比为0.45,羟乙基纤维素浓度为3.0%、交联剂用量为2.0%、引发剂用量为0.15%,制得的高吸水性树脂最大吸盐水率达167g·g-1.     

Cu2+磁性壳聚糖印迹粒子的制备及对Cu2+的吸附

采用一步共沉淀法和离子印迹技术,制备了Fe3O4-壳聚糖(Fe3O4-CTS)印迹粒子。通过X射线衍射、傅里叶红外光谱,振动样品磁强计、热重分析、Zeta电位等手段对Fe3O4-CTS印迹粒子及对比粒子进行结构和性能表征。研究了pH、吸附剂的量、Cu2+初始浓度、吸附时间及温度等不同因素对吸附性能的影响。结果表明,对于印迹粒子,pH=6,吸附时间为4 h,为较理想的吸附条件;当溶液中Cu2+的质量浓度为120 mg/g,吸附剂的质量为50 mg时,吸附基本达到了平衡,单位吸附量约为21.304 mg/g。     

共存离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb~(2+)的影响

采用自制膨润土/木质素磺酸钠接枝丙烯酰胺-马来酸酐复合吸附树脂(Bentonite/LS-g-AM-co-MAH),研究了外加电解质中竞争阳离子与共存阴离子对Bentonite/LS-g-AM-co-MAH吸附Pb~(2+)的影响。结果表明:竞争阳离子Li~+、Na~+、K~+、Mg~(2+)、Ca~(2+)、Ni ~(2+)、Co~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)抑制Pb~(2+)的吸附,抑制作用顺序为Cu~(2+)Cd~(2+)Zn~(2+)Co~(2+)Ni ~(2+)Ca~(2+)Mg~(2+)K~+Na~+Li~+;Fe~(3+)和Al~(3+)在pH=2.0~3.0时抑制Pb~(2+)的吸附,在pH=4.0~6.0时促进Pb~(2+)的吸附,两者的影响顺序为Fe~(3+)Al~(3+)。共存阴离子NO_3~-、Cl~-和Br~-抑制Pb~(2+)的吸附,抑制作用顺序为Br~-Cl~-NO_3~-;SO_4~(2-)和PO_4~(3-)有利于去除Pb~(2+),两者影响基本相同。