GO/GA-g-PAMPS复合水凝胶的制备及阳离子染料吸附性能

以自制氧化石墨烯（GO）和阿拉伯胶（GA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS)为原料,采用一步水热反应法制备了GO/GA-g-PAMPS新型复合水凝胶,利用FTIR、XRD、SEM对复合水凝胶结构进行了表征。研究了GO浓度、溶液pH、染料初始浓度、吸附时间、吸附温度对阳离子染料亚甲基蓝（MB）和结晶紫（CV）吸附性能的影响。结果显示：水凝胶对阳离子染料具有较好的吸附效果,在GO浓度为0.3mol/mL,凝胶用量为0.05g,溶液pH为7,温度为50℃,染料初始浓度为200mg/L时,凝胶对MB和CV的吸附量和吸附率分别为395.68、381.70mg/g和98%、96%。凝胶经过5次循环使用后,对MB和CV的吸附率仍能达到82.6%和81.2%。吸附等温线和动力学研究表明,凝胶对MB吸附更符合Freundlich模型,对CV的吸附更符合Langmuir模型,准二级动力学模型能更好地描述两种阳离子染料的吸附过程。热力学研究表明水凝胶对两种染料吸附是自发、吸热和混乱度增加的过程。     

聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶制备及对亚甲基蓝吸附

以丙烯酸(AA)为原料,二丙烯酸酯(Pul DA)分散的氧化石墨烯(GO)纳米胶粒(GO-Pul DA)为增强剂,N,N'-亚甲基双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,通过自由基共聚合制备了一系列结构均一的聚丙烯酸/氧化石墨烯复合水凝胶(PAA/GO-Pul DA)。考察了BIS质量浓度、GO质量浓度以及溶液pH值对复合水凝胶力学性能、吸水性和亚甲基蓝(MB)吸附量的影响。结果表明,当GO质量浓度从0.1 g/L增加至1.0 g/L时,复合水凝胶拉伸强度从5.0 k Pa增加至10.4 k Pa,断裂伸长率高于100%,当GO的质量浓度为0.3 g/L时,复合水凝胶的断裂伸长率最高为151%;复合水凝胶表现出pH敏感的高吸湿性,pH从3.0增加至6.8时,平衡溶胀比(SRe)变化可达386 g/g,pH=6.8时最大SRe高达490 g/g。当溶液pH值从3.0增加至11.0时,PAA/GO-Pul D对MB的平衡吸附量(qe)可增加1 400~1 500 mg/g,pH=11.0时最大的qe高达1 789 mg/g。复合水凝胶对MB的吸附行为符合准一级动力学模型。5次吸附-解吸附循环后,相对于首次吸附,PAA/GO-Pul D对MB的吸附能力仍保持高达60%,解吸附效率高于90%。     

玉米淀粉/羧甲基纤维素生物复合凝胶的制备及吸附行为研究

以玉米淀粉与羧甲基纤维素（CMC）为骨架，以丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）为单体制备复合凝胶，对复合凝胶材料进行表征。以亚甲基蓝（MB）为吸附质，考察复合凝胶吸附剂对阳离子染料吸附过程的动力学和热力学行为，分析阳离子强度、水体pH值、染料初始质量浓度等对吸附剂吸附性能的影响。结果表明：玉米淀粉-CMC-g-AA-AM-AMPS凝胶是一种表面多孔的吸附材料，其比表面积为24.939 7 m2/g，平均吸附孔径为8.668 2 nm。凝胶对MB的吸附过程与准二级动力学模型和Langmuir模型拟合较好，属于单分子层的化学吸附。阳离子对凝胶吸附MB有明显抑制作用，抑制效果为Al3+>Ca2+>Na+。随着离子强度的增加，抑制作用越明显。在投加量为0.1 g、温度为298 K、pH值为11.0、MB初始质量浓度为2 000 mg/L条件下，吸附剂最大吸附量达到1 938.82 mg/g、去除率为96.94%，能有效去除MB。     

聚丙烯酸/锂藻土纳米复合水凝胶对亚甲基蓝吸附性能的研究

研究了聚丙烯酸/锂藻土纳米复合水凝胶对染料亚甲基蓝的吸附性能,考察了不同吸附条件,包括凝胶用量、染料浓度、吸附时间及溶液p H条件等对水凝胶吸附效果的影响。实验结果表明,水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程在30 min内即能达到平衡,吸附速度快;最大吸附容量高达1 192.9 mg/g,是普通吸附剂吸附容量的几十倍,吸附效果好;凝胶的吸附等温线拟合结果符合Freundlich模型,动力学拟合结果显示,凝胶对亚甲基蓝的吸附过程符合二级动力学模型。     

VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂的性能测试

研究了溶液pH、盐浓度对辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸) (VMT/P(AMPS-co-AA)) 复合高吸水树脂的溶胀行为的影响,考察了染料pH、吸附时间、染料浓度等因素对复合高吸水树脂吸附量的影响,同时对树脂的吸附-解吸性能进行了研究。结果表明, VMT/P(AMPS-co-AA)具有高吸水性、pH敏感性、盐敏感性以及高吸附性。该树脂在蒸馏水中的最大溶胀率达到822.4 g/g,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)的吸附量分别可达2027.8, 2171.8和883.2 mg/g。在pH=6.5和25℃下,其对染料的吸附行为符合动力学准二级模型,该树脂还具有一定的吸附-解吸性能和重复利用性能。     

VMT/P(AMPS-co-AA)复合高吸水树脂及其对染料吸附性能

研究了溶液p H、盐浓度对辉光放电电解等离子体引发合成的蛭石/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酸)〔VMT/P(AMPS-co-AA)〕复合高吸水树脂的溶胀行为的影响,考察了染料p H、吸附时间、染料浓度等对树脂吸附量的影响,同时对树脂的吸附-解吸重复利用性能进行了测试。结果表明,VMT/P(AMPS-co-AA)具有高吸水性、p H敏感性、盐敏感性以及高吸附性。该树脂在蒸馏水中的最大溶胀率达到822.4 g/g,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)的吸附量分别可达2 027.8、2 171.8和883.2 mg/g。在p H=6.5和25℃下,其对染料的吸附行为符合动力学准二级模型,该树脂还具有一定的吸附-解吸性能和重复利用性能。     

氧化石墨烯-TiO2复合材料对三种染料的吸附动力学及光催化性能

通过在氧化石墨烯分散溶液中水解钛酸丁酯成功制备氧化石墨烯-TiO₂复合材料（GO-TiO₂）,采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、全自动比表面及孔径分析仪（BET）和紫外-可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等对样品进行了表征。研究了GO10-TiO₂对亚甲基蓝（MB）、甲基橙（MO）和罗丹明B（RhB）3种染料的吸附动力学和光催化性能。结果表明：TiO₂颗粒均匀地附着在GO片层表面;GO10-TiO₂对3种染料的吸附过程为多层吸附,吸附动力学符合拟二级动力学模型;在25℃条件下GO10-TiO₂对废水中MB、MO和Rh B的吸附因共轭结构、极性等的差异而呈现选择性吸附,吸附容量分别为9.2mg/g、5.4mg/g和23.0mg/g。对3种染料废水的光催化降解效果与吸附性能相关联,吸附容量越大降解效率越高,光催化反应60min时,MB、MO和Rh B降解率分别为89%、75%和98%。     

纳米纤维素/聚乙烯亚胺水凝胶的制备及对Cr(Ⅵ)的吸附

以麦秆基纳米纤维素纤丝(cellulose nanofibrils, CNF)和聚乙烯亚胺(PEI)为原料,通过化学交联制备了CNF/PEI(CPH)复合水凝胶。SEM结果表明,复合水凝胶微观形貌为蜂窝状大孔网络结构,红外光谱分析及元素分析表明CPH水凝胶携带大量氨基。将CPH复合水凝胶用于水体中Cr(Ⅵ)的吸附研究,结果表明,pH值为2时,Cr(Ⅵ)吸附效果最优;吸附动力学及等温方程研究结果表明其吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温方程符合Langmuir模型,在温度为25,35℃时对Cr(Ⅵ)最大吸附容量分别为117.1,123.5 mg/g。经过3次吸附-解吸循环后,其吸附容量可达对照组的70%以上,说明CPH水凝胶具有一定的再生及循环利用性能。研究结果可为农业废弃物的资源化利用及Cr(Ⅵ)污染处理提供理论依据。     

PAM/SA/CNFs复合水凝胶的制备与性能研究

通过溶液交联聚合法制备了聚丙烯酰胺(PAM)/海藻酸钠(SA)/纤维素纳米纤维(CNFs)半互穿网络结构复合水凝胶。研究了不同添加量的CNFs对SA/PAM/CNFs复合水凝胶的溶胀性能和力学性能的影响;并测定了该复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附性能。结果表明:当CNFs添加量为0.1ω/%时,复合水凝胶对亚甲基蓝染料的吸附效果最好,且平衡溶胀度最大为9.47,复合水凝胶压缩应力达到114.64 kPa。     

电解二氧化锰对亚甲基蓝和甲基橙染料吸附性能的研究

以电解二氧化锰(EMD)为吸附剂,分析了吸附剂投加量、pH和吸附时间等因素对EMD吸附亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)的影响;亚甲基蓝是一种典型的阳离子型染料,性质很稳定;甲基橙是一种酸碱指示剂,分子中带有磺酸基-SO3-。结果表明,最佳吸附条件为吸附MB和MO时EMD的最佳用量分别为33.33 g/g和55.56g/g,pH为2、吸附时间为300 min时吸附效果最好。EMD对MB和MO的吸附过程较符合Langmuir等温式和拟二级动力学方程,吸附速率常数分别为0.002 3和0.006 4 g/(mg.min)。EMD对染料的去除机理为吸附和氧化综合作用的结果。     

改性山核桃外果皮炭对碱性染料的吸附特性研究

用磷酸活化山核桃外果皮制备的生物质炭吸附剂处理碱性染料废水,研究了该吸附剂对废水中孔雀石绿(MG)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明,该吸附剂为高效的碱性有机染料吸附剂,当其投加量为1 g/L时,318 K条件下对初始质量浓度为300 mg/L的MG的去除率达99.20%,303 K条件下对初始质量浓度为200 mg/L的MB的去除率达98.48%;吸附动力学符合准二级动力学方程;等温吸附模型符合Langmuir方程。     

改性MXene材料对亚甲基蓝废水的吸附性能研究

以柠檬酸钠二水合物(Sodium citrate，简写SC)为改性剂，通过与Ti2CTx液体充分搅拌复合制备了混合胶体溶液(SC-Ti2CTx)型吸附剂，用于处理阳离子染料亚甲基蓝(methylene blue，简称MB)废水。考察了SC的添加量、吸附时间和吸附剂用量等因素对吸附剂性能的影响，并通过动力学和吸附等温线对吸附过程进行了探索。研究结果表明：SC-Ti₂CT_x对于MB具有优异的吸附性能，在温度297 K、MB废水初始浓度为200 mg/L时，SC-Ti₂CT_x对MB吸附量可达到578.5 mg/g，其吸附过程符合准二级动力学模型，且吸附速度极快，30 s内即可达到吸附平衡。吸附过程能够用Langmuir等温模型进行拟合。吸附性能的提升与SC的抗氧化性能密切相关。     

木质素生物炭磺酸对水中阳离子染料的吸附性能与机制

以木质素磺酸钠(LS)为原料,采用浓硫酸一步氧化碳化的方法在60℃和210℃下分别制备了木质素生物炭磺酸SLBC-60和SLBC-210。SLBC-60磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为1.66,1.40,4.41 mmol/g,而SLBC-210磺酸基、羧基和酚羟基含量分别为0.34,3.22,5.41 mmol/g。对比评价了它们对亚甲基蓝(MB)的吸附效果,结果显示,在pH=1～10溶液中,SLBC-60对MB保持高吸附量(>463.9 mg/g)和高去除率(>91.9%),而SLBC-210对MB吸附量<231.5 mg/g、去除率<45.8%,结合生物炭结构和Zeta电位分析,这可能与SLBC-60富含磺酸基官能团及其在pH=1～10溶液中表面均富集负电荷有关;优化pH、吸附剂加入量、吸附时间等参数,得到SLBC-60对MB、罗丹明B和孔雀石绿饱和吸附量分别为755.1,926.1,1 008.2 mg/g,且吸附性能不受一价金属离子影响。此外,SLBC-60对MB的吸附等温线符合Langmuir模型(R²=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R2=0.998 9),吸附动力学符合准二级动力学方程(R²=0.999 5),说明该吸附以单层化学吸附为主。因此,改性制备的木质素生物炭磺酸可作为高效的阳离子染料吸附剂,有望应用于印染废水治理。     

活化氧化石墨烯的制备及对甲基橙的吸附

为了提高氧化石墨烯(GO)的比表面积和吸附性能,采用氢氧化钾对GO进行高温固相活化,制备出活化氧化石墨烯(GOKOH),并将其用于对水中阴离子染料甲基橙(MO)的吸附研究。结果表明,GOKOH的比表面积可达672.48 m2/g。GOKOH能在较宽的p H范围内实现对MO的高效去除,去除率高达94.87%,吸附平衡时间约为150 min。准一级和准二级动力学拟合的理论平衡吸附容量分别为549.87 mg/g和549.45 mg/g,Langmuir模型的饱和吸附容量为632.91 mg/g。该吸附过程受边界层扩散与颗粒内扩散两个步骤控制,符合二级动力学模型和Langmuir模型,并主要以化学吸附为主。     

P(AM-AANa)水凝胶在染料污水处理中的应用研究

水凝胶作为一种新型的高分子吸附材料,在染料废水的处理方面有着广泛的应用。为了研究水凝胶对不同染料的选择性吸附性能,将实验室制备的P(AM-AANa)水凝胶用于对碱性藏花红(ST)、亚甲基蓝(MB)、孔雀石绿(MG)及结晶紫(CV)四种染料废水的吸附实验中,对比水凝胶对不同染料的吸附性能,并利用SEM对照水凝胶在吸附染料前后的形貌。实验结果表明,P(AM-AANa)水凝胶对MB的吸附效果最佳,然后依次为CV、MG和ST,P(AM-AANa)水凝胶对ST、MB、MG及CV的吸附率分别为2. 6%、16. 2%、7. 9%以及12. 0%。所制备的水凝胶对不同染料存在差异性吸附,这一结论可以为研制染料专属吸附剂提供一定的研发思路和参考价值。     

氧化石墨烯/海藻酸钠凝胶球对亚甲基蓝吸附性能的研究

以氧化石墨烯、海藻酸钠为原料,制备了氧化石墨烯/海藻酸钠(GO/SA)复合凝胶球,并利用批平衡吸附方法探讨了该凝胶球对水体中亚甲基蓝(MB)的吸附特性。考察了吸附时间、投加量以及pH值等因素对吸附的影响。结果表明,随凝胶球加入量增大,MB去除率逐渐升高;在pH为中性及碱性条件下,对MB的去除率明显优于酸性条件;吸附4h后基本达到平衡,其吸附过程符合Freudlich等温吸附模型以及准二级动力学方程。该吸附剂成本低廉,性质稳定,为废水中相关染料的去除提供了一定的依据。     

碱性钙基膨润土对亚甲基蓝和刚果红的吸附去除

该文研究了碱性钙基膨润土(ACB)对水体中的亚甲基蓝(MB)和刚果红(CR)染料的吸附性能,考察了吸附剂用量、吸附时间及温度、pH及盐等因素对吸附效果的影响,同时进行了两种染料在碱性钙基膨润土上的吸附等温模型、吸附动力学模型研究。结果表明,ACB对MB、CR的脱色率随着吸附剂用量的增加而增加,在实验条件下,50 mg/L MB和100 mg/L CR的最佳吸附剂质量浓度分别为1.0 g/L和2.0 g/L;升高温度可以加快吸附速率,但对最终的脱色率影响很小;50 mg/L MB的吸附平衡时间在60 min左右,100 mg/L CR的吸附平衡时间在120 min左右;在pH=3～12时,ACB对MB的脱色率都稳定在99%左右,而适宜ACB吸附CR的pH=3～7,对CR的脱色率保持在90%左右;NaCl的加入对MB的吸附效果影响很小,对CR的吸附则有很强的抑制作用;ACB对MB的吸附同时符合Langmuir和Freundlich模型,而ACB对CR的吸附则更符合Langmuir模型;ACB对两种染料的吸附过程均符合准二级动力学模型,颗粒内扩散模型的拟合结果说明吸附过程存在颗粒内扩散作用。     

SMA-β-环糊精聚合物制备及其对水中亚甲基蓝的吸附性能

用β-CD与苯乙烯-马来酸酐交替共聚物(SMA)反应,制备了β-CD质量分数为49.8%的水不溶性SMA-β-CD,并用IR、元素分析及热分析表征。以SMA-β-CD为吸附剂,研究了25℃下SMA-β-CD对水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明,吸附性能随体系p H升高而提高,吸附在120 min内达到平衡。固液比为0.25g/L时,SMA-β-CD对20 mg/L的MB的吸附率为100%;固液比为0.5 g/L时,对213.6 mg/L的MB吸附率达98%。SMA-β-CD对MB的吸附符合Langmuir模型,由Langmuir方程求得的最大吸附量为316.4 mg/g;吸附符合拟二级动力学模型。     

碱木质素对亚甲基蓝的吸附行为及作用机制

为建立提高碱木质素(KL)吸附性能的改性理论依据,并推进其作为染料废水吸附材料的工程化应用,研究了KL对染料废水中亚甲基蓝(MB)的吸附性能和吸附作用机制。考察了MB初始质量浓度、吸附时间和溶液pH值对KL吸附MB的影响规律。结合溶液环境对吸附行为的影响规律以及红外光谱,研究了KL和MB间的相互作用机制。实验表明,在30℃下,KL对MB的饱和吸附量为291 mg/g,在前50 min具有较快的吸附速率,并且对低质量浓度的MB仍表现出良好的吸附效果。KL对MB的吸附等温线符合Langmiur模型,吸附过程符合拟二级动力学模型。KL和MB间的π-π、静电、氢键和疏水作用以及KL在溶液中的聚集结构都会对吸附过程产生显著影响。     

笋壳渣对阴阳离子染料的吸附特征及机制研究

为实现竹笋加工废弃笋壳（BSS）的综合利用,将笋壳逐级提取甾醇、木糖后产生的笋壳渣（BSSE）作为吸附材料,选用典型的阳离子染料亚甲基蓝（MB）和典型的阴离子染料酸性大红（AS）作为吸附质,研究BSSE对阳离子染料和阴离子染料的吸附特征及机制。结果表明：随着溶液初始pH的增大,BSSE对MB的去除率大体呈上升趋势,而对AS的去除率大体呈下降趋势;当MB溶液和AS溶液的初始质量浓度均为100 mg/L时,BSSE的最佳投加质量浓度为1.5 g/L,此时去除率分别可达99.5%和95.7%;BSSE吸附MB的过程较好地符合Freundlich和Elovich模型,吸附可自发进行,以化学吸附为主,物理吸附为辅;吸附AS的过程较好地符合Langmuir和Elovich模型,吸附可自发进行,以物理吸附为主,化学吸附为辅。