不同氧化程度氧化石墨烯/聚乙烯醇气凝胶对亚甲基蓝的吸附

氧化石墨烯(GO)对水中染料有着优异的吸附性能,但其氧化程度对复合材料吸附性能和机制的影响还未被充分研究。采用Hummer法,制备3种不同氧化程度的氧化石墨烯,与聚乙烯醇(PVA)复合得到三种GO/PVA气凝胶。利用红外光谱(FTIR)、元素分析(EA)和热重分析(TG)分析了3种GO的氧化程度;以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物,通过静态吸附实验考察了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶在不同溶液pH、吸附时间、初始浓度下对MB吸附性能的影响。通过吸附动力学模型、吸附等温线模型和吸附热力学模型探究了GO氧化程度对GO/PVA气凝胶吸附机制的影响。研究结果表明:GO/PVA气凝胶对MB的吸附行为受pH影响较小;提高GO的氧化程度可以明显提升GO/PVA气凝胶的吸附容量和吸附速度,GO氧化程度的提高增加了气凝胶上的吸附位点,有利于吸附。此外,GO氧化程度对GO/PVA气凝胶的吸附机制无明显影响。      

三维立体介孔结构的海藻酸钠/氧化石墨烯复合气凝胶的制备及其对亚甲基蓝的吸附

为了有效去除废水中的染料,本论文以海藻酸钠（SA）和氧化石墨烯（GO）为原料,采用一步水热法制备海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶,并通过冷冻干燥法得SA/GO复合气凝胶。利用FT-IR、XRD、SEM、TEM、N₂等温吸附-脱附、接触角来表征SA/GO复合气凝胶并研究其吸附性能。结果表明,SA/GO复合气凝胶是具有三维立体结构的多孔材料,BET比表面积约为580.54 m²·g^-1。讨论了SA/GO复合气凝胶对亚甲基蓝（MB）溶液吸附过程的影响因素,在碱性条件下,吸附效果最好,吸附率可达99.41%,吸附量可达248.53 mg·g^-1,并表现出优异的循环再生性。     

凹凸棒复合滤料对亚甲基蓝的吸附研究

以凹凸棒土为主要原料合成凹凸棒复合滤料,并对其对亚甲基蓝的静态吸附性能进行研究。实验研究了吸附时间、吸附剂投加量、初始浓度、pH值及温度对凹凸棒复合滤料对亚甲基兰吸附效果的影响,并对吸附结束后的凹凸棒复合滤料进行再生实验。结果表明,凹凸棒复合滤料吸附亚甲基蓝在1．5h可达平衡。在温度为30℃条件下,吸附剂对20mg／L亚甲基兰溶液吸附率可达99．36％。吸附等温线可用Langraulr方程描述,吸附速率方程符合准二级动力学方程。凹凸棒复合滤料通过再生后可以反复使用。     

石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶材料的制备及其吸附性能研究

目的以石墨烯量子点为填充材料,纤维素为基体,制备石墨烯量子点/纤维素复合气凝胶。方法以原生木浆纤维为原料,氯化锌溶液为溶剂来溶解纤维素,以无水硫酸钠为成孔剂,石墨烯量子点为填充材料,经水洗固化、低温冷冻干燥制备纤维素气凝胶复合材料。利用扫描电镜、X射线衍射、红外光谱、吸附实验等研究气凝胶的微观结构和对甲基蓝的吸附性能。结果制备的气凝胶材料具有三维多孔结构,大孔较多,密度低,纤维素气凝胶的密度为0.113 g/cm^3,吸附率为5.85%;复合气凝胶的密度为0.116 g/cm^3,吸附率为11.22%。结论石墨烯量子点的加入改善了纤维素气凝胶对甲基蓝的吸附效果。     

改性国槐叶对亚甲基蓝吸附特性研究

为考察改性国槐叶加入量及其粒径、亚甲基蓝初始质量浓度、pH、吸附温度、吸附时间对吸附率的影响,进行了单因素试验,对筛选出的显著因素采用二次回归正交旋转优化。在改性国槐叶加入量1.2g、吸附时间140min、亚甲基蓝初始质量浓度250mg/L条件下,利用DPS数据处理系统预测的最大吸附率为94.62%,最大吸附率实测值为94.43%,二者吻合。通过吸附等温与吸附动力学分析可知,改性国槐叶对亚甲基蓝的吸附过程是以化学吸附为主的多活性位点吸附,遵循准二级吸附动力学模型。由F检验可知,在1%极显著水平上改性国槐叶的吸附效果优于其他材料,活性炭次之,大孔吸附树脂AB-8较差,硅藻土最差。扫描电子显微镜与X射线能谱分析表明,改性国槐叶具有高度疏松褶皱的结构且含C、O等元素;傅里叶变换红外光谱分析显示其含—OH、■等基团,利于亚甲基蓝的吸附。改性国槐叶比表面积为133.053m~2/g,为脱除亚甲基蓝提供了相对较多的吸附位点。     

间苯二酚-甲醛碳气凝胶粉末的性能研究

间苯二酚-甲醛有机气凝胶粉末经过高温碳化处理得到其碳气凝胶粉末.利用全自动吸附仪进行了液氮温度下有机气凝胶粉末和碳气凝胶粉末的N2吸附孔结构表征,主要研究了有机气凝胶碳化前后孔径分布的变化.并采用透射电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对粉末进行分析,结果表明,经碳化后其比表面积有较大的提高(＞500m2/g),粉末粒径减小(＜100nm).     

SiO2纳米纤维的制备及其对亚甲基蓝染料的吸附性能

以溶胶-凝胶法为基础,通过静电纺丝方法制备PVP/SiO2复合纳米纤维膜,经600℃高温煅烧得到SiO2纳米纤维膜;利用扫描电子显微镜(SEM)观察了SiO2纳米纤维膜的结构形貌;傅里叶变换红外光谱(FT-IR)证实了SiO2纳米纤维的形成;通过X射线衍射(XRD)对SiO2纳米纤维的晶型及晶粒大小进行了分析。通过对其亚甲基蓝染料的吸附,研究了SiO2纳米纤维膜的吸附性能。结果表明制备的SiO2纳米纤维形貌稳定,并对亚甲基蓝染料具有良好的吸附性能。     

有机气凝胶和碳气凝胶的研究与应用

有机气凝胶与碳气凝胶是国际上近年来相继研制成功的新型纳米多孔性材料。介绍了有机气凝胶与碳气凝胶的制备过程、基本性质及应用前景。     

岫岩玉石尾矿热处理及其对亚甲基蓝的吸附性能研究

为提高岫岩玉石矿产资源的综合利用效率,对岫岩玉石尾矿材料应用于亚甲基蓝染料废水处理进行了研究。采用焙烧热处理的方法对材料进行了改性,通过XRD、SEM、TG-DSC等测试手段对材料性能进行了表征。分析了焙烧温度、岫岩玉石尾矿加入量、作用时间、亚甲基蓝初始浓度等因素对岫岩玉石尾矿吸附亚甲基蓝性能的影响。结果表明,低温下热处理(270℃以下)可以提高岫岩玉石尾矿的活性。进一步分析焙烧前后岫岩玉石尾矿的pH、金属离子溶出能力、Zeta电位的变化,结果表明热处理引起材料的Zeta电位的变化是影响其吸附性能变化的主要因素。     

沙柳基磁性多孔炭的制备及其吸附亚甲基蓝性能研究

采用水热法原位改性沙柳生物炭制备磁性多孔炭复合材料,利用SEM、XRD、FT-IR、XPS和BET分别对多孔炭的形貌、结构表征,并研究磁性多孔炭吸附去除废水中亚甲基蓝性能.系列表征分析结果表明磁性复合材料表面疏松多孔,比表面积为63.01 m2/g,含有-COOH、-OH等丰富的官能团.在亚甲基蓝初始质量浓度为50 m...     

Removal of methylene blue from water by cellulose/graphene oxide fibres

A novel and efficient cellulose/graphene oxide (CGO) fibre adsorbent was prepared by wet-spinning technique. The morphology and physicochemical properties of the CGO fibres were characterised by scanning electron microscope (SEM), Fourier transform infrared spectrometer, and thermo-gravimetric analysis. The equilibrium adsorption data were well fitted to the Langmuir models, and the adsorption capacity calculated from the Langmuir model reached 480.77 mg/g at 318 K. The adsorption kinetic studies revealed that pseudo-second-order model best describes the adsorption kinetic data. The thermodynamic parameters indicated that the adsorption was an endothermic and spontaneous process. Furthermore, the CGO fibre, which is very stable and easily separable, can be recycled with a dilute NaOH solution wash, retaining over 93% of the adsorption capacity after recycling three times.     

非共价修饰碳纳米管吸附水中亚甲基蓝研究

利用两亲聚合物聚乙烯吡咯烷酮(PVP)对碳纳米管(CNTs)进行非共价修饰,考察修饰后CNTs对水中污染物亚甲基蓝的吸附.研究体系pH、离子强度、PVP加入量等各种因素对修饰后CNTs吸附亚甲基蓝的影响.结果表明,在pH=8时,PVP浓度为12mg/L时修饰后CNTs对亚甲基蓝的吸附效果最好.离子强度对吸附容量影响很小...     

Kinetics and equilibrium studies of methylene blue adsorption on 2D nanolamellar Fe3O4

ABSTRACT

Nanolamellar Fe₃O₄ as magnetic adsorbents was prepared using sodium dodecyl sulfonate as a template. Thermogravimetric measurements characterisation showed that the as-synthesised product contained about 6 wt% sodium dodecyl sulfonate. The adsorption performance of nanolamellar Fe₃O₄ for the removal of organic dye from aqueous solution was evaluated using methylene blue as a model dye. The product exhibited an excellent ability to adsorb methylene blue from aqueous solutions with a maximum methylene blue removal rate of 96.8%. The adsorption kinetics can be described by a pseudo-second-order equation, and the adsorption isotherm agreed well with Langmuir adsorption equation. Furthermore, the dye saturated nanolamellar Fe₃O₄ could be regenerated using acidic ethanol solution, and the nanolamellar Fe₃O₄ showed excellent reusability. The results indicate the potential use of the adsorbent for the removal of methylene blue from aqueous solution.     

涂铁多孔陶瓷吸附去除亚甲基蓝的热动力学

研究了涂铁多孔陶瓷(IOCPC)在20～40℃下对亚甲基蓝(MB)静态吸附的热动力学性质.用液相沉积、多次涂层法对赤泥质多孔陶瓷表面改性制备吸附剂,并通过小试摇床实验考察了IOCPC在不同条件下吸附MB的效果.结果表明:IOCPC的比表面积为4.987m2/g,比改性前增大3.28倍,平均孔径为11.36nm.IOCPC对MB的吸附等温线呈S型,Freundlich等温吸附方程和准二级动力学方程较好地描述了IOCPC对MB的吸附等温线及吸附动力学实验结果,相关系数分别＞0.89和0.97,平衡吸附容量随温度的升高而增加.由标准吉布斯自由能变(莫獹＜0 )、标准反应焓变(莫獺0＞0)和吸附活化能(Ea=16.145kJ/mol＞4.184kJ/mol)的值可判断,IOCPC对MB的吸附是自发的、吸热的化学吸附反应.     

炭气凝胶电极电吸附脱盐性能的研究

以间苯二酚和甲醛为原料,通过溶胶-凝胶反应、超临界干燥、炭化等工艺合成制备出炭气凝胶,对炭气凝胶的微观结构进行了表征,并研究了炭气凝胶电极在不同电压和在不同浓度NaCl溶液中的电吸附性能。实验结果表明炭气凝胶电极具有很高的吸附效率,在20min内基本达到吸附平衡。随着外加电压的加大,处理溶液浓度的升高,炭气凝胶电极吸附平衡时间减小,单位吸附量增加,吸附单元内电流增加。     

炭气凝胶为电极的超级电容器的研究

采用低分子线性酚醛树脂-糠醛为原料通过溶液．溶胶-凝胶途径成功合成了炭气凝胶．探讨了结构对电化学性能的影响。采用直流循环法测定炭气凝胶为电极的超级电容器的电化学性能,结果表明,炭气凝胶电极在0．5mA充放电时电极的比电容为121F／g．充放电效率为95％．具有性能稳定、充放电效率高等优良性能。     

巯基功能化纳米Fe3O4 高分子磁性复合材料的合成及其对水中亚甲基蓝的吸附作用

采用悬浮聚合法制备了巯基功能化纳米Fe₃O₄ -高分子磁性复合材料（SH-nFe₃O₄-polymer ）。通过TGA、EA、AAS、XRD、FTIR、TEM、VSM等手段对合成的SH-nFe₃O₄-polymer进行了组成、结构、形貌、磁性等表征,并研究了其吸附和去除水中亚甲基蓝（MB）染料的性能。结果表明：合成的SH-nFe₃O₄-polymer平均粒径为250~300 nm,饱和磁化强度为5.88 emu/g;SH-nFe₃O₄-polymer对MB的等温吸附线符合Langmuir模型,饱和吸附量为476.2 mg/g,高于四乙烯五胺功能化纳米Fe₃O₄-高分子磁性复合材料（TEPA-nFe₃O₄ -polymer,30.6 mg/g）和不含磁核的巯基功能高分子材料（SH-polymer,74.6 mg/g）。吸附热力学研究表明,SH-nFe₃O₄-polymer对MB的吸附过程是自发的吸热熵增过程;吸附动力学研究表明,吸附过程可在10 min内达到平衡,符合准二级动力学模型;其吸附过程的活化能为9.53 kJ/mol。SH-nFe₃O₄-polymer能有效去除水中的MB,其对MB的吸附机理涉及静电相互作用、π-π相互作用和疏水相互作用;磁核的存在可以形成微电场,有利于加速吸附过程的传质,确保吸附过程快速有效地进行。     

凹凸棒土负载CeO2催化氧化处理亚甲基蓝染料废水

采用均相沉淀法,以Ce(NO3)3·6H2O为原料,HMT为沉淀剂,制备了ATP/CeO2纳米复合材料.并以H2O2为氧化剂,利用该复合材料对亚甲基蓝(MB)染料模拟废水进行了催化氧化处理,分别考察了催化剂的投加量及CeO2的负载量对MB降解的影响规律.研究结果表明,负载CeO2凹凸棒土纳米复合催化剂的催化活性明显高于相同条件下制备的纯的CeO2,CeO2负载量及ATP/CeO2的投加量分别为40%和0.2g时,最大降解率可达96%,对亚甲基蓝表现出较强的催化活性.     

Removal of methylene blue from aqueous solution by adsorption onto pineapple leaf powder

The ability of an unconventional bio-adsorbent, pineapple leaf powder (PLP) for the adsorption of methylene blue (MB) from aqueous solution was studied. It was observed that intra-particle diffusion was involved in the adsorption process and that the kinetic data fitted well with a pseudo-second-order equation. Fitting parameters revealed that the rate of adsorption increased with decrease in dye concentration and decrease in ionic strength while the mixing speed did not have a significant effect on adsorption. The adsorption was favorable at higher pH and lower temperature, and the equilibrium data were well fitted by the Langmuir isotherm. The maximum adsorption capacity varied from 4.68 × 10⁻⁴ to 9.28 × 10⁻⁴ mol/g when pH increases from 3.5 to 9.5. Thermodynamic parameters suggest that the adsorption is a typical physical process, spontaneous, and exothermic in nature. The results revealed that this agricultural waste has potential to be used as an economical adsorbent for the removal of methylene blue from aqueous solution.