纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu~(2+)吸附性能

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu~(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu~(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu~(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu~(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu~(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu^(2+)吸附性能EI北大核心CSCD

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu^(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu^(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu^(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu^(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu^(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

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。     

二醋酸/有机改性蒙脱土复合多孔纤维的制备及其染料吸附性能

利用高挥发溶剂,采用静电纺丝技术,通过在二醋酸(CA)纺丝液中添加不同质量分数(0%、1%、2%、3%和4%)的有机改性蒙脱土(O-MMT),制备CA/O-MMT复合多孔纤维膜,通过对亚甲基蓝染料的吸附,比较纤维膜的吸附性能。通过电导率仪和黏度计分别对纺丝液的电导率和黏度进行测试;利用扫描电镜分析O-MMT加入量对制备的复合纳米纤维形貌的影响;利用傅里叶变换红外光谱证实CA/O-MMT复合多孔纤维膜的复合结构;采用透射电镜观察O-MMT在纤维中的分布;通过紫外-可见分光光度计测量复合纤维膜对染料的吸附性能。结果表明:随着O-MMT含量的增加,纤维直径变细,纤维珠节增加,但纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附性能提高;且反应温度的升高有利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解;酸性条件不利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解。     

PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。     

氨基化PAN@SiO2纳米纤维膜除铬性能研究

结合静电纺丝技术和溶胶-凝胶法制备了聚丙烯腈(PAN)@SiO_2纳米纤维膜,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对PAN@SiO_2纳米纤维膜进行氨基改性,成功制备出APAN@SiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱等方法对纳米纤维膜的形貌、结构进行分析,利用电感耦合等离子体原子发射光谱仪对纤维膜的除Cr(Ⅵ)能力进行表征。结果表明:纳米SiO_2颗粒在PAN纳米纤维膜表面生长后,使得PAN纳米纤维膜的比表面积从8.76m~2/g增大到13.32m~2/g;APAN@SiO_2复合纳米纤维膜的机械性能优异;在Cr(Ⅵ)溶液初始质量浓度为100mg/L、SiO_2溶胶-凝胶时间为6h、KH550体积分数为2%条件下,APAN@SiO_2复合纳米纤维膜除铬效果最好,最大吸附量达到112.6mg/g。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型。循环吸附实验表明,APAN@SiO_2复合纳米纤维膜经过4次循环实验后,除铬效率依然保持在50%以上。     

Ni-MOFs@GO复合材料对亚甲基蓝吸附性能研究

采用水热合成法制备镍基金属有机骨架材料(Ni-MOFs),然后以其为载体，采用溶液共混法制备Ni-MOFs@GO复合材料。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电镜对其结构和形貌进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物，考察了Ni-MOFs与GO配比[m(Ni-MOFs)∶m(GO)]、MB初始浓度和Ni-MOFs@GO用量对MB吸附的影响，并对其吸附动力学和吸附等温线类型进行了探讨。结果表明，当m(Ni-MOFs)∶m(GO)为5∶1,MB初始浓度为25mg/L,Ni-MOFs@GO用量为0.6g/L时，对MB的吸附容量为243.898mg/g。吸附过程符合准二级动力学模型(R²>0.999);在25℃条件下，Ni-MOFs@GO对MB平衡吸附量为235.373mg/g。吸附等温线拟合表明，Freundlich(R_F²>0.779)模型能较好地描述MB的吸附行为。     

椰壳对水中亚甲基蓝的吸附研究

以椰壳为吸附剂,研究了温度、pH、粒径和共存阳离子等因素对其吸附亚甲基蓝的影响及吸附特性。结果表明:椰壳对亚甲基蓝吸附快速,10min内吸附量达到平衡吸附量的90%;伪二级动力学方程较好地描述了其吸附行为;吸附过程受颗粒内扩散与液膜扩散的共同影响。温度对吸附的影响较小;pH=4~12范围内椰壳对亚甲基蓝的吸附较好;亚甲基蓝初始浓度的增加、椰壳粒径的减小以及共存阳离子的存在,均有利于提高其对亚甲基蓝的吸附量。     

金属-有机骨架复合材料Cu-1,3,5-苯三甲酸/氧化石墨烯对亚甲基蓝的吸附性能研究

利用金属-有机骨架复合材料Cu-1,3,5-苯三甲酸/氧化石墨烯(Cu-BTC/GO)作为吸附剂,研究了其对水相中亚甲基蓝的吸附行为。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、红外光谱、热重分析及比表面积分析等手段对该复合材料的结构进行表征。探讨了温度、pH和亚甲基蓝初浓度等因素对Cu-BTC/GO吸附性能的影响。结果表明:在pH=7、30℃的条件下,125mg/L Cu-BTC/GO对10mg/L亚甲基蓝有优异的吸附能力;Cu-BTC/GO对亚甲基蓝的吸附动力学数据符合准二级动力学方程,吸附模型符合Langmuir等温吸附方程;通过Langmuir模型计算可知,该复合材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达480.77mg/g。     

水热法合成TiO2/Fe3+光催化剂及其氧化降解亚甲基蓝

以硫酸钛为钛源,采用水热法合成了TiO2/Fe3+光催化剂,利用XRD对产物晶体结构进行表征,研究在紫外光(365nm)照射下用合成的TiO2/Fe3+粉末催化降解亚甲基蓝的效果,分析了亚甲基蓝初始浓度、TiO2/Fe3+用量、掺Fe3+量、光照时间和溶液初始pH值等因素的影响;考察了溶液初始pH值对TiO2/Fe3+粉末的吸附性能和光催化活性的影响。结果表明:合成的TiO2/Fe3+晶体为锐钛矿型(A-TiO2)。在4mg/L的亚甲基蓝溶液(pH=8)中,加入掺Fe3+量0.8%(摩尔分数)合成的TiO2/Fe3+粉末使其用量为0.6g/L,室温下紫外光照反应6h,亚甲基蓝的降解率达到98.2%。在上述优化条件下,当溶液的pH<6时,催化剂对亚甲基蓝的吸附量和光催化效率均较低,且二者随pH升高而显著增加;当pH≥6时,对亚甲基蓝的吸附作用较大,因此较明显地提高了光催化活性。     

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。     

改性纳米SiO_2/PVA复合纤维的制备及重金属离子吸附性能

通过静电纺丝技术制备酰肟化功能改性的纳米SiO_2/聚乙烯醇(SiO_2/PVA)复合纤维膜。采用SEM、FTIR、DSC和TGA进行表征分析;考察了在水溶液中随pH值和接触时间的变化纤维膜对金属离子吸附效果的影响。研究表明,在pH=6的条件下,纳米纤维对金属离子的吸附最佳,对Cu2+、Ni 2+金属离子的最大吸附量分别为143.7mg/g和125.1mg/g,平衡吸附时间为240min。在纤维膜吸附的前50min内,SiO_2/PVA纤维膜对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附量为126.8mg/g和109.8mg/g,吸附率分别为90.18%和89.92%。通过吸附等温线和吸附方程考察SiO_2/PVA纤维对Cu2+和Ni 2+金属离子的吸附行为。结果显示,复合纤维对两种金属离子的吸附满足拟二级动力学方程,热力学分析表明,吸附过程符合Langmuir单层吸附。使用酸处理纤维膜进行再生吸附试验,发现循环4次试验后,吸附效率达到53%,结果说明复合纤维膜可作为可再生金属离子吸附材料。     

钛柱撑蒙脱石的制备及对亚甲基蓝的光催化降解研究

以四氯化钛(TiCl4)为钛源,钠基蒙脱石(Na-mt)为基质,采用水解法制备钛柱撑蒙脱石(Ti-PILM)纳米复合材料,研究了Ti-PILM材料制备过程的影响因素及Ti-PILM材料对亚甲基蓝光催化降解性能。研究结果表明:在亚甲基蓝初始浓度为40mg/L,Ti-PILM用量为2g/L,吸附30min,光催化150min条件下,Ti-PILM纳米复合材料对亚甲基蓝溶液的降解率达到92.03%。     

柠檬酸接枝苎麻纤维铀吸附及抗菌性能EI北大核心CSCD

核能开发会产生大量含铀废水,危害生态环境和人类健康。文中通过酯化法制备了柠檬酸接枝苎麻纤维吸附剂,用于去除水溶液中的铀。研究了铀酰离子初始浓度、溶液pH值、吸附时间、温度等条件对吸附剂性能的影响。结果表明,当铀酰离子初始浓度为20mg/L、溶液pH=6、吸附剂的投加量为0.02g/L、吸附时间为12h时达到吸附平衡,最大吸附容量为397mg-U/g;吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。另外,吸附剂对大肠杆菌具有明显的抑制作用,表现出良好的抗菌性能。     

SCB-g-MMA的固相接枝制备及其吸附性能

采用固相接枝法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到碱处理后的甘蔗渣(SCB)表面,得到固相接枝产物甲基丙烯酸甲酯接枝甘蔗渣(SCB-g-MMA),并通过XRD、FTIR、13 C NMR、SEM和BET(Brunauer-Emmett-Teller)测试等方法对其结构进行表征分析。将SCB-g-MMA作为亚甲基蓝(MB)的吸附剂,进行吸附性能研究。结果表明:在室温下,MB初始浓度在50~400mg/L范围内,当吸附剂投加量大于等于10g/L时,溶液pH范围在6~12,吸附时间超过40min,SCB-g-MMA对MB的去除率达到99%;当吸附剂投加量为2.5g/L时,对MB的吸附量可达97.3mg/g。SCB-g-MMA对MB吸附动力学和吸附等温线更符合准二级动力学方程和Freundlich等温吸附模型。     

新型三维立体结构氧化石墨烯材料的制备及其对亚甲基蓝的吸附

通过水热合成法,用植酸(phytic acid)与氧化石墨烯(graphene oxide)反应制备了一种三维结构的石墨烯材料(PA-GO)。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶-红外光谱仪(IR)、X射线晶体衍射仪(XRD)对PA-GO的形貌和结构进行表征,结果表明,该材料具有膨松的多孔状结构,有利于对有机物的吸附和回收。将其用于对亚甲基蓝的吸附,研究了吸附时间、溶液初始浓度和温度对吸附效果的影响。研究表明,吸附在4.5h达到平衡,最大吸附量为92.7mg/g,且升高温度有利于PA-GO对亚甲基蓝的吸附。Langmuir等温模型能够较好地描述PA-GO对亚甲基蓝的吸附。     

La-TiO_2/Hβ复合光催化剂降解模拟染料废水

用共沉淀法制备了新型La-TiO2/Hβ复合光催化剂,并以亚甲基蓝溶液为模拟废水,探讨了其对亚甲基蓝溶液的光催化降解效果,优化了降解条件。结果表明,La-TiO2/Hβ复合光催化剂降解25mL亚甲基蓝溶液的适宜条件是:亚甲基蓝溶液初始浓度为20mg/L,光照时间为30min,氧化剂H2O2用量为2.0mL,催化剂用量为2.4g/L。在此反应条件下,亚甲基蓝降解率达到98.2%,且催化剂重复使用3次后催化活性基本不变。     

Fe3O4/SiO2/PS的制备及对有机染料分子的吸附性能

采用乳液聚合法在Fe_3O_4@SiO_2纳米粒子表面引发苯乙烯单体聚合,制备了聚苯乙烯修饰的Fe_3O_4@SiO_2磁性复合微球(Fe_3O_4@SiO_2@PS),研究了其对甲基橙(MO)和亚甲基蓝(MB)的吸附性能。用透射电镜和扫描电镜对所制得样品进行了形貌表征。结果表明,复合材料中的Fe_3O_4粒径分布在150～220 nm范围内,粒径分布较均匀、分散性良好;用振动样品磁强计对样品的磁性能进行表征,Fe_3O_4@SiO_2@PS复合粒子具有超顺磁性和较好的磁响应性;采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪分析了复合粒子的结构和组成,用紫外-可见分光光度计测定有机染料分子的浓度,从而计算吸附量。Fe_3O_4@SiO_2@PS复合粒子对甲基橙和亚甲基蓝具有良好的吸附性能,在2 h达到吸附平衡,MO和MB单位平衡吸附量分别为94.5 mg/g、167.8 mg/g;该磁性吸附剂吸附染料分子后,可以用乙醇进行解吸附,在保持原始最大吸附量的81%下,可重复使用4次。     

聚乙烯醇和聚丙烯酸钠复合纳米纤维膜吸湿材料研究

本文通过纳米纺丝法制备了一类新型聚乙烯醇(PVA)与聚丙烯酸钠(PAAS)的复合纳米纤维膜吸湿材料(NFMs),并对该类材料进行性能测试和吸附模型验证,与通过溶液蒸发法制备的普通膜(SCMs)进行性能对比。结果表明:在25℃、相对湿度为80%下,PAAS质量分数为20%的PVA-PAAS复合纳米纤维膜最大吸附量为0.3 kg/kg,相比纯PVA纳米纤维膜吸附剂提高78%。在复合纳米纤维膜中,约90%的水蒸气吸附在5 min内完成,仅需15 min就能达到最大平衡吸附量。PVA-PAAS纳米纤维膜具有较快的脱附速率,在15 min内达到最大脱附量平衡点,是PVA-PAAS普通膜达到平衡所需时间的1/200。当再生空气状态为45℃、4 MPa和50℃、6 MPa时,吸附的水蒸气量脱除比率均高于80%。由此可见,PVA-PAAS纳米纤维膜能够在低温条件下较好地实现再生,可以利用太阳能等低品位能源。10次循环后,纳米纤维膜的吸附与脱附量、吸附与脱附速率均未发生变化,具有较好的稳定性。     

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 mg/L、初始pH值为11,投加量为2 g/L、25℃吸附120 min时,亚甲基蓝的吸附率可达88.52%,最大吸附量为218.08 mg/g;吸附过程与Langmuir吸附等温模型拟合较好,符合准二级吸附动力学模型。吸附以化学吸附为主,吸附稳定,无二次污染,吸附剂廉价易得,便于分离,是理想的亚甲蓝废水处理试剂。