磁性磺化纤维素微球的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能

以离子液体为溶剂,引入Fe_3O_4纳米颗粒与磺化基团,制备磁性磺化纤维素微球(MSCB)。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、热重分析以及傅里叶变换红外光谱等对MSCB的微观结构与化学结构进行了表征,并研究反应时溶液pH、Cu~(2+)初始质量浓度以及吸附时间对Cu~(2+)吸附量的影响。结果表明,当溶液pH为6、Cu~(2+)初始质量浓度为100 mg/L、吸附时间为90 min时,MSCB对Cu~(2+)吸附效果最好,最大吸附量为87.64 mg/g。磺酸基团和球状多孔结构可以提升MSCB的吸附性能。MSCB吸附Cu~(2+)的过程符合准二阶动力学方程与Temkin吸附等温模型。在二次吸附后,重复吸附效率仍保持在84%以上。Fe_3O_4纳米颗粒的加入使MSCB具备敏感的磁响应以及回收利用价值。     

PVDF/AFMS杂化膜的制备及对Cu~(2+)的吸附

为提高膜对水溶液中铜离子的吸附效果,采用共缩聚法制备了氨基功能化介孔二氧化硅(AFMS)微球,然后将AFMS微球与聚偏氟乙烯(PVDF)以不同质量比共混,通过浸没沉淀相转化法制备了PVDF/AFMS杂化膜.采用SEM、FTIR对膜结构进行表征,并考察PVDF/AFMS杂化膜对水溶液中Cu~(2+)(初始质量浓度为300 mg/L)的吸附效果.结果表明:AFMS成功嵌入PVDF膜中;随着AFMS质量分数、pH(7.0)、Cu~(2+)溶液体积和接触时间的增加,杂化膜对Cu~(2+)的吸附量逐渐增大,直至达到吸附平衡;当AFMS在铸膜液固含量中所占质量分数为40%、pH值为6.0、Cu~(2+)溶液体积为20 mL、接触时间为120 min时,PVDF/AFMS杂化膜对Cu~(2+)的吸附量高达57.3 mg/g;经过5次吸附-脱附实验,该杂化膜对Cu~(2+)的吸附量为54.6 mg/g,为初始吸附量的95%以上.说明该杂化膜具有良好的吸附性能和再生性能,且操作简便.     

基于细菌纤维素的高效离子吸附剂的 制备及其性能研究

通过生物培养的方式制备了细菌纤维素(BC),并对其进行偕胺肟化改性制成了偕胺肟化细菌纤维素(AOBC)纳米纤维膜。对纳米纤维膜的表观形态和热力学性能进行测试,利用Cu~(2+)和Zn~(2+)溶液对纳米纤维膜的金属离子吸附性能进行研究。结果表明,改性后的AOBC纳米纤维膜的力学性能有所提高,且具有优异的离子吸附性能。AOBC纳米纤维膜对于Cu~(2+)和Zn~(2+)的最大吸附量分别为111.20mg/g和108.09mg/g。     

改性玉米秸秆对铜离子的吸附性能

为提高玉米秸秆吸附重金属的能力,以次磷酸钠为催化剂,通过柠檬酸对秸秆改性制备金属离子吸附剂,并采用红外吸收光谱与扫描电子显微镜对其化学结构和微观结构进行了表征。对比研究玉米秸秆改性前后对Cu~(2+)的吸附性能,考察了pH、初始浓度、吸附温度和吸附时间等因素对Cu~(2+)吸附量的影响。研究结果表明,当Cu~(2+)溶液初始质量浓度为30mg/L、秸秆投加量为1.0g/L、pH为5.5、吸附温度为25℃、吸附时间为30min时,柠檬酸改性玉米秸秆对Cu~(2+)的吸附效果最好,最大平衡吸附量可达26.5mg/g,相比未改性玉米秸秆提高了1.9倍,Cu~(2+)去除率可达89%。吸附动力学研究表明,改性秸秆对Cu~(2+)吸附动力学符合准二级动力学模型。     

改性纤维素的制备及其对铜离子去除的研究

探讨以稻草为骨架材料制备纤维素,通过改性制得一种离子交换剂的方法及其对重金属离子Cu~(2+)的去除条件和吸附容量。结果显示:制备的这种改性纤维素对Cu~(2+)有很强的吸附能力;在pH≥6时,对Cu~(2+)的吸附容量为10.59mg·g~(-1),用5％的氨水溶液可以洗脱再生。     

多孔蒙脱土/醋酸纤维素复合纤维膜的离心纺构筑及其在重金属离子吸附中的应用

为制备出一种绿色环保、重金属离子吸附性能良好的多孔醋酸纤维素(CA)复合纤维膜,选用天然吸附材料蒙脱土(MMT),以CA为基材,通过离心纺丝技术,设计制备MMT/CA多孔复合纤维膜,并将所得纤维膜应用于重金属离子吸附。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(EDS)、热重分析仪(TGA)和原子吸收光谱仪(ASS)对复合纤维的形貌结构及吸附性能进行表征。结果表明:在溶剂DCM/DMSO质量配比8∶2时成功制备出具有多孔结构的MMT/CA复合纤维膜;随着MMT质量分数的增加,其Cu~(2+)吸附量也随之增大,当质量分数为3%时最大Cu~(2+)吸附量为44.243 mg/g,并且经过5次解吸循环后,仍保持有80%以上的吸附效果。     

Cu~(2+)印迹壳聚糖微球的制备及其吸附性能

采用反相悬浮法,以环己烷为油相,Cu~(2+)为印迹模板,制备了一种新型的印迹壳聚糖微球。正交实验结果表明,20m L3%的壳聚糖溶液中戊二醛用量为0.8m L、45℃下交联5min,3%NaOH固化2.5h,吸附剂性能最佳。通过扫描电镜(SEM)和X衍射(XRD)进行表征,结果表明微球表面有许多沟壑,结晶度降低。吸附条件优化结果为:300mg/L Cu~(2+)溶液、pH为5、吸附剂投加量0.06g、吸附4h时吸附量达到91.39mg/g。印迹微球在一元和二元金属离子体系中对Cu~(2+)均有较好的吸附选择性,可用于溶液中Cu~(2+)的富集和分离。     

氨基淀粉/凹土/丙烯酸树脂的制备及其吸附性能

以反相悬浮聚合法制备得到氨基淀粉/凹土/丙烯酸树脂,设计正交实验探讨了凹土与丙烯酸投料比,分散剂、交联剂、引发剂含量及油水比对树脂吸附Cu~(2+)性能的影响效果,优化了制备条件,并通过红外、热失重分析、扫描电镜等分析手段对产物结构及形貌进行了表征。对产物和氨基淀粉吸附Cu~(2+)性能的研究表明,该树脂的吸附平衡时间为45min;溶液pH值为4时,吸附效果最佳;树脂对Pb~(2+)、Cd~(2+)、Cu~(2+)、Ni ~(2+)、Zn~(2+)吸附选择性为Cu~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)Ni ~(2+)Zn~(2+);同等条件下,树脂的吸附性能均优于氨基淀粉的。     

羟基磷灰石涂层石灰石对水溶液中Cu(Ⅱ)的去除

以废石灰石和磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵为原料,制备涂层石灰石材料HAP-0、HAP-1、HAP-2,用XRD、FTIR、SEM等技术手段表征3种材料的结构和微观形貌。研究材料对水溶液中Cu(Ⅱ)的吸附性能。考察了吸附时间、Cu~(2+)浓度和温度对吸附效果的影响,并且探讨了吸附动力学和热力学行为。结果表明:在30℃、pH=6.8、吸附时间为120 min,质量相同的3种材料对水溶液中Cu(Ⅱ)的吸附性能为HAP-2HAP-1HAP-0,HAP-2表现出更大的吸附性能,其吸附容量达到140.6 mg·g~(-1)。羟基磷灰石涂层石灰石材料对Cu~(2+)的吸附机理更符合Langmuir等温线模型,准二级动力学可以更好地用于描述材料的吸附行为。另外,不同温度下的热力学结果表明吸附过程为自发吸热反应。     

蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒对水中Cd~(2+)的吸附及其它离子的影响研究

以蒙脱石和钢渣为原料,采用工业淀粉作为添加剂制备蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒,探究其对水中Cd~(2+)的吸附性能及其机理.研究结果表明,蒙脱石占复合吸附颗粒质量比为50%时,对Cd~(2+)的吸附性能最好.质量比为1∶1的蒙脱石-钢渣复合吸附颗粒在用量为15g·L~(-1)和pH值为5.5～6.5时,吸附效果最佳.在温度为25℃,pH为5.6时,1.5g质量比为1∶1的蒙脱石-钢渣复合颗粒对浓度为100mg·L~(-1)的Cd~(2+)溶液(100mL)吸附60min后,废水中Cd~(2+)的吸附率达到97.47%.通过二级动力学方程拟合复合吸附颗粒对Cd~(2+)的吸附反应,相关系数为0.998 0.吸附颗粒对水中Cd~(2+)的吸附等温式符合Langmuir方程,相关系数为0.974 5,Cd~(2+)的饱和吸附量达到9.76mg·g~(-1).Cu~(2+)和Pb~(2+)对废水中Cd~(2+)的吸附具有竞争影响,可以降低其吸附量,且Pb~(2+)的影响较大.     

PVDF/CA-g-PAO螯合膜的制备及其离子吸附性能

以醋酸纤维素(CA)和聚偏氟乙烯(PVDF)为膜材料,以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,制备PVDF/CA共混超滤膜,经过表面接枝共聚和偕胺肟化改性,制备PVDF/CA-g-PAO螯合膜,用于去除污水中的重金属离子。采用红外光谱、扫描电镜、紫外分光光度计、光谱分析仪对PVDF/CA-g-PAO螯合膜进行表征,考察螯合膜对Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能。结果表明,PVDF/CA-g-PAO螯合膜对Pb~(2+)的去除率达到98%,对Cu~(2+)的去除率仅为20%。在分离性能变化不大的情况下,PVDF/CA-g-PAO螯合膜既能去除水中有机污染物,又能吸附重金属离子。     

改性花生壳纤维素对水中Ni(Ⅱ)的吸附研究

采用氢氧化钠-亚氯酸钠法从花生壳中提取纤维素,以三乙烯四胺对纤维素进行接枝改性,利用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对改性花生壳纤维素进行表征,并以其为吸附剂吸附水中Ni(Ⅱ),考察制备条件及吸附过程中pH值、投加量、时间等因素对Ni(Ⅱ)去除率的影响。结果表明：胺基被成功引入纤维素表面;改性后的纤维素表面更加粗糙,呈类蜂巢状,空隙较多;环氧氯丙烷用量为5mL/g、三乙烯四胺用量为2mL/g时,制备得到的改性花生壳纤维素对Ni(Ⅱ)的吸附效果最佳;选择溶液pH值为7、吸附时间为120min、吸附剂投加量为80mg作为适宜的吸附条件,该条件下去除率可达70.60%;改性花生壳纤维素对Ni(Ⅱ)的等温吸附行为符合Langmuir模型,且吸附为自发吸热过程。     

不同沸石粉对Cu~(2+)的吸附特性试验研究

为了研究沸石粉对重金属铜的吸附效果,采用室内试验方法,选取天然沸石粉、4A沸石粉以及在天然沸石粉的基础上添加粉煤灰经高温焙烧制成的改性沸石粉作为吸附剂对重金属Cu~(2+)进行静态吸附试验,为了对比验证水泥吸附去除Cu~(2+)的能力,添加了水泥作为吸附剂。通过室内静态吸附试验发现,四者吸附Cu~(2+)能力大小为4A沸石粉≈改性沸石粉天然沸石粉水泥;考虑到制备工艺及经济因素,改性沸石粉是吸附去除Cu~(2+)的最佳选择;改性沸石粉去除Cu~(2+)的最佳掺量为2 g:100 mg/L;p H值在5~8之间沸石粉吸附Cu~(2+)的效果较好。     

纤维素酯在处理电镀废水中的应用

以纤维素为原料酯化制备纤维素酯,用制备的纤维素酯吸附电镀废水中的重金属离子。探究纤维素酯对重金属离子的吸附性能。在投料量0.12 g、吸附时间50 min、温度30℃、pH=3时Cu~(2+)吸附率为94.74%;在投料量0.10 g、吸附时间2.5 h、温度25℃、pH=2~3时Cr(Ⅵ)的吸附率为90.54%;在投料量0.10 g、吸附时间40 min、温度25℃、pH=4时Ni~(2+)吸附率为91.25%。模拟电镀废水的最佳吸附条件为:投料量0.12 g、吸附时间1 h、温度25℃、pH=3。在此条件下纤维素酯对电镀废水中重金属离子的吸附率为90.64%。吸附后的纤维素酯经洗脱,其再生率为73.05%。     

静电纺CS/PVA纳米纤维膜对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附特性

采用静电纺丝法制得CS/PVA纳米纤维膜,并将其作为对铜、镉离子的吸附材料。通过扫描电子显微镜(SEM)观察到CS/PVA纳米纤维细而均匀且呈不规则的网状结构。力学性能测试结果表明CS/PVA纳米纤维膜的稳定性较好,为其广泛应用于金属离子吸附材料提供前提。系统探讨了吸附时间、pH值、金属离子初始浓度对吸附性能的影响。结果表明,CS/PVA纳米纤维膜对Cu~(2+)、Cd~(2+)的吸附作用在2 h内即可快速达到平衡,其吸附容量随着金属离子初始浓度、溶液pH值的增加而增大。此外,在100 mmol/L的稀盐酸(HCl)溶液中,Cu~(2+)、Cd~(2+)的脱附率在1min内可分别达到86.7%和91.3%。     

三乙烯四胺功能化接枝微晶纤维素的合成及其在重金属去除中的应用

新的螯合材料分两步合成:首先,在非离子表面活性剂聚氧乙烯壬基苯基醚的存在下,在环保溶剂NaOH-urea中制备对甲苯磺酰纤维素,得到易溶的对甲苯磺酸纤维素酯(甲苯磺酰纤维素)。并研究了反应时间、温度和摩尔比对取代度(DS)的影响。然后,甲苯磺酰纤维素与三乙烯四胺反应,得到最终产物(三乙烯四胺功能化纤维素,TC)。用得率、胺基浓度、FTIR和元素分析来表征新获得的材料。研究了TC对水溶液中Cu~(2+)和Pb~(2+)的吸附能力。TC对Cu~(2+)和Pb~(2+)的吸附能力分别为104.6、227.3 mg·g~(-1)。     

镁掺杂羟基磷灰石的制备及其对Cu~(2+)的吸附性能研究

采用镁替代钙掺杂改性羟基磷灰石(Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2,HAP)制备新型吸附剂,考察不同镁掺杂比例对Cu~(2+)去除效率的影响及温度对吸附剂吸附容量的影响,采用扫描电镜、红外光谱仪、X射线衍射仪和气体吸附仪等对吸附剂样品进行表征,并研究其对Cu~(2+)的吸附机理.结果表明:在Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L时,镁掺杂摩尔比[n(Mg)/n(Mg+Ca)]为1的羟基磷灰石(MHAP)对Cu~(2+)的去除率最高,达到96.2%;在温度为293～313K范围内,MHAP对Cu~(2+)的吸附容量随温度的升高而增加,最高吸附容量为370.37mg/g,相比HAP提高了62.5%;Langmuir等温方程能较好描述MHAP对Cu~(2+)的吸附行为,其吸附动力学遵循伪二级动力学模型.镁掺杂使MHAP粒径减小,比表面积增大,增强了其表面吸附和微孔吸附的作用;同时,MHAP表面官能团-OH增多,增强了其表面络合作用.     

酰化壳聚糖交联微球对铜离子吸附性能研究

以脱乙酰度95%的壳聚糖为原料,通过丁二酸酐酰化、氯化钙交联后对壳聚糖的改性,制备出吸附性能更好,稳定性更好的酰化壳聚糖交联微球。并研究了酰化壳聚糖交联微球对Cu~(2+)的吸附性能。实验结果表明:酰化壳聚糖交联微球对铜离子具有很好的吸附性能。吸附的最佳条件是:微球对铜离子吸附时间为60 min、pH值为6.0。在吸附过程中,ΔG~θ值在13.58～11.28 kJ·mol~(-1)之间,ΔH~θ=11.61 kJ·mol~(-1),ΔS=76.82 J·K~(-1)·mol~(-1),表明酰化壳聚糖微球吸附水中Cu~(2+)吸附是一个自发的吸热、熵过程。     

主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜对水中Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的同步吸附性能

利用主链含双酚酸钠链节的聚芳醚砜(PAES-C-Na)吸附剂处理同时含Pb~(2+)、Cu~(2+)、Cd~(2+)的水溶液,并通过火焰原子吸收分光光度计测试溶液中金属离子浓度;研究了溶液pH、吸附剂量、初始浓度以及吸附时间等因素对同步吸附的影响,且同步吸附行为采用伪一阶和伪二阶动力学方程进行模拟。结果表明,PAES-C-Na吸附共存金属离子主要是通过表面的羧基功能基团与金属离子之间的离子交换和静电作用实现,同步吸附动力学实验表明PAES-C-Na对金属离子的吸附采用伪二阶动力学方程拟合效果最好,即金属离子的同步吸附以化学吸附为速率控制步骤,其吸附量由大到小顺序为Pb~(2+)(26.02 mg/g)、Cu~(2+)(20.52mg/g)、Cd~(2+)(12.21mg/g)。     

盐酸羟胺改性柚皮吸附剂的制备及对Cu~(2+)吸附性的研究

用盐酸羟胺改性柚子皮制备一种新型的生物质吸附剂,通过模拟废水吸附试验研究了其对Cu~(2+)的去除效果。从模拟废水的pH、吸附时间、吸附剂用量和反应温度4个方面分别考察了改性柚子皮吸附剂对铜离子去除的影响。以溶液的吸光度和电导率来表征吸附性能。实验结果表明:吸附反应时间、吸附剂加入量、反应温度和模拟废水的pH等4个因素对吸附剂性能均有明显影响,其中当Cu~(2+)的初始质量浓度为100mg/L,温度为35℃,溶液pH=4,吸附剂质量为吸附剂/吸附质质量的15%,吸附时间为25min时,吸附率最高。