磺酸苯偶氮石墨烯材料对重金属离子的吸附性能

将4-氯苯胺-3-磺酸接枝到RGO表面,合成新型苯偶氮功能化还原氧化石墨烯材料(RGOSPA),吸附水体中的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)。实验显示RGOSPA吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)溶液的最佳p H值为5. 0,吸附Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最佳p H值为5. 5,对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量分别为457. 4,60. 1,63. 7,186. 2,116. 1 mg/g。吸附动力学研究表明,RGOSPA在10 min达到平衡吸附量的80%,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附等温线研究表明,与Freundlich模型相比,Langmuir模型更适合描述吸附过程。RGOSPA通过离子交换与配位达到对重金属离子的吸附效果,可作为去除重金属离子的良好吸附剂。     

磺酸苯偶氮石墨烯材料对重金属离子的吸附性能

将4-氯苯胺-3-磺酸接枝到RGO表面,合成新型苯偶氮功能化还原氧化石墨烯材料(RGOSPA),吸附水体中的Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)。实验显示RGOSPA吸附Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)溶液的最佳p H值为5. 0,吸附Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最佳p H值为5. 5,对Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)的最大吸附量分别为457. 4,60. 1,63. 7,186. 2,116. 1 mg/g。吸附动力学研究表明,RGOSPA在10 min达到平衡吸附量的80%,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附等温线研究表明,与Freundlich模型相比,Langmuir模型更适合描述吸附过程。RGOSPA通过离子交换与配位达到对重金属离子的吸附效果,可作为去除重金属离子的良好吸附剂。     

氨基改性壳聚糖复合二氧化硅气凝胶的制备及其对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)离子的吸附性能研究

以溶胶-凝胶法在常压条件下制得壳聚糖-二氧化硅复合气凝胶,经扫描电镜(SEM)、小角X射线散射(SAXS)、氮气吸附-脱附、傅里叶变化红外光谱(FTrIR)、元素分析等表征结果表明,所制复合气凝胶材料保留了硅气凝胶典型的介孔结构,氨基改性后的复合二氧化硅气凝胶对Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)离子的吸附效果明显增强,其中对Pb(Ⅱ)离子的饱和吸附量由改性前的10.3 mg/g提高到42.5 mg/g.     

ZrO_2/Fe_3O_4磁性纳米材料对水中Pb(Ⅱ)吸附研究

合成了纳米Fe_3O_4磁核,采用沉积法将ZrO_2包覆在Fe_3O_4磁核表面形成ZrO_2/Fe_3O_4吸附材料,系统研究了吸附材料对水中Pb(Ⅱ)吸附和脱附行为。结果表明,ZrO_2已成功包覆在纳米Fe_3O_4磁核,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下,实现从水中快速分离。当溶液pH为7.0,吸附时间35 min时,吸附剂对浓度5μg/m L的Pb(Ⅱ)吸附去除率几乎达到100%,在0.1 mol/L盐酸溶液中,可使吸附在吸附剂上的Pb(Ⅱ)完全解吸附,从而实现吸附剂的再生。吸附等温线符合Freundlich吸附公式,说明吸附属于非匀质吸附。     

ZrO_2/Fe_3O_4磁性纳米材料对水中Pb(Ⅱ)吸附研究

合成了纳米Fe_3O_4磁核,采用沉积法将ZrO_2包覆在Fe_3O_4磁核表面形成ZrO_2/Fe_3O_4吸附材料,系统研究了吸附材料对水中Pb(Ⅱ)吸附和脱附行为。结果表明,ZrO_2已成功包覆在纳米Fe_3O_4磁核,具有超顺磁性,可在外加磁场作用下,实现从水中快速分离。当溶液pH为7.0,吸附时间35 min时,吸附剂对浓度5μg/m L的Pb(Ⅱ)吸附去除率几乎达到100%,在0.1 mol/L盐酸溶液中,可使吸附在吸附剂上的Pb(Ⅱ)完全解吸附,从而实现吸附剂的再生。吸附等温线符合Freundlich吸附公式,说明吸附属于非匀质吸附。     

MgFe2O4@PDA@PAMAM纳米复合材料对重金属离子的选择吸附性

以快速冷却处理获得的MgFe_2O_4纳米颗粒为磁核,经多巴胺自聚合(PDA)修饰和聚酰胺-胺(PAMAM)大分子接枝,制备高磁性MgFe_2O_4@PDA@PAMAM纳米复合材料,考察了MgFe_2O_4@PDA@PAMAM纳米复合材料对中性水溶液中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Hg(Ⅱ) 4种重金属的吸附性能。结果表明:通过快速冷却的处理方式改变MgFe_2O_4晶粒内的金属离子分布,可获得具有高饱和磁化强度的MgFe_2O_4纳米材料;所制备的MgFe_2O_4@PDA@PAMAM纳米复合材料对4种重金属离子具有高的吸附能力,其中对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)的饱和吸附容量分别为108.32、179.54、50.24和39.6 mg/g,选择吸附性顺序从高到低依次为Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)。     

二乙烯三胺改性磁性氧化石墨烯复合材料的镉离子吸附性能

以二乙烯三胺(DETA)、氧化石墨烯(GO)及共沉淀法制备的四氧化三铁(Fe_3O_4)为原料,通过原位聚合法制得二乙烯三胺改性磁性氧化石墨烯复合材料(DETA-mGO)。通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对DETA-mGO进行了表征,并研究了它吸附水中Cd(Ⅱ)离子的行为。结果表明:DETA-mGO的饱和磁化强度为28.5 emu/g;DETA改性大幅提高了DETA-mGO对Cd(Ⅱ)的吸附量,其吸附量高达114.5 mg/g。DETA-mGO吸附动力学基本符合准二阶模型,吸附速率主要由化学吸附阶段控制。其吸附等温线与Langmuir吸附等温线更吻合,吸附过程主要是单分子层的化学吸附。     

聚丙烯酸钠包覆Fe_3O_4磁性交联聚合物的制备及其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能

采用溶液分散聚合和Ca2+表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆Fe_3O_4的磁性交联聚合物(CPAANa@Fe_3O_4),对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe_3O_4为吸附剂研究了CPAANa@Fe_3O_4对水溶液中Pb2+、Cd2+的静态吸附,考察了溶液p H、吸附剂投加量、金属离子初始浓度对吸附的影响。结果表明:CPAANa@Fe_3O_4在p H=2~6范围内均具有较好的吸附性能,当吸附剂投加量分别为1.0 g·L-1和1.6 g·L-1时对初始浓度分别为200 mg·L-1的Pb2+和100 mg·L-1的Cd2+的去除率达到最大,可使Pb2+实现达标排放(GB8978—1996);CPAANa@Fe_3O_4对Pb2+和Cd2+的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb2+和Cd2+的最大吸附量分别为454.55 mg·g-1和275.48 mg·g-1。将CPAANa@Fe_3O_4用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效吸附其中的Pb2+和Cd2+,具有潜在实用价值。     

氨基和羧基功能化磁性微球去除水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)

以甲基丙烯酸和丙烯酰胺为功能单体,通过悬浮聚合法制备了氨基和羧基双功能化的磁性复合微球(Fe3 O4@SiO2-NH2/COOH),并探讨了其对水溶液中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能.X-射线衍射(XRD)分析表明,制备的磁性吸附剂内核为Fe3 O4.红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)测试表明,氨基和羧基对Fe3 O4@SiO2表面改性成功.吸附试验显示,Fe3O4@SiO2-NH2/COOH吸附Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的最优pH值分别为5.0和5.5,吸附过程均符合动力学准二级模型和Langmuir吸附等温模型,吸附剂对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为207.807 mg/g和168.995 mg/g.实际饮用水样中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附表明,去除率分别可达97.74％和91.44％.该磁性吸附剂对两种重金属离子吸附量大、去除率高,具有良好的实际应用潜力.     

氨基化HKUST-1制备及吸附Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)性能

采用溶剂热法合成了HKUST-1,以三乙烯四胺(TETA)采用后修饰法对HKUST-1进行改性,制得氨基功能化HKUST-1吸附剂TETA-[Cu_3(BTC)_2],对其进行了表征,并考察了其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能。结果表明,TETA成功接枝到HKUST-1上,TETA-[Cu_3(BTC)_2]具有介孔材料特性,具有较大的比表面积(976.8 m~2/g)和高密度氨基官能团,对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)有较高的吸附量。吸附等温线拟合结果均符合Langmuir模型,拟合的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的最大吸附容量分别为310.6、256.4 mg/g;拟合结果均符合拟2级吸附动力学模型,说明过程以化学吸附为主。TETA-[Cu_3(BTC)_2]在去除水溶液中重金属离子方面有潜在的良好应用前景。     

树枝状聚酰胺-胺接枝氧化石墨烯的制备及其对Cu(II)的吸附动力学与热力学

通过grafting-from法制备了聚酰胺-胺修饰的氧化石墨烯复合物(GO/PAMAMs),并用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)和透射电子显微镜(TEM)进行了表征。考察了溶液pH、吸附时间、吸附温度、Cu(Ⅱ)初始质量浓度等因素对Cu(Ⅱ)在GO/PAMAMs上吸附过程的影响,并研究了GO/PAMAMs对铜离子的吸附动力学和热力学。研究结果表明,GO/PAMAMs对Cu(Ⅱ)的吸附过程符合Lagergren准二级动力学模型,主要为化学吸附。Langmuir和Freundlich等温模型均可以描述GO/PAMAMs对Cu(Ⅱ)的吸附行为,说明Cu(Ⅱ)在GO/PAMAMs上的吸附是单分子层吸附。自由能变(ΔG),焓变(ΔH)和熵变(ΔS)均大于0,说明GO/PAMAMs对Cu(Ⅱ)的吸附是吸热反应,非自发和熵增过程。     

赤泥颗粒吸附剂对重金属Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)吸附性能研究

以赤泥为主要原料,采用烧结法制备了赤泥颗粒吸附剂(GS)。考察了温度和吸附时间对单一体系和竞争体系中Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)去除效果的影响,并探讨了其去除机制。结果表明,GS对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除率随温度的升高而升高,最大去除率为100%。当反应温度为30℃时,竞争吸附干扰使得GS对Cd(Ⅱ)的去除率降低了14%,而对Pb(Ⅱ)的去除率基本不变,吸附剂对重金属的吸附选择顺序为Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。GS对Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附主要依靠羟基铁的表面吸附机制和静电引力,其吸附过程符合伪二级动力学模型(R2>0.999)。     

柠檬酸改性花生壳对水中重金属Cu、Pb、Cd和Cr的吸附特性研究

用柠檬酸对粒状花生壳进行改性,考察了改性粒状花生壳的投加量、吸附反应时间、重金属初始浓度等对水中Cu、Pb、Cd和Cr吸附量的影响,探讨了改性粒状花生壳的等温吸附及吸附动力学特性。结果表明,准二级吸附动力学方程可较好地模拟Cu、Pb、Cd和Cr等4种重金属在改性粒状花生壳上的吸附动力学行为;Langmuir模型能相对更好地拟合改性粒状花生壳对4种重金属的等温吸附过程,Cu、Pb、Cd和Cr的理论最大吸附量分别为11.88,20.70,7.82,7.35 mg/g。改性粒状花生壳与Pb的结合力最强,对Pb的吸附容量远大于其它3种重金属。     

Cu(Ⅱ)、 Ni (Ⅱ)、Pb(Ⅱ)共存与 pH 对吸附影响的响应面研究

研究了羧甲基壳聚糖改性后的高岭土原矿吸附重金属时,pH 和溶液中 Cu(Ⅱ)、 Ni (Ⅱ)、Pb (Ⅱ)竞争吸附对吸附效果的影响.采用通用旋转组合设计(CCD)实验方案,以各自的吸附率为响应值,建立了三元多项式方程,模型相关系数均超过0.95,表明模型显著.实验结果显示金属离子吸附随 pH 的增大而增大,离子间的相互影响最好在 pH=4.0~5.0的范围内研究,以消除所有金属可能产生的沉淀.单一金属的吸附顺序为 Pb(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)>Ni(Ⅱ).对两种金属离子共存的分析表明,Ni(Ⅱ)在与 Cu(Ⅱ)或 Pb(Ⅱ)共存时,吸附效果增强;Pb(Ⅱ)的吸附则受 Ni(Ⅱ)和 Cu(Ⅱ)的抑制.Cu(Ⅱ)吸附较复杂,pH 增大后, Cu(Ⅱ)吸附受 Pb(Ⅱ)的抑制;Cu(Ⅱ)初始浓度越高,Ni(Ⅱ)对其吸附的促进作用越明显.     

柠檬酸改性花生壳对水中重金属Cu、Pb、Cd和Cr的吸附特性研究

用柠檬酸对粒状花生壳进行改性,考察了改性粒状花生壳的投加量、吸附反应时间、重金属初始浓度等对水中Cu、Pb、Cd和Cr吸附量的影响,探讨了改性粒状花生壳的等温吸附及吸附动力学特性。结果表明,准二级吸附动力学方程可较好地模拟Cu、Pb、Cd和Cr等4种重金属在改性粒状花生壳上的吸附动力学行为;Langmuir模型能相对更好地拟合改性粒状花生壳对4种重金属的等温吸附过程,Cu、Pb、Cd和Cr的理论最大吸附量分别为11.88,20.70,7.82,7.35 mg/g。改性粒状花生壳与Pb的结合力最强,对Pb的吸附容量远大于其它3种重金属。     

巯基功能化磁性纳米材料去除水中Ag(I)和Cd(II)

以3-巯基丙基三甲氧基硅烷为改性剂,对Si O_2包覆Fe_3O_4纳米粒子(Fe_3O_4@Si O_2)进行改性,制备了表面巯基化磁性纳米吸附材料(Fe_3O_4@Si O_2-RSH),对其进行了表征,并研究了其对水中痕量Ag(I)和Cd(II)的吸附性能。结果表明,Fe_3O_4@Si O_2-RSH能够通过其表面巯基的螯合离子交换作用,在p H为4.0~8.0内快速、高效的吸附溶液中痕量Ag(I)和Cd(II),且受溶液中Na(I)、Ca(II)、Fe(II)等共存离子影响较小。发生在Fe_3O_4@Si O_2-RSH表面的单层吸附能够在10 min内达到平衡,Ag(I)和Cd(II)的去除率均90%;被吸附的Ag(I)和Cd(II)能够被HNO_3溶液或L-半胱氨酸溶液洗脱并回收,回收率83%。Fe_3O_4@Si O_2-RSH可以作为高效的吸附剂,用于污水中痕量Ag(I)和Cd(II)的深度处理和资源化回收利用。     

羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)、Cd(Ⅱ)吸附性能研究

以CO2为活化剂制备羊骨炭,在不同溶液pH、初始浓度、活性炭投加量等条件下,通过动态吸附试验考察羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附规律,并用Langmuir和Freundlich吸附等温模型对其吸附性能进行了分析。结果表明,当羊骨炭对Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的最佳吸附量分别为:4.2 mg/g、0.07 mg/g和2.7 mg/g时,吸附液的pH值Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)为7～8、Cr(Ⅵ)为酸性pH<6;羊骨炭的投加量分别为:0.2、0.7、0.03 g;最佳初始浓度分别为:60 mg/L、15 mg/L、30 mg/L。羊骨炭对3种离子的吸附行为基本符合Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型,计算得四种离子的最大吸附量分别为:4.854、1.247、0.402 mg/g。     

由茶梗改性制备磁性纤维素材料及其对废水中Cu(Ⅱ)的吸附性能

以茶梗为原料制备纤维素微粒,通过交联、接枝共聚等手段进行改性,包埋磁性Fe_3O_4纳米粒子,成功制得一种磁性纤维素微粒(tea-magnetic cellulose microspheres,简称T-MCMs)。利用红外光谱(IR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)及X-射线衍射(XRD)等手段对其进行结构表征,通过振动样品磁强计分析复合材料的磁性强度。同时以含Cu(Ⅱ)溶液为模拟废水,考察Cu(Ⅱ)初始浓度、吸附时间、溶液初始p H值及常见共存离子等因素对吸附性能的影响,并分别用三种动力学模型对数据进行拟合。结果表明,室温下溶液初始p H为5.0、Cu(Ⅱ)起始浓度为80 mg/L、震荡接触4 h时已完成饱和吸附的90%以上,常见离子不会对吸附效果产生影响,吸附完成后可以通过外磁场简单分离。动力学分析结果显示准二级动力学模型更符合该吸附行为。     

β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯对酸性红R的吸附

利用Hummers法制备氧化石墨烯(GO),并结合原位沉淀法合成了一种复合吸附材料β-环糊精修饰磁性氧化石墨烯(Fe_3O_4@GO/β-CD),用SEM、TEM、FTIR、激光粒度分析仪、比表面积测定仪(BET)和磁强计对Fe_3O_4@GO/β-CD进行了表征和测定,结果表明:合成的Fe_3O_4@GO/β-CD平均粒径为460nm,比表面积为252.3m~2/g,饱和磁化强度为73.5emu/g。Fe_3O_4@GO/β-CD对酸性红R的吸附是一个准二级动力学过程,其准二级反应速率常数为5.18*10–3 g/(mg·min),吸附等温线较好地符合Langmuir模型,在pH=3.0时对酸性红R的最大吸附量为228.31 mg/g。     

磁性氧化石墨烯纳米粒子的制备及其对大红染料的去除

合成氧化石墨烯磁性纳米复合材料Fe_3O_4-NH_2@GO,通过透射电镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)对材料的形貌、结构进行表征,并考察影响该磁性材料对水样中大红染料吸附过程的主要参数,包括吸附剂用量,pH,吸附时间及温度。结果表明,吸附剂Fe_3O_4-NH_2@GO对大红染料有较好的吸附性能,最佳吸附pH为4,吸附平衡时间为8 h,理论最大吸附量69.44 mg/g,升高温度,可提高Fe_3O_4-NH_2@GO对大红染料的吸附能力。动力学研究结果证明,该吸附过程符合准二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir模型。