聚酰胺接枝纤维素的制备及光催化降解甲基橙的研究

使用葡萄秸秆作为原材料提取出纤维素(GSC),用环氧树脂(EP)作为交联剂,并研究合成聚酰胺接枝葡萄纤维素时加入将聚酰胺(PA)与葡萄纤维素交联制备出聚酰胺-葡萄纤维素(PA-GSC)。测定出其对甲基橙的催化的葡萄纤维素的量、温度、时间、pH值对降解甲基橙的影响。结果表明,当纤维素(GSC)、聚酰胺(PA)和环氧树脂(EP)的反应比为1∶2∶1.5,反应最佳温度25℃,最佳时间2h,最佳pH值为4.4时,合成的PA-GSC的催化降解甲基橙的性能最好。     

含硫纤维素的合成及其吸附性能的研究

以甘蔗渣为原料,对其进行碱化处理,然后在碱性条件下与CS2反应制备得到吸附能力强,成本低廉的含硫纤维素吸附剂。研究表明,含硫纤维素吸附剂的最佳制备工艺条件为:3g甘蔗渣,20%Na OH溶液,碱化时间24h,CS26m L,反应温度25℃,反应时间为1.5h。同时对100m L 50 mg·L-1的铜离子溶液进行吸附研究,得到最佳的吸附条件为:吸附剂用量0.1g、p H值为8、吸附温度为40℃、吸附时间1h,最大的吸附容量为49.48mg·g-1,吸附率为98.96%。     

负载亚铁氰化钴钾废弃皮革吸附剂对Rb(Ⅰ)的吸附

将亚铁氰化钴钾负载于经碱水解后的废弃皮革上,制备了一种铷离子吸附剂(KCoFC-AWL)。采用SEM、FTIR、XPS和XRD等对其进行了表征。考察了Co(NO_3)_2·6H_2O和K4Fe(CN)_6·3H_2O的质量比、溶液pH、铷离子(Rb~+)初始质量浓度、吸附剂用量和接触时间对吸附效果的影响。结果表明:m[Co(NO_3)_2·6H_2O]∶m[K_4Fe(CN)_6·3H_2O]=3∶4时,制备的0.09 g吸附剂对pH为7、Rb~+初始质量浓度为20 mg/L的Rb~+溶液的吸附率为93.55%,且于6 h达吸附平衡。探究发现,Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型能更好地描述Rb~+在吸附剂上的吸附行为。以1.5 mol/L KCl作为脱附剂,脱附率达90%以上。将该吸附剂用于提取盐湖卤水中的Rb~+,当pH=7时,吸附率为51.19%,该吸附剂具有潜在的实用价值。     

吡啶功能化介孔硅材料的一步合成及其对2,4-二硝基苯酚和汞离子的吸附特性

以十六烷基三甲基溴化铵作为表面活性剂,异烟酰胺丙基三乙氧基硅烷与正硅酸乙酯一步法缩合反应制备吡啶功能化介孔硅材料(PFM),并研究其对2,4-二硝基苯酚和汞离子的吸附性能。实验结果表明,PFM的比表面积高达559.15 m2·g-1,可以作为一种优秀的吸附剂,对2,4-二硝基苯酚的吸附量达到220.75 mg·g-1,对汞离子的吸附量达到10.83 mg·g-1。     

酿酒酵母吸附海水中铅离子的研究

将酿酒酵母菌制成的生物吸附剂用于重金属污染海水中Pb2+的生物吸附,研究了pH值、吸附剂用量、吸附温度、Pb2+初始浓度、吸附时间等因素对生物吸附效果的影响。结果表明,酿酒酵母对海水中Pb2+具有较好的吸附效果,最佳吸附条件为:pH值6、吸附剂用量1.0g·L-1、吸附温度40℃、Pb2+初始浓度50mg·L-1、吸附时间120min,吸附率达94.57%。吸附过程能较好拟合Langmuir方程,理论最大吸附量为60.98mg·g-1。动力学分析表明,酿酒酵母对海水中Pb2+吸附120min达到平衡,吸附过程可用准二级反应动力学模型拟合,相关系数为0.9991。原子力显微镜照片显示,Pb2+被吸附到酿酒酵母表面,与细胞壁上的物质结合生成沉淀物附着在细胞壁上。     

Mg-土吸附剂的吸附性能

Mg-土吸附剂是由含镁黏土经物理方法提纯,再于250℃热活化处理20min后,制得一种新的吸附材料。重点考察了Mg-土吸附剂对铜离子的吸附性能,正交实验结果表明,Mg-土吸附剂在吸附温度60℃,吸附时间30min条件下,达到吸附平衡时对Cu2+离子的吸附量为50.816mg/g,吸附率为99.99。证明了Mg-土吸附剂对Cu2+离子具有较强的吸附能力,是一种处理含铜废水的理想吸附材料。     

狼毒根活性炭的制备及性能表征

以青海草原危害性植物瑞香狼毒根为原料、磷酸为活化剂,采用正交试验法制备高效活性炭吸附剂,考察了固液比、磷酸浓度、活化温度和活化时间4个因素对活性炭产率及吸附性能的影响。采用氮气吸附-脱附、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对活性炭的孔结构、表面结构及表面官能团特征进行了分析和表征。结果表明:狼毒根灰分含量低(质量分数仅2.95%),是高质量的活性炭原材料;当磷酸浓度为50%(wt),活化温度为400℃,浸渍比为[m(原料):m(磷酸溶液)]=1:4,活化时间为60 min时,制得的活性炭的BET比表面积为1370 m2·g-1,平均孔径3.18 nm,碘吸附值为1067 mg·g-1,亚甲基蓝吸附值为375 mg·g-1,产率高达57.41%。     

焙烧温度对Ni/ZnO/Al2 O3深度吸附脱除苯中噻吩性能的影响

采用固相法及尿素沉淀法分别制备Ni O和ZnO,以ω(ZnO)∶ω(Ni O)∶ω(Al_2O_3)=0.3∶1∶1混涅成型制备脱硫吸附剂,考察焙烧温度对吸附剂选择性吸附脱除苯中微量噻吩硫化物的影响,并采用XRD、H_2-TPR和BET等对吸附剂进行表征。结果表明,前驱体的焙烧温度对吸附剂晶体结构和脱硫性能影响显著,焙烧温度500℃时,吸附剂表面活性位及与载体的相互作用适中,吸附脱硫效果最好。在185℃和1.5 MPa吸附条件下,以含噻吩100 mg·L~(-1)的苯为原料,吸附剂动态饱和吸附硫容量可达18.4 mg·g~(-1),吸附后苯中噻吩浓度不高于0.010 mg·L~(-1),表明制备的吸附剂具有较好的吸附脱硫应用前景。     

黑藻对镉离子的生物吸附研究

研究了黑藻对镉离子的吸附作用,考察了溶液pH、镉离子初始浓度、吸附剂用量和吸附时间等因素对吸附的影响.在选定的吸附条件下,即pH为6.0,吸附剂用量为2 g·L-1,吸附时间为120 min时,对于50 mg·L-1的Cd+溶液,黑藻对Cd+的吸附效率为96%,吸附量为24.1 mg·g-1.常温下黑藻对Cd+的吸附作用可用Langmiur、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温吸附模型进行拟合,相关系数r2分别达到0.9852、0.9901和0.9982,说明吸附反应符合这三种吸附模型.     

甘氨酸修饰大孔纤维素微球的制备及其对Cr3+、Fe3+的吸附研究

以碳酸钙固体颗粒为致孔剂,采用热熔胶转化再生纤维素法制备了大孔纤维素微球,并用甘氨酸修饰成阳离子吸附剂,以Cr3+、Fe3+为模型组分考察了该新型吸附剂的吸附性能.采用扫描电子显微镜对吸附剂的结构性能进行了表征,并探讨了吸附时间、初始浓度、温度、pH对吸附性能的影响.结果表明,吸附在270 min达到平衡,对Cr3+、...     

过氧化氢氧化再生纤维素及其阻燃、吸附性能

以过氧化氢氧化再生纤维素(GC)制备羧基再生纤维素(OGC),表征OGC结构变化及其对阻燃和吸附性能影响机理。通过碱泡预处理能有效提高GC比表面积,增加反应效率,获得羧基含量达15.6%的OGC。FT-IR和¹³C NMR表征结果说明OGC葡萄糖基环上的C₆位伯羟基能被选择性氧化成羧基。随着羧基含量的提高,OGC无定形部分溶解而提高其结晶度,晶型则无显著变化,OGC的热分解温度下降,但是成炭率显著提高。当添加6.25%OGC为成炭剂用于环氧树脂膨胀型阻燃时,氧指数达到27.2,阻燃等级为V0。以火焰原子吸收分光光度法测定结果表明,当羧基含量为15.6%,OGC对铅和铜离子吸附量分别提高14倍和3.5倍,其原因在于氧化改性能显著提高OGC的比表面积和容积率,增加吸附容量。研究结果说明以过氧化氢氧化制备的OGC在阻燃成炭剂以及金属离子吸附领域中具有良好的应用前景。     

聚丙烯酸钠包覆Fe3O4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Fe₃O₄的磁性交联聚合物（CPAANa@Fe₃O₄）,对其进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA等表征。以CPAANa@Fe₃O₄为吸附剂研究了CPAANa@Fe₃O₄对水溶液中Pb²⁺、Cd²⁺的静态吸附,考察了溶液pH、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@Fe₃O₄在pH 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（GB 8978-1996）;CPAANa@Fe₃O₄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@Fe₃O₄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。     

生物除磷颗粒污泥去除Pb2+的效能机制

以好氧颗粒污泥的吸附作用和磷酸盐对重金属的螯合作用为基础,采用富含磷酸盐的生物除磷颗粒污泥作为吸附剂来处理含铅废水,考察了不同吸附条件（pH、Pb²⁺的初始浓度、吸附反应时间）下,颗粒污泥对Pb²⁺的去除效果。结果表明,除磷颗粒污泥在pH为4,初始Pb²⁺浓度为150 mg·L^-1时,对铅的去除率最高（为99.9%）;在吸附反应20 min时即可达到吸附平衡。生物除磷颗粒污泥对Pb²⁺的吸附可以用Langmuir模型拟合（R²=0.993）,最大吸附量为49.5 mg·g^-1。其中离子交换和磷酸盐与Pb²⁺的螯合作用对除磷颗粒污泥去除Pb²⁺起到重要作用;傅里叶变换红外光谱（FTIR）测定表明-COOH、-OH、磷酰基等多种官能团也参与了除磷颗粒污泥除Pb²⁺过程。     

COS吸附剂的性能评价

以γ-Al_2O_3为主要组成,添加质量分数2%~5%的Cu O、2%~5%的Zn O和1%~2%Mo O_3,采用盘式造粒成型工艺制备(2~3)mm的球形颗粒,通过烘干和焙烧制备出比表面积(200~250)m~2·g~(-1)的载体,然后用碱金属氢氧化物对载体进行修饰,制得COS吸附剂,并考察其对COS的吸附性能。结果表明,通过添加活性氧化物的产品对COS的吸附性能良好,对COS吸附容量达11.5 mg·g~(-1),可将COS脱除至0.02 mg·m~(-3)。     

Superior adsorption performance of graphitic carbon nitride nanosheets for both cationic and anionic heavy metals from wastewater

Water pollution caused by highly toxic Cd(II), Pb(II), and Cr(VI) is a serious problem. In the present work,a green and low-cost adsorbent of g-C_3N_4 nanosheets was developed with superior capacity for both cationic and anionic heavy metals. The adsorbent was easily fabricated through one-step calcination of guanidine hydrochloride with thickness less than 1.6 nm and specific surface area of 111.2 m~2·g~(-1). Kinetic and isotherm studies suggest that the adsorption is an endothermic chemisorption process, occurring on the energetically heterogeneous surface based on a hybrid mechanism of multilayer and monolayer adsorption. The tri-s-triazine units and surface N-containing groups of g-C_3N_4 nanosheets are proposed to be responsible for the adsorption process.Further study on pH demonstrates that electrostatic interaction plays an important role. The maximum adsorption capacity of Cd(II), Pb(II), and Cr(VI) on g-C_3N_4 nanosheets is 123.205 mg·g~(-1), 136.571 mg·g~(-1),and 684.451 mg·g~(-1), respectively. The better adsorption performance of the adsorbent than that of the recently reported nanomaterials and low-cost adsorbents proves its great application potential in the removal of heavy metal contaminants from wastewater. The present paper developed a promising adsorbent which will certainly find applications in wastewater treatment and also provides guiding significance in designing adsorption processes.     

磁性三乙烯四胺氧化石墨烯对Cu2+的吸附行为

为了提高氧化石墨烯(GO)的吸附能力和分离效果,采用恒温搅拌法和水热法制备磁性三乙烯四胺氧化石墨烯(M-T-GO)复合吸附剂。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)和透射电镜(TEM)测试方法对其进行表征,并对M-T-GO对Cu²⁺的pH、吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学进行研究。结果表明,M-T-GO对Cu²⁺的吸附符合二级反应动力学和Langmuir吸附等温式描述,吸附反应为自发吸热过程,饱和吸附量为245.09 mg·g^-1,同时具有快速分离和易再生的优点。采用X射线光电子能谱(XPS)推测M-T-GO对Cu²⁺的吸附机理,结果表明M-T-GO主要通过螯合作用和静电引力对Cu²⁺进行吸附。     

海胆状Fe3O4@TiO2磁性纳米介质对Pb2+的选择吸附特性

耦合溶胶-凝胶技术与水热法,制备具有核壳结构的海胆状Fe₃O₄@TiO₂磁性纳米介质（sea urchin magnetic nanoparticles,SUMNPs）。采用TEM、SEM等方法对SUMNPs的形貌等性质进行表征,证实该材料呈现出以Fe₃O₄为核,以TiO₂为壳的海胆状结构,壳层直径约400 nm,比表面积高达236.082 m²·g^-1,表面孔径约6.274 nm。SUMNPs对重金属离子选择吸附的结果表明,基于Pb²⁺离子半径大、电子层数多等物化特点,在Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺ 5种金属离子混合体系中,SUMNPs可以高容量、高选择性快速吸附Pb²⁺,而对其他4种重金属离子几乎无吸附活性。单一Pb²⁺吸附可在5 min内快速平衡,平衡吸附容量为283 mg·g^-1。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,SUMNPs对Pb²⁺的最大饱和吸附容量为458.72 mg·g^-1。经EDTA二钠解吸,NaOH再生后的SUNMPs可以重复使用8次以上。SUMNPs对Pb²⁺具备优异的选择性吸附性能,在处理水体铅污染、恢复水体生态领域具有良好的应用前景。     

球形聚合单宁-纤维素树脂的制备及吸附性能

单宁与多聚甲醛交联合成单宁酚醛聚合物,再以环氧氯丙烷为交联剂,将单宁酚醛聚合物与纤维素通过反相悬浮交联制备球形聚合单宁-纤维素树脂。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）对球形聚合单宁-纤维素树脂的结构进行了表征,并考察了球形聚合单宁-纤维素树脂对盐酸小檗碱的吸附性能。结果表明,球形聚合单宁-纤维素树脂具有多孔的结构,树脂网络中含有大量的酚羟基;球形聚合单宁-纤维素树脂对盐酸小檗碱具有较好的吸附性能,当盐酸小檗碱浓度为600 mg·L^-1、吸附温度为298 K时,最大饱和吸附量可达245.92mg·g^-1;球形聚合单宁-纤维素树脂对盐酸小檗碱的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型和准二级吸附动力学方程,热力学研究数据表明球形单宁-纤维素树脂对盐酸小檗碱的吸附是一个自发放热的物理吸附过程。该树脂在分离提纯生物碱方面具有潜在的应用前景。     

Protein-derived nitrogen and sulfur co-doped carbon for efficient adsorptive removal of heavy metals

A nitrogen and sulfur co-doped carbon has been synthesized employing egg white as a sustainable protein-rich precursor. According to CHNS elemental analysis, N, S and O heteroatoms accounted for mass fractions of 3.66%, 2.28% and 19.29% respectively, and the types of surface functionalities were further characterized by FT-IR and XPS measurements. Although the carbon possessed a smaller surface area (815 m²·g^-1) compared to a commercial activated carbon (1100 m²·g^-1), its adsorption capacity towards Co²⁺ reached 320.3 mg·g^-1, which was over 8 times higher compared to the limited 34.0 mg·g^-1 over the activate carbon. Furthermore, the carbon was found to be an efficient adsorbent towards a series of metal ions including VO²⁺, Cr³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺ and Cd²⁺. Combined with its environmental merits, the protein derived carbon may be a promising candidate for heavy metal pollution control.     

D301大孔吸附树脂吸附甘氨酸

通过静态吸附法研究了树脂D301对水溶液中甘氨酸的吸附行为。采用单因素实验法确定了最佳吸附条件为pH 7.5,温度35℃,时间45 min,吸附剂用量为0.1 g,在此条件下最大平衡吸附量可达794.81 mg·g^-1。同时探究了D301对甘氨酸溶液吸附的热力学行为,测得了303.15～318.15 K温度范围内的吸附等温线数据,用Langmuir、Freundlich、Temkin方程对此进行拟合,并根据热力学原理计算得到吸附过程中ΔH^θ、ΔG^θ、ΔS^θ值和吸附表观活化能。结果表明等温吸附平衡符合Langmuir等温线模型,其ΔH^θ 134.75 kJ·mol^-1,ΔG^θ-6.312 kJ·mol^-1, ΔS^θ 450.806 J·mol^-1·K^-1,E_a为81.27 kJ·mol^-1。研究结果表明D301对甘氨酸的吸附为化学吸附和物理吸附共存且为自发进行的吸热过程。