功能化磁性载体固定耐辐射奇球菌及其对铀的吸附行为与机理

为了解决耐辐射奇球菌(DR)容易以悬浮态生长,菌体与水的密度差较小,吸附铀后难以分离等问题,首先使用氯化亚砜对羧基化磁性纳米Fe_3O_4粒子进行酰氯功能化,以此作为DR菌固定载体,再与二乙烯三胺化学修饰的DR菌进行固定化,得到一种新型功能化磁性耐辐射奇球菌吸附剂NFGDR,并通过红外光谱仪和扫描电镜分别表征吸附剂NFGDR的结构。考察溶液pH值、吸附时间、铀初始浓度和吸附剂投加量等因素对吸附剂NFGDR吸附铀的影响,对吸附动力学模型和吸附等温模型进行分析。结果表明:吸附剂NFGDR表面具有大量吸附铀的基团,吸附铀后表面形态发生变化;吸附铀的最佳条件是pH值为5、吸附时间为80 min、铀初始浓度为10 mg/L和吸附剂投加量为5 mg。吸附剂NFGDR对铀的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir等温线模型,说明该吸附体系是一个单层吸附过程。同时,使用3种不同的解析剂对吸附剂NFGDR解析再生6次后,其对铀的吸附率均在80%以上,说明其具有良好的再生性能。     

固定化黑曲霉活性炭吸附铀的机理

采用海藻酸钠包埋黑曲霉及活性炭粉末的方法制备固定化黑曲霉活性炭微球,利用静态吸附试验研究铀溶液的p H值、初始铀浓度、吸附时间、黑曲霉粉末与活性炭粉末质量的配比及固定化黑曲霉活性炭微球的投加量等因素对其吸附铀的影响。通过对动力学模型、等温吸附模型进行拟合,研究固定化黑曲霉活性炭吸附铀的行为。采用扫描电镜、能谱仪和红外光谱仪分析吸附前后固定化黑曲霉活性炭微球表面的形貌、化学组成和官能团结构的变化,进而探讨吸附过程可能涉及的反应机理。结果表明:固定化黑曲霉活性炭吸附铀的最佳条件为p H值为5.0,铀初始浓度为1 mg/L,固定化黑曲霉活性炭微球投加量为0.3 g/L,9 h即达到吸附平衡,最大吸附量为691.7 mg/g。固定化黑曲霉活性炭吸附铀的过程符合准二级动力学模型,相关系数为0.9994;吸附等温线符合Freundlich和Langmuir等温线模型,相关系数分别为0.9875和0.9993,体现固定化黑曲霉活性炭对铀的吸附模式是以单层吸附为主与多层吸附的共同作用的吸附模式。     

巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附特性

采用巯基化改性麦糟去除废水中的锌离子,研究溶液pH值、反应时间和温度以及Zn(Ⅱ)初始溶度对巯基化改性麦糟吸附效果的影响;借助吸附平衡等温线及吸附动力学模型拟合,结合傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析阐明吸附机制。结果表明:在较宽的pH值范围(6~9)内,巯基化改性麦糟表现出对Zn(Ⅱ)良好的吸附性能。由Langmuir吸附等温线方程计算得到该吸附剂对Zn(Ⅱ)的理论饱和吸附量为353.36 mg/g,高于改性木质纤维素类吸附剂的吸附量(17.88~156 mg/g)。巯基化改性麦糟对Zn(Ⅱ)的吸附动力学特性表明吸附反应很快在30 min内达到平衡,吸附符合拟二级动力学方程,活化能的计算结果表明吸附为活性化学吸附。FTIR分析可知:由巯基化改性麦糟吸附Zn(Ⅱ)主要是羟基和巯基中S—H基团的硫原子与Zn(Ⅱ)配合的结果。     

纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌对铀的吸附性能与机理

以纳米Fe3O4磁性微粒负载啤酒酵母菌,制备一种新型铀吸附剂,考察其吸附铀的主要影响因素,即溶液pH值、铀初始浓度、吸附剂投加量及其粒度,分析吸附过程的反应动力学和等温吸附规律,并用扫描电镜和能谱仪分析吸附机理。结果表明:纳米Fe3O4负载啤酒酵母菌(NFSC)吸附铀的最佳条件是pH值为7.0,铀初始浓度为60 mg/L,NFSC加入量为50 mg,NFSC的最佳粒径为12 nm。NFSC对铀的吸附动力学较好地符合准二级动力学模型,相关系数为0.999 6;吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich等温线模型,说明该吸附体系是一个单层覆盖与多层吸附相结合的模式。扫描电镜和能谱图表明:NFSC吸附铀后表面形态发生变化,且吸附过程中共存物理吸附和化学吸附,属于混合吸附类型。     

缓蚀剂钼酸盐插层水滑石对Cl- 吸附行为的研究

以缓蚀剂钼酸盐插层水滑石(HT-MoO42-)为吸附剂,对NaCl 溶液中的Cl-进行吸附,探讨了吸附时间、温度和Cl-初始浓度等因素对吸附的影响。测定了HT-MoO42-吸附Cl-前后的元素组成变化,测定了吸附等温线和吸附动力学曲线。结果表明,该吸附反应为介孔单分子层与多分子层吸附相结合,在70 h 内达到吸附平衡,吸附量随Cl-初始浓度、温度的增加而增大,吸附过程遵循Lagergren 二级反应动力学过程,相关系数R2 为0.9981。     

酯化改性麦糟对Pb(Ⅱ)的吸附特性

以啤酒工业废弃物麦糟为原料,采用一步快速酯化改性法制备高效重金属离子吸附剂酯化改性麦糟。研究酯化改性麦糟对Pb(Ⅱ)的吸附行为、吸附动力学及吸附机制。结果表明:在较宽的pH值范围(4~8)内,酯化改性麦糟表现出对Pb(II)良好的吸附性能。由Langmuir吸附等温线方程计算得到该吸附剂对Pb(Ⅱ)的理论饱和吸附量为393.7 mg/g,高于文献报道的大多数吸附剂的吸附量。吸附反应很快在15 min内达到平衡,吸附符合拟二级动力学方程。活化能的计算表明吸附为活性化学吸附。酯化改性麦糟吸附Pb(Ⅱ)主要是羟基和羧基中C—O基团的氧原子与Pb(Ⅱ)配合的结果。     

介孔SiO2负载和包覆的纳米金属颗粒的制备与研究

制备了以SiO2为核、介孔SiO2为壳的核一壳颗粒负载纳米金属颗粒以及介孔SiO2壳层包覆SiO2负载的纳米金属颗粒。结果表明,十六烷基三甲基溴化胺（CTAB）作为模板剂,有助于介孔SiO2壳层包覆SiO2核的结构形成,介孔SiO2壳层的孔径方向垂直于SiO2核的表面;在聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的稳定作用下,Pt纳米颗粒能均匀地分布在介孔SiO2壳层的表面。单分散SiO2颗粒经过3-氨丙基三乙氧基硅烷（APS）功能化后,可负载纳米金属颗粒。进一步研究表明,以SiO2负载纳米金属颗粒为核,NH3·H2O,乙醇和水为分散剂,CTAB为模板剂,正硅酸乙酯（TEOS）为硅源,还能制备介孔SiO2壳包覆SiO2负载的纳米金属颗粒,而且介孔SiO：壳层的厚度可通过TEOS的含量调节。     

La(Ⅲ)改性沸石脱除模拟硫酸锌溶液中氟离子的热力学和动力学（英文）

为了明确La(Ⅲ)改性沸石脱除模拟硫酸锌溶液中氟离子的机理,利用XRD、SEM和EDX对吸附剂进行表征,研究吸附剂用量和吸附时间对吸附过程的影响,采用吸附等温线与吸附动力学对吸附过程进行探究。结果表明,Langmuir吸附等温线模型更适合吸附过程;在303和313 K条件下,吸附剂的最大理论吸附容量分别为20.83和23.04 mg/g;Temkin和D-R吸附等温线模型证明氟离子脱除过程为物理吸附,且吸附过程遵从准二级动力学模型;同时,热力学计算结果(?G~Θ0 k J/mol,?H~Θ=8.28 k J/mol,?S~Θ=0.030 k J/(mol?K))说明La(Ⅲ)改性沸石脱除模拟硫酸锌溶液中氟离子是自发、吸热的物理过程;将La(Ⅲ)改性沸石应用在工业硫酸锌溶液中,用量为15 g/L时,氟离子浓度从98.05 mg/L降低至44.09 mg/L。     

甲醇对有序介孔氧化硅结构和形貌的影响

以三嵌段共聚物P123为模板剂、正硅酸乙酯TEOS为无机硅源,采用水热法合成了SBA-15介孔分子筛,并采用XRD、SEM、TEM、N_2吸附-脱附等表征手段研究了不同含量的甲醇对SBA-15分子筛的结构与形貌的影响.结果表明:甲醇对SBA-15介孔材料的形貌与结构影响较大,随着甲醇含量的增加,SBA-15介孔分子筛逐渐从纤维状变为球形,且在很宽的浓度范围内存在一个纤维状与球形共存的中间态,这主要是由于亲水性小分子的嵌入导致双胶束的形成,并最终形成两种形貌的共存;同时,随着甲醇含量的增加,介孔由有序向无序状态变化,N_2吸附-脱附实验表明平均孔径逐渐从10.2 nm降低到8.8 nm,孔径的分布逐渐变宽,孔容由1.003 cm~3/g逐渐增加到2.708 cm~3/g,比表面积由455.3 m~2/g增加到1063 m~2/g,说明随着甲醇添加量的增加,介孔逐渐向微孔方向扩展.     

利用天然二氧化锰吸附铜（英文）

软锰矿的主要成分为MuO2,其可作为一种低成本的吸附剂使用,研究其对废水中铜离子的吸附分离作用。研究Cu(II)离子的初始浓度、溶液初始pH值、吸附剂用量和粒度对吸附过程的影响。结果表明:随着吸附剂的用量增加,吸附铜的比例增大。在不同铜浓度下,溶液的初始pH值为自然状态时的吸附量最大。当初始溶液浓度、初始p H值、接触时间、搅拌速度、粒径大小和吸附剂用量分别为0.0025 mol/L、自然状态、180 min、200 r/min和6 g/L时,软锰矿对铜的吸附率为96.5%。对吸附过程中的等温吸附曲线和动力学进行研究。结果表明:该平衡吸附数据符合Langmuir等温模型,而过程的动力学符合伪二阶动力学模型。     

有序介孔材料合成束状磁性纳米线

利用水热法合成有序介孔材料SBA-15,并利用SBA-15为模板合成CoFe_2O_4和NiFe_2O_4磁性纳米线。通过X射线粉末衍射、氮气吸附、场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对SBA-15、CoFe_2O_4和NiFe_2O_4束状纳米线进行微观结构表征。结果表明,SBA-15具有二维六角直孔道结构,孔径在8nm左右,可作为一维纳米材料硬模板。以SBA-15为模板合成了束状CoFe_2O_4和NiFe_2O_4纳米线,纳米线直径与SBA-15介孔孔道大小接近。通过振动样品磁强计对合成的纳米线磁性能进行表征,结果显示合成的CoFe_2O_4磁性纳米线呈铁磁性,而NiFe_2O_4磁性纳米线则呈现超顺磁性。     

功能化杯[4]芳烃对称硫醚衍生物的制备及其对铀的吸附行为

以1,3-二溴丙烷对对叔丁基杯[4]芳烃的下沿进行修饰,再利用Na_2S·9H_2O合成制备一种新型的吸附材料杯[4]芳烃对称硫醚衍生物,并研究其吸附铀的主要影响因素,即U(Ⅵ)溶液pH值、吸附剂投入量、铀初始浓度及反应时间,分析其吸附过程的反应动力学和等温吸附规律。结果表明:当温度为25℃时,杯[4]芳烃对称硫醚衍生物吸附铀的最佳条件是pH值为4.0,铀初始浓度为20mg/L,杯[4]芳烃对称硫醚衍生物加入量为20mg以及吸附平衡时间为6h。杯[4]芳烃对称硫醚衍生物对铀的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附过程为化学吸附,相关系数为0.9998;Langmuir、D-R和Freundlich等温线均可较好地拟合吸附过程,说明该吸附体系是一个单层覆盖与多层吸附相结合的模式。红外谱图表明,杯[4]芳烃对称硫醚衍生物吸附一定质量的铀后,在817.82cm~(-1)和810.10 cm~(-1)处出现了铀酰离子的伸缩振动峰,且未发生主要的结构形态变化。     

氧化石墨烯-壳聚糖复合物的制备及其吸附性能

采用Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)与壳聚糖(CTS)制备复合型吸附剂GO-CTS,通过傅立叶红外光谱仪(FTIR)和扫描电镜(SEM)对结构和形貌进行表征。考察pH、投加量、吸附时间以及铀初始浓度等参数对吸附剂去铀效果的影响。结果表明,对于10mg/L的含铀溶液,GO和GO-CTS的最佳吸附条件分别为:pH=4~7,5;投加量1.0,1.0g/L;吸附时间为1,70min;最大去铀率分别为99.5%,97.5%。GO和GO-CTS的吸附平衡符合Freundlich等温线模型,表明为多分子层吸附,主要以物理吸附为主,最大吸附量分别为78.13和114.94mg/g。     

复合硅钙质废水吸附材料对铅和铜离子的竞争吸附特性

以牡蛎壳和硅微粉为主要原料,经烧结和水热改性合成了一种可再生使用的高效型体多孔复合硅钙质废水吸附材料,对其微观结构和性能进行了表征。开展了单一体系和二元体系吸附实验,探讨了不同初始p H值、初始浓度、吸附时间等因素对竞争吸附的影响,确定最佳吸附p H为5.0。吸附剂对单一离子的饱和吸附容量分别为Cu2+0.87 mg/g,Pb2+0.71 mg/g,竞争吸附实验显示吸附剂对Cu2+、Pb2+的结合优先顺序为Cu2+Pb2+,吸附机理以物理吸附为主。     

采用负载Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中快速高效去除Ag(Ⅰ)（英文）

采用负载Ni_(0.5)Zn_(0.5)Fe_2O_4磁性纳米粒子芦荟壳灰从水溶液中去除Ag(Ⅰ)。采用XRD、SEM、BET等温线、振荡试样磁力计(VSM)和傅里叶变换红外光谱(FT-ⅠR)表征该吸附剂。采用该吸附剂在不同p H值(2~7)、吸附剂量(0.01~0.5 g)、Ag~+浓度(50,100,200,300,500,700和1000 mg/L)下测定Ag(Ⅰ)的吸光度。在最佳条件(30 min,p H=5)下,得到最高的Ag~+去除率。在50 m L 100 mg/L Ag~+溶液中,最佳吸附剂量是0.20 g,去除率为98.3%。基于Langmuir等温线,得到最大单层饱和吸附量为243.90 mg/g。表征结果表明,吸附剂的比表面积和孔体积分别为814.23 m2/g和0.726 cm3/g。实验数据与Langmuir和Freundlich等温线模型吻合。合成的吸附剂对水溶液中Ag(Ⅰ)吸附具有理想的表面积和吸附容量。     

柠檬酸插层MgAl水滑石对水溶液中Zn~(2+)的吸附性能

采用离子交换法制得柠檬酸插层Mg Al水滑石吸附剂,对吸附剂进行XRD、IR、SEM和BET表征,考察制备的吸附剂对溶液中Zn2+的吸附能力,探讨吸附剂投加量、Zn2+溶液浓度、p H以及吸附温度对Zn2+吸附率的影响,并进行动力学和热力学特征的研究。结果表明:吸附条件对Zn2+的吸附能力影响较大,适宜的水滑石投加量为2~3 g/L,p H以弱酸性为宜,对于Zn2+浓度不超过80 mg/L的溶液,室温下Zn2+吸附率在60%以上,而高温有利于提高Zn2+吸附率。吸附过程符合二级动力学模型,吸附等温曲线可用R-P模型来描述。吸附过程能够自发进行,为吸热过程。     

橘子皮化学改性及其对Cu(Ⅱ) 离子的吸附性能

以橘子皮为基体,经环氧氯丙烷交联后,以Ce4+为引发剂将丙烯酸甲酯单体接枝到橘子皮上,再经过皂化制备改性橘子皮生物吸附剂.研究溶液pH、吸附时间和Cu2+初始浓度对生物吸附剂吸附性能的影响.结果表明,在pH值为5.5,Cu2+初始质量浓度为50 mg/L,吸附时间为3 h的条件下,该生物吸附剂对Cu2+去除率为94.6%,吸附容量为24.41 mg/g.Cu2+在该生物吸附剂上的吸附过程可以用准二级动力学方程很好地描述.吸附等温线结果表明,该生物吸附剂对Cu2+的吸附用Freundlich方程拟合效果优于用Langmuir方程拟合效果.将该生物吸附剂用于含Cu2+ 5.8 mg/L的电镀废水,Cu2+去除率可达97%.通过红外光谱表征该生物吸附剂的结构,说明羧基和羟基与金属离子的结合引起该生物吸附剂对Cu2+的吸附.该生物吸附剂可以再生重复使用4次以上.     

改性生物质材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能

在N,N-二甲基甲酰胺中,以次磷酸钠作为催化剂,采用柠檬酸对泡桐皮、芦苇、花生叶3种生物质材料进行化学改性,制备得到生物吸附剂,并研究Cr(Ⅵ)溶液p H值、初始溶液Cr(Ⅵ)浓度、吸附时间等因素对水溶液中Cr(Ⅵ)吸附率的影响。采用红外光谱分析仪对吸附材料的分子结构及其化学键进行表征。结果表明:3种改性生物质材料在pH值为2、Cr(Ⅵ)初始浓度为30 mg/L时,吸附性能较好,吸附平衡时间为120 min。可以用准二级动力学方程很好地描述生物质材料吸附过程。改性后的泡桐皮、芦苇、花生叶对Cr(Ⅵ)的最大吸附率分别为96.78%、91.85%和89.63%,其中改性后泡桐皮具有最大的吸附量。     

改性海泡石作为循环使用的吸附剂在酸性溶液中吸附Pd(Ⅱ)的应用（英文）

研究以改性海泡石作为吸附剂从酸性溶液中回收Pd(Ⅱ)的吸附特性和机理;通过等温模型、动力学和热力学模型分析改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附特性;利用SEM-EDS、TEM和XPS技术研究改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附机理。Langmuir模型表明,当温度为30°C时,改性海泡石对Pd(Ⅱ)的最大吸附量为322.58 mg/g。动力学实验结果表明,准二级动力学模型能较好地模拟改性海泡石对Pd(Ⅱ)的吸附过程,化学吸附为改性海泡石吸附Pd(Ⅱ)的控速步骤。当Pd(Ⅱ)的初始浓度为100 mg/L时,1 g/L改性海泡石可吸附99%的Pd(Ⅱ)。吸附-脱附循环实验结果表明,改性海泡石具有良好的稳定性和重复使用性。本研究结果表明,改性海泡石是一种可高效且经济的Pd(Ⅱ)回收材料。     

负载胺基氧化硅气凝胶的制备及其CO_2吸附性能研究（英文）

为了提高氧化硅气凝胶对低分压CO_2的吸附性能,以正硅酸乙酯和氨丙基三乙氧基硅烷为先驱体,通过溶胶-凝胶过程制备了比表面积较大、表面胺基丰富的负载胺基氧化硅气凝胶。负载胺基氧化硅气凝胶对低分压CO_2的吸附量随着氮含量的增加而增大。在25℃时,对CO_2含量为0.5%(总压为100kPa)、相对湿度为60%的气体的CO_2吸附量可达1.85mmol/g。由于胺基通过化学键与氧化硅气凝胶骨架相连,同第2个循环相比,负载胺基氧化硅气凝胶第10个循环的吸附量没有出现下降,这说明负载胺基氧化硅气凝胶具有良好的长期使用性能。